СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ НА ВНУТРЕННЮЮ ПОВЕРХНОСТЬ ТРУБОПРОВОДА Российский патент 2006 года по МПК F16L58/02 

Заявляемое изобретение относится к технологии покрытия внутренней поверхности трубопроводов при изготовлении или ремонте, преимущественно для профилактики и восстановления имеющих протечки трубопроводов водопроводной и канализационной сети.

Известен способ облицовки трубопровода путем размещения в нем предоблицовочной трубы посредством выворачивания столбом жидкости с одновременным протаскиванием в этой жидкости облицовочного комбинированного рукава на основе пропитанного связующим армирующего материала с наружным покрытием из герметичного пленочного материала. Внутрь комбинированного рукава вводят выворачиванием изоляционную трубу и отверждают связующее. Протаскивание комбинированного рукава осуществляют путем одновременного воздействия столба жидкости и тянущего усилия троса, который предварительно закладывают в полость предоблицовочной трубы, при этом совмещенные концы этой трубы и троса соединяют с одним из концов комбинированного рукава, а свободный конец троса соединяют с тянущим устройством (патент РФ № 2145029, М.Кл. F 16 L 58/10, 2000).

Недостатками способа являются трудоемкость и высокая стоимость процесса, а также трудности при прохождении поворотов и сужений трубопровода, так как для этих случаев необходимо большое давление рабочего агента.

Известен способ облицовки внутренней поверхности трубопровода введением внутрь трубообразного рукава из волокнистого материала, пропитанного термореактивным связующим и заключенного в пленочную оболочку из полимерного материала, путем выворачивания, продвижения внутрь трубопровода, прижатия к его внутренней поверхности за счет давления воды и последующего его отверждения (патент Великобритании №2021728, М.Кл. F 16 L 55/18, 1979). Выворачивание и введение рукава в трубопровод, расправление и прижатие его к внутренней поверхности трубопровода осуществляют с помощью конусообразной с патрубком камеры, через которую пропускают плоскосложенный рукав, конец которого расправлен и закреплен отгибом на торцевой кромке патрубка со стороны трубы. Камера снабжена вводом для подачи в нее воды под давлением и закрыта сверху герметичной крышкой с пазом для пропуска плоскосложенного рукава, имеющей спускной клапан. Камера прижата патрубком к входному отверстию трубопровода. При подаче воды под давлением в камеру в полость между стенками и рукавом происходит выворачивание рукава и его продвижение внутрь трубопровода с расправлением и прижатием к внутренней поверхности. Осуществляют это постадийно. С помощью спускового клапана периодически сбрасывают давление в камере, проталкивают в нее очередной отрезок плоскосложенного рукава, восстанавливают давление и продвигают этот отрезок внутрь трубы.

Этот способ обеспечивает внутри рукава давление, достаточное для его расправления и продвижения внутрь трубопровода без дополнительных средств протаскивания, однако способ связан с необходимостью достаточной герметизации камеры для создания требуемого давления воды, и нет возможности регулирования давления внутри рукава на разных стадиях его установки.

Наиболее близкий аналог заявляемого изобретения по технической сущности - способ нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода, заключающийся во введении внутрь трубопровода трубообразного рукава из волокнистого материала, пропитанного отверждаемым связующим и заключенного в гибкую оболочку из полимерного материала, путем выворачивания и продвижения рукава внутрь трубопровода, а также его расправления и прижатия к внутренней поверхности трубопровода за счет давления воды и последующего отверждения. При этом выворачивание и продвижение рукава внутрь трубопровода, а также его раправление и прижатие к внутренней поверхности трубопровода осуществляют за счет давления на внутреннюю поверхность вывернутого рукава, создаваемого собственным весом водяного столба, а изменение давления для выполнения этих операций производят изменением высоты водяного столба (патент РФ № 2107216, М.Кл. F 16 L 55/18, 1998).

Недостатками способа являются ограничение высоты водяного столба высотой опорной вышки и громоздкость этой установки, а также низкая эффективность при прохождении поворотов и сужений, так как нередко на поворотах продвижение рукава прекращается из-за недостаточности давления водяного столба и приходится вырезать в трубе перед рукавом окно, чтобы вручную развернуть рукав. Кроме того, часть рукава от трубопровода до верхней части вертикальной камеры - бросовый отход.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является упрощение технологии и повышение эффективности способа при прохождении рукавом углов поворота и сужений. Другой вид технического результата, получение которого может обеспечить изобретение по сравнению с наиболее близким аналогом, заключается в снижении трудовых и материальных затрат.

Для достижения указанного технического результата при использовании признаков известного способа нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода введением внутрь его рукава из волокнистого материала, пропитанного отверждаемым связующим и заключенного в гибкую оболочку из полимерного материала, путем выворачивания и продвижения рукава внутрь трубы, а также его расправления и прижатия к внутренней поверхности трубы за счет давления текучей среды и последующего отверждения, в соответствии с изобретением выворачивание, продвижение внутрь трубопровода, расправление и прижатие рукава к внутренней поверхности трубопровода осуществляют путем одновременного воздействия водяного столба и гидравлических ударов, создаваемых генератором пневматических импульсов, погруженным в воду и имеющим пневматическую связь с компрессором, при этом изменение величины и частоты гидравлических ударов производят изменением давления воздуха на выходе из компрессора.

Сущность изобретения поясняется следующим описанием способа его осуществления и чертежом, где схематично изображена установка для нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода.

Вначале пропитывают отверждаемым связующим трубообразный рукав из волокнистого материала, заключенного в гибкую оболочку из полимерного пленочного материала. Связующее вливают внутрь отрезка рукава, соответствующего длине восстанавливаемого трубопровода, и равномерно распределяют по волокнистому материалу путем пропускания рукава между прижимными валиками. Плоскосложенный после прохождения между валиками рукав укладывают шлагами на платформу. Затем этот рукав вводят внутрь трубопровода.

Установка для реализации способа включает платформу 1 с рукавом 2, бак-наполнитель 3, установленный на поверхности земли, направляющую колонну 4, соединенную с камерой запуска 5, систему 6 подачи воды через верхнее торцевое отверстие колонны 4 в пространство между рукавом 2 и внутренней поверхности колонны 4, генератор 7 пневматических импульсов, имеющий пневматическую связь с компрессором 8, расположенным на поверхности земли. В частности, в качестве генератора 7 может быть использовано пневмоимпульсное устройство с дифференциальным поршнем по патентам РФ № 2113287, М.Кл. В 08 В 5/02, 1998, № 2086314, М.Кл. В 08 В 9/04, 1997 и № 34408, М.Кл. В 08 В 5/02, 2003. Конец рукава 2 прикреплен к восстанавливаемому трубопроводу 9 при помощи хомута 10 на стыке камеры запуска 5 и трубопровода 9.

Рукав 2 с платформы 1 пропускают через направляющую колонну 4, камеру запуска 5 и крепят хомутом 10 к трубопроводу 9 или к камере 5 путем отгиба по кромке ее выходного отверстия. Внутри рукава 2 в камере 5 или трубопроводе 9 помещают генератор пневматических импульсов. Системой 6 подают воду в колонну 4, давление столба воды выворачивает рукав 2, продвигает его по трубопроводу 9 на некоторое расстояние, при этом генератор 7 оказывается погруженным в воду. После этого включают генератор 7. При выпуске в воду порции сжатого воздуха происходит резкое увеличение суммарного объема воздуха и воды, и создается мгновенный до 0,1 с гидравлический удар, который обеспечивает выворачивание и продвижение рукава 2 внутрь трубопровода 9, а также расправление и прижатие его внутренней поверхности трубопровода 9, а с другой стороны воздух стремится вытеснить воду из колонны 4 в бак-накопитель 3. Регулируя давление воздуха на выходе из компрессора и частоту выхлопа воздуха генератором 7, можно создать любые усилия от «бархатного» выворачивания рукава до предела его прочности. Имеющие место воздушные подушки между внутренней поверхностью трубопровода 9 и наружной поверхностью рукава 2 служат демпфером гидравлических ударов и постепенно исчезают под действием пневмоимпульсов. Вместе с водой из колонны 4 выходят и пузыри воздуха от пневматического импульса. После выхода воздушного пузыря ранее вытесненная вода устремляется с верхней части колонны 4 в освободившийся объем и создает вторичный гидравлический удар, направленный только в сторону продвижения рукава 2, который выворачивается и продвигается внутрь еще на некоторое расстояние. Далее цикл повторяется.

Изменение величины и частоты гидроударов производят изменением давления воздуха на выходе из компрессора. Наиболее эффективное сочетание частоты и силы регулируемого гидравлического удара подбирают в процессе ввода, продвижения, расправления и прижатия рукава, изменяя давление на выходе из компрессора.

Примеры конкретного выполнения способа.

Пример 1. Для нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода длиной 120 м диаметром 500 мм на глубине 1,5 м используют в качестве рукава лавсановую армирующую оболочку с продольным швом, дублированную снаружи слоем полиэтилена и пропитанную композицией на основе эпоксидной смолы. Затем устанавливают бак-накопитель 3 вместимостью 1 м³ на поверхность земли и направляющую колонну 4. Пропускают через колонну 4 рукав 2 и крепят его к трубопроводу 9. Опускают пневмоимпульсное устройство 7 в камеру запуска 5. Из системы 6 подачи воды подают воду в полость колонны 4 до полного ее заполнения. Под действием гидростатического давления столба воды, равного глубине укладки трубопровода 9 и высоте колонны 4, что составляет 2,5 м, происходит продвижение и прижатие рукава на 3,7 м. Затем включают компрессор 8 и подают сжатый воздух под давлением 5 МПа на пневмоимпульсное устройство 7, которое отрегулировано на срабатывание при давлении от 5 МПа с частотой один выхлоп в четыре секунды. После первого пневмовзрыва (выхлопа) за счет гидравлического удара продвижение рукава с выворотом составляет 0,7 м, что полностью гасит гидроудар. Образовавшийся объем воздуха в течение одной секунды поднимается по колонне 4, после чего еще до второго пневмовзрыва столб воды «падает» по колонне 4, создавая второй гидроудар, при этом рукав 2 продвигается еще на 0,25 м. Из системы 6 подают воду для заполнения колонны 4 вместо объема воды, утраченного при продвижении рукава 2 внутрь трубопровода 9. После введения 42 м рукава 2 в трубопровод 9 пневмоимпульсное устройство 7 настраивают на срабатывание от давления 6 МПа с частотой один выхлоп в три секунды. Выворачивание, продвижение внутрь трубопровода 9, расправление и прижатие рукава 2 к внутренней поверхности трубопровода 9 продолжают при давлении воздуха на выходе из компрессора 8 под давлением 6 МПа. После введения 105 м рукава 2 давление компрессора 8 увеличивают до 7 МПа, а пневмоимпульсное устройство 7 перестраивают на это же давление с частотой один выхлоп в две секунды и наносят покрытие на оставшуюся длину трубопровода 9. Затем удаляют пневмоимпульсное устройство 7 из камеры 5 и отверждают рукав 2 циркулирующей горячей водой за счет образования трехмерной структуры связующего.

Пример 2. Восстанавливаемый трубопровод длиной 150 м диаметром 300 мм на глубине 2 м имеет в плане семь стандартных поворотов под углом 90°. Рукав представляет собой полиамидную войлочную армирующую оболочку, дублированную снаружи слоем пленочного материала из поливинилтерефталата и имеющую продольный шов, который заклеен вдоль шва поливинилхлоридной лентой. В полости оболочки размещен бесшовный тканевый рукав. После пропитки рукава 2 полиэфирной смолой ввод его в трубопровод 9 проводят аналогично примеру 1. Перед третьим поворотом на 128 м трубопровода 9 давление компрессора 8 увеличивают до 8 МПа, пневмоимпульсное устройство 7 перестраивают на такое же давление с частотой один выхлоп в одну секунду. А после пятого поворота - последняя перестройка оборудования на давление 10 МПа и три выхлопа в секунду. После окончательного ввода рукава 2 отверждают его армирующий слой.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет упростить технологию, отказавшись от монтажа высокой платформы, и повысить эффективность способа за счет возможности создания любых импульсных давлений воды регулируемым гидравлическим ударом.

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и используется при ремонте трубопроводов различного назначения. Внутрь трубопровода выворачиванием вводят рукав из пропитанного отверждаемым связующим волокнистого материала, заключенного в гибкую полимерную оболочку. Продвигают рукав внутрь трубопровода, расправляют и прижимают к внутренней поверхности трубопровода за счет давления воды на внутреннюю поверхность вывернутого рукава. Одновременно с выворачиванием, продвижением, расправлением и прижатием рукава к внутренней поверхности трубопровода осуществляют воздействие на водяной столб импульсами погруженного в воду генератора - источника гидравлических ударов. Изменение величины и частоты гидравлических ударов производят изменением давления воздуха на выходе из компрессора, соединенного с генератором импульсов. Упрощается технология нанесения покрытия. 1 ил.

Способ нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода введением внутрь трубопровода трубообразного рукава из волокнистого материала, пропитанного отверждаемым связующим и заключенного в гибкую оболочку из полимерного материала, путем выворачивания, продвижения внутрь трубопровода, расправления и прижатия рукава к внутренней поверхности трубопровода за счет давления воды на внутреннюю поверхность вывернутого рукава, создаваемого собственным весом водяного столба, и последующего его отверждения, отличающийся тем, что выворачивание, продвижение внутрь трубопровода, расправление и прижатие рукава к внутренней поверхности трубопровода осуществляют путем одновременного воздействия водяного столба и гидравлических ударов, создаваемых генератором пневматических импульсов, погруженным в воду и имеющим пневматическую связь с компрессором, при этом изменение величины и частоты гидравлических ударов производят изменением давления воздуха на выходе из компрессора.