способ ремонта дефектов подводного перехода трубопровода

Формула изобретения

Способ ремонта дефектов подводного перехода трубопровода, включающий установку сборной цилиндрической муфты с нижним и верхними патрубками на поврежденный участок трубопровода с обеспечением кольцевого зазора между муфтой и трубопроводом, герметизацию торцов муфты, подачу в кольцевой зазор композиционного материала на основе эпоксидной смолы через нижний патрубок до его появления на выходах верхних патрубков, отличающийся тем, что герметизация торцов муфты производится с помощью эластичных прокладок, а в качестве композиционного материала применяют композицию из эпоксидной смолы на основе эпоксидного олигомера, отвердителя, содержащего амидные и имидазольные группы, и порошкового наполнителя, при этом композиция содержит, мас.ч: эпоксидная смола 100, отвердитель 10-60, порошковый наполнитель 20-800.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к способам ремонта трубопроводов без остановки перекачки продукта с использованием муфты, которая монтируется с кольцевым зазором относительно внешней поверхности трубопровода. После 20-25 лет эксплуатации ухудшается техническое состояние трубопровода в результате воздействия на него перекачиваемого продукта и окружающей среды, накапливаются и развиваются усталостные и коррозионные повреждения металла труб.

Применяемые на магистральных трубопроводах “интеллектуальные” средства внутритрубной диагностики позволяют своевременно обнаруживать дефекты различных типов. По результатам расчетов на прочность те из дефектов, которые представляют опасность для целостности трубопроводов, подлежат ремонту.

Известен “Способ ремонта подводного трубопровода” в соответствии с патентом № 2101606 RU, МКИ F 16 L 55/18 (опубликован 1998.01.10). При использовании данного способа на дефектном участке трубы производят механическую стабилизацию соосности с помощью специального устройства-центратора, затем вырезают и удаляют дефектный участок трубы. После этого на его место с помощью сварки устанавливают ремонтную катушку с использованием подкладных элементов. К недостаткам способа можно отнести необходимость в сварке под водой и остановке перекачки продукта на время ремонта.

Известен “Способ ремонта трубопровода” в соответствии с патентом № 2210134 GB, МКИ F 16 L 55/17, 55/18. При использовании данного способа при ремонте трубопровода на него с кольцевым зазором монтируется муфта с патрубками, состоящая из двух полумуфт (верхней и нижней), которые соединяются между собой продольными сварными швами. Торцы муфты заполняют герметиком, затвердевающим в течение часа. Кольцевой зазор заполняется через нижний патрубок композитным материалом на основе эпоксидной смолы, которая после отвердения обеспечивает эффективную разгрузку трубопровода в зоне дефекта. Недостатком данного способа является невозможность его применения при проведении ремонта трубопровода под водой.

Известен также “Способ ремонта трубопровода” в соответствии с евразийским патентом № 002564, МКИ F 16 H 55/17, 55/18 (опубликован 2002.06.27), который является прототипом заявленного изобретения. Данный способ включает в себя установку муфты с патрубками на поврежденный участок трубопровода с образованием кольцевого зазора между муфтой и трубопроводом, герметизацию торцов муфты с помощью герметика и подачу через нижний патрубок в кольцевой зазор композитного материала на основе эпоксидной смолы. К недостаткам способа можно отнести невозможность его применения при проведении ремонта трубопровода под водой.

Целью настоящего изобретения является обеспечение проведения ремонта дефектных участков трубопровода под водой без остановки перекачки продукта.

Указанная цель достигается в предлагаемом способе за счет проведения операции герметизации торцов муфты с использованием эластичных, герметизирующих прокладок предпочтительно из резины на основе фторонасыщенного каучука, а в качестве композиционного материала при проведении операции заполнения внутренней полости муфты применяют эпоксидную смолу с повышенной адгезионной способностью, позволяющей вытеснять воду из внутренней полости ремонтной муфты. Каждая герметизирующая прокладка образована из линейного отрезка резины или другого эластичного материала, который вырезан по размеру проточки муфты. Выбор материала герметизирующих прокладок обусловлен способностью выдерживать высокие удельные нагрузки и требуемым сроком службы (не менее 30 лет). Данные герметизирующие прокладки укладываются в круговые проточки, предусмотренные по краям нижней и верхней полумуфт перед их стяжкой с помощью винтовых соединений.

На фиг.1 приведена схема расположения механизмов для проведения ремонта дефектов подводного перехода трубопровода. На фиг.1 приняты следующие обозначения: плавкран 1, водолазный бот 2, буксирный катер 3, баржа 4, якорная лебедка 5, буй 6, трубопровод 7, береговая линия 8. Стрелкой показано направление течения реки.

На фиг.2 приведен участок трубопровода с установленной ремонтной муфтой. На фиг.2 приняты следующие обозначения: насос 9, емкость 10 для композиционного материала, шланг 11, верхний патрубок 12, зажим 13, ремонтная муфта в сборе 14, винтовое соединение 15, нижний патрубок 16.

На фиг.3 приведено продольное осевое сечение трубопровода на участке установки ремонтной муфты, где 17 - торцевая уплотнительная прокладка, 18 - композиционный материал.

На фиг.4 показано поперечное сечение трубопровода с установленной ремонтной муфтой.

Заявленное устройство работает следующим образом.

Перед проведением ремонта дефектный участок трубопровода очищается водолазами от изоляции с помощью гидравлического струйного резака типа “гидробластер”, а затем обрабатывается с помощью гидравлической шлифовальной машины с щеточными насадками.

После этого на трубу с использованием плавкрана 1 симметрично относительно дефекта устанавливается цилиндрическая муфта 14, состоящая из нижней и верхней полумуфт. Полумуфты соединяются водолазами между собой под водой с помощью винтовых соединений 15. Перед затяжкой по краям муфты 14 закладываются в предусмотренные для этого проточки эластичные торцевые уплотнительные прокладки 17 предпочтительно из резины на основе фторонасыщенного каучука. После установки эластичных прокладок 17, необходимых для герметизации торцов муфты, производится окончательная затяжка полумуфт с помощью винтовых соединений 15.

Внутренний диаметр муфты 14 превышает внешний диаметр трубопровода 7 на величину, достаточную для образования кольцевого зазора между ними.

Нижняя полумуфта снабжена стальным патрубком 16 для подачи (закачки под давлением) композиционного материала 18 во внутреннюю полость муфты 14. Верхняя полумуфта снабжена несколькими выходными патрубками 12. В обеих полумуфтах по краям предусмотрены проточки для закладки эластичных прокладок соответствующего размера. Кроме того, в обеих полумуфтах могут быть предусмотрены несколько резьбовых отверстий, в которые вворачиваются установочные болты, предназначенные для регулировки зазора между муфтой и трубопроводом и выполняющие функцию опор при установке муфты на трубопровод. Нижний входной патрубок 16 муфты соединяют с помощью гибкого шланга 11 с насосом 9, который связан с емкостью 10 для композиционного материала. Данное оборудование располагается на водолазном боте 2. На верхние выходные патрубки надевают шланги длиной не менее 0,5 м, закрепляют их с помощью хомутов и устанавливают на них зажимы 13. Перед началом работы выходные патрубки 12 открывают и через входной патрубок 16 в кольцевой зазор между муфтой 14 и трубопроводом 7 подают композиционный материал 18, используя насос 9. Процесс заполнения кольцевого зазора муфты под действием избыточного давления, создаваемого насосом 9, производится до появления композиционного материала в выходных патрубках 12, после чего входной 16 и выходные патрубки 12 перекрывают, а насос 9 выключают. Композиционный материал 18 в кольцевом зазоре затвердевает до требуемой прочности в течение 24 часов. В качестве композиционного материала применяют композицию из эпоксидной смолы на основе эпоксидного олигомера, отвердителя, содержащего амидные и имидазольные группы и порошкового наполнителя, при этом композиция содержит, мас.ч: эпоксидная смола 100, отвердитель 10-60, порошковый наполнитель 20-800.

Ремонтные работы проводят на действующем трубопроводе без остановки транспорта продукта при давлении в трубопроводе на 30% ниже уровня допустимого давления.