САНИРУЮЩИЙ РУКАВ ДЛЯ ТРУБОПРОВОДОВ Российский патент 1998 года по МПК F16L58/02 

Изобретение относится к области ремонта с помощью гибких рукавов трубопроводов в городском хозяйстве, промышленности и др. областях техники, изготовленных из всех известных типов материалов (металл, керамика, бетон, фаолит и пр.) и используемых при транспортировке агрессивных сред и нейтральных жидких и газообразных продуктов, а также пищевых продуктов, технической и питьевой воды. Оно может быть также использовано при предэксплуатационной защите как прямых участков трубопроводов, так и тройников, колен, отводов различной геометрии сечения и диаметров.

Известен комплексный рукав, используемый при технологии покрытия внутренней поверхности трубопровода, состоящий из нескольких слоев на базе комбинации полимерных пленочных и армирующих, например, стекловолокнистых материалов, образующих в совокупности "сендвич"-пакет, который пропитывается термореактивным связующим и, таким образом, является основой будущего покрытия (патент РФ N 2000513, F 16 L 58/02, опубл. 1993 г.).

Недостатками известного комплексного рукава являются.

1. Низкая надежность ремонтного покрытия в процессе эксплуатации, почти нулевой адгезии внутреннего полимерного пленочного слоя к основному "силовому" слою из армирующих материалов.

2. невозможность использования такого покрытия для ремонта трубопроводов, предназначенных для транспортировки питьевой воды, а также других пищевых жидких продуктов по причине отслоения и травмирования внутреннего пленочного слоя рукава в процессе эксплуатации и опасности контакта продукта с полиэфирным, либо с эпоксидным и др. связующим "силового" слоя.

3. Невозможность использования комплексного рукава такой структуры при ремонте длинномерных труб /50 м и более/ из-за недостаточной прочности методом "выворота", являющегося более прогрессивным.

Известен также материал и рукав на его основе для санации трубопроводов, который состоит из внутреннего и наружного слоев полимерной пленки и среднего силового слоя между ними армирующего материала, пропитанного термореактивной смолой, при этом внутренней пленочный слой является бесшовным, а силовой слой и внешний пленочный слой соединены в рубчатый рукав простым нахлестом без какого либо усиления или упрочнения соединительного продольного шва. После полимеризации рукава внутренняя трубчатая пленка извлекается из отремонтированной трубы механическим путем, а внешняя полимерная пленка удаляется непосредственно перед введением рукава в подлежащую ремонту трубу (патент США N 5186987, НКИ 428/34.5, 1993).

Недостатками этого технического решения являются.

1. Низкое качество покрытия трубы, как следствие неизбежного контакта ремонтного покрытия /пластика/ в процессе полимеризации с имеющейся в санируемой трубе влагой,
2. Удоражание процесса из-за необходимости дополнительных материальных и трудовых затрат, связанных с извлечением внутреннего и наружного рукавов и тщательной очистки поверхности ремонтируемой трубы.

Известен также санирующий рукав из гибкого композиционного материала, представляющего собой сочетание слоя нетканого материала для наружной поверхности облицовки и слоев армирующего материала, способных поглощать адгезив, например термореактивную смолу. После пропитки всех слоев внутрь рукава вводят раздуваемую форму из полиэтиленовой или поливинилхлоридной герметичной пленки и затем готовый рукав размещают в ремонтируемой трубе, а после надувания формы, отверждения облицовки и снятия давления опавшую форму убирают (патенты Франции N 2537056, B 32 B 7/00, публ. 1984 г. N 2546817, B 32 B 17/00, публ. 1984 г.).

Недостатками известного санирующего рукава являются низкая герметичность, т.к. края кромок сформированной в трубу облицовки соединены путем склеивания или сшивания, и невозможность транспортировки питьевой воды и жидких пищевых продуктов из-за контакта их с пластиком.

Известно еще гибкое трубчатое устройство для облицовки стенок каналов, трубчатый корпус которого образован, по крайней мере, двумя слоями один на основе войлока, а другой из нанесенного на войлок сополимера из смеси полиэтилена и этилвинил ацетата, при этом кромки слоев соединены между собой стыковым швом, а для увеличения прочности трубчатого корпуса устройства к его внутренней и наружной поверхности в зоне стыкового шва прикреплены соответственно пластина из войлока и пластина из сополимера этиленвинилацетата (патент Великобритании N 2262322, F 16 L 55/165, публ. 1993 г.).

К недостаткам данного санирующего рукава следует отнести недостаточную герметичность, а также прочность, которая не позволяет использовать рукав при размещении его в ремонтируемой трубе методом выворота, при котором давление рабочей среды составляет 3 4 ати.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является санирующий рукав для трубопроводов, образованный состыкованной в оболочку слоистой структурой, представляющей собой слой дублированного войлока с расположенным вокруг него слоем термопластичного материала. При этом стыковой шов соединен путем сварки в продольном направлении (патент ФРГ N 3614963, B 29 C 65/20, публ. 1987 г. прототип).

Известный санирующий рукав имеет низкую прочность стыкового шва и, особенно, войлочного полотна по причине сложной структуры свариваемой хаотически расположенной армированной системы. Кроме того, достаточно сложен процесс сварки двух разнородных материалов встык, что отрицательно отражается на герметичности стыкового шва. Указанные недостатки не позволяют обеспечить надежное качественное покрытие трубопровода. К тому же, многооперационная технология получения данного рукава, предполагающая наличие специального оборудования, делает покрытие дорогостоящим и трудоемким.

Технической задачей изобретения является улучшение качества санирующего рукав за счет увеличения прочности и герметичности стыкового соединения, расширение областей его использования (для транспортировки питьевой воды и жидких пищевых продуктов), упрощение изготовления и удешевление изделия.

Поставленная задача решается тем, что в известном санирующем рукаве для трубопроводов, образованной состыкованной в оболочку слоистой структурой, представляющей собой войлочный слой, дублированный снаружи слоем термопластичного материала, при этом стыковой шов соединен путем сварки в продольном направлении, вдоль сварочного шва прикреплена пластина из стеки на основе синтетических или стеклянных нитей, совмещенная с лентой из термопластичного материала.

Пластина из сетки может иметь соотношение основы и утка 1:10 1:10.

Стыковой шов может быть соединен шитьем оверлочной или оплеточной структуры, а вдоль него прикреплена лента из термопластичного материала, которая может быть совмещена с пластиной из сетки на основе синтетических или стеклянных нитей с соотношением основы и утка 11:10 1:100.

Целесообразно использовать войлочный слой из лавсановых, полиамидных нитей или их сочетаний или стеклянных нитей.

В качестве термопластичного материала желательно использовать полиэтилен, полиэтилентерефталат, полиамид, поливинилхлорид или покрытие на основе каучуковой системы пищевого назначения.

В другом случае дублирование слоистой структуры может быть выполнено путем экструзионного соединения войлочного слоя со слоем термопластичного материала.

Целесообразно может быть дублирование слоистой структуры в виде ткани из синтетический нитей и покрытия на основе каучуковой системы пищевого назначения выполнено путем шпреднигования.

В случае, когда использована ткань, в качестве последней может быть использована ткань полотнянного переплетения из смеси полиамидных и лавсановых волокон, взятых в соотношении 50:50.

Желательно использовать в качестве каучуковой системы смесь этилен-пропиленового каучука с поливинилхлоридом.

В случае, когда использована смесь этилен-пропиленового каучука с поливинилхлоридом, их соотношение должно быть соответственно 70:30.

В следующем варианте слоистая структура может быть выполнена путем клеевого соединения войлочного слоя со слоем термопластичного материала.

Для присоединения к стыковому шву пластины из сетки на основе синтетических или стеклянных нитей и/или ленты из термопластичного материала желательно использовать сварку токами высокой частоты.

Слоистая структура может быть соединена в оболочку внахлест с использованием клеящего вещества.

Преимущества предлагаемого санирующего рукава заключаются в повышении качества (надежности) за счет улучшения его структурной монолитности, повышения прочности и герметичности стыкового шва, расширения ассортимента ремонтируемых труб (для питьевого водоснабжения, для транспортировки жидких пищевых продуктов).

Структурная монолитность дублированного полотна повышается путем использования разных вариантов соединения подобранных материалов: экструзия, шпреднигование, клеевое.

Прочность и герметичность стыкового шва обеспечиваются за счет сочетания прочностных сетчатых материалов с герметичными пленочными материалами, которые однородны с наружным слоем дублированного полотна, а поэтому легко с ними соединяются путем сварки, склейки. При этом такое соединение усиливается механическим-прошивкой.

Ниже приводятся примеры конкретного выполнения санирующего рукава.

Пример 1.

Для получения санирующего рукава изготавливали комплексный погонажный дубль-материал из слоя на основе синтетического войлока марки КМ (ТУ 1867888-900П-2), на который методом экструзии из щелевой головки наносили слой полиэтилена низкого давления марки 20308-005 (ГОСТ 16337-77) толщиной 200 мкм. Такой плоский материал состыковали в рукав диаметром 200 мм, стыковой шов соединяли шитьем оверлочного типа и герметизировали лентой из полиэтилена низкого давления той же марки толщиной 150 мкм, которую приварила токами высокой частоты к наружной поверхности дубль-материала из полиэтилена. Для использования рукава по назначению внутри него размещали еще один рукав из полимерной пленки, затем осуществляли пропитку войлочного (армирующего) слоя расчетным количеством связующего полиэфирного типа марки ПН-1 с перекисными инициаторами и отвердителем. Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 2.

Осуществлялся: аналогично примеру 1, но дубль-материал изготавливали путем нанесения на войлок полиуретана толщиной 250 мкм. Пленка из полиуретана адгезировалась с войлочным подслоем с использованием клеевого шва на основе линейного полимера того же состава. Плоский материал соединяли в рукав диаметром 250 мм "внахлест". Продольную соединительную зону "нахлеста" усиливали полиуретановой лентой и пластиной из сетки, имеющей соотношение основы и утка 1:10, на основе полиамидных нитей. Ленту и пластину присоединяли химической сваркой с предварительным разогревом граничной зоны токами высокой частоты. Расчетное количество связующего для пропитки санирующего рукава определялось, исходя из его объемного содержания на единицу длины рукава и общей его длины, равной длине подлежащей ремонту трубы.

Пример 3.

Осуществлялся аналогично примеру 1, дубль-материал изготавливали из ткани полотняного переплетения из смеси полиамидных и лавсановых волокон в соотношении 50: 50, которая покрывалась методом шпреднигования слоем этилен-пропиленового каучука (СКЭПТ), совмещенного с поливнилхлоридом в соотношении 70: 30. Полученный материал состыковывали в рукав диаметром 300 мм. Стыковой шов соединяли и герметизировали тепловой сваркой с применением ленты на основе вышеуказанной композиции для дубль-материала. Усиление стыкового шва производили пластиной из сетки с соотношением основы и утка 1:100 (стеклосетка бытового назначения ТУ6-48-57-86902). Полученный рукав пропитывали термореактивным связующим эпоксидного типа марки ЭД-22 с кислотной системой отверждения на основе изометилтетраизофталевого ангидрида с добавками.

Пример 4.

Осуществлялся аналогично примеру 1, но на синтетический войлок наносили слой поливинилхлорида толщиной 0,250 мм по технологии промышленности искусственных кож с использованием клеевого соединения. Полученное полотно трансформировали в рукав встык, прошивая швом типа "оверлок". Шов герметизировали высокочастотной сваркой ленты из поливинилхлорида толщиной 200 мкм.

Использование: строительство и ремонт трубопровода. Сущность изобретения: санирующий рукав для трубопровода выполнен в виде оболочки с закрепленным продольным швом из слоистой структуры - войлока или ткани и дублированных слоем термопласта или каучуковой смеси, продольный шов усилен закрепленным снаружи оболочки соответственно пластиной из сетки и лентой из термопласта. даны материалы слоистой структруы6 сетки, дублирующего слоя и разновидности закрепления продольного шва оболочки. 15 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Санирующий рукав для трубопровода, содержащий с закрепленным продольным швом оболочку из слоистой структуры, дублированной слоем синтетического, обращенного внутрь оболочки материала, отличающийся тем, что снаружи оболочки вдоль продольного шва закреплены соответственно пластина из сетки и лента из термопластичного материала, при этом сетка изготовлена на основе синтетических или стеклянных нитей. 2. Рукав по п.1, отличающийся тем, что сетка имеет соотношение основы и утка 1 10 1 100. 3. Рукав по п.1, отличающийся тем, что продольный шов оболочки выполнен стыковым и закреплен сваркой или оверлочной или оплеточной структурой, при этом вдоль шва закреплена лента из термопластичного материала. 4. Рукав по п.1 или 3, отличающийся тем, что под лентой из термопластичного материала закреплена пластина из сетки на основе синтетических или стеклянных нитей. 5. Рукав по п.1, отличающийся тем, что слоистая структура оболочки выполнена из войлока на основе лавсановых, полиамидных нитей или их сочетаний или на основе стеклянных нитей. 6. Рукав по п.1, отличающийся тем, что слоистая структура оболочки выполнена в виде ткани из синтетических нитей. 7. Рукав по п.1 или 6, отличающийся тем, что в качестве ткани использована ткань полотняного переплетения из смеси полиамидных и лавсановых волокон. 8. Рукав по п.1 или 7, отличающийся тем, что смесь полиамидных и лавсановых волокон имеет соотношение 50 50. 9. Рукав по п.1, отличающийся тем, что слоистая структура оболочки дублирована слоем термопластичного материала или слоем на основе каучуковой системы пищевого назначения. 10. Рукав по п.1 или 9, отличающийся тем, что в качестве термопластичного материала использован полиэтилен, полиэтилентерефталат, полиамид, полипропилен, поливинилхлорид. 11. Рукав по п.1 или 9, отличающийся тем, что в качестве каучуковой системы использована смесь этиленпропиленового каучука с поливинилхлоридом. 12. Рукав по п.1, или 9, или 11, отличающийся тем, что смесь этиленпропиленового каучука с поливинилхлоридом имеет соотношение соответственно 70 30. 13. Рукав по п.1, или 6, или 10, отличающийся тем, что дублирование слоистой структуры выполнено экструзией. 14. Рукав по п. 1 или 11, отличающийся тем, что дублирование слоистой структуры выполнено путем шпреднигования. 15. Рукав по п.1, отличающийся тем, что слоистая структура соединена в оболочку внахлест с использованием клеящего вещества и/или прошивку вдоль нахлеста. 16. Рукав по п.1 или 3, отличающийся тем, что пластина из сетки и/или лента из термопластичного материала прикреплены к продольному стыковому шву сваркой токами высокой частоты.