СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БАЛЛАСТНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ПОДВОДНОГО ТРУБОПРОВОДА Российский патент 2011 года по МПК F16L58/06 C04B28/00 C04B111/20 

Описание патента на изобретение RU2412393C1

Изобретение относится к строительству подводного трубопроводного транспорта, и в частности к созданию отрицательной плавучести подводных трубопроводов с помощью балластных материалов.

Известен способ изоляции трубопровода, согласно которому на трубу наносят два слоя сплошного отверждаемого эпоксидного или полиуретанового компаунда, содержащего керамические микросферы, при этом в один из слоев добавляют металлические включения с крупностью от 5 мк до 1,5 мм (RU 2338117, 10.11.2008).

Известен способ нанесения балластного покрытия. В предлагаемом способе в качестве балластного материала используют цементно-песчаную смесь, с заданным количественным соотношением компонентов и требуемой подвижностью смеси по конусу СтройЦНИЛ. В известном способе для приготовления смеси используют портландцемент марки 500, кварцевый прокаленный и просеянный песок с гранулометрическим составом от 0,3 мм до 0,7 мм и чистую воду. При этом для получения утяжеленной смеси с большим удельным весом рекомендовано добавлять в песок более тяжелые компоненты, например гранитную крошку, шлаковые отходы металлургических производств. Подвижность цементно-песчаного раствора после достижения заданной степени гомогенизации в смесителе должна составлять от 10 до 12 по конусу СтройЦНИЛ. Если приготовленная смесь имеет подвижность менее 10 по конусу СтройЦНИЛ, она получается более плотной, при этом имеется большая степень вероятности при нанесении балластного покрытия образования воздушных раковин в балластном покрытии, ухудшающих его качество. Если же приготовленная смесь имеет подвижность более 12 по конусу СтройЦНИЛ, то покрытие, изготовленное из такой смеси, характеризуется недостаточной механической прочностью (RU 2257503, 27.07.2005).

Из уровня техники известна возможность использования в качестве наполнителей для бетонов, используемых для защиты от нейтронного, гамма- или рентгеновского излучения, таких материалов, как барит, магнетит, гематит, лимонит, при этом в качестве вяжущих компонентов для приготовления тяжелых бетонов применяют портландцементы повышенных марок, а в специальных бетонах используют вяжущие компоненты, способные присоединять максимальное количество воды (см., например, ЕР 0264521, 2008080282,описания к RU 2170962, 2029399, 2121177, 2010020).

Однако в уровне техники не обнаружены составы тяжелых бетонных смесей, содержащие бариты и/или железосодержащие руды, а также способы их приготовления, обеспечивающие подвижную бетонную смесь высокой степени гомогенизации, пригодную для использования в жидком виде с целью получения балластных покрытий подводного трубопровода.

В уровне техники не обнаружено также смешивание в две стадии компонентов исходной смеси для получения балластного материала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ нанесения балластного покрытия на наружную поверхность трубы, большая часть которой находится в концентрично расположенной оболочке с образованием кольцевого пространства. В кольцевое пространство нагнетают балластный материал в виде подвижной бетонной смеси, которая состоит из цемента, песка, гравия, воды и пластифицирующих добавок (RU 2345267, 27.01.2009).

Недостатком известного способа является невозможность получения балластного материала с большой степенью текучести при его высокой плотности. Однако конкретный способ приготовления композиции балластного материала в известном способе не раскрыт.

Технический результат, который достигается в предложенном способе, позволяет обеспечить получение балластного материала для подводного трубопровода с отрицательной плавучестью при высокой механической прочности и плотности для водоемов с водой любой плотности.

Технический результат достигается тем, что заявляемый способ приготовления балластного материала для подводного трубопровода включает смешивание цемента, заполнителя, воды и пластифицирующей добавки. Смешивание осуществляют до получения смеси с заданной плотностью и подвижностью, а в качестве заполнителя используют крупный заполнитель из группы: барит, или железосодержащая руда, или их смесь. Смешивание осуществляют в две стадии, на первой стадии в смеситель подают от 10 до 20 мас.% заполнителя от его общего количества, цемент, воду и пластифицирующую добавку и производят их перемешивание в течение от 10 до 15 секунд. На второй стадии осуществляют порционную подачу указанного оставшегося заполнителя равными порциями при постоянном перемешивании. Подачу порций осуществляют с интервалом в 10-15 секунд, а перемешивание компонентов ведут до получения гомогенной смеси.

Согласно предложенному способу в качестве заполнителя дополнительно используют песок, который подают в смеситель на первой стадии совместно с баритом или железосодержащей рудой.

Предпочтительно при заданной плотности материала от 3100 кг/м3 до 3360 кг/м3 в качестве заполнителя использовать барит в количестве 80 мас.% от общего количества компонентов смеси.

Предпочтительно при заданной плотности материала от 2900 кг/м3 до 3100 кг/м3 используют барит в количестве от 66 до 70 мас.% от общего количества компонентов смеси и дополнительно песок.

Предпочтительно при заданной плотности материала от 2800 кг/м3 до 2950 кг/м3 используют смесь барита с железосодержащей рудой при их массовом отношении 1:0,9 в количестве 80 мас.% от общего количества компонентов смеси.

Предпочтительно при заданной плотности материала от 2600 кг/м3 до 2700 кг/м3 используют железосодержащую руду и дополнительно песок.

В качестве пластифицирующей добавки в заявленном способе преимущественно используют поликарбоксилат, но также возможно использование С-3, лигносульфонатов.

Дополнительно можно отметить, что в заявленном способе могут быть использованы отвалы или хвосты обогащения железных руд.

В общем случае способ осуществляют следующим образом.

Сначала производят измельчение заполнителя до размеров, указанных в рецепте, например до 10 мм. При необходимости заполнитель подогревают максимально до 5°С, особо следя за расплавлением слипшихся (смерзшихся) кусков породы для предотвращения расслоения балластной смеси при транспортировке. Затем измеряют влажность инертных материалов: руды, песка. По результатам измерения влажности уточняют количество инертных материалов в составе балластного материала по формуле:

М(вл)=м(cyx)/(1-W/100),

где М(вл) - масса инертных материалов с учетом влажности,

м(сух) - масса инертных материалов в номинальном рецепте,

W - влажность, выраженная в процентах.

Инертные материалы просеиваются через бурат для выделения примесей крупной фракции. Затем инертные материалы, пластифицирующая добавка и цемент через систему транспортеров подаются на весы, где компоненты отвешиваются согласно уточненному составу.

Отвешенные компоненты подаются в смеситель, где происходит смешивание в 2 этапа. На первом этапе в смеситель засыпают 10 мас.% - 20 мас.% крупного инертного материала, например 265 кг барита, цемента - 390 кг, 170 кг воды и пластифицирующую добавку, а именно 2,4 кг поликарбоксилата. Смешивание на первом этапе осуществляют приблизительно в течение от 10 до 15 секунд. Затем в смеситель при постоянном перемешивании засыпают оставшийся крупный инертный заполнитель барит в количестве 2394 кг равными порциями, при этом количество порций не должно быть меньше трех. Интервал времени между загрузкой порции составляет от 10 до 15 секунд. Перемешивание продолжают до получения однородной гомогенной смеси с заданной подвижностью от 21 см включительно по конусу Абрамса и плотностью смеси 3220 кг/м3.

Если в качестве заполнителя используют смесь барита и песка, то все количество песка подают в смеситель на первой стадии загрузки в смеситель.

В соответствии с вышеописанным способом для приготовления бетона можно использовать шлакопортландцемент и портландцемент.

В качестве пластифицирующей добавки предпочтительно использовать поликарбоксилат, С-3, лигносульфонат.

В качестве железосодержащих руд могут быть использованы магнетит, гематит, лимонит.

В качестве песка или мелкого заполнителя может быть использован кварцевый песок, мраморный отсев, утяжелитель карбонатный, дробленый песок.

В нижеследующей Таблице приведены составы для получения балластных материалов с различной плотностью, приготовленные по вышеописанному способу.

Полученные материалы могут быть использованы при изготовлении подводных трубопроводов для прокладки их в различных климатических условиях.

Похожие патенты RU2412393C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАЩИТНОГО УТЯЖЕЛЯЮЩЕГО БЕТОННОГО ПОКРЫТИЯ ТРУБОПРОВОДА 2013
  • Шапорин Игорь Иванович
RU2546699C2
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БАЛЛАСТНОЙ ТРУБЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ ВОДЫ ЗАТВОРЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ 2010
  • Свечкопалов Анатолий Петрович
  • Шапорин Игорь Иванович
RU2453515C1
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ БАЛЛАСТНОГО МАТЕРИАЛА НА ПОВЕРХНОСТЬ ТРУБЫ ДЛЯ ПОДВОДНОГО ТРУБОПРОВОДА 2008
  • Свечкопалов Анатолий Петрович
  • Шапорин Игорь Иванович
RU2413117C2
БАЛЛАСТНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПОДВОДНЫХ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ 2010
  • Свечкопалов Анатолий Петрович
  • Шапорин Игорь Ивановна
RU2437020C1
БАЛЛАСТНЫЙ МАТЕРИАЛ ПОВЫШЕННОЙ ПЛОТНОСТИ ДЛЯ ПОДВОДНЫХ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ 2011
  • Свечкопалов Анатолий Петрович
  • Шапорин Игорь Иванович
RU2455553C1
БАЛЛАСТНЫЙ МАТЕРИАЛ 2008
  • Свечкопалов Анатолий Петрович
  • Шапорин Игорь Иванович
RU2399828C2
ТРУБА С БЕТОННЫМ ПОКРЫТИЕМ И СПОСОБЫ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2014
  • Свечкопалов Анатолий Петрович
  • Шапорин Игорь Иванович
RU2596298C2
СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТНОГО ПЕНОПОЛИСТИРОЛБЕТОНА И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2010
  • Абызов Александр Васильевич
  • Российский Виктор Владимирович
RU2447040C2
КОМПОЗИТНЫЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННО-БАЛЛАСТНЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ 2014
  • Чемоданов Александр Николаевич
  • Горинов Юрий Аркадьевич
  • Сафин Рушан Гареевич
  • Алибеков Сергей Якубович
  • Гайнуллина Ренат Харисович
RU2544194C1
СУХАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ СМЕСЬ 2013
  • Шевченко Валентина Аркадьевна
  • Киселев Владимир Петрович
  • Иванова Людмила Алексеевна
  • Кеменев Николай Викторович
RU2520652C1

Реферат патента 2011 года СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БАЛЛАСТНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ПОДВОДНОГО ТРУБОПРОВОДА

Изобретение относится к способу приготовления балластного материала для подводного трубопровода с отрицательной плавучестью. Технический результат - повышение механической прочности и плотности балластного материала. В способе приготовления балластного материала для подводного трубопровода, включающем смешивание цемента, заполнителя, воды и пластифицирующей добавки до получения смеси с заданной плотностью и подвижностью, в качестве заполнителя используют крупный заполнитель из группы: барит, или железосодержащая руда, или их смесь, при этом смешивание осуществляют в две стадии, на первой стадии в смеситель подают 10-20 мас.% указанного крупного заполнителя от его общего количества, цемент, воду и пластифицирующую добавку и осуществляют смешивание в течение 10-15 секунд, на второй стадии осуществляют подачу оставшегося указанного крупного заполнителя равными порциями с интервалом в 10-15 секунд при перемешивании и осуществляют смешивание компонентов до получения гомогенной смеси. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. 5 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения RU 2 412 393 C1

1. Способ приготовления балластного материала для подводного трубопровода, включающий смешивание цемента, заполнителя, воды и пластифицирующей добавки до получения смеси с заданной плотностью и подвижностью, отличающийся тем, что в качестве заполнителя используют крупный заполнитель из группы: барит или железосодержащая руда, или их смесь, при этом смешивание осуществляют в две стадии, на первой стадии в смеситель подают 10-20 мас.% указанного крупного заполнителя от его общего количества, цемент, воду и пластифицирующую добавку и осуществляют смешивание в течение 10-15 с, на второй стадии осуществляют подачу оставшегося указанного крупного заполнителя равными порциями с интервалом в 10-15 с при перемешивании и осуществляют смешивание компонентов до получения гомогенной смеси.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве заполнителя дополнительно используют песок, который подают в смеситель на первой стадии совместно с баритом или железосодержащей рудой.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при заданной плотности материала от 3100 до 3360 кг/м3 в качестве заполнителя используют барит в количестве 80 мас.% от общего количества компонентов смеси.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при заданной плотности материала от 2900 до 3100 кг/м3 в качестве заполнителя используют барит в количестве 66-70 мас.% от общего количества компонентов смеси и дополнительно песок.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что при заданной плотности материала от 2800 до 2950 кг/м3 в качестве заполнителя используют смесь барита с железосодержащей рудой при их массовом отношении 1:0,9 в количестве 80 мас.% от общего количества компонентов смеси.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что при заданной плотности материала от 2600 до 2700 кг/м3 в качестве заполнителя используют железосодержащую руду и дополнительно песок.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2412393C1

СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ БАЛЛАСТНОГО ПОКРЫТИЯ НА ПОВЕРХНОСТЬ ТРУБЫ 2007
  • Свечкопалов Анатолий Петрович
RU2345267C2
СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ БАЛЛАСТНОГО ПОКРЫТИЯ НА ПОВЕРХНОСТЬ ТРУБЫ ДЛЯ ПОДВОДНОГО ТРУБОПРОВОДА 2003
  • Свечкопалов А.П.
RU2257503C1
Композиция для защитного покрытия стальных поверхностей 1990
  • Латыпова Татьяна Владимировна
  • Шаймухаметов Ахмет Ахметович
  • Минибаев Эльвир Зуфарович
  • Латыпов Валерий Марказович
SU1717580A1
Способ изоляции сварных соединений теплопроводов 1977
  • Александрович Аркадий Иосифович
  • Благинина Елена Игоревна
  • Дубровская Элеонора Валериановна
  • Маховер Хаим Соломонович
  • Самохвалов Юрий Михайлович
  • Филимонов Валентин Алексеевич
SU750214A1
Теплоизоляционная масса для покрытия трубопроводов 1984
  • Каштан Василий Степанович
  • Кравчук Андрей Владимирович
  • Ильин Александр Григорьевич
SU1316995A1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ЩЕТОЧНЫХ УПЛОТНЕНИЙ И УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ КОМПОНЕНТОВ 2002
  • Аксит Махмут Фарук
  • Динк Осман Саим
RU2288393C2
Ответвительная коробка для электрических проводов 1929
  • Забавин В.П.
SU20183A1

RU 2 412 393 C1

Авторы

Свечкопалов Анатолий Петрович

Шапорин Игорь Иванович

Даты

2011-02-20Публикация

2009-11-11Подача