СКАЛЬНЫЙ ЛИСТ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДА (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СКАЛЬНОГО ЛИСТА Российский патент 2008 года по МПК F16L57/00 

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и используется для защиты изолированной поверхности трубопроводов при их прокладке в скальных, вечномерзлых грунтах, а также в минеральных грунтах с включениями, вызывающими повреждение изоляции трубопровода, например с включениями дресвы, гальки, отдельных глыб.

Известно, что при прокладке трубопроводов в скальных, гравийно-галечниковых, щебнистых и тому подобных грунтах следует предусматривать защиту изоляционных покрытий трубопроводов от повреждений (см. п.5.7. СНиП 2.05.06-85*).

Из уровня техники известны различные противоударные защитные устройства изолированной поверхности трубопроводов. Так, известно защитное устройство, содержащее полый незамкнутый цилиндр с внешней твердой после специальной обработки поверхностью. Полый цилиндр выполнен из гибкого полотнища на основе синтетического материала (см. US 4413656 А, 1982, F16L 57/00). Недостатком известного решения является сложность изготовления полотнища из полимерной композиции, необходимость термообработки для получения устройства с необходимой твердостью внешней поверхности и сложность монтажа устройства на трубопроводе в полевых условиях.

Известно "противоударное защитное устройство различных поверхностей, преимущественно, трубопровода" (см. RU 2162187 С1, 20.01.2001). В известном устройстве полый незамкнутый цилиндр выполнен из многослойного полотнища, изготовленного из синтетического материала с пропиткой каждого слоя с определенной поверхности на заданную толщину с последующим склеиванием всех слоев в полотнище. Недостатком известного устройства является достаточно сложная технология изготовления и повышенный расход материалов.

Наиболее близким к заявленному решению является известный из уровня техники «скальный лист для защиты трубопровода» RU 2214553 С1, 20.10.2003. В известном решении скальный лист содержит полый незамкнутый цилиндр, образованный гибким полотнищем из синтетического материала. Гибкое полотнище с общей толщиной не более 7±0,5 мм выполнено однослойным или двухслойным из волокнистого листового нетканого материала на основе волокон группы полипропиленов или полиэфиров с толщиной 3,5-7,0±0,5 мм с пропиткой волокнистого нетканого материала на всю толщину самоотверждающейся композицией на основе карбамидоформальдегидной смолы.

Устройство изготавливают в заводских условиях. Из рулона нетканого волокнистого материала нарезают заготовки длиной, равной длине окружности наружной поверхности трубопровода с технологическим припуском. Каждую заготовку пропитывают указанной композицией с расходом в зависимости от толщины материала заготовок. В случае необходимости получения скального листа с повышенными механическими свойствами его изготавливают двухслойным. Изготовленные скальные листы выдерживают до полного отверждения смолы.

Недостатком известной технологии является повышенный расход смолы, возможность склеивания заготовок в пакетах, в том числе по торцам, приклеивание нижней заготовки к поддону и возможность повреждения скальных листов (далее по тексту СЛ) при их разделении после отверждения композиции.

Кроме того, при необходимости получения СЛ с повышенными физико-механическими свойствами, например, на 20-30% необходимо увеличивать число слоев СЛ, что также ведет к необоснованному перерасходу материалов.

Решаемой задачей данного изобретения является повышение физико-механических свойств СЛ, получение СЛ, нейтрального к катодной защите трубопровода, повышение надежности СЛ при транспортировании и установке на трубопровод в полевых условиях при сохранении гибкости и прочности СЛ, а также снижение расхода материалов при изготовлении СЛ.

Указанная задача решается тем, что СЛ выполнен в виде плоского гибкого полотнища из синтетического материала, пропитанного самоотверждающейся композицией, с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, причем СЛ выполнен из одного или нескольких листов пористого материала, например, нетканого синтетического материала (НСМ) на основе группы, например, полипропиленов или полиэфиров, при этом наружная/наружные сторона/стороны полотнища ламинированы, например, полиэтиленом и/или «армитексом».

Ламинирование наружной/наружных сторон СЛ повышает его физико-механические свойства без значительного увеличения толщины и массы СЛ. Например, двусторонне ламинированный «армитексом» СЛ имеет толщину 3,6 мм, при указанной нормативной толщине «не менее 3 мм», а ударная прочность ламинированного СЛ возрастает с 20 до 28 Дж.

Таким образом, на основе приведенного примера видно, что для получения СЛ с улучшенными физико-механическими свойствами достаточно ламинировать его поверхности, тогда как по известной технологии необходимо увеличение слоев СЛ до двух и, соответственно, удвоенного расхода материалов.

Задача решается также тем, что СЛ выполнен в виде плоского гибкого полотнища из синтетического материала, пропитанного самоотверждающейся композицией, с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, причем СЛ выполнен многослойным из листового пористого материала, например, нетканого синтетического материала НСМ на основе, например, группы полипропиленов или полиэфиров и содержит один или несколько армирующих слоев из ворсистой ткани, например, хлопково-лавсановой, при этом наружная/наружные сторона/стороны полотнища СЛ ламинированы, например, полиэтиленом и/или «армитексом».

В частном случае выполнения СЛ в качестве располагаемой между слоями пористого листового материала армирующей ткани, обладающей способностью к пропитке ее самоотверждающейся композицией и адгезией со слоями пористого листового материала, используется хлопково-лавсановая ткань, выполненная из синтетических нитей или из комплексных нитей, каждая из которых обвита одной или несколькими ворсистыми хлопковыми нитями или комплексными хлопчатобумажными нитями.

Использование армирующего слоя из ворсистой ткани - хлопково-лавсановой позволяет значительно увеличить физико-механические свойства СЛ без значительного увеличения его массы, что важно в условиях выполняемого вручную монтажа СЛ на трубопровод, особенно в стесненных условиях траншеи. Армирование СЛ ведет к снижению расхода материалов, включая и самоотверждающуюся композицию, что способствует улучшению санитарно-гигиенических условий труда. Ворсистая ткань (хлопково-лавсановая), как армирующий материал, обладает необходимыми физико-механическими свойствами, обусловленными наличием несмачиваемых указанной композицией лавсановых нитей, а при наличии хлопчатобумажных нитей ткань эффективно смачивается самоотверждающейся композицией, обеспечивая необходимую связь между слоями СЛ.

При этом, как показали испытания, заявленные решения обеспечивают получение СЛ по своим физико-механическим свойствам нейтрального к катодной защите, что очень важно при строительстве трубопроводов, например, в обводненных, вечномерзлых грунтах, особенно при возможном их растеплении.

Кроме того, указанная задача решается также тем, что в способе изготовления скального листа (СЛ) для защиты трубопровода, который заключается в укладке на поддон плоских гибких заготовок из синтетического материала, пропитке их самоотверждающейся композицией с последующей сушкой, изготовление СЛ осуществляют пакетным набором из плоских гибких заготовок, а для предотвращения их склеивания с поддоном и между собой используют запирающие самоотверждающуюся композицию в указанных заготовках листы, которыми одно- или двусторонне ламинируют указанные заготовки по всей поверхности или с оставлением свободными от ламината краев листов НСМ - заготовок, в том числе, используют предварительно односторонне ламинированные заготовки, например, «армитексом» или полиэтиленом.

Кроме того, неламинированные края плоских гибких заготовок перекрывают с нахлестом лентами из несклеивающегося с самоотверждающейся композицией материала, при этом края лент располагают вровень с краями плоских гибких заготовок, или края лент при этом выступают наружу за края плоских гибких заготовок.

В частном случае реализации способа плоские гибкие заготовки с неламинированными краями перекрывают листами из несклеивающегося с самоотверждающейся композицией материала, при этом края указанных листов располагают вровень с краями плоских гибких заготовок, или края указанных листов при этом выступают наружу за края плоских гибких заготовок.

Таким образом, использование запирающих слоев в виде ламинирующих СЛ, а также лент, листов, например, из полиэтилена не только повышает физико-механические свойства СЛ, но и предотвращает склеивание заготовок, в том числе и по их торцам в процессе изготовления СЛ, что в свою очередь устраняет повреждение СЛ при их отделении из пакета после отверждения указанной композиции.

Заявленное устройство изготавливают промышленным способом. Из рулона нетканого волокнистого материала нарезают заготовки расчетной длины, превышающей длину окружности наружной поверхности трубопровода на величину технологического припуска.

Плоские гибкие заготовки последовательно укладывают на поддон, пропитывают их самоотверждающейся композицией, а для предотвращения их склеивания с поддоном и между собой используют запирающие самоотверждающуюся композицию в указанных заготовках листы, которые одно- или двусторонне ламинируют указанные заготовки, например, «армитексом» (см. www.ayaskom.ru).

«Армитекс» представляет собой волокнистый материал с односторонне обработанной (ламинированной) поверхностью и обладает следующими свойствами:

- поверхностная плотность, г/м²72-76- толщина, мм0,264-0,258- разрывная нагрузка кгс/5 см вдоль8,9-10,6поперек5,3-6,5- удлинение при разрыве, % вдоль50,6-59,6поперек48,2-40,4

Для удаления воздуха из пор пористого материала заготовок (НСМ) и лучшей пропитки заготовок самоотверждающейся композицией поверхность НСМ каждой заготовки, обработанную указанной композицией, прокатывают валиком. Прокатка валиком пропитанных самоотверждающейся композицией заготовок СЛ способствует удалению воздуха из пористого материала заготовок, улучшает их пропитку самоотверждающейся композицией. При этом в односторонне ламинированных листах пористого материала слой НСМ при прокатке по нему валиком в силу свойств НСМ склонен вытягиваться, однако, слой ламинирующего материала препятствует этому.

Удаление воздуха из пор материала заготовок листов НСМ можно осуществлять сдавливанием листов НСМ по их поверхности, например, прессом или вакуумированием листов НСМ с их пропиткой самоотверждающейся композицией.

В случае использования заготовок из предварительно односторонне ламинированного, например, полиэтиленом пористого материала заготовки укладывают ламинированным слоем на поддон. При этом в качестве запирающих самоотверждающуюся композицию используют листы из материала несклеивающегося с самоотверждаемой композицией, например листы из полиэтилена.

При изготовлении двусторонне ламинированного СЛ в случае использования заготовок из материала, предварительно односторонне ламинированного, например, полиэтиленом, на пропитанную указанной композицией ворсистую поверхность заготовки после прокатки ее валиком укладывают ворсистым слоем запирающий слой из «армитекса».

При этом края плоских гибких заготовок перекрывают с нахлестом лентами из несклеивающегося с самоотверждающейся композицией материала, причем края лент располагаются вровень или выступают наружу за края плоских гибких заготовок. В том случае, когда плоские гибкие заготовки перекрывают листами из несклеивающегося с самоотверждающейся композицией материала, края указанных листов располагаются вровень или выступают наружу за края плоских гибких заготовок, что предотвращает склеивание заготовок, в том числе и по торцам в процессе последующего отверждения указанной композиции. При необходимости получения СЛ с повышенными физико-механическими свойствами заготовки - листы НСМ после пропитки нижнего слоя на него укладывают армирующий материал, который после пропитки указанной композицией перекрывают заготовкой - листом НСМ с его последующей пропиткой композицией, технология ламинирования таких СЛ указана выше.

Продуктом заявленного способа является СЛ для защиты трубопровода, выполненный в виде плоского гибкого полотнища из синтетического материала, пропитанного самоотверждающейся композицией, с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, при этом СЛ выполнен из одного или нескольких листов пористого материала, например нетканого синтетического материала (НСМ) на основе группы, например полипропиленов или полиэфиров, причем наружная/наружные сторона/стороны полотнища ламинированы, например, полиэтиленом и/или «армитексом».

В случае необходимости получения СЛ с повышенными физико-механическими свойствами по заявленному способу получают СЛ для защиты трубопровода, выполненный в виде плоского гибкого полотнища из синтетического материала, пропитанного самоотверждающейся композицией, с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, при этом СЛ выполнен многослойным из листового пористого материала, например, нетканого синтетического материала НСМ) на основе, например, группы полипропиленов или полиэфиров и содержит один или несколько армирующих слоев из ворсистой ткани, например, хлопково-лавсановой, при этом наружная/наружные сторона/стороны полотнища ламинированы, например, полиэтиленом и/или «армитексом». В качестве армирующей ткани, обладающей способностью к пропитке ее самоотверждающейся композицией и адгезией со слоями пористого материала, используется хлопково-лавсановая ткань, выполненная из синтетических нитей или из комплексных нитей, каждая из которых обвита одной или несколькими хлопковыми нитями или комплексными хлопчатобумажными нитями, что обеспечивает качественную пропитку слоев СЛ и необходимое склеивание слоев между собой.

Самоотверждающуюся композицию для пропитки заготовок и их склеивания готовят в смесителе, вводя из дозаторов компоненты: смолу - продукт поликонденсации карбамида с формальдегидом, разбавитель, пластификатор и отвердитель. Состав композиции корректируют в зависимости от марки смолы, величины требуемой вязкости, скорости отверждения смолы и требуемых значений физико-механических показателей СЛ. Изготовленный согласно изобретению СЛ обладает необходимой гибкостью, позволяющей производить обжатие им трубопровода в полевых условиях с последующим закреплением скального листа на трубопроводе перед его укладкой в траншею или непосредственно в траншее. Возможно закрепление скального листа на изолированных трубах перед их отправкой потребителю. СЛ обладает высокой ударной прочностью, стойкостью к истиранию и продавливаемости твердыми острыми фракциями грунта, как при статическом вертикальном давлении, так и при совместном действии вертикальной и сдвигающей нагрузок, воздействующих на трубопровод в период его эксплуатации. Возможно использование СЛ для защиты от ударной нагрузки стрел грузоподъемных машин, например трубоукладчиков, кранов, а также для защиты труб при их транспортировании.

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и используется для защиты изолированной поверхности трубопроводов при их прокладке в скальных, вечномерзлых грунтах, а также в минеральных грунтах с включениями, вызывающими повреждение изоляции трубопровода, например с включениями дресвы, гальки, отдельных глыб. Скальный лист способен принимать форму охватывающего трубопровод полого цилиндра и образован гибким полотнищем из синтетического материала. Гибкое полотнище выполнено однослойным, двухслойным или многослойным из листового односторонне или двусторонне ламинированного волокнистого нетканого материала на основе волокон группы полипропиленов или полиэфиров с пропиткой волокнистого нетканого материала на всю толщину самоотверждающейся композицией. Скальный лист обладает необходимой гибкостью для обжатия трубопровода и последующего закрепления на нем в полевых условиях, обладает высокой ударной прочностью, стойкостью к истиранию и продавливаемости твердыми острыми фракциями грунта. Повышает надежность трубопровода. 3 н. и 3 з.п. ф-лы.

1. Скальный лист (СЛ) для защиты трубопровода, выполненный в виде плоского гибкого полотнища из синтетического материала, пропитанного самоотверждающейся композицией, с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, отличающийся тем, что СЛ выполнен из одного или нескольких листов пористого материала, например нетканого синтетического материала (НСМ) на основе группы, например, полипропиленов или полиэфиров, при этом наружная/наружные сторона/стороны полотнища ламинированы, например, полиэтиленом и/или «армитексом».2. Скальный лист (СЛ) для защиты трубопровода, выполненный в виде плоского гибкого полотнища из синтетического материала, пропитанного самоотверждающейся композицией, с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, отличающийся тем, что СЛ выполнен многослойным из листового пористого материала, например нетканого синтетического материала (НСМ) на основе, например, группы полипропиленов или полиэфиров и содержит один или несколько армирующих слоев из ворсистой ткани, например хлопково-лавсановой, при этом наружная/наружные сторона/стороны полотнища СЛ ламинированы, например, полиэтиленом и/или «армитексом».3. Скальный лист по п.2, отличающийся тем, что в качестве армирующей ткани, обладающей способностью к пропитке ее самоотверждающейся композицией и адгезией со слоями пористого материала, используется ворсистая, например хлопково-лавсановая ткань, выполненная из синтетических нитей или из комплексных нитей, каждая из которых обвита одной или несколькими ворсистыми, например, хлопковыми нитями или комплексными хлопчатобумажными нитями.4. Способ изготовления скального листа (СЛ) для защиты трубопровода, заключающийся в укладке на поддон плоских гибких заготовок из синтетического материала, пропитке их самоотверждающейся композицией с последующей сушкой, отличающийся тем, что изготовление СЛ осуществляют пакетным набором из плоских гибких заготовок, а для предотвращения их склеивания с поддоном и между собой используют запирающие самоотверждающуюся композицию в указанных заготовках листы, которыми одно или двусторонне ламинируют указанные заготовки по всей поверхности или с оставлением свободными от ламината краев листов НСМ, в том числе используют предварительно односторонне ламинированные заготовки, например, «армитексом» или полиэтиленом.5. Способ по п.4, отличающийся тем, что неламинированные края плоских гибких заготовок перекрывают с нахлестом лентами из несклеивающегося с самоотверждающейся композицией материала, при этом края лент располагают вровень с краями плоских гибких заготовок или края лент выступают наружу за края плоских гибких заготовок.6. Способ по п.4, отличающийся тем, что плоские гибкие заготовки с неламинированными краями перекрывают листами из несклеивающегося с самоотверждающейся композицией материала, при этом края указанных листов располагают вровень с краями плоских гибких заготовок или края указанных листов выступают наружу за края плоских гибких заготовок.