СПОСОБ ПОКРЫТИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБОПРОВОДА Российский патент 1997 года по МПК F16L58/10 

Изобретение относится к строительству и ремонту трубопроводов из различных материалов (стали, керамики, бетона и др.) с целью продления сроков их службы при транспортировке различных жидких сред. Способ может быть использован для покрытия внутренней поверхности трубопроводов, расположенных под землей (без вскрытия грунта), на земле и над землей (на эстакадах). Данным способом могут быть отремонтированы трубы городской канализации, технического и питьевого водоснабжения, теплотрасс, а также трубопроводы в промышленности и, в частности, на химических предприятиях. Он может быть реализован как на прямых участках трубопроводов, так и в тройниках, отводах и других его элементах.

Известны способы ремонте трубопроводов, в которых используется комплексный рукав, состоящий, по крайней мере, из внутреннего слоя на основе пленочных материалов и расположенного за ним слоя арматуры на основе стеклянных и/или синтетических нитей в различных комбинациях с пропиткой термореактивным связующим армирующего материала. При этом внутренний слой играет роль "эластичного пуансона", через который передается давление рабочей среды на армированный (силовой) слой, прижимая его к стенкам ремонтируемой трубы до полного отверждения связующего в комплексном рукаве под действием теплоносителя. Внутренний пленочный слой, выполнив свою функциональную нагрузку, по окончании ремонта остается в структуре покрытия, в ее внутреннем (крайнем) слое, не выполняя в нем никакой специальной нагрузки (патент Франции N 2592457, кл. F 16 L 58/04, 1987, патент РФ N 2000513, кл. F 16 L 58/02, 1993, патент Великобритании N 2094178, кл. B 05 D 1/36, 1982, заявка ЕПВ N 0275060, кл. F 16 L 58/10, 1989).

Недостатком известных технических решений является невысокое качество покрытия в процессе эксплуатации как следствие ненадежности внутреннего пленочного слоя.

Эта недостаточная надежность является функцией природы термопластичных пеленок, имеющих низкие значения адгезионной и когезионной прочности к любым типам материалов, а также подверженности их достаточно быстрой деструкции под действием внешних факторов. При реализации способа ремонта трубопровода с использованием термопластичных пленок последнего локально разрушаются, отслаиваются от основного силового слоя композиционного покрытия, создавая тем самым трудности, заключающиеся в блокировке сечения трубы и частичном или полном препятствии передвижению рабочей жидкости. Такие отрицательные эффекты не позволяют надежно эксплуатировать отремонтированные трубопроводы во времени, создавая необходимость очистки трубопровода от лоскутов отслоившейся пленки.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является способ покрытия внутренней поверхности трубопровода, заключающийся во введении в трубопровод облицовочного рукава из пропитанного связующим армирующего материала, размещенного между внутренним и наружным герметичными рукавами из синтетического плечного материала, прижатие его давлением нагретой рабочей среды к внутренней поверхности трубопровода, отверждении облицовочного рукава и удаление внутреннего рукава (см. патент Франции N 2542416, кл. F 16 L 58/10, 1983).

Недостатком известного способа является необходимость изготовления внутреннего слоя (рукава) в виде баллона достаточно большой толщины, что само по себе является многостадийной трудоемкой операцией. Кроме того, при удалении баллона из трубы, особенно в случае необходимости ремонта больших по длине трубопроводов, весьма велика вероятность травмирования (разрыва) материала под действием прилагаемой к его торцевым участкам усилий. Толщина стенки внутреннего эластичного баллона достигает значений, превышающих 1000 мкм, что неизбежно приводит к образованию крупных складок в зонах больших дефектов в ремонтируемой трубе, т.е. к образованию неровностей и шероховатостей на поверхности ремонтного покрытия.

Невозможность обеспечения качественной внутренней поверхности трубы приводит к снижению пропускной способности трубопровода особенно в трубах самотечной, безнапорной канализации, в неровностях и складках которых концентрируется мусор, создавая локальное сужение сечения.

Задачей настоящего изобретения является повышение качества поверхности покрытия, упрощение и ускорение технологического процесса.

Указанная задача решается тем, что в трубопровод вводят облицовочный рукав из армирующего, пропитанного связующим, материала, размещенного между внутренним и наружным герметичными рукавами из синтетического пленочного материала, прижимают рукав давлением нагретой рабочей среды к внутренней поверхности трубопровода, отверждают облицовочный рукав, удаляют внутренний рукав, а в качестве последнего используют термопластичную пленку толщиной 30-150 мкм с температурой размягчения, превосходящей температуру рабочей среды, причем удаление внутреннего рукава осуществляют потоком воды или сжатого воздуха под давлением 90-110 ати в течение 5-15 мин.

Улучшение качества покрытия обеспечивается, прежде всего, за счет того, что изготовление внутреннего слоя, являющегося "эластичным пуансоном", из пленки гораздо меньшей толщины позволяет улучшить условия теплопередачи от теплоносителя к материалу ремонтного покрытия. При этом упрощается технологический процесс изготовления внутреннего слоя облицовочного рукава, что приводит к ускорению процесса в целом из-за снижения суммарных затрат времени. Кроме того, использование для внутреннего слоя термопластичной пленки с определенными свойствами исключает возможность адгезионного или когезионного соединения ее с силовым композитом, благодаря чему пленка полностью удаляется из внутреннего объема трубы под действием высокоскоростного потока воды или сжатого воздуха. Таким образом, предлагаемая совокупность существенных признаков обеспечивает достижение технического результата при их реализации.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. Облицовочный рукав, внутренний слой которого представляет собой герметичный чехол из термопластичного пленочного поливинилхлорида (ТУ 6-01-256-81172) толщиной 100 мкм, а средний силовой слой образован из холста на основе синтетических волокон марки КМ (ТУ.1867888-90-ОП-2) и одного слоя стеклоткани из стеклянных ровингов марки ТР-07. В качестве полимерного связующего использовали полиэфирную смолу марки ПН-1. Такой облицовочный рукав размещали методом "прямого протаскивания" в полость ремонтируемой трубы. Прижатие облицовочного рукава к внутренней стенке трубы осуществлялось сжатым воздухом и паром при давлении 0,7 ати при температуре 97^oC. По окончании процесса полимеризации в полость трубы подавалась вода под давлением 100 ати в течение 10 минут. За этот период времени пленочное покрытие полностью разрушалось и удалялось потоком воды из объема отремонтированной трубы. Визуальный контроль качества нового покрытия зафиксировал чистую и гладкую (без складок и дефектов) поверхность. Контроль свойств покрытия представлен в таблице.

Пример 2. Осуществляли аналогично примеру 1, но внутренний слоя был выполнен на основе полиэфиртерефталатной пленки толщиной 30 мкм, а силовой слой образован из стеклоткани из ровингов марки ТР-07 и войлока из синтетических нитей марки КМ. В качестве связующего использовали полиэфирную смолу марки ПН-15. Полимеризацию проводили под действием перегретого пара под давлением 1 ати при температуре 125^oC. Пленку удаляли потоком сжатого воздуха от компрессора давлением 90 ати в течение 5 минут.

Пример 3. Осуществляли аналогично примеру 1, но использовали облицовочный рукав с внутренним слоем из полиамидной пленки марки ПК (ТУ 6-19-255-84) толщиной 150 мкм, силовым слоем из стеклохолста марки ХЖКН и синтетического войлока марки КМ. В качестве связующего использовали эпоксидную смолу марки КДА с отвердителем аминного типа. Внутренний рукав удаляли потоком воды под давлением 110 ати в течение 15 минут.

Анализ свойств ремонтного покрытия, представленных в таблице, показывает улучшение прочностных свойств, уменьшения водопоглощения.

Использование: при строительстве и ремонте трубопроводов. Сущность изобретения: в трубопроводе вводят многослойный рукав с пропитанным связующим средним армирующим слоем. Давлением нагретой рабочей среды рукав раздувают, прижимают к внутренней поверхности трубопроводов и отверждают связующее, после чего внутренний рукав удаляют скоростным потоком воды или сжатого воздуха под давлением 90-110 ати в течение 5-15 минут. Внутренний рукав изготавливают из термопластичной пленки толщиной 30-150 мкм. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ покрытия внутренней поверхности трубопровода, заключающийся во введении в трубопровод облицовочного рукава из пропитанного связующим армирующего материала, размещенного между внутренним и наружным герметичными рукавами из синтетического пленочного материала, прижатии облицовочного рукава давлением нагретой рабочей среды к внутренней поверхности трубопровода, отверждении облицовочного рукава и удалении внутреннего рукава, отличающийся тем, что в качестве последнего используют термопластичную пленку толщиной 30
150 мкм с температурой размягчения, превосходящей температуру рабочей среды, а удаление внутреннего рукава осуществляют потоком воды или сжатого воздуха. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что внутренний рукав удаляют потоком рабочей среды под давлением 90 110 ати в течение 5 15 мин.