УПЛОТНЯЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ МУХАМЕТДИНОВА ПОД КОЛЬЦЕВЫЕ УТЯЖЕЛИТЕЛИ И ЧУГУННЫЕ ГРУЗЫ ДЛЯ БАЛЛАСТИРОВКИ ТРУБОПРОВОДОВ Российский патент 2005 года по МПК F16L1/06 

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении и ремонте переходов подземных трубопроводов на обводненных грунтах, болотах, а также при пересечении водных преград.

Из уровня техники известно устройство для защиты наружной поверхности трубопровода, когда прокладку трубопроводов осуществляют, предварительно защитив изоляцию трубопровода футеровкой из деревянных брусков, стянутых стальными хомутами или проволокой, а балластировку трубопроводов осуществляют железобетонными или чугунными кольцевыми грузами. Трубопроводную плеть предварительно футеруют и раскладывают вдоль нее на расчетном расстоянии половинки грузов. На выложенные половинки грузов укладывают зафутерованную трубопроводную плеть и навешивают на нее верхние половинки грузов, после чего половинки грузов соединяют болтами (см. БОРОДАВКИН П.П. и др. “Подводные трубопроводы”, Москва, “Недра”, 1979, стр.179-181).

К недостатком известного устройства относится необходимость повторной обтяжки крепления футеровки трубопровода вследствие релаксации усилия затяжки, повреждение изоляционного покрытия при стягивании половинок грузов болтами, а также возможное смещение футеровки и грузов по трубопроводу при его укладке протаскиванием или при продольных эксплуатационных перемещениях трубопровода. Кроме того, недостатком этого устройства является необходимость использования пиломатериалов, подверженных гниению.

Известно устройство для защиты изоляции наружной поверхности подземного трубопровода, составленное из скрепленных между собой двух листов нетканого синтетического материала и снабженное призматическими опорами, заполненными песком. Листовой материал облегает наружную поверхность трубопровода, при этом опорные элементы расположены по образующим трубопровода. Высота опорных элементов составляет 2-5 см (см. ЕР 0546934 А1, 09.12.1992, F 16 L 57/00). Недостатком известного решения является сложность изготовления опорных призматических элементов из покрывного листа, а также малая механическая прочность устройства, особенно при осевых подвижках трубопровода.

Известно из уровня техники устройство для защиты изоляционного покрытия балластируемых пойменных и заболоченных участков трубопроводов. В известном решении трубопроводы балластируют навешиванием бетонных грузов различной конструкции на уложенный в траншею трубопровод. Для предохранения изоляции трубопровода от повреждений на каждый его участок установки грузов приклеивают предохранительный коврик, состоящий из нескольких слоев бризола или рубероида с прослойкой битума (см. БОРОДАВКИН П.П. и др. стр.181-182). Известному устройству присущи указанные выше недостатки, а также сложность выполнения работ по защите изоляции трубопровода.

Наиболее близким к заявленному изобретению является решение, известное из RU 22203522 С1, 27.12.2003. В известном решении для защиты изоляции трубопровода использованы уплотняющие коврики под кольцевые утяжелители и чугунные грузы. Известные уплотняющие коврики содержат расположенные с расчетным шагом на наружной поверхности трубопровода в местах закрепления на нем балластирующих грузов футерующие элементы. Последние представляют собой расположенные под утяжелителями и охватывающие трубопровод два полуцилиндра - коврика, каждый из которых выполнен из эластичного пористого материала в виде одно- или двухслойного прилегающего к трубопроводу листа. Поперечные трубопроводу размеры краев ковриков на 50-100 мм меньше половины длины окружности наружной поверхности изолированного трубопровода, а обращенная к утяжелителю сторона каждого коврика снабжена опорными элементами (ОЭ) из материала листа. Коврики пропитаны карбамидоформальдегидной смолой с отвердителем с последующим отверждением, причем ОЭ располагаются вдоль поперечных трубопроводу краев листа коврика или вдоль его продольных относительно трубопровода краев. Недостатком известного решения является его повышенная материалоемкость и значительная трудоемкость при изготовлении.

Задачей изобретения является создание простого в применении и не сложного устройства, обеспечивающего надежное и устойчивое положение балластирующих грузов на трубопроводе при его сооружении и в течение периода эксплуатации трубопровода.

Указанная задача решается тем, что уплотняющие элементы Мухаметдинова под кольцевые утяжелители или чугунные грузы (БУ) содержат расположенные с расчетным шагом на наружной поверхности трубопровода в местах закрепления на нем БУ футерующие элементы, при этом последние выполнены в форме расположенных под каждым опорным поясом БУ и охватывающих трубопровод колец, изготовленных из гибкого, эластичного и долговечного материала в виде прилегающей к трубопроводу и снабженной карманами одно- или многослойной ленты, концы которой скреплены, а поперечные трубопроводу размеры ленты отличаются на 50-100 мм от длины окружности наружной поверхности изолированного трубопровода, причем каждая лента снабжена вложенными в ее карманы опорными элементами - (ОЭ), причем на лентах карманы размещены с расчетным шагом, их продольные оси расположены вдоль образующих трубопровода, а карманы выполнены с возможностью фиксации в них ОЭ.

Вложенные в карманы лент ОЭ выполнены в виде герметичного многослойного заполненного сыпучим материалом вкладыша, при этом отношение его объема к объему кармана не превышает 0,8.

Кроме того, вложенные в карманы лент ОЭ выполнены призматическими из материала с расчетными характеристиками на сжатие: из твердых сортов дерева, резины, полимерных материалов.

В частном случае выполнения заявленного устройства, вложенные в карманы ленты ОЭ изготовлены из пропитанного смолой, с последующим ее отверждением, нетканого синтетического материала (НСМ).

Кроме того, в частном случае ленты, карманы и наружный слой каждого многослойного вкладыша выполнены из полимерно-тканевого материала или технической ткани, а внутренний слой вкладыша - из полиэтилена.

Продольные относительно образующих трубопровода размеры ОЭ превышают размер ширины опорного пояса БУ не менее чем на 100 мм.

В частном случае исполнения устройства каждый карман для ОЭ выполнен предварительным отгибанием с наложением образующего ленту полотна и его прошивкой швами, расположенными с расчетным шагом и поперечно линии сгиба. В частном случае исполнения устройства каждый карман для ОЭ выполнен накладным.

Концы каждой снабженной карманами выполненной в виде кольца ленты соединены на трубопроводе с зазором посредством пришитых на указанных концах завязок.

Кроме того, в частном случае выполнения, каждая снабженная карманами лента выполнена составной из двух полуколец, концы которых соединены на трубопроводе внахлест посредством нашитых на указанные концы соединительных элементов - “липучек”.

Уплотняющие элементы не подвержены гниению в условиях эксплуатации и обладают хорошими диэлектрическими свойствами, что важно при защите трубопроводного перехода от блуждающих токов. Кроме того, уплотняющие элементы обладают высокой механической прочностью, хорошим сцеплением с трубопроводом и утяжелителями, а также долговечностью в условиях эксплуатации, оставаясь достаточно эластичной конструкцией, что облегчает монтаж уплотняющих элементов и утяжелителей на трубопроводе.

Изготовление карманов и опорных элементов (ОЭ) по заявленному изобретению позволяет получить ориентированные вдоль продольной оси трубопровода и расположенные под опорными поясами балластирующих грузов ОЭ, воспринимающие высокие контактные давления в результате затяжки болтовых соединений половинок грузов.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен продольный разрез трубопровода с балластирующим утяжелителем; на фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - развертка уплотняющего элемента, выполненного из долговечного материала; на фиг.4 - поперечный разрез В-В на фиг.2.

Чугунные или железобетонные грузы 1 (балластирующие устройства - БУ) закрепляются с расчетным шагом на наружной поверхности трубопровода 2, на котором под опорными поясами грузов 3 располагаются уплотняющие элементы 4, изготовленные в форме кольца 5 или двух полуколец из гибкого, эластичного и долговечного материала в виде прилегающей к трубопроводу и снабженной карманами 6 одно- или многослойной ленты 7. В случае использования ленты в виде целого кольца поперечные трубопроводу размеры лент на 50-100 мм не превышают длину меньше окружности наружной поверхности изолированного трубопровода 2 и соединяются с зазором посредством завязок.

В случае использования составного кольца из двух полуколец их поперечные трубопроводу размеры на 50-100 мм превышают длину окружности наружной поверхности изолированного трубопровода и соединяются с нахлестом посредством нашитых на концы лент соединительных элементов - “липучек” 8.

Каждая лента 7 снабжена вложенными в ее карманы 6 опорными элементами (ОЭ) 4. Карманы 6 на лентах 7 размещены с расчетным шагом, а их продольные оси расположены вдоль образующих трубопровода.

Вложенные в карманы лент ОЭ выполнены призматическими из материала с расчетными характеристиками на сжатие, например из твердых сортов дерева, резины, полимерных материалов.

Кроме того, вложенные в карманы лент ОЭ выполнены в виде герметичного многослойного вкладыша, заполненного сыпучим материалом, например песком, резиновой крошкой, гранулами полимерных материалов, при этом отношение объема вкладыша к объему кармана 6 не превышает 0,8.

Ленты, карманы и наружный слой каждого многослойного вкладыша выполнены из полимерно-тканевого материала или технической ткани, а внутренний слой вкладыша - из полиэтилена.

Вложенные в карманы ленты ОЭ в частном случае выполнения заявленного устройства выполнены из пропитанного смолой, с последующим ее отверждением, нетканого синтетического материала (НСМ). Вкладыши могут поставляться отдельно, а на месте монтажа их укладывают в карманы с последующей фиксацией в карманах, например путем отгибания края ленты, наложения его на ленту и скрепления с лентой соединением типа “липучка”. Кроме того, карманы могут закрываться клапанами по известным на сегодня технологиям посредством липучек, кнопок, завязок и т.п. элементов.

Для надежного размещения БУ на трубопроводе без повреждения его изоляции продольные относительно образующих трубопровода размеры ОЭ превышают ширину опорного пояса БУ не менее чем на 100 мм, предпочтительно на 200 мм.

Выполнение карманов 6 также может быть различно. Каждый карман для ОЭ, в частности, выполнен предварительным отгибанием с наложением продольной стороны образующего ленту полотна и его прошивкой швами, расположенными с расчетным шагом и поперечно линии сгиба. Величина отогнутой и наложенной части составляет, например, 1/3 от ширины полотна.

Продольное расположение ОЭ вдоль образующих трубопровода обеспечивает хорошую гибкость уплотняющих элементов, что важно при монтаже балластирующих устройств на трубопроводы больших диаметров.

Устройство работает следующим образом. Вдоль подготовленной к укладке трубопроводной плети на расчетных расстояниях укладывают нижние половинки балластирующих грузов. На выложенные половинки грузов укладывают ленты 7 - уплотняющие элементы - таким образом, чтобы были совмещены продольные оси опорных поясов 3 БУ и лент 7.

В случае использования целого кольца 5 его укладывают из расчета замыкания концов ленты на горизонтальном диаметре трубопровода в зоне разъема грузов.

Если использованы составные кольца из двух полуколец, то концы нижней ленты отгибают и фиксируют на поверхностях разъема половинок грузов.

На выложенные нижние половинки грузов с уплотняющими элементами укладывают трубопроводную плеть 2, а сверху на нее с огибанием укладывают конец целиковой ленты, после чего соединяют ее концы с зазором посредством завязок 7.

В случае использования составного кольца (из двух полуколец) после укладки трубопроводной плети навешивают на нее соответственно верхние уплотняющие элементы, концы которых внахлест перекрывают концы ранее уложенных соответствующих им нижних уплотняющих элементов. Соединяют концы лент (кольцо целиковое) посредством завязок.

В случае использования составного кольца (из двух полуколец) соединение концов осуществляют посредством нашитых на концы лент соединительных элементов - “липучек”, при этом соединенные внахлест концы лент также располагаются на уровне горизонтального диаметра трубопровода в плоскости разъема БУ.

После чего на трубопровод навешивают верхние половинки 11 грузов БУ, после чего верхние и нижние половинки грузов соединяют болтами, а болтовые соединения заливают битумной или резинобитумной мастикой. Поскольку ширина ОЭ 4 превышает поперечный размера опорных поясов 3 БУ, то усилие затяжки болтового соединения половинок грузов воспринимается опорными элементами 8, которые имеют значительную толщину: 30-50 мм.

Это обеспечивает целостность опорных элементов и передачу усилия затяжки более равномерно через уплотняющие элементы на футеровку или изоляцию трубопровода 3 без их повреждений, а структура материала уплотняющих элементов 4 обеспечивает необходимое сцепление их с футеровкой или изоляцией трубопровода, исключающее проскальзывание грузов при протаскивании трубопроводной плети или в период эксплуатации трубопровода при его продольных подвижках.

Соотношение объемов карманов и вкладышей 9 обеспечивает разгрузку ткани карманов от усилия затяжки и восприятие его вкладышами. При этом наружный слой вкладыша, выполненный из полимерно-тканевого материала или технической ткани, например, ТБГ-360 обладает высокой прочностью и относительным удлинением, не превышающим 30-35%. Выполненный из полиэтилена внутренний слой обеспечивает необходимую герметичность вкладыша и препятствует утечке из него песка и палении при изготовлении и эксплуатации ОЭ.

Выбор вида фиксирующих элементов обусловлен гибкостью лент, которая в свою очередь зависит от выбора материала для ее изготовления и технологии его обработки. При выборе материала следует учитывать диаметр трубопровода, действующие на него нагрузки, условия эксплуатации. Для гибких лент наиболее пригодны фиксирующие элементы в виде завязок, а для лент с относительно более низкой гибкостью предпочтительны соединения, основанные на “липучке”.

Особенно надежное закрепление грузов на трубопроводе обеспечивается при футеровании трубопровода известным из уровня техники “скальным листом”. Уплотняющие элементы, изготовленные по заявленному изобретению, обладают высокой механической прочностью и долговечностью в условиях эксплуатации, оставаясь достаточно эластичной конструкцией, что облегчает монтаж балластирующих грузов на трубопроводе.

Кроме того, уплотняющие элементы по заявленному изобретению обладают хорошими диэлектрическими свойствами, что важно при защите трубопроводного перехода от блуждающих токов.

Дополнительной областью использования уплотняющих элементов Мухаметдинова является транспортирование длинномерных грузов по типу “труба в трубе”. При этом уплотняющие элементы закрепляют на транспортируемых изделиях, чем устраняют возможные повреждения их поверхностей при транспортировке.

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении и ремонте переходов подземных трубопроводов на обводненных грунтах, болотах, а также при пересечении водных преград. Под кольцевыми утяжелителями или чугунными грузами (БУ) на наружной поверхности трубопровода в местах закрепления на нем БУ размещены с расчетным шагом футерующие элементы, которые выполнены в форме расположенных под каждым опорным поясом БУ и охватывающих трубопровод колец из гибкого, эластичного и долговечного материала. Кольца выполнены в виде прилегающей к трубопроводу и снабженной карманами одно- или многослойной ленты, концы которой скреплены, а поперечные трубопроводу размеры ленты отличаются на 50 - 100 мм от длины окружности наружной поверхности изолированного трубопровода. Каждая лента снабжена вложенными в ее карманы опорными элементами - (ОЭ). На лентах карманы размещены с расчетным шагом, их продольные оси расположены вдоль образующих трубопровода, а карманы выполнены с возможностью фиксации в них ОЭ. Изобретение обеспечивает надежное и устойчивое положение балластирующих грузов на трубопроводе при его сооружении и в течение периода эксплуатации трубопровода. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Уплотняющие элементы под кольцевые утяжелители и чугунные грузы (БУ), содержащие расположенные с расчетным шагом на наружной поверхности трубопровода в местах закрепления на нем БУ футерующие элементы, отличающиеся тем, что последние выполнены в форме расположенных под каждым опорным поясом БУ и охватывающих трубопровод колец, изготовленных из гибкого, эластичного и долговечного материала в виде прилегающей к трубопроводу и снабженной карманами одно- или многослойной ленты, концы которой скреплены, а поперечные трубопроводу размеры ленты отличаются на 50 - 100 мм от длины окружности наружной поверхности изолированного трубопровода, при этом каждая лента снабжена вложенными в ее карманы опорными элементами - (ОЭ), причем на лентах карманы размещены с расчетным шагом, их продольные оси расположены вдоль образующих трубопровода, а карманы выполнены с возможностью фиксации в них ОЭ.2. Уплотняющие элементы по п.1, отличающиеся тем, что вложенные в карманы лент ОЭ выполнены в виде герметичного многослойного заполненного сыпучим материалом вкладыша, при этом отношение его объема к объему кармана не превышает 0,8.3. Уплотняющие элементы по п.1, отличающиеся тем, что вложенные в карманы лент ОЭ выполнены призматическими из материала с расчетными характеристиками на сжатие - твердых сортов дерева, резины, полимерных материалов.4. Уплотняющие элементы по п.2, отличающиеся тем, что ленты, карманы и наружный слой каждого многослойного вкладыша выполнены из полимерно-тканевого материала или технической ткани, а внутренний слой вкладыша - из полиэтилена.5. Уплотняющие элементы по п.1, отличающиеся тем, что вложенные в карманы ленты ОЭ выполнены из пропитанного смолой с последующим ее отверждением нетканого синтетического материала (НСМ).6. Уплотняющие элементы по п.1, отличающиеся тем, что продольные относительно образующих трубопровода размеры ОЭ превышают ширину опорного пояса БУ не менее чем на 100 мм.7. Уплотняющие элементы по п.1, отличающиеся тем, что каждый карман для ОЭ выполнен предварительным отгибанием с наложением образующего ленту полотна и его прошивкой швами, расположенными с расчетным шагом и поперечно линии сгиба.8. Уплотняющие элементы по п.1, отличающиеся тем, что каждый карман для ОЭ выполнен накладным.9. Уплотняющие элементы по п.1, отличающиеся тем, что концы каждой снабженной карманами ленты соединены на трубопроводе с зазором посредством пришитых на указанных концах завязок.10. Уплотняющие элементы по п.1, отличающиеся тем, что каждая снабженная карманами лента выполнена составной из двух полуколец, концы которых соединены на трубопроводе внахлест посредством нашитых на указанные концы соединительных элементов - “липучек”.