СПОСОБ САНИРОВАНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ Российский патент 1998 года по МПК F16L58/10 

Изобретение относится к способу санирования трубопроводов, причем трубопровод, открытый по меньшей мере с двух концов, высушивают предварительно нагретым воздухом, удаляют внутренние отложения путем пропускания через него абразивного средства, нагревают трубопровод, в случае необходимости, подогретым воздухом и, наконец, покрывают изнутри вязким, отверждаемым материалом покрытия.

Следует отметить, что под трубопроводами, подлежащими санированию, подразумеваются уже проложенные трубопроводы, через которые могут пропускаться газ, пар или жидкость. Речь может идти, например, о подводящих и/или отводящих трубопроводах для воды или газа в жилых, промышленных и коммунальных постройках, причем под них подпадают также трубопроводы для отвода бытовых и промышленных сточных вод. Все эти трубопроводы склонны к образованию отложений, вызываемых, прежде всего, отложениями извести из воды, образованием ржавчины на внутренней стенке трубопровода, осаждениями из пропускаемой среды, продуктов реакции между протекающей средой и сопутствующими веществами, а также материалом трубопровода и т.д. а также вызываемыми ими комбинированными эффектами. Вышеуказанные явления приводят к протечкам или очень значительному уменьшению походного поперечного сечения труб, что ухудшает транспортирование пропускаемой среды, если вообще не делает его возможным.

Описываемый способ санирования трубопроводов позволяет избежать комплексного обновления трубопровода, что является особенно предпочтительным в отношении комплексно встраиваемых санирующих устройств. В частности, здесь после удаления арматуры трубопроводы становятся более или менее свободно доступными, благодаря чему можно использовать заявленный способ очистки и нанесения покрытия. Во всяком случае, важно, что имеется доступ к трубопроводу по меньшей мере с двух открытых сторон таким образом, что могут осуществляться отдельные операции способа. Заявленный способ не исключает по меньшей мере частичного обычного ремонта трубопроводов, благодаря чему комплексная сеть трубопроводов частично может также обновляться, а частично - санироваться в соответствии с заявленным способом.

Способы описанного типа известны в течение длительного времени из практики. Лишь в качестве примера здесь можно сослаться на Европейское патентное описание 0 299 134. Из этого Европейского патентного описания известен способ, учтенный в ограничительной части формулы изобретения, причем сушка трубопровода, удаление отложений с внутренней стенки трубопровода, подогрев трубопровода и, наконец, нанесение покрытия на внутреннюю стенку трубопровода осуществляют с помощью сжатого воздуха. Другими словами, согласно известному способу через трубопровод продувают сжатый воздух как таковой, или в качестве носителя. Но на практике применение сжатого воздуха создает проблемы, связанные с тем, что сжатый воздух легко разрушает обрабатываемый трубопровод как раз в области изгибов или дуг. Если трубопровод уже имеет протечки, то применение сжатого воздуха приводит к утечкам сжатого воздуха в местах повреждений и, тем самым, к утечкам среды, подаваемой сжатым воздухом. Кроме того, применение сжатого воздуха в случае значительных отложений на внутренней стенке приводит к закупоркам трубопровода и, тем самым, к значительным затратам на устранение закупорок. Захватываемые сжатым воздухом плоские частицы склонны к скоплениям как раз в области изгиба трубопровода, которые в результате приводят к комплексному забиванию трубопровода. В этом случае становится необходимой пульсирующая подача сжатого воздуха или подача сжатого воздуха с другой стороны трубопровода, что значительно повышает затраты на аппаратурное оформление и затраты времени и, тем самым, расходы.

Кроме того, известный способ имеет еще один значительный недостаток, заключающийся в том, что при применении способа или во время подачи сжатого воздуха нельзя выявить или трудно выявить протечки. Следовательно, здесь имеется опасность, что, несмотря на имеющиеся протечки, осуществляется нанесение покрытия на внутреннюю сторону трубы, причем практически исключено заделывание протечки. В результате за счет нанесения покрытия в трубопроводе как раз "получается" большая протечка или пробоина, которую нельзя эффективно заделать.

И, наконец, известный способ приводит к значительной проблеме с точки зрения охраны окружающей среды, поскольку частицы, захватываемые сжатым воздухом, выбрасываются с открытого конца трубопровода в окружающее пространство. И, следовательно, дополнительно к применяемому со стороны входа средству для подачи сжатого воздуха необходимо специальное улавливающее средство для сбора частиц, захватываемых сжатым воздухом. Во всяком случае, сжатый воздух, выходящий из свободного конца, не может бесконтрольно выбрасываться в окружающую среду, что также значительно повышает затраты на аппаратурное оформление.

В основу изобретения положена задача создания способа санирования трубопроводов, с помощью которого простыми техническими средствами и при исключении вредного воздействия на окружающую среду достигается такое качество трубопроводов, которое сопоставимо с новыми трубопроводами.

Поставленная задача решается признаками, содержащимися в пункте 1 формулы изобретения. Согласно этому пункту, способ санирования трубопроводов вышеупомянутого типа выполняется таким образом, что воздух, абразивное средство и материал покрытия засасываются в трубопровод с одного конца или просасывается через трубопровод таким образом, что в трубопроводе постоянно имеется разрежение.

Согласно изобретению сначала следует отметить, что сжатый воздух, применяемый согласно уровню техники, с одной стороны, может привести к повреждению санируемого трубопровода или вызвать забивание трубопровода, а с другой стороны, без применения специальных мер приводит к вредному воздействию на окружающую среду, поскольку сжатый воздух, вдуваемый в трубопровод с высоким давлением, может выходить со стороны выпуска вместе с вредными веществами - с очень высоким давлением - в окружающее пространство. Необходимо иметь специальные улавливающие или фильтрующие устройства независимо или с другой стороны от места получения сжатого воздуха со стороны входа, из-за чего значительно возрастают дополнительные затраты на аппаратурное оформление и, тем самым, расходы. Дополнительные устройства кроме создания разрежения в соответствии со способом согласно изобретению больше не нужны, т.к. в соответствии со способом согласно изобретению подсос осуществляется исключительно с одной стороны и засасываемый воздух вместе с частицами или т.п. улавливаются или собираются в устройстве, включенном перед всасывающим устройством. К этому присоединяется еще одно, особенное преимущество, заключающееся в том, что способ согласно изобретению по меньшей мере в значительной мере может проводиться с одной стороны трубопровода, а именно со стороны всасывания. На свободном конце должен подаваться лишь вязкий материал покрытия, причем это может осуществляться перед всасыванием, благодаря чему включать в действие и осуществлять обработку в процессе нанесения покрытия может один единственный оператор со стороны всасывания.

И, наконец, заявленный способ согласно изобретению имеет еще одно, очень значительное преимущество, состоящее в том, что вакуум, создаваемый со стороны всасывания, уменьшается к открытому концу трубопровода. Следовательно, оторвавшиеся частицы сильнее захватываются с уменьшением удаления от стороны выхода или конца со стороны разрежения, благодаря чему удается эффективно избежать забивания при падении давления по направлению к стороне выхода, поскольку они отделяются или захватываются более интенсивно по мере уменьшения расстояния к концу со стороны выхода. И, наконец, в способе согласно изобретению удается выявить протечки за счет того, что в случае протечки на конце со стороны выхода устанавливается меньшее разрежение. Если такое уменьшение разрежения происходит пульсообразно - это свидетельствует о неожиданном образовании отверстия в трубопроводе.

Способ согласно изобретению создает преимущество, связанное с особенно эффективной защитой окружающей среды, если подогретый воздух, служащий для сушки трубопровода, не просто отсасывается, а отсасывается или просасывается через трубопровод через фильтрующее устройство. Фильтрующее устройство может быть установлено непосредственно перед служащим для этого компрессором, благодаря чему не требуется специальных приспособлений.

В качестве абразивного средства, служащего для удаления отложений с внутренней стенки, могут служить частицы любого типа, несомые потоком воздуха, которые, однако, должны быть более твердыми, чем удаляемые отложения. При этом необходимо, особенно в случае санирования водопроводов, чтобы частицы имели зернистость в диапазоне от 0,3 до 6 мм. Удельный вес, предпочтительно, не должен превышать 3,0 г/см³, причем в этом случае в качестве среды-носителя служит воздух. В качестве абразивно действующих частиц речь идет конкретно о корунде или кварцевом песке. Абразивно действующие частицы могут быть получены также из металлических частиц, в частности, из ферромагнитных частиц. При применении таких частиц возможно последующее магнитное отделение абразивно действующих частиц от отделяемого материала внутренних отложений, состоящих - как ранее уже указывалось - из ржавчины и/или извести.

Нанесение средства покрытия и, тем самым, с одной стороны - хорошее смачивание внутренней стенки трубопровода, а с другой стороны, быстрое последующее отверждение особенно улучшается за счет того, что трубопровод после удаления внутренних отложений нагревается до температуры выше окружающей среды. При этом особенно рекомендуется температура 40^oC. Нагрев трубопровода также может осуществляться просасыванием нагретого воздуха до тех пор, пока на конце со стороны выхода не будет достигнута желаемая температура. Она также может определяться падением температуры между концом трубопровода со стороны входа и его концом со стороны выхода. Во всяком случае, существенно, чтобы нагрев трубопровода происходил путем просасывания нагретого воздуха, а не путем нагнетания сжатого воздуха. И, наконец, подогретый воздух, служащий для нагрева трубопровода, также может просасываться через фильтрующее устройство, причем и это фильтрующее устройство может быть подключено непосредственно перед компрессором, служащим для всасывания.

Кроме того, нагрев трубопровода, особенно предпочтительным образом, может осуществляться исключительно или дополнительно с помощью нагревательного приспособления, всасываемого в трубопровод после очистки и перед нанесением покрытия на внутреннюю стенку. Подсос нагретого воздуха может не требоваться, если мощность нагревательного приспособления, всасываемого в трубопровод, является достаточной. В любом случае, нагревательное приспособление, как раз при особенно длинных трубопроводах, может предотвратить охлаждение воздуха, всасываемого с одной стороны, что значительно ускоряет процесс нагрева. Применяемое для этого нагревательное приспособление предпочтительно выполнить из нагревательной проволоки. Такая саморегулирующаяся нагревательная проволока может быть выполнена в виде нагревателя сопротивления с керамической изоляцией нагревательного элемента. Принципиально является возможным применение любых вводимых или всасываемых в трубопровод приспособлений.

В плане эффективного нагрева трубопровода особенное преимущество получается, если нагревательная проволока пропускается, в основном, по всей длине трубопровода. При этом обеспечивается равномерный нагрев трубопровода.

В отношении введения нагревательной проволоки особенно предпочтительным является, если она всасывается в трубопровод с помощью буксирной системы. В качестве буксирной системы может служить парашют или тому подобное приспособление, которое проходит через трубопровод с потоком воздуха, создаваемого разрежением, и затягивает с собой нагревательный провод.

После достаточного нагрева трубопровода нагревательная проволока предпочтительно, перед нанесением покрытия на внутреннюю сторону - снова вытягивается из трубопровода. При этом нагревательная проволока может вытягиваться, как из конца со стороны входа, так и со стороны выхода, т.е. конца со стороны разрежения, причем в последнем случае со стороны входа следует отсоединить подключения тока.

После этого в нагретый трубопровод вводят материал покрытия, причем здесь также со стороны выхода создается разрежение. На основе этого разрежения в трубопровод всасывается материал покрытия вместе с окружающим воздухом, причем, из-за разной вязкости между воздухом и материалом покрытия, вязкий материал покрытия прижимается к стенке трубы и смачивает ее. В случае применения смолы или искусственной смолы, или искусственного материала в качестве материала покрытия получается бесшовное покрытие внутренней стенки трубопровода, причем перепад давления, необходимый для затягивания материала покрытия, создается исключительно за счет вакуума со стороны выхода.

В случае значительных протечек материал покрытия может иметь проложенные в его основе волокна, в частности, искусственные волокна, причем, особенно предпочтительными в данном случае являются стекловолокна. Эти стекловолокна, вследствие нерегулярно выполненных выходных отверстий, пересекаются или захватываются и за счет этого создают достаточное закрепление вязкого материала покрытия для заделывания протечек. Таким образом удается заделать, по меньшей мере, малые отверстия и устранить протечки.

Кроме того, можно получить совершенно особенное преимущество, особенно в целях исключения дальнейшей нагрузки на окружающую среду и необходимости удаления отходов, если материал покрытия, подаваемый со свободного конца трубопровода, подавать в таком количестве, чтобы его, хоть и хватает для нанесения покрытия на внутреннюю стенку трубопровода, но со стороны выхода из трубопровода не выходит значительного количества материала покрытия. Другими словами, зная толщину покрытия, рассчитываемую обычным образом, и длину трубопровода, подлежащего покрытию, задается по крайней мере приблизительно, то количество материала покрытия, которое является необходимым, и предотвращается выход некоторого количества материала со стороны всасывания и соответствующая переработка отходов.

Кроме того, в способе согласно изобретению, при всасывании со стороны конца свободный конец трубопровода по меньшей мере временно закрывают, причем за счет постепенно создаваемого разрежения могут выявляться места возможных протечек. Как только достигается разрежение, в трубопроводе, подлежащем санированию, обнаруживаются существенные протечки.

Если желательно исследовать состояние очищаемого или уже очищенного трубопровода, например, уже очищенного трубопровода перед собственно нанесением покрытия, или если после нанесения покрытия желательно проверить качество проведенных мероприятий покрытия, для проверки трубопровода или контроля качества материала покрытия в трубопровод засасывают оптическое средство. И здесь может применяться буксирная система в качестве вспомогательного средства. В качестве оптического средства в простейшем случае может применяться стекловолоконный проводник, который, с одной стороны, вводит в трубопровод свет, а с другой стороны, может вывести из трубопровода отраженные световые лучи. Могут применяться с различными задачами пучки стекловолокон или различные стекловолоконные проводники. В случае особенно высоких требований к выполнению оптическое средство может включать в себя устройство в виде эндоскопирующего устройства, т. е. в виде засасываемой в трубопровод миниатюрной камеры с соответствующим освещением и даже с миниатюрным дистанционно управляемым ручным инструментом для взятия проб и т.п.

В заключение следует подчеркнуть, что заявленный способ может охватывать другие предпочтительные операции способа, не выходя за пределы решения, описанного в пункте 1 формулы изобретения.

Способ предназначен для защиты трубопроводов от коррозии при их строительстве и ремонте. Открытый с двух концов трубопровод сушат нагретым воздухом, очищают внутреннюю поверхность трубопровода абразивным средством, нагревают трубопровод, создают в нем разрежение, вводят в трубопровод материал покрытия, который осаждается на стенке трубопровода и отверждается. Упрощает нанесение защитного покрытия и устраняет вредное воздействие на окружающую среду. 20 з.п.ф-лы.

1. Способ санирования трубопроводов, причем трубопровод, открытый по меньшей мере с двух концов, высушивают предварительно нагретым воздухом, удаляют внутренние отложения путем пропускания через него абразивного средства, нагревают трубопровод, в случае необходимости, посредством подогретого воздуха, и, наконец, покрывают его изнутри вязким, отверждаемым материалом покрытия путем просасывания материала покрытия, отличающийся тем, что подогретый воздух и частицы засасывают совместно с воздухом-носителем с одного конца в трубопровод или просасывают через трубопровод так, что в трубопроводе образуется исключительно разрежение, причем материал покрытия, вводимый со свободного конца трубопровода, вводят в таком количестве, что, хотя внутренняя стенка трубопровода и покрывается целиком, но со стороны всасывания из трубопровода не выходит заметного количества материала покрытия. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подогретый воздух для сушки трубопровода просасывают через фильтрующее устройство. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что частицы имеют зернистость в диапазоне 0,3 - 6 мм. 4. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что частицы имеют удельный вес больше 3 г/см³. 5. Способ по одному из пп.1 - 4, отличающийся тем, что в качестве частиц применяют корунд или кварцевый песок. 6. Способ по одному из пп.1 - 4, отличающийся тем, что в качестве частиц применяют металлические частицы, в частности ферромагнитные частицы. 7. Способ по одному из пп.1 - 6, отличающийся тем, что трубопровод после удаления внутренних отложений нагревают приблизительно до 40^oC. 8. Способ по одному из пп.1 - 7, отличающийся тем, что нагрев трубопровода осуществляют просасыванием нагретого воздуха. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что подогретый воздух, служащий для нагрева трубопровода, отсасывают через фильтрующее устройство. 10. Способ по одному из пп.1 - 7, или 8, или 9, отличающийся тем, что нагрев трубопровода осуществляют исключительно или дополнительно с помощью нагревательного устройства, засасываемого в трубопровод после очистки и перед нанесением покрытия на внутреннюю стенку. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что нагревательное устройство выполнено в виде нагревательной проволоки. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что нагревательная проволока выполнена саморегулирующейся. 13. Способ по п.11 или 12, отличающийся тем, что нагревательная проволока проходит преимущественно через трубопровод по всей его длине. 14. Способ по одному из пп.11 - 13, отличающийся тем, что нагревательную проволоку всасывают в трубопровод с помощью буксирной системы. 15. Способ по одному из пп.11 - 14, отличающийся тем, что нагревательную проволоку перед нанесением внутреннего покрытия снова вытягивают из трубопровода. 16. Способ по одному из пп.1 - 15, отличающийся тем, что материал покрытия всасывают в трубопровод вместе с воздухом. 17. Способ по п.16, отличающийся тем, что материалом покрытия является смола, предпочтительно искусственная смола или искусственный материал. 18. Способ по п.17, отличающийся тем, что материал покрытия имеет в своей структуре волокна, предпочтительно стекловолокна. 19. Способ по одному из пп.1 - 18, отличающийся тем, что материал покрытия, вводимый на свободном конце трубопровода, рассчитывают по количеству так, что внутренняя стенка трубопровода снабжается покрытием без существенного выхода материала покрытия из трубопровода со стороны всасывания. 20. Способ по одному из пп.1 - 19, отличающийся тем, что при всасывании со стороны конца свободный конец трубопровода закрывают по меньшей мере на некоторое время и по изменяющемуся разрежению судят о возможном наличии протечек. 21. Способ по п.20, отличающийся тем, что вводят оптическое средство по меньшей мере в широком понимании в виде эндоскопирующего устройства.