СПОСОБ РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДОВ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА Российский патент 2006 года по МПК F16L55/165 

Изобретение относится к области транспортировки жидких и газообразных сред с использованием трубопроводов, а именно, стальных и железобетонных трубопроводов, и может быть использовано при капитальном ремонте трубопроводов диаметром 1 м и более, предпочтительно магистральных, а также коллекторов сточных вод.

Известен способ ремонта трубопроводов (GB, патент 2157797, 1985), согласно которому в ремонтируемый трубопровод последовательно вводят гофрированную полимерную трубу, гофры которой касаются внутренней поверхности ремонтируемой трубы, а затем в гофрированную трубу гладкостенную полимерную трубу, прижимающую гофры к внутренней поверхности ремонтируемой трубы.

Недостатком известного способа следует признать последовательное введение двух труб, что усложняет процесс ремонта и увеличивает его стоимость, кроме того, ввод второй трубы уменьшает сечение трубы, что сказывается на производительности трубопровода.

Известен способ ремонта трубопроводов (заявка WO 97/49946, 1997), согласно которому в ремонтируемую трубу вводят полимерную трубу, головная часть которой выполнена в форме усеченного конуса и содержит на внешней поверхности радиальные лопатки, средняя часть выполнена гофрированной, а хвостовая часть - гладкой. Наличие передней конусообразной части трубы и средней гофрированной средней части облегчает ввод трубы в ремонтируемый трубопровод, а наличие радиальный лопаток обеспечивает непопадание в межтрубную зону (и, следовательно, к месту протечки) транспортируемой среды.

Недостатком известного способа следует признать слабую изоляцию текучей среды от дефекта трубопровода.

Известен способ ремонта трубопроводов (SU, авторское свидетельство 96426, 1952), согласно которому при ремонте водопроводных и канализационных труб в поврежденную металлическую трубу вводят металлическую трубу меньшего диаметра с последующим сварным соединением труб.

Недостатком известного способа следует признать узкую область применения (только стальные трубы небольшого диаметра), а также уменьшение сечение трубы, что сказывается на производительности трубопровода.

Известен также способ ремонта трубопровода (SU, авторское свидетельство 1221300, 1986), согласно которому в поврежденную трубу вводят с использованием домкрата или гидроцилиндра полиэтиленовую трубу меньшего диаметра.

Недостатком известного способа следует признать отсутствие герметизации дефектов в ремонтируемой трубе, что неизбежно приведет к следующим протечкам.

Наиболее близким аналогом заявленного способа следует признать способ ремонта трубопровода (RU, патент 2116552, 1998), согласно которому в поврежденную трубу вводят с использованием толкающего устройства полиэтиленовую трубу меньшего диаметра с заполнением межтрубного пространства цементным гелем, причем соотношение диаметров полиэтиленовой и ремонтируемой трубы составляет 0,8:1,0.

Недостатком известного способа следует признать использование цементного геля, который своей тяжестью деформирует (вплоть до разрыва) полиэтиленовую трубу, неполноту заполнения межтрубного пространства из-за низкой текучести цементного геля, а также ограничение на размер ремонтируемой трубы, поскольку в трубу значительного диаметра затолкать без разрывов полиэтиленовую трубу подобного диаметра затруднительно.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного способа, состоит в обеспечении качественного ремонта трубопроводов большого диаметра.

Технический результат, получаемый при реализации способа, состоит в расширении его области применения при одновременном повышении надежности ремонта.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать способ ремонта трубопроводов большого диаметра, включающий введение в ремонтируемую трубу вспомогательной полимерной трубы, заполнение межтрубного пространства твердеющим раствором и выдерживание его до полного затвердевания, причем предварительно по, всей длине полимерной трубы вырезают полосу, затем ее вводят в ремонтируемую трубу таким образом, чтобы разрез был расположен в нижней части ремонтируемой трубы, прижимают полимерную трубу к внутренней поверхности ремонтируемой трубы и фиксируют с использованием распорных штанг, устанавливают в нижней части ремонтируемой трубы арматуру, проходящую через полимерную трубу, и заливают ее бетоном марки не ниже М-300, после затвердевания бетона убирают распорные штанги и под давлением заполняют межтрубное пространство водным раствором анионного полимера с отвердителем. При реализации способа обычно используют стеклопластиковую трубу, однако возможно использование полиэтиленовых, поливинилхлоридных и прочих полимерных труб. Выбор материала трубы зависит от назначения ремонтируемого трубопровода. Обычно для удобства работы предварительно, до размещения в ремонтируемой трубе, в полимерной трубе устанавливают приспособления (ниппели) для закачивания в межтрубное пространство твердеющего раствора. Для более равномерного распределения твердеющего раствора в межтрубном пространстве, а также для оптимизации условий эксплуатации отремонтированного трубопровода перед прижимом полимерную трубу центрируют по отношению к ремонтируемой трубе. Если до этого в ремонтируемом трубопроводе была установлена, по меньшей мере, еще одна полимерная труба, то центрирование проводят и относительно ранее установленной трубы. Преимущественно центрирование осуществляют с использованием полимерных сухарей, размещаемых по окружности в межтрубном пространстве с зазором 0,4-0,6 м. Для лучшей фиксации полимерной трубы до введения твердеющего раствора в межтрубное пространство зазор между полимерной трубой и ремонтируемой трубой в зоне торца полимерной трубы заполняют на глубину до 100 мм водным раствором анионного полимера с отвердителем и асбестовыми волокнами как наполнителем. Асбестовые волокна армируют (и упрочняют) получаемый монолит анионного полимера. При ремонте магистральных трубопроводов и, особенно, коллекторов сточных вод, преимущественно вводят более одной полимерной трубы. В этом случае, для увеличения герметичности соединения их торцов, пазы, образуемые торцами полимерных труб, заполняют полиуретановым герметиком. Для лучшего закрепления твердеющего анионного полимера на внутренней поверхности ремонтируемой трубы предварительно ее внутреннюю поверхность очищают от загрязнений.

В дальнейшем сущность предлагаемого способа будет раскрыта с использованием предпочтительного примера реализации - ремонта линейной части коллектора сточных вод диаметром 3 м. Предварительно в ремонтируемом коллекторе смонтировали систему проточно-вытяжной вентиляции. Затем внутреннюю поверхность коллектора обработали дезинфицирующим раствором формалина (3%) с использованием пневматических распылителей. Находящийся на дне коллектора осадок удалили механическим путем. Для удаления жировых и жироподобных загрязнений с внутренней поверхности коллектора ее обработали 10% раствором сульфаминовой кислоты, нагретой до 60°С, под давлением до 3 кг/см². На рабочей площадке провели с использованием электроинструмента раскрой стеклопластиковых труб диаметром 3 м с удалением полосы, ширина которой составляет 10-12% длины окружности стеклопластиковой трубы. По оставшейся поверхности стеклопластиковых труб установили необходимое количество (4 отверстия по ширине с шагом 1 погонный метр) монтажных приспособлений, а также выполнили отверстия для подачи твердеющего раствора анионного полимера и разместили в указанных отверстиях ниппеля. Подготовленную трубу опустили в колодец и посредством транспортно-монтажной машины доставили заготовку к месту монтажа в коллекторе. С использованием гидроцилиндров стеклопластиковую трубу отцентрировали относительно коллектора. При центрировании стеклопластиковой трубы использовали пластмассовые сухари, устанавливаемые по торцу трубы с шагом 0,4-0,6 м. Размер сухарей подгоняют по месту установки. С использованием разжимного механизма транспортно-монтажной машины стеклопластиковую трубу прижали к внутренней поверхности коллектора таким образом, чтобы вырез трубы был расположен в нижней части коллектора. По мере прижима стеклопластиковой трубы к внутренней поверхности коллектора устанавливают и закрепляют в ранее выполненных монтажных приспособлениях распорные штанги, удерживающие стеклопластиковую трубу до полного ее закрепления. В торцевой части после установки сухарей зазор между стеклопластиковой трубой и внутренней поверхностью коллектора на глубину 80-90 мм заполнили асбесто-полимерным составом на основе анионного акрилового полимера с отвердителем - ацетатом хрома. Паз между торцами устанавливаемой и ранее установленной стеклопластиковыми трубами заполнили полиуретановым герметиком Эласто-Дек ВТ. По краям разреза в теле коллектора выполняют отверстия, в которые устанавливают Г-образные арматурные стержни А-III-12 с шагом 0,25-0,35 м и непосредственно к указанным стержням крепят арматурные прутки с образованием объемной конструкции арматуры в нижней части коллектора. Образованную объемную арматурную конструкции заполняют бетоном марки не ниже М-300 с фракцией щебенки 20/40 на сульфатостойком портландцементе. После набора 50% прочности бетона распорные штанги демонтируют, очищают ниппели и закачивают через них в межтрубное пространство цементно-полимерный состав на основе анионного полиамидного раствора с отвердителем - ацетатом хрома. По окончании процесса закачки ниппели герметизируют полиуретановым составом - Эласто-Дек ВТ.

Установленные подобным образом в коллекторе стеклопластиковые трубы увеличивают срок его службы не менее чем на 16 лет.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и используется при ремонте магистральных трубопроводов, а также коллекторов сточных вод. В ремонтируемую трубу вводят вспомогательную полимерную трубу, в которой предварительно по всей длине вырезают полосу, при этом разрез располагают в нижней части ремонтируемой трубы. Прижимают полимерную трубу к внутренней поверхности ремонтируемой трубы и фиксируют с использованием распорных штанг. Устанавливают в нижней части ремонтируемой трубы арматуру, проходящую через разрез полимерной трубы, заливают арматуру бетоном. После затвердевания бетона убирают распорные штанги и под давлением заполняют межтрубное пространство водным раствором анионного полимера с отвердителем. 8 з.п. ф-лы.

1. Способ ремонта трубопроводов большого диаметра, включающий введение в ремонтируемую трубу вспомогательной полимерной трубы, заполнение межтрубного пространства твердеющим раствором и выдерживание его до полного затвердевания, отличающийся тем, что предварительно по всей длине полимерной трубы вырезают полосу, затем ее вводят в ремонтируемую трубу таким образом, чтобы разрез был расположен в нижней части ремонтируемой трубы, прижимают полимерную трубу к внутренней поверхности ремонтируемой трубы и фиксируют с использованием распорных штанг, устанавливают в нижней части ремонтируемой трубы арматуру, проходящую через полимерную трубу, и заливают ее бетоном марки не ниже М-300, после затвердевания бетона убирают распорные штанги и под давлением заполняют межтрубное пространство водным раствором анионного полимера с отвердителем.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют стеклопластиковую трубу.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно в полимерной трубе устанавливают приспособления для закачивания в межтрубное пространство твердеющего раствора.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед прижимом полимерную трубу центрируют по отношению к ремонтируемой трубе.5. Способ по п.4, отличающийся тем, что центрирование осуществляют с использованием полимерных сухарей, размещаемых по окружности в межтрубном пространстве с зазором 0,4-0,6 м.6. Способ по п.1, отличающийся тем, что зазор между полимерной трубой и ремонтируемой трубой в зоне торца полимерной трубы заполняют на глубину до 100 мм водным раствором анионного полимера с отвердителем и асбестовыми волокнами как наполнителем.7. Способ по п.1, отличающийся тем, что вводят более одной полимерной трубы.8. Способ по п.7, отличающийся тем, что пазы, образуемые торцами полимерных труб, заполняют полиуретановым герметиком.9. Способ по п.1, отличающийся тем, что предварительно внутреннюю поверхность ремонтируемой трубы очищают от загрязнений.