СПОСОБ ПРЕДОХРАНЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ОТ ПРОМЕРЗАНИЯ Российский патент 2018 года по МПК E03B7/12 F16L59/15 

Описание патента на изобретение RU2642084C1

Изобретение относится к области коммунального строительства, в частности к способам повышения эксплуатационной надежности подземных трубопроводов от перепада отрицательных температур.

Известно, что большинство трубопроводов в коммунальном хозяйстве предназначено для транспорта по ним воды различного назначения и отвода ее при необходимости после применения в канализационную сеть [1]. Однако вода как жидкое вещество при температуре ниже ноля градуса Цельсия (0°С) превращается в твердое тело в виде льда, изменяя тем самым свои физические свойства, например, как теплопроводность, удельная теплоемкость, коэффициент объемного расширения и др. [2], что требует учета при эксплуатации трубопроводов на территориях с разными климатическими условиями.

Так как подземная укладка трубопроводов в траншею на глубине, меньшей глубины промерзания грунта в данной климатической зоне, или аномальный перепад отрицательных температур приводит к его разрушению, т.е. потере герметичности, от создаваемого в нем избыточного давления за счет увеличения коэффициента объемного расширения воды при ее замерзании и превращении в лед в трубопроводе. При этом промерзание грунта (почвы) как явления природы с точки зрения субъекта по степени полезности можно рассматривать двояко, т.е. в положительной и отрицательной стороны, а сама глубина промерзания грунта зависит, в первую очередь, от состава грунта, его гигроскопичности и насыщения влагой, степени засоленности и места расположения грунта и др. Например, недостаток влаги в почве посева озимых культур и посадки плодовых кустарников перед их перезимованием ведет, как правило, к их последующей погибели из-за повреждения корневой системы от воздействия низкотемпературных факторов на грунт и его связи с ними, а для территорий северных широт, т.е. в зонах вечной мерзлоты, промерзание почвы признается за благо в избежание ее заболачивания и возможности использования для нужд жизнеобеспечения. Следовательно, решение задачи по предохранению подземного трубопровода от промерзания в общем случае с системной позиции находится в следующих областях (направления): изменение свойств транспортируемого вещества (продукта); изменение свойств траншеи; нанесение теплоизоляции на трубопровод; изменение теплозащитных свойств засыпного материала для траншеи и включение в него элементов, повышающих его тепловое сопротивление; комбинированные методы. Естественно, каждое из приведенных направлений решения стоящей задачи имеет свои специфические достоинства и недостатки, но их подлинное отражение возможно лишь только в конкретном случае для отдельного технического решения. Однако близкого аналога по предлагаемому техническому решению не обнаружено.

Задача изобретения - повышение теплозащитных свойств трубопровода в траншее от воздействия перепада отрицательных температур. Это достигается тем, что теплозащитную изоляцию на трубопроводе с антикоррозионным покрытием образуют после укладки его в траншею путем засыпки ее предварительно слоем песка до 2-х размеров диаметра трубопровода и смачиванием этого слоя известным способом водным соляным раствором заданной концентрации и последующей засыпкой окончательно траншеи грунтом.

Кроме этого предлагаемый способ в своем осуществлении отличается по следующим вариантам исполнения. В первом из них траншею с трубопроводом засыпают предварительно 2-х размеров диаметра трубопровода песчано-соляной смесью в заданной пропорции ее составляющих и затем эту смесь смачивают водой, например, путем орошения разбрызгиванием. Далее в другом случае его отличие состоит в том, что слой песка до 2-х размеров диаметра трубопровода в траншее после смачивания водным соляным раствором заданной концентрации накрывают водонепроницаемым пленочным материалом. В последнем случае вариант исполнения заключается в том, что траншею с трубопроводом вначале засыпают слоем песка до 2-х размеров диаметра трубопровода и затем накрывают этот слой плиточным гигроскопичным материалом, обеспечивая при этом предварительную пропитку его насыщенным водным соляным раствором с последующей поверхностной гидроизоляцией.

Достижение технического результата согласно поставленной задаче изобретения является закономерным следствием, вытекающим из объективных связей и взаимодействия между засыпанным слоем песка в траншею с размещенными в ней дополнительными элементами, способствующими повышению ее теплозащитных свойств, и трубопроводом.

На земельном участке 1 (фиг. 1, а) с заданными размерами, т.е. глубиной промерзания грунта h и шириной b, расположена траншея 2, в которой уложен трубопровод 3 диаметром d для транспорта воды с наружным антикоррозионным покрытием. Где траншея 2 с трубопроводом 3 засыпана слоем песка 4 толщиной до 2-х размеров диаметра трубопровода 3 и этот слой в ней смочен водным соляным раствором заданной концентрации, например, вплоть до его насыщения, а после произведена окончательная засыпка траншеи грунтом 5. В результате смачивания слоя песка 4 свободное пространство между отдельными песчинками в слое песка 4 заполняется водным соляным раствором, температура замерзания которого значительно ниже температуры замерзания воды (0°С) и составляет около минус 20°С. С учетом того, что теплозащитные свойства воды (водного соляного раствора) по сравнению со льдом в значительной мере выше [2], т.е. теплопроводность воды и льда соответственно равна 0,58 и 2,09 Вт/м⋅К и их удельная теплоемкость соответствует 4,19 и 2,23 кДж/кг⋅К, то при перепадах температур это позволяет избегать явления промерзания трубопровода, т.е. его разрушения.

Однако в процессе длительной эксплуатации трубопровода 3 за счет фильтрации осадочных вод в траншею 2 степень концентрации водного соляного раствора в слое песка 4 может снижаться (фиг. 1а) и, с целью сохранения ее на заданном уровне, смоченный слой песка 4 указанным раствором накрывается водонепроницаемым пленочным материалом 6 (фиг. 1,b) перед окончательной засыпкой траншеи 2 грунтом 5.

В другом случае реализации предлагаемого способа в избежание активного воздействия на трубопровод 3 водного соляного раствора предварительно засыпанный слой песка 7 заданной толщины накрывается пленочным гигроскопичным материалом 8 (фиг. 1, с), например из стекловаты, с обеспечением его пропиткой насыщенным водным соляным раствором и последующей поверхностной гидроизоляцией. Все варианты осуществления предлагаемого изобретения направлены на решение одной задачи, связанной с повышением теплового сопротивления составляющих элементов, которые используются при заполнении траншеи 2 с целью избежания промерзания в ней трубопровода 3.

Достоинствами данного технического решения является простота осуществления при низких материальных и трудовых затратах.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Эксплуатация систем водоснабжения, канализации и газоснабжения: Справочник / Под ред. В.Д. Дмитриева, Б.Г. Мишукова, - 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1988. - 383 с.

2. Кухлинг X. Справочник по физике: Пер. С нем. - М.: Мир, 1982. - 520 с.

Похожие патенты RU2642084C1

название год авторы номер документа
Способ осушения затопленных замкнутых понижений 2023
  • Масный Роман Степанович
  • Балакай Георгий Трифонович
  • Бабичев Александр Николаевич
  • Монастырский Валерий Алексеевич
  • Ольгаренко Владимир Игоревич
RU2816530C1
КОМПЛЕКТ ТЕПЛОЗАЩИТНЫЙ ДЛЯ ПОДЗЕМНОГО ТРУБОПРОВОДА 2008
  • Мухаметдинов Харис Касьянович
RU2346199C1
СПОСОБ РЕМОНТА ПРОВИСАЮЩИХ И РАЗМЫТЫХ УЧАСТКОВ ПОДЗЕМНОГО ТРУБОПРОВОДА 2001
  • Шарыгин В.М.
  • Теплинский Ю.А.
  • Бирилло И.Н.
  • Будзуляк Б.В.
  • Яковлев А.Я.
  • Ульянцев В.В.
RU2196269C2
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ФУНДАМЕНТА ОТ МОРОЗНОГО ВЫПУЧИВАНИЯ 2005
  • Рожков Анатолий Петрович
RU2301304C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРЕГНОЯ ИЗ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОТХОДОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2019
  • Григорьев Владимир Степанович
RU2695460C1
СИСТЕМА ЛИВНЕВОЙ КАНАЛИЗАЦИИ ДЛЯ ОТВОДА ТАЛЫХ ВОД С ДОРОЖНОГО ПОЛОТНА 2018
  • Григорьев Владимир Степанович
RU2689541C1
СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА ГАЗОПРОВОДОВ И/ИЛИ ГАЗОКОНДЕНСАТОПРОВОДОВ, ИХ ИНЖЕНЕРНОГО ОБУСТРОЙСТВА И КОМПЛЕКСА ОБЪЕКТОВ ПО ДОБЫЧЕ И ТРАНСПОРТИРОВКЕ ГАЗА И СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ И/ИЛИ РЕМОНТА, И/ИЛИ РЕКОНСТРУКЦИИ, И/ИЛИ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ГАЗОПРОВОДОВ, И/ИЛИ ГАЗОКОНДЕНСАТОПРОВОДОВ И ИХ ИНЖЕНЕРНОГО ОБУСТРОЙСТВА 1995
  • Селиванов Николай Павлович
  • Селиванов Сергей Николаевич
RU2053432C1
Способ сооружения подземного трубопровода 1990
  • Стасев Владимир Васильевич
  • Перельмитер Александр Давидович
  • Лунтовский Евгений Афанасьевич
  • Сумароков Сергей Валентинович
  • Жирный Андрей Ефимович
  • Жолудков Николай Николаевич
  • Фоминов Николай Григорьевич
  • Гехман Анатолий Савельевич
  • Пуриков Александр Сергеевич
  • Балыгин Игорь Сергеевич
SU1784795A1
СПОСОБ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДА 2014
  • Ишков Александр Гаврилович
  • Омаров Магомедали Алиевич
  • Саркаров Рамидин Акбербубаевич
  • Коняев Сергей Владимирович
  • Гержберг Юрий Михайлович
  • Селезнев Вячеслав Васильевич
RU2559222C1
ИСКУССТВЕННАЯ ТРАНШЕЯ ДЛЯ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА, СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ ЕГО ОСНОВАНИЯ (ВАРИАНТЫ), ОСНОВАНИЕ (ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОНТАЖА ОСНОВАНИЯ 2007
  • Салюков Вячеслав Васильевич
  • Мухаметдинов Харис Касьянович
  • Велиюлин Ибрагим Ибрагимович
RU2340824C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 642 084 C1

Реферат патента 2018 года СПОСОБ ПРЕДОХРАНЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ОТ ПРОМЕРЗАНИЯ

Изобретение относится к области коммунального строительства. Способ состоит в образовании на трубопроводе (3) антикоррозионного покрытия и теплозащитной изоляции, укладке его в земляную траншею (2) с последующей засыпкой траншеи грунтом. Теплозащитную изоляцию на трубопроводе (3) с антикоррозионным покрытием образуют после укладки его в траншею (2) путем засыпки ее предварительно слоем песка (4) до 2-х размеров диаметра (d) трубопровода (3) и смачиванием этого слоя известным способом водным соляным раствором заданной концентрации и последующей засыпкой окончательно траншеи грунтом (5). Обеспечивается повышение теплозащитных свойств трубопровода в траншее от воздействия перепада отрицательных температур. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 642 084 C1

1. Способ предохранения подземных трубопроводов от промерзания, включающий образование на трубопроводе антикоррозионного покрытия и теплозащитной изоляции, укладку его в земляную траншею с последующей засыпкой траншеи грунтом, отличающийся тем, что теплозащитную изоляцию на трубопроводе с антикоррозионным покрытием образуют после укладки его в траншею путем засыпки ее предварительно слоем песка до 2-х размеров диаметра трубопровода и смачиванием этого слоя известным способом водным соляным раствором заданной концентрации и последующей засыпкой окончательно траншеи грунтом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что траншею с трубопроводом засыпают предварительно до 2-х размеров диаметра трубопровода песчано-соляной смесью в заданной пропорции ее составляющих и затем эту смесь смачивают водой, например, путем орошения разбрызгиванием.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что слой песка до 2-х размеров диаметра трубопровода в траншее после смачивания водным соляным раствором заданной концентрации накрывают водонепроницаемым пленочным материалом.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что траншею с трубопроводом вначале засыпают слоем песка до 2-х размеров диаметра трубопровода и затем накрывают этот слой плиточным гигроскопичным материалом, обеспечивая при этом предварительную пропитку его насыщенным водным соляным раствором с последующей поверхностной гидроизоляцией.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2642084C1

US 3675432 A, 11.07.1972
СПОСОБ УКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДА 1993
  • Кулигин В.Д.
RU2091654C1
CA 2062458 A1, 07.09.1993
ВСЕСОЮЗНАЯ iI 0
SU289660A1
Шнековая дробилка 1986
  • Барабанов Василий Яковлевич
  • Литвинов Владимир Георгиевич
  • Неменман Лев Михайлович
  • Логинов Игорь Георгиевич
SU1319898A1

RU 2 642 084 C1

Авторы

Григорьев Владимир Степанович

Даты

2018-01-24Публикация

2017-03-30Подача