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 футерованную 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 недостаткам 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 уплотняющему коврику является решение, известное из RU 2220352 С1, 27.12.2003. В известном решении для защиты изоляции трубопровода использованы уплотняющие коврики под кольцевые утяжелители и чугунные грузы. Известные уплотняющие коврики располагаются с расчетным шагом на наружной поверхности трубопровода в местах закрепления на нем балластирующих грузов и 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.
Наиболее близким к заявленному уплотняющему элементу является решение, известное из RU 2252356 С1, 20.05.2005.
Известные уплотняющие элементы под балластирующие устройства (БУ) - кольцевые утяжелители или чугунные грузы - содержат расположенные с расчетным шагом на наружной поверхности трубопровода в местах закрепления на нем БУ футерующие элементы, выполненные в виде расположенных под каждым опорным поясом БУ и охватывающих трубопровод внахлест два полукольца.
Последние изготовлены в виде прилегающей к трубопроводу двухслойной снабженной карманами ленты из эластичного долговечного материала. Поперечные трубопроводу размеры каждой ленты уплотняющих элементов на 50-100 мм превышают половину длины окружности наружной поверхности изолированного трубопровода. Каждая лента снабжена вложенными в ее карманы опорными элементами (ОЭ), причем карманы размещены на лентах вдоль образующих трубопровода, прерывисто, с расчетным шагом.
Прилегающие к трубопроводу ленты и вложенные в их карманы ОЭ в частном случае исполнения устройства выполнены в виде вкладышей из пропитанного смолой, с последующим ее отверждением, нетканого синтетического материала (НСМ).
Недостатком известных решений является большая материалоемкость, вес устройств, значительный расход смолы и большая продолжительность процесса ее отверждения.
Задачей изобретения является создание простого в применении и несложного уплотняющего устройства, обеспечивающего надежное и устойчивое положение балластирующих грузов на трубопроводе при его сооружении и в течение периода эксплуатации трубопровода и одновременно создание простого по технологии и кратковременности процесса изготовления устройства.
Указанная задача решается тем, что устройство - уплотняющий коврик (УК) под балластирующие устройства (БУ) для трубопроводов предназначено для размещения на наружной поверхности трубопровода в местах установки на нем БУ и выполнено плосколистовым из эластичного долговечного материала в виде одно-, двух- или многослойного полотнища, обращенная к утяжелителю поверхность УК снабжена выполненными из полимерного материала опорными элементами (ОЭ), и в котором на обращенной к БУ поверхности каждого ОЭ закреплена гибкая полоса, а на обращенной к трубопроводу поверхности УК в зоне расположения ОЭ размещены и скреплены с УК дополнительные ленты или отрезки лент, причем последние, и закрепленные на ОЭ полосы, выполнены из высокопористого материала, пропитанного полимерной смолой. В частных случаях выполнения коврика его поперечный относительно трубопровода размер превышает/не превышает длину окружности наружной поверхности изолированного трубопровода.
Кроме того, поперечный относительно трубопровода размер превышает/не превышает половину длины окружности наружной поверхности изолированного трубопровода, а ОЭ располагаются и закреплены вдоль его поперечных или вдоль его продольных относительно трубопроводу сторон, при этом ОЭ выполнены сплошными или прерывистыми. Кроме того, ОЭ образованы из уложенной воланами и прошитой ленты, каждый из ОЭ образован воланами с их прошивкой из предварительно отогнутого края листа или ОЭ образованы из набора лент, пришитых к полотнищу коврика.
Также ОЭ выполнены в виде скрепленной с ковриком и снабженной карманами одно- или многослойной ленты, изготовленной из гибкого, эластичного и долговечного материала, при этом лента снабжена вложенными в ее карманы с возможностью фиксации вкладышами, выполненными из долговечного материала.
Продольный относительно трубопровода размер коврика превышает/не превышает длину размещенного на нем БУ.
Кроме того, продольный относительно трубопровода размер коврика превышает длину размещенного на нем БУ.
Указанная задача решается также тем, что вариант уплотняющего устройства - уплотняющий элемент (УЭ) под балластирующие устройства (БУ) для трубопроводов, предназначен для размещения на наружной поверхности трубопровода в местах установки на нем БУ, при этом УЭ выполнен плосколистовым, одно-, двух- или многослойным из эластичного долговечного материала, его обращенная к БУ поверхность снабжена выполненной из полимерного материала опорными элементами (ОЭ), отличающийся тем, что УЭ выполнен в виде полосы, ширина которой превышает/не превышает ширину опорного элемента БУ, на обращенной к БУ поверхности ОЭ закреплена гибкая полоса, а на противоположной, обращенной к трубопроводу поверхности УЭ, в зоне расположения ОЭ размещена и скреплена с УЭ дополнительная лента или отрезки лент, причем закрепленные на ОЭ полосы и дополнительная лента или отрезки лент выполнены из высокопористого материала, пропитанного полимерной смолой. В частных случаях выполнения уплотняющего элемента указанная полоса выполнена в виде рукава.
Кроме того, рукав выполнен с образованием карманов, в которых размещены вкладыши, при этом ОЭ образованы указанными карманами с размещенными в них вкладышами.
Причем ОЭ выполнены в виде скрепленной с указанной полосой и снабженной карманами одно- или многослойной ленты, изготовленной из гибкого, эластичного и долговечного материала, при этом лента снабжена вложенными в ее карманы с возможностью фиксации вкладышами, выполненными из долговечного материала.
Указанная задача решается также тем, что вложенные в указанные карманы вкладыши выполнены призматическими из материала с расчетными характеристиками на сжатие - твердых сортов дерева, резины, полимерных материалов.
Кроме того, ОЭ пришиты к поверхности указанной полосы или вложены в образующий УЭ указанный рукав и закреплены, а каждый из ОЭ образован из предварительно отогнутых краев указанной полосы с последующей их прошивкой или ОЭ образованы из набора лент, пришитых к указанной полосе.
Кроме того, продольный относительно трубопровода размер уплотняющего элемента превышает/не превышает длину размещенного на нем опорного пояса БУ.
Задача решается также тем, что вложенные в указанные карманы вкладыши выполнены герметичной многослойной заполненного неэластичным сыпучим материалом емкости, при этом отношение объема вкладыша не превышает объема кармана.
Кроме того, продольный относительно трубопровода размер уплотняющего элемента превышает длину размещенного на нем опорного пояса БУ, при этом ОЭ выполнены сплошными или прерывистыми.
Задача решается также тем, что поперечный трубопроводу размер превышает/не превышает половину длины окружности наружной поверхности изолированного трубопровода.
Кроме того, поперечный трубопроводу размер уплотняющего элемента превышает/не превышает длину окружности наружной поверхности изолированного трубопровода.
Уплотняющие элементы не подвержены гниению в условиях эксплуатации и обладают хорошими диэлектрическими свойствами, что важно при защите трубопроводного перехода от блуждающих токов. Коврики и уплотняющие элементы обладают высокой механической прочностью, хорошим сцеплением с трубопроводом и утяжелителями благодаря наличию дополнительных полос, лент (или отрезков лент), выполненных из высокопористого материала, пропитанного полимерной смолой, а также долговечностью в условиях эксплуатации, оставаясь достаточно эластичной конструкцией, что облегчает монтаж ковриков и уплотняющих элементов при установке утяжелителей на трубопроводе.
Требования к размерам ковриков и уплотняющих элементов обусловлены условиями сооружения трубопровода. Например, в обычных условиях по условиям контактной прочности продольный относительно трубопровода размер уплотняющего элемента не превышает длину размещенного на нем опорного пояса БУ. В то же время при сооружении трубопроводов совместно с иностранными фирмами продольный относительно трубопровода размер уплотняющего элемента должен превышать длину размещенного на нем опорного пояса БУ. Это является требованием технической документации и необходимо для визуального контроля правильности размещения элементов под балластирующими грузами.
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 графическим материалом, где на фиг.1 представлен продольный разрез трубопровода с балластирующим чугунным утяжелителем; на фиг.2 - то же, но с бетонным утяжелителем.
Чугунные или железобетонные грузы, соответственно 1, 2 (балластирующие устройства - БУ), закрепляются с расчетным шагом на наружной поверхности трубопровода 3, на котором под опорными поясами 4 грузов располагаются коврики 5 или уплотняющие элементы 6, изогнутые при монтаже в форме кольца или двух полуколец из гибкого, эластичного и долговечного материала в виде прилегающего к трубопроводу полотнища 7 или ленты 8, которые снабжены опорными элементами 9. Для трубопроводов небольшого диаметра (300-500 мм) используются плосколистовые коврики или ленты, изогнутые в виде целого кольца, а их поперечные трубопроводу размеры на 50-100 мм не превышают длину, то есть меньше окружности наружной поверхности изолированного трубопровода и соединяются с зазором посредством завязок.
Для трубопроводов большого диаметра (800-1420 мм) коврики и уплотнительные элементы имеют значительную массу. В этом случае используют «составные кольца» из двух полуколец, форму которых придают изгибом коврикам или уплотнительным элементам, при этом их поперечные трубопроводу размеры на 50-100 мм превышают длину окружности наружной поверхности изолированного трубопровода и соединяются внахлест посредством нашитых на концы ковриков или лент соединительных элементов, например «липучек».
Каждый коврик или лента снабжены вложенными в их карманы опорными элементами (ОЭ). Карманы на лентах размещены с расчетным шагом, а их продольные оси расположены вдоль образующих трубопровода.
Вложенные в карманы ОЭ выполнены призматическими из материала с расчетными характеристиками на сжатие, например из твердых сортов дерева, резины, полимерных материалов.
Кроме того, вложенные в карманы 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 не превышает 0,8.
Коврики, ленты, карманы и наружный слой каждого многослойного вкладыша выполнены из полимерно-тканевого материала или технической ткани, а внутренний слой вкладыша - из полиэтилена.
На обращенной к БУ поверхности каждого ОЭ закреплена гибкая полоса, а на обращенной к трубопроводу поверхности УК в зоне расположения ОЭ размещены и скреплены с УК дополнительные ленты или отрезки лент, причем последние, и закрепленные на ОЭ полосы, выполнены из высокопористого материала, пропитанного полимерной смолой.
Вложенные в карманы ОЭ в частном случае выполнения заявленных устройств выполнены из пропитанного смолой, с последующим ее отверждением, нетканого синтетического материала (НСМ). Вкладыши для карманов могут поставляться отдельно, а на месте монтажа их укладывают в карманы с последующей фиксацией в карманах, например путем отгибания края коврика, 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 предпочтительно, чтобы продольные относительно образующих трубопровода размеры ОЭ превышали ширину опорного пояса БУ не менее чем на 100 мм, лучше - на 200 мм.
Выполнение карманов также может быть различно. Каждый карман для ОЭ, в частности, выполняют предварительным отгибанием с наложением продольной стороны образующего коврик или ленту полотна с 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. В частных случаях выполнения устройств ОЭ образованы из набора лент, пришитых к полотнищу коврика, ОЭ образованы воланами с их прошивкой из предварительно отогнутого края полотна или листа, ОЭ образованы из уложенной воланами и прошитой ленты, при этом ОЭ выполнены сплошными или прерывистыми.
Устройство работает следующим образом. Вдоль подготовленной к укладке трубопроводной плети на расчетных расстояниях укладывают нижние половинки балластирующих грузов. На выложенные половинки грузов укладывают с изгибом плосколистовые коврики или ленты, чтобы были совмещены продольные оси их ОЭ и опорных поясов БУ.
В случае использования целого «кольца» его укладывают из расчета замыкания концов ленты (коврика) на горизонтальном диаметре трубопровода в зоне разъема грузов. На выложенные нижние половинки грузов с уплотняющими элементами укладывают трубопроводную плеть, а сверху на нее укладывают с сгибанием посредством изгиба плосколистовую целиковую ленту (коврик), после чего соединяют ее концы с зазором посредством элементов крепления.
Если использованы составные «кольца» из двух «полуколец», то концы нижнего «полукольца» отгибают и фиксируют на поверхностях разъема половинок грузов.
В случае использования составного «кольца» (из двух «полуколец») после укладки трубопроводной плети на нее навешивают соответственно верхние уплотняющие элементы (коврики), концы которых внахлест перекрывают концы ранее уложенных соответствующих им нижних уплотняющих элементов. В случае использования составного «кольца» соединение внахлест концов уплотняющих элементов (ковриков) осуществляют посредством нашитых на их концы соединительных элементов, например «липучек», при этом соединение внахлест также располагается на уровне горизонтального диаметра трубопровода в плоскости разъема БУ. На трубопровод навешивают верхние половинки грузов БУ, после чего верхние и нижние половинки грузов соединяют болтами, а болтовые соединения заливают битумной или резинобитумной мастикой. При этом усилие затяжки болтового соединения половинок грузов воспринимается опорными элементами, которые имеют значительную толщину: 30-50 мм. Контактные давления на ОЭ со стороны опорных поясов БУ воспринимаются наружным слоем ОЭ, пропитанного смолой пористого материала. Контактные давления на коврики или УЭ со стороны трубопровода воспринимаются нашитыми на полотнища лентами из пропитанного смолой пористого материала.
Это обеспечивает целостность опорных элементов и передачу усилия затяжки более равномерно через уплотняющие элементы на футеровку или изоляцию трубопровода без повреждений, а структура материала закрепленных на поверхности каждого ОЭ гибких полос и дополнительных лент или отрезков лент, закрепленных на обращенной к трубопроводу поверхности УК или УЭ в зоне расположения ОЭ и пропитанных полимерной смолой, обеспечивает необходимое сцепление их, соответственно, с опорными поясами БУ и 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 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, например, песка и пыления при изготовлении и эксплуатации ОЭ.
Выбор вида фиксирующих элементов обусловлен гибкостью УК и УЭ, которая в свою очередь зависит от выбора материала для их изготовления и технологии его обработки. При выборе материала следует учитывать диаметр трубопровода, действующие на него нагрузки, условия эксплуатации. Например, 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». Отсутствие сквозной пропитки УК и УЭ значительно снижает их массу и сокращает время полимеризации указанной смолы.
Уплотняющие элементы и коврики, изготовленные по заявленному изобретению, обладают высокой механической прочностью и долговечностью в условиях эксплуатации, оставаясь достаточно легкой и эластичной конструкцией, что облегчает монтаж балластирующих грузов на трубопроводе.
Кроме того, уплотняющие элементы и коврики по заявленному изобретению обладают хорошими диэлектрическими свойствами, что важно при защите трубопроводного перехода от блуждающих токов.
Дополнительной областью использования заявленной группы изобретений является транспортирование длинномерных грузов по типу «труба в трубе». При этом уплотняющие элементы или коврики 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. Уплотняющие устройства - коврики (УК) и элементы (УЭ) - предназначены для размещения на наружной поверхности трубопровода в местах установки на нем БУ и выполнены плосколистовыми из эластичного долговечного материала в виде одно-, двух- или многослойного, соответственно, полотнища или ленты. Обращенная к утяжелителю поверхность УК, УЭ снабжена выполненными из полимерного материала опорными элементами (ОЭ) и на обращенной к БУ поверхности каждого ОЭ закреплена гибкая полоса, а на обращенной к трубопроводу поверхности УК, УЭ в зоне расположения ОЭ размещены и скреплены, соответственно, с полотнищем или лентой дополнительные ленты или отрезки лент, причем последние и закрепленные на ОЭ полосы выполнены из высокопористого материала, пропитанного полимерной смолой. Снижает материалоемкость устройств, повышает их гибкость и сокращает время технологического цикла изготовления устройств. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 2 ил.
УПЛОТНЯЮЩИЕ КОВРИКИ ПОД КОЛЬЦЕВЫЕ УТЯЖЕЛИТЕЛИ И ЧУГУННЫЕ ГРУЗЫ ДЛЯ БАЛЛАСТИРОВКИ ТРУБОПРОВОДОВ | 2003 |
|
RU2220352C1 |
УПЛОТНЯЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ МУХАМЕТДИНОВА ПОД КОЛЬЦЕВЫЕ УТЯЖЕЛИТЕЛИ И ЧУГУННЫЕ ГРУЗЫ ДЛЯ БАЛЛАСТИРОВКИ ТРУБОПРОВОДОВ | 2004 |
|
RU2252356C1 |
БОРОДАВКИН П.П | |||
и др | |||
Подводные трубопроводы | |||
- М.: Недра, 1979, с.181-182 | |||
ФУТЕРОВОЧНЫЙ МАТ | 1998 |
|
RU2123148C1 |
Способ прокладки подземного трубопровода в мерзлых грунтах | 1988 |
|
SU1700325A1 |
US 4413656 A, 08.11.1983 | |||
Запоминающая матрица | 1974 |
|
SU546934A1 |
Авторы
Даты
2006-11-27—Публикация
2005-11-18—Подача