СПОСОБ ЗАПОЛНЕНИЯ ВЕЩЕСТВОМ ПОДМУФТОВОГО ПРОСТРАНСТВА (ТЕХНОЛОГИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ КиАТОН) Российский патент 2011 года по МПК F16L55/175 

Изобретение относится к технике ремонта трубопроводного транспорта, преимущественно с помощью металлических муфт.

В настоящее время широкое распространение получил ремонт трубопроводов с помощью металлических муфт, заполненных специальной композицией. Для этого на дефектный участок трубопровода устанавливают замкнутую оболочку, чаще всего состоящую из двух полумуфт, которые сваривают между собой продольными швами, или скрепляют другими известными способами. После этого герметизируют торцы муфты, а подмуфтовое пространство заполняют веществом. Чаще всего используют клеевую самотвердеющую массу на эпоксидной или полиуретановой основе. Известны варианты применения бетона или несжимаемой жидкости. Заполнение подмуфтового пространства несжимаемой жидкостью (например, маслом), закачанной под давлением, позволяет разгрузить ремонтируемую трубу, обеспечивая частичную передачу нагрузки на оболочку муфты. Однако всегда сохраняется опасность вытекания жидкости из-за разгерметизации муфты в процессе эксплуатации, в результате чего ремонтная конструкция перестает выполнять свои функции. Кроме того, наполненная жидкостью муфта малоэффективна при длительном воздействии импульсных нагрузок. В связи с этим, более предпочтительным является использование практически несжимаемого вещества, самотвердеющего после запрессовки в подмуфтовое пространство, не подлежащего усадке или расширению в процессе затвердевания и обладающего прогнозируемыми характеристиками.

Известен способ заполнения подмуфтового пространства клеевой смесью (авт. св. СССР 1199546, патент РФ 2104439, патент РФ 2134373, UK Patent Application, GB, 2210134A). Способ сводится к установке на теле муфты штуцеров, через которые подмуфтовое пространство заполняют герметизирующим веществом. Наличие на ремонтной конструкции посторонних элементов затрудняет ее дальнейшую антикоррозионную обработку и нанесение изолирующего покрытия. В реальных случаях эксплуатации вспомогательные элементы с муфты механически удаляют, что можно сделать только после полного затвердения вещества. Использование обратных клапанов нецелесообразно, так как в процессе запрессовки герметика может возникнуть необходимость снижения уже созданного давления (например, при неожиданном изменении режимов транспорта продукта).

Известен способ заполнения подмуфтового пространства самотвердеющей массой, используемый в технологии ремонта дефектного участка действующего трубопровода (патент РФ 2314453), являющийся прототипом заявляемого изобретения. Способ заключается в следующем. На дефектный участок трубопровода устанавливают муфту и герметизируют ее торцы. После этого в предварительно проделанных в верхней и нижней части муфты отверстиях устанавливают краны. К нижнему крану муфты подсоединяют нагнетатель (шприц с самотвердеющей массой) и начинают заполнять подмуфтовое пространство. После появления массы в верхнем кране муфты последний закрывают, а ввод массы продолжают до достижения заданного давления. После этого нижний кран закрывают, а шприц отсоединяют.

После затвердения массы краны и штуцеры механически удаляют, а отверстия заделывают, например резьбовыми заглушками.

Основным недостатком способа, принятого за прототип, является относительно большое время проведения работ, определяемое временем затвердения используемой массы. В холодную погоду время затвердевания используемой для целей ремонта трубопроводов полиуретановой или эпоксидной массы может достигать нескольких суток. Вместе с тем, в большинстве случаев, предъявляются повышенные требования к минимизации времени проведения ремонта. Это может быть вызвано объективными ограничениями на режимы транспорта продукта для откопанного трубопровода, невозможностью проведения сезонных сельскохозяйственных работ в охранной зоне, необходимостью проведения охранных мероприятий в зоне котлована, проведением работ в условиях подтопления грунтовыми водами, проведением ремонта под железнодорожным или автомобильным полотном и т.д.

Ремонтная конструкция начинает полностью выполнять свои функции (разгрузка трубопровода) сразу после запрессовки массы в подмуфтовое пространство. Однако срезать штуцера и краны до габаритов муфты в известных способах до окончания процессов затвердевания массы не представляется возможным. Это затягивает изоляционные работы на муфте и, как следствие, удлиняет время проведения ремонтных работ в целом.

В основу изобретения положена задача снижения времени ремонта дефектного участка действующего трубопровода за счет применения специальных переходников и узлов подключения, позволяющих заглушить технологические отверстия в муфте, не выходя за ее габариты. Это позволяет проводить изоляционные, земляные и другие работы до окончания процессов затвердения массы, что уменьшает общее время проведения ремонтно-восстановительных работ.

Задача, положенная в основу изобретения, решается за счет того, что в способе заполнения веществом подмуфтового пространства, заключающемся в проделывании входного отверстия в муфте, ограничивающей заполняемый объем, проделывании, в случае необходимости, минимум одного дренажного отверстия, заполнении через входное отверстие подмуфтового пространства веществом, подаваемым под требуемым давлением, в соответствии с изобретением, сначала во входном отверстии устанавливают переходник, имеющий внутреннее осевое сквозное отверстие, оснащенное резьбой, далее к переходнику соосно прикрепляют узел подключения, оснащенный осевым продольным отверстием с резьбой, аналогичной резьбе в переходнике, после чего, через узел подключения, подмуфтовое пространство с помощью нагнетателя заполняют веществом, далее закрывают дренажные отверстия, а давление вещества в подмуфтовом пространстве поднимают до требуемого значения, после этого, через оснащенное резьбой отверстие узла подключения, в отверстие переходника вкручивают заглушку, далее узел подключения отсоединяют. В соответствии с изобретением в качестве узла подключения может быть использован коллектор с продольным осевым отверстием, оснащенным резьбой, имеющий выход и соосный ему прямой вход, и минимум один дополнительный вход, при этом выход коллектора крепят к переходнику, к дополнительному входу крепят нагнетатель, а в прямой вход частично вкручивают заглушку, кроме того, к другим дополнительным входам, при необходимости, подключают датчики давления и клапан избыточного давления, далее подмуфтовое пространство заполняют веществом под требуемым давлением, после чего заглушку через коллектор вкручивают в переходник, далее коллектор отсоединяют от переходника. Кроме того, в соответствии с изобретением в качестве узла подключения может быть использован шаровой кран с продольным осевым отверстием, оснащенным резьбой, выход которого крепят к переходнику, а вход к нагнетателю, с помощью которого через открытый кран подмуфтовое пространство заполняют веществом под требуемым давлением, после чего кран закрывают, а нагнетатель отсоединяют, далее в оснащенное резьбой внутреннее отверстие крана до запорного механизма крана вкручивают заглушку, далее кран открывают, и заглушку через кран вкручивают в переходник, после чего кран отсоединяют от переходника. Также, в соответствии с изобретением, после выполнения работ по заполнению подмуфтового пространства, часть переходника, выходящую за габариты муфты, удаляют (срезают).

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Преимущественно в нижней части ремонтной муфты проделывают входное отверстие, а в верхней части муфты минимум одно дренажное отверстие. Во входном отверстии устанавливают переходник, имеющий осевое продольное отверстие, оснащенное резьбой. Проделывание отверстий и установка переходника могут осуществляться как на смонтированной на трубопроводе муфте, так и на частях муфты, до их монтажа. После этого к переходнику крепят узел подключения, оснащенный осевым продольным отверстием с резьбой, аналогичной резьбе в переходнике. После полного заполнения веществом подмуфтового пространства дренажные отверстия закрывают, например конусными заглушками, а давление в подмуфтовом пространстве повышают до заданного уровня (требуемого значения). После этого, через осевое отверстие в узле подключения, в осевое отверстие переходника закручивают заглушку, которая перекрывает канал возможного выхода вещества. После этого узел подключения отсоединяют от переходника. Части переходника, выходящие за габариты муфты, удаляют (срезают).

В простейшем случае, при использовании ручного нагнетателя вещества, в качестве узла подключения применяют шаровой кран с продольным осевым отверстием, оснащенным резьбой. После запрессовки вещества в подмуфтовое пространство кран закрывают, нагнетатель отсоединяют. В осевое отверстие крана до запорного механизма вкручивают заглушку. После этого кран открывают, а заглушку вдоль всего осевого отверстия вкручивают в переходник. После этого шаровой кран отсоединяют от переходника. Части переходника, выходящие за габариты муфты, срезают (удаляют).

Для автоматического нагнетания вещества в подмуфтовое пространство, в качестве узла подключения желательно использование коллектора, имеющего оснащенное резьбой осевое отверстие и несколько входов. Выход и один из входов коллектора должны располагаться с противоположных сторон осевого отверстия. Коллектор, с частично вкрученной со стороны осевого входа заглушкой, подключают к переходнику. К дополнительному входу коллектора присоединяют нагнетатель. Количество других дополнительных входов определяются конструкцией нагнетателя и требованиями к качеству и безопасности проведения работ. Например, к дополнительным входам коллектора могут присоединяться манометр, датчик давления для автоматического отключения нагнетателя, клапан избыточного давления, дополнительный ручной нагнетатель. После окончания запрессовки вещества в подмуфтовое пространство заглушку, через осевое отверстие коллектора, вкручивают в переходник. После этого коллектор отсоединяют от переходника. Части переходника, выходящие за габариты муфты, срезают (удаляют).

В реальных условиях, из-за неточного совпадения резьбы переходника и узла подключения, могут возникнуть трудности при вкручивании заглушки в переходник. Для облегчения операции, внутреннюю резьбу в отверстии узла подключения, в месте состыковки с переходником, убирают на длину заглушки. Предлагаемый способ поясняется фиг.1-6.

Фиг.1 поясняет операцию способа «проделывание входного и дренажных отверстий», где 1 - трубопровод, 2 - муфта, 3 - подмуфтовое пространство, 4 - входное отверстие, 5 - дренажные отверстия.

Фиг.2 поясняет операцию способа «установка переходника», где 1 - трубопровод, 2 - муфта, 3 - подмуфтовое пространство, 4 - входное отверстие, 6 - переходник, 7 - осевое продольное отверстие, оснащенное резьбой.

Фиг.3 поясняет операцию способа «установка узла подключения - коллектора», где 1 - трубопровод, 2 - муфта, 3 - подмуфтовое пространство, 6 - переходник, 7 - осевое продольное отверстие, оснащенное резьбой, 8 - коллектор, 9 - оснащенное резьбой осевое продольное отверстие в коллекторе, 10 - прямой осевой вход, 11 - дополнительные входы, 12 - заглушка.

Фиг.4 поясняет операцию способа «установка узла подключения - крана», где 1 - трубопровод, 2 - муфта, 3 - подмуфтовое пространство, 6 - переходник, 7 - осевое продольное отверстие, оснащенное резьбой, 12 - заглушка, 13 - кран, 14 - оснащенное резьбой осевое продольное отверстие в кране, 15 - запорный механизм.

Фиг.5 иллюстрирует операцию способа «удаление части переходника, выходящей за габариты муфты», где: 1 - трубопровод, 2 - муфта, 3 - подмуфтовое пространство, заполненное веществом 18, 6 - переходник (оставшаяся часть), 12 - заглушка (оставшаяся часть).

На фиг.6 показан вариант подключения к коллектору внешнего закачивающего оборудования, где 1 - трубопровод, 2 - муфта, 6 - переходник, 8 - коллектор, 12 - заглушка, 16 - нагнетатель, 17 - манометры, 18 - вещество, 19 - клапан избыточного давления, 20 - дополнительный ручной нагнетатель.

При необходимости контроля равномерности заполнения веществом подмуфтового пространства в дренажных отверстиях устанавливают переходники с узлами подключения, к которым, после появления вещества, подключают манометры. После снятия манометров заделывание отверстий осуществляют в описанном ранее порядке.

Предложенный способ апробирован предприятием «НПИП КиАТОН» при проведении ремонтных работ на магистральных газопроводах Украины и Молдовы.

Изобретение относится к способам ремонта действующих трубопроводов с помощью металлических муфт. При проведении ремонта трубопровода в муфте делают входное и дренажные отверстия. Во входном отверстии устанавливают переходник, оснащенный отверстием с резьбой. К переходнику крепят устройство подключения с аналогичным осевым отверстием. Через устройство подключения в подмуфтовое пространство запрессовывают вещество. Канал выхода вещества перекрывают заглушкой, которую вкручивают через осевой канал устройства подключения в переходник. В качестве устройства подключения можно использовать шаровой кран или коллектор. Технический результат: сокращение времени ремонта. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ заполнения веществом подмуфтового пространства, заключающийся в проделывании входного отверстия в муфте, ограничивающей заполняемый объем, проделывании, в случае необходимости, минимум одного дренажного отверстия, заполнении через входное отверстие подмуфтового пространства веществом, подаваемым под требуемым давлением, отличающийся тем, что сначала во входном отверстии устанавливают переходник, имеющий внутреннее осевое сквозное отверстие, оснащенное резьбой, далее к переходнику соосно прикрепляют узел подключения, оснащенный осевым продольным отверстием с резьбой, аналогичной резьбе в переходнике, после чего через узел подключения подмуфтовое пространство с помощью нагнетателя заполняют веществом, далее закрывают дренажные отверстия, а давление вещества в подмуфтовом пространстве поднимают до требуемого значения, после этого через оснащенное резьбой отверстие узла подключения в отверстие переходника вкручивают заглушку, далее узел подключения отсоединяют.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве узла подключения используют шаровой кран с продольным осевым отверстием, оснащенным резьбой, выход которого крепят к переходнику, а вход - к нагнетателю, с помощью которого через открытый кран подмуфтовое пространство заполняют веществом под требуемым давлением, после чего кран закрывают, а нагнетатель отсоединяют, далее в оснащенное резьбой внутреннее отверстие крана до запорного механизма крана вкручивают заглушку, далее кран открывают и заглушку через кран вкручивают в переходник, после чего кран отсоединяют от переходника.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве узла подключения используют коллектор с продольным осевым отверстием, оснащенным резьбой, имеющий выход и соосный ему прямой вход, и минимум один дополнительный вход, при этом выход коллектора крепят к переходнику, к дополнительному входу крепят нагнетатель, а в прямой вход частично вкручивают заглушку, кроме того, к другим дополнительным входам при необходимости подключают датчики давления и клапан избыточного давления, далее подмуфтовое пространство заполняют веществом под требуемым давлением, после чего заглушку через коллектор вкручивают в переходник, далее коллектор отсоединяют от переходника.

4. Способ по любому из пп.1, 2, 3, отличающийся тем, что после выполнения работ по заполнению подмуфтового пространства часть переходника, выходящую за габариты муфты, удаляют.