СПОСОБ ПОКРЫТИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ Российский патент 1997 года по МПК F16L58/02 

Изобретение относится к эксплуатации всех видов трубопроводов в промышленности и городском хозяйстве под землей и над землей и может быть использовано, в частности, для их ремонта либо защиты от воздействия агрессивных сред. Оно может быть использовано и для создания новых трубопроводов нишах (каналах) под землей, а также в жестких матрицах.

В соответствии с предлагаемым способом могут быть отремонтированы трубы из керамики, металлов, бетона, фаолита, стеклопластика и др. материалов.

Известен способ ремонта труб с использованием рукава из комбинации слоя арматуры на основе стеклянного волокна и по крайней мере одного слоя пленки, играющего роль эластичного пуансона. Способ предполагает размещение этого комплексного рукава в полости,подлежащей ремонту трубы, раздува его под давлением рабочей среды для прижатия ремонтного рукава к стенкам трубы. Прижатие и полимеризация (отверждение) покрытия происходит под действием сначала горячей жидкости, а затем горячего воздуха, циркулирующего в полости ремонтного покрытия [1]
Еще известен способ ремонта трубопроводов с использованием комплексного рукава, армирующая составляющая которого пропитана термореактивным связующим. Отверждение рукава осуществляется ультрафиолетовыми нагревателями [2]
Известен также способ ремонта трубопровода с использованием гибкого рукавного покрытия, в котором отверждение покрытия осуществляют под действием двух жидких теплоносителей с различной температурой, подаваемых в полость ремонтного рукава поочередно [3]
Недостатками известных эластичных способов покрытия внутренней поверхности труб с помощью эластичного рукава, превращаемого в твердое тело под действием нагретых теплоносителей являются: расход значительного количества теплоносителя и электроэнергии, сложность аппаратурного оформления при использовании различного вида теплоносителей.

Известен также способ покрытия внутренней поверхности трубопровода гибкой трубчатой обшивкой, предварительно промазанной внутри клеем, которую устанавливают на свое место в трубопроводе, постепенно выворачивая изнутри наружу под действием давления рабочей среды, после чего проводят отверждение клея путем ввода в трубопровод пористого гибкого шланга и инжектирования пара через его стенки [4]
Недостатком известного способа является большой расход теплоносителя и продолжительности процесса.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ покрытия внутренней поверхности труб путем введения с одного конца трубы рукавного облицовочного материала на основе армирующего наполнителя, пропитанного термореактивным полимерным связующим и заключенного между рукавами из термопластичных пленок, прижатия рукавного облицовочного материала к внутренней поверхности трубы под действием давления рабочей среды и последующего его отверждения [5]
Недостатками известного способа являются недостаточная прочность покрытия и большой расход теплоносителя.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе покрытия внутренней поверхности труб путем введения с одного конца трубы рукавного облицовочного материала на основе армирующего наполнителя, пропитанного термореактивным полимерным связующим и заключенного между рукавами из термопластичных пленок, прижатия рукавного облицовочного материала к внутренней поверхности трубы под действием давления рабочей среды и последующего его отверждения, прижатие рукавного облицовочного материала осуществляют сжатым воздухом давлением 0,1-0,3 ати в течение 5-10 мин, отверждение в две стадии на первой стадии проводят водяным паром давлением 0,3-0,1 ати в течение 3,0-3,5 ч, а на второй стадии смесью пара с сжатым воздухом давлением 0,5-2,0 ати в течение 10-30 мин.

Предлагаемое последовательное осуществление операций прижатия и отверждения облицовочного материала позволяет избежать ситуации, когда отверждение ремонтного рукава может произойти до его полного прижатия к стенкам травмированной трубы, что может явиться причиной нестабильности (потери формоустойчивости) внутреннего диаметра покрытия. Таким образом удается улучшить качество покрытия, а также сэкономить расход теплоносителя за счет использования сжатого воздуха для расправления и прижатия рукавного облицовочного материала. Кроме того, в заявленном техническом решении обеспечиваются оптимальные условия отверждения покрытия на второй стадии отверждения, когда процесс полимеризации уже завершен и требуется быстрое охлаждение покрытия для придания ему формоустойчивости. Для этого к пару добавляют сжатый воздух, который, понижая температуру теплоносителя, ускоряет охлаждение покрытия и, соответственно, экономит расход теплоносителя.

Пример 1. Рукав из иглопробивного холста марки ХПС, пропитанного ненасыщенной стиролсодержащей полиэфирной смолой марки ПН-1 диаметром 120 мм и длиной 37 пог.м в комбинации с внутренним и внешним рукавами из полиэтиленовой пленки толщиной 130 мкм размещали в полости ремонтируемой трубы из керамики той же длины. После установки на торцах рукава заглушек в полость рукава подавался сжатый воздух под давлением 0,2 ати в течение 7 мин. После расправления и плотного прилегания к стенкам ремонтируемой трубы рукавного материала, что фиксировалось по показанию манометра на одной из заглушек, осуществляли стадию отверждения. На первом ее этапе подавали в полость рукава пар давлением 0,6 ати от парогенератора с температурой 100 ^o С в течение 3,0 ч 15 мин. На второй этапе осуществляли подачу сжатого воздуха давлением 1,2 ати, не прекращая подачу пара, что привело к быстрому охлаждению покрытия и приданию ему необходимой формоустойчивости.

Пример 2. Осуществляли аналогично примеру 1, но в качестве ремонтного покрытия использовали войлок из синтетического акрилонетрилового волокна. Длина ремонтируемой трубы составляла 46,5 м при диаметру 150 мкм. В качестве внутреннего пленочного рукава (эластичного пуансона) использовалась смесевая пленка из полипропилена и полиэтилена в соотношении 30:70 мас. в качестве связующего стиролсодержащая полиэфирная смола марки ПН-19. Покрытие осуществлялось методом "выворота". При этом выворачивание, распрямление, прижатие производили сжатым воздухом давлением 0,1 ати в течение 5 мин, отверждение на первой стадии паров давлением 0,3 ати в течение 3,0 ч, а на второй стадии -смесью пара с сжатым воздухом давлением 0,5 ати в течение 10 мин.

Пример 3. Осуществляли аналогично примеру 1, но в качестве силового слоя комплексного ремонтного рукава использовали чулок из стеклотрикотажа, связующего полиэфирную смолу марки ПН-15. Прижатие проводили сжатым воздухом давлением 0,3 ати, в течение 10 мин, отверждение на первой стадии паров давлением 1,0 ати в течение 3,5 ч, а на второй смесью пара с сжатым воздухом давлением 2,0 ати в течение 30 мин.

Пример 4 (по прототипу). Осуществляли аналогично примеру 1, его прижатие и отверждение рукавного облицовочного материала проводили одновременно одним теплоносителем водяным паром с температурой 100 ^o С в две стадии. На первой стадии пар подавался давлением 0,3 ати в течение 30 мин на второй стадии давлением 1,0 ати и поддерживали в течение 4 ч.

Свойства облицовочных рукавов и стеклопластика на их основе представлены в таблице.

Из данных таблицы видно, что при осуществлении способа прочность покрытия при изгибе может быть увеличена до 30% плотность до 20%
Следует отметить, что улучшение качества покрытия связано с обеспечением геометрии полимерного рукава идентичной геометрии ремонтируемой трубы, а также с тем, что отверждение паром только после полного прижатия покрытия к стенкам трубы. Этой же цели служит и ускорение охлаждения материала покрытия на втором этапе отверждения для придания ему необходимой жесткости и формоустойчивости. Одновременно происходит экономия теплоносителя за счет использования сжатого воздуха без подогрева.

В случае использования рабочей среды и теплоносителя давлением и временным периодом меньше заявленных нижних пределов качество покрытия будет ниже, а выше верхних пределов будет значительно ускорен процесс структуриpования стеклопластика, что ведет к сокращению жизнеспособности облицовочного рукава.

Использование: для ремонта или защиты трубопроводов от воздействия агрессивных сред. Сущность изобретения: с одного конца трубы вводят рукавный облицовочный материал на основе армирующего наполнителя, пропитанного термореактивным связующим и заключенного между рукавами из термопластиных пленок. Прижимают рукавный материал к внутренней поверхности трубы под действием давления рабочей среды и последующего его отверждения. Прижатие материала осуществляется сжатым воздухом давлением 0,1-0,3 ати в течение 5-10 мин. Отверждение проводят в две стадии, на первой стадии - водяным паром давлением 0,3-1,0 ати в течение 3,0-3,5 ч, на второй - используют смесь пара с сжатым воздухом давлением 0,5-2,0 ати. 1 табл.

Способ покрытия внутренней поверхности труб путем введения с одного конца трубы рукавного облицовочного материала на основе армирующего наполнителя, пропитанного термореактивным связующим и заключенного между рукавами из термопластичных пленок, прижатия рукавного облицовочного материала к внутренней поверхности трубы под действием давления рабочей среды и последующего его отверждения, отличающийся тем, что прижатие рукавного облицовочного материала осуществляют сжатым воздухом давлением 0,1 0,3 ати в течение 5 10 мин, а отверждение в две стадии, на первой стадии проводят водяным паром давлением 0,3 1,0 ати в течение 3,0 3,5 ч, а на второй стадии используют смесь пара со сжатым воздухом давлением 0,5 2,0 ати в течение 10 30 мин.