Способ ремонта и герметизации оборудования и трубопроводов, наполненных нефтью или нефтепродуктами Российский патент 2021 года по МПК F16L55/175 B82B3/00 

Описание изобретения.

1. Изобретение относится к области ремонта трубопроводов и оборудования, а именно к способу ремонта и герметизации, для устранению течей и отпотеваний оборудования и трубопроводов, наполненных нефтью или нефтепродуктами, с использованием полимерных ремонтных материалов.

2. Уровень техники.

a. Изобретение относится к области обслуживания и ремонта техники, предназначенной для хранения, транспортировки и эксплуатации сырой нефти и различных нефтепродуктов, включая трансформаторное масло. К такой технике относятся резервуары (вертикальные и горизонтальные), трансформаторы, маслобаки, цистерны, трубопроводы. Изобретение используется для герметизации перечисленной выше техники при ликвидации отпотеваний и протечек (течей).

b. Области применения изобретения по Международной патентной классификации (МПК):

i. Энергетика, а именно генерация, передача и распределение электроэнергии. Изобретение применяется для ремонта трансформаторов, маслобаков, изоляторов и систем охлаждения маслонаполненного оборудования;

ii. Нефтегазовая отрасль, а именно транспортировка и хранение нефтепродуктов. Изобретение применяется для ремонта резервуаров, цистерн, запорно-распорной арматуры, трубопроводов низкого и среднего давления, продуктопроводов;

iii. Железнодорожный транспорт, а именно при передаче электроэнергии в контактных сетях. Изобретение применяется для ремонта трансформаторов, маслобаков, изоляторов и систем охлаждения маслонаполненного оборудования.

c. Известен способ ремонта металлических трубопроводов (варианты) (RU 2155905, F16L 55/17 (2000.01), F16L 57/00 (2000.01), 1999 г). Согласно этому способу для устранения течи в трубопроводе используются композитные муфты.

d. Наиболее близким аналогом заявленного изобретения можно признать способ ремонта участка трубы, способ ремонта трубы, способ ремонта объекта, система для ремонта трубы и отремонтированная труба (варианты) (RU 2380606, F16L 55/175 (2006.01), 2005 г). Согласно этому способу, для устранения течи в трубопроводе накладывают конструкцию из полимерного материал и волокон, например, углеродных. До ввода полимерного материала вокруг конструкции из волокна устанавливают компоненты внешней оболочки, например, муфты, кожуха.

e. Недостатками близкого аналога, а также подобных способов, следует признать:

i. невозможность или их высокую себестоимость применения в случае герметизации (устранения отпотеваний или течей) на крупных емкостях и изделиях, например, резервуарах, цистернах, трансформаторах.

ii. еще одним недостатком близкого аналога, а также подобных способов, является тот факт, что стекло- или углетканевые материалы (ленты, муфты, ткани) невозможно применять на сложных геометрических поверхностях изделий, узлов и деталей, например, в корпусах насосов, авто или жд цистернах, в радиаторах систем охлаждения, в вводах маслонаполненного оборудования, в ЗРА.

3. Раскрытие изобретения:

a. Сущность изобретения. Техническая задача, решаемая посредством предложенного изобретения, состоит в устранении течей и отпотеваний нефти или нефтепродуктов последовательным нанесением непосредственно на места вытеканий, двух полимерных ремонтных материалов с различным временем полимеризации и различными прочностными характеристиками. Герметизация происходит без применения стекло- или углетканей, без муфт, внешних оболочек и т.п.

b. Цель изобретения - это создание технически эффективной и экономически выгодной технологии ремонта от отпотеваний и течей резервуаров, трансформаторов, цистерн, трубопроводов, насосов, электрических выключателей и другого подобного оборудования, наполненного нефтью или нефтепродуктами, включая трансформаторное масло;

c. Технические результаты, получаемые при реализации настоящего изобретения, состоят в:

i. Восстановлении герметичности в кратчайшие сроки, за счет проведения ремонтов без вывода оборудования из эксплуатации, без слива нефтепродуктов из оборудования;

ii. В снижении или исключении простоя оборудования;

iii. В снижении себестоимости ремонта единицы площади поверхности, за счет использования более дешевых материалов и возможности проведения ремонта без слива нефтепродуктов из оборудования и трубопровода;

iv. В значительном снижении или исключении попадания нефтепродуктов в окружающую среду;

v. В возможности применения на сложных геометрических поверхностях изделий, узлов и деталей, которая отсутствует у близкого аналога, а также в подобных способах;

d. Основные термины, используемые при раскрытии нового изобретения:

i. Полимерный ремонтный материал - это двухкомпонентный материал, на основе модифицированных смол (эпоксидных, полиуретановых, полиэфирных, акриловых и т.п.), с различными наполнителями (фенолформальдегиды или металлические порошки, волоконные наполнители, или вакуумные микросферы, наночастицы), за счет которых полимерный материал приобретает уникальные технические характеристики. Например, высокую химическую стойкость или высокую температуростойкость;

ii. В изобретении используется ПЕРВЫЙ полимерный ремонтный материал, который состоит из следующих химических компонентов, доля компонентов в составе, %:

Смола Бисфенол А 10-20 Смола Бисфенол F 5-10 Полимеркаптановый отвердитель 10-50 Ускоритель полимеризации 3-10 Волоконный наполнитель 5-45 Металлический наполнитель 7-30 Маршалит 0,1-5 Наночастицы 0,005-0,05

iii. В изобретении используется ВТОРОЙ полимерный ремонтный материал, который состоит из следующих химических компонентов, доля компонентов в составе, %:

Смола Бисфенол А 10-20 Смола Бисфенол F 0,1-6 Аминовый отвердитель 0,4-5 Замедлитель полимеризации 1-17 Агидол 0,05-4 Диоксид титана 0,05-3 Волоконный наполнитель 5-50 Металлический наполнитель 10-60 Наночастицы 0,005-0,05

е. Отличительными признаками заявленного изобретения являются:

i. Отсутствие тканевых материалов при проведении ремонтных работ;

ii. Отсутствие металлической оснастки (муфт, обечаек, оправок) при проведении ремонтных работ;

iii. Использование только полимерных ремонтных материалов;

iv. Практический ресурс эксплуатации отремонтированного по данной технологии оборудования составляет свыше 5 лет.

v. В общем виде заявленное изобретение представляет собой способ ремонта и герметизации оборудования и трубопроводов, наполненных нефтью или нефтепродуктами, заключающийся в том, что место течи или отпотевания на трубопроводе или оборудовании очищают ветошью, затем поверхность вокруг места ремонта ремонтируемого участка, с запасом минимум 30 мм в каждую сторону, дополнительно очищают грубым абразивным инструментом для придания шероховатости, после этого непосредственно на зачищенный ремонтируемый участок, при необходимости, по текущей сырой нефти или по нефтепродукту, наносят первый полимерный материал, оставляют первый полимерный ремонтный материал, нанесенный на ремонтируемый участок, в течение 2-7 минут, до остановки течи или отпотевания и затвердевания первого полимерного ремонтного материала, после этого поверхность вокруг места ремонта и внешнюю поверхность затвердевшего первого полимерного ремонтного материала, с запасом минимум 50 мм в каждую сторону, очищают грубым абразивным инструментом для придания шероховатости, с запасом минимум 50 мм в каждую сторону, обезжиривают очистителем на основе технических спиртов, и наносят поверх внешней поверхности затвердевшего первого полимерного ремонтного материала, с запасом в диапазоне 25-50 мм в каждую сторону, второй полимерный ремонтный материал, оставляют в течение 30-70 минут, для полимеризации и затвердевания второго полимерного материала.

vi. Отличительной особенностью ПЕРВОГО полимерного ремонтного материала являются его следующие признаки:

1. Адгезия к металлической поверхности в условиях вытекания сырой нефти или нефтепродуктов;

2. Краткое, 2-7 минут, время полимеризации и затвердевания;

3. Пропорция смешивания - 1 часть Основы (Базы) : 1 часть Активатора

vii. ПЕРВЫЙ полимерный ремонтный материал, после смешивания его компонентов, наносится непосредственно на место течи, прямо по отпотеванию или по текущей сырой нефти или по нефтепродукту, или по трансформаторному маслу;

viii. В течение 2-7 минут происходит остановка течи/отпотевания после затвердевания ПЕРВОГО полимерного ремонтного материала;

ix. Смешиваются компоненты ВТОРОГО полимерного ремонтного материала. Отличительной особенностью этого полимера являются его высокие прочностные характеристики:

1. Стойкость на сжатие - около 1400 кг/см²;

2. адгезия к чистой металлической поверхности - около 220 кг/см²;

3. Температуростойкость от -50°С до +200°С;

4. Стойкость к ультрафиолетовому излучению

5. Пропорция смешивания - 2 части Основы (Базы) : 1 часть Активатора

х. Поверхность вокруг места ремонта, с запасом минимум 50 мм в каждую сторону, очищается грубым абразивным инструментом для придания шероховатости.

xi. Ранее затвердевший ПЕРВЫЙ полимерный ремонтный материал и место ремонта вокруг него, с запасом минимум 50 мм в каждую сторону, обезжиривается очистителем на основе технических спиртов;

xii. На за герметизированное место течи/отпотевания и вокруг него, с запасом 25-50 мм в каждую сторону, в том числе на ранее нанесенный и затвердевший ПЕРВЫЙ полимерный ремонтный материал, наносится ВТОРОЙ полимерный ремонтный материал.

xiii. Полимеризация в течение 30-70 минут.

xiv. Ремонт завершен.

4. Краткое описание графических материалов (чертежей).

Ниже фигурами представлено патентуемое изобретение на примере герметизации крышки и корпуса трансформатора при отпотевании/течи трансформаторного масла.

На фигуре 1 поз. 1 проиллюстрировано место течи/отпотевания, на примере трансформаторного масла (сырой нефти или нефтепродуктов), которое очищается от пыли и грязи ветошью.

На фигуре 2 проиллюстрирована поверхность вокруг места ремонта, которая с запасом минимум 30 мм в каждую сторону, и по месту течи/отпотевания очищается грубым абразивным инструментом для придания шероховатости. Болт крепления крышки корпуса трансформатора (2) к корпусу трансформатора (поз. 4) демонтируют (выкручивают. Поз. 3 показана резиновая прокладка.

На фигуре 3 проиллюстрировано расположение первого полимерного ремонтного материала (поз. 5), который после смешивания его компонентов, наносится непосредственно на место течи, прямо по текущему трансформаторному маслу. В течение 2-7 минут происходит остановка течи/отпотевания после затвердевания полимерного ремонтного материала.

На фигуре 4 проиллюстрировано расположение второго полимерного ремонтного материала. Полимеризация компонентов второго полимерного ремонтного материала (поз. 6) осуществляется в течении 30-70 минут.

На фигурах 5-8 показаны различные примеры герметизации труб и оборудования.

Способ ремонта и герметизации оборудования и трубопроводов, наполненных нефтью или нефтепродуктами, заключающийся в том, что место течи или отпотевания на трубопроводе или оборудовании очищают ветошью, затем поверхность вокруг места ремонта ремонтируемого участка, с запасом минимум 30 мм в каждую сторону, дополнительно очищают грубым абразивным инструментом для придания шероховатости, после этого непосредственно на зачищенный ремонтируемый участок, при необходимости, по текущей сырой нефти или по нефтепродукту, наносят первый полимерный материал, оставляют первый полимерный ремонтный материал, нанесенный на ремонтируемый участок, в течение 2-7 минут, до остановки течи или отпотевания и затвердевания первого полимерного ремонтного материала, после этого поверхность вокруг места ремонта и внешнюю поверхность затвердевшего первого полимерного ремонтного материала, с запасом минимум 50 мм в каждую сторону, очищают грубым абразивным инструментом для придания шероховатости, затвердевший первый полимерный ремонтный материал и место ремонта вокруг него, с запасом минимум 50 мм в каждую сторону, обезжиривают очистителем на основе технических спиртов и наносят поверх внешней поверхности затвердевшего первого полимерного ремонтного материала, с запасом в диапазоне 25-50 мм в каждую сторону, второй полимерный ремонтный материал и оставляют, в течение 30-70 минут, для полимеризации и затвердевания второго полимерного материала. 8 ил.

Способ ремонта и герметизации оборудования и трубопроводов, наполненных нефтью или нефтепродуктами, заключающийся в том, что место течи или отпотевания на трубопроводе или оборудовании очищают ветошью, затем поверхность вокруг места ремонта ремонтируемого участка, с запасом минимум 30 мм в каждую сторону, дополнительно очищают грубым абразивным инструментом для придания шероховатости, после этого непосредственно на зачищенный ремонтируемый участок, при необходимости, по текущей сырой нефти или по нефтепродукту, наносят первый полимерный материал, оставляют первый полимерный ремонтный материал, нанесенный на ремонтируемый участок, в течение 2-7 минут, до остановки течи или отпотевания и затвердевания первого полимерного ремонтного материала, после этого поверхность вокруг места ремонта и внешнюю поверхность затвердевшего первого полимерного ремонтного материала, с запасом минимум 50 мм в каждую сторону, очищают грубым абразивным инструментом для придания шероховатости, затвердевший первый полимерный ремонтный материал и место ремонта вокруг него, с запасом минимум 50 мм в каждую сторону, обезжиривают очистителем на основе технических спиртов, и наносят поверх внешней поверхности затвердевшего первого полимерного ремонтного материала, с запасом в диапазоне 25-50 мм в каждую сторону, второй полимерный ремонтный материал и оставляют, в течение 30-70 минут, для полимеризации и затвердевания второго полимерного материала, причем первый полимерный материал получен смешением следующих компонентов, с долей компонентов в составе, %:

Смола Бисфенол А 10-20 Смола Бисфенол F 5-10 Полимеркаптановый отвердитель 10-50 Ускоритель полимеризации 3-10 Волоконный наполнитель 5-45 Металлический наполнитель 7-30 Маршалит 0,1-5 Наночастицы 0,005-0,05,

а второй полимерный материал получен смешением следующих компонентов, с долей компонентов в составе, %:

Смола Бисфенол А 10-20 Смола Бисфенол F 0,1-6 Аминовый отвердитель 0,4-5 Замедлитель полимеризации 1-17 Агидол 0,05-4 Диоксид титана 0,05-3 Волоконный наполнитель 5-50 Металлический наполнитель 10-60 Наночастицы 0,005-0,05