Способ предотвращения разрушения газопроводных труб в защитных футлярах Российский патент 2023 года по МПК F16L7/00 E03B7/12 

Описание патента на изобретение RU2795237C1

Изобретение относится к строительству подземных газопроводов в сезонно промерзающих-протаивающих грунтах и предназначено для исключения аварийных ситуаций, связанных с деформированием или разрушением газопроводных труб в защитных футлярах при замерзании грунтовых вод, получивших возможность проникновения в них вследствие разгерметизации торцевых уплотнений.

Известен способ предотвращения замерзания грунтовых вод в защитных футлярах газопроводов, прокладываемых в слоях сезоннопротаивающих и промерзающих грунтах [1. Способ предотвращения замерзания грунтовых вод в защитных футлярах газопроводов. Патент на полезную модель РФ №2730754 U1, опубл. Бюл. №24, 25.08.2020]. В указанном способе предлагается размещать в нижней части футляра хлористый кальций в количестве, определяемом с учетом объема межтрубного пространства, чтобы его концентрация в грунтовой воде обеспечивала невозможность замерзания раствора при минимально возможных температурах окружающего грунта.

Недостатком предложенного способа является возможность снижения концентрации хлористого кальция в грунтовой воде при ее миграциях из межтрубной полости защитного футляра в окружающий грунт при негерметичности торцевых уплотнений. Снижение концентрации хлористого кальция приводит к повышению температуры замерзания воды и возврату риска разрушения газопроводной трубы.

Известно также техническое решение [2. Устройство для защиты газопроводов от механических повреждений. Патент на полезную модель РФ 202636 U1 опубл. Бюл. №7, 01.03.2021], в котором для исключения деформирования или разрушения газопроводной трубы при замерзании грунтовых вод предложено обматывать ее между центрирующими кольцами рулонным полиэтиленом, минимизируя при этом объем грунтовой воды в межтрубном пространстве.

Недостатком такого технического решения является сложность монтажа газопроводной трубы в защитный футляр из-за зацепов наружной поверхности пенополиэтиленовой обмотки с внутренней поверхностью защитной трубы, особенно при наличии сварных швов. Кроме того, для заполнения межтрубной полости пенополиэтиленом требуется значительное количество дорогостоящего материала. Особенно усложняется монтаж при использовании не центрирующих, а направляющих колец, в которых газопроводная труба размещается в защитном футляре с достаточно большим эксцентриситетом.

Целью настоящего изобретения является повышение удобства монтажа защитного футляра и снижение затрат на его изготовление за счет уменьшения необходимого объема рулонного пенополиэтилена.

На фиг.1 показаны графики изменения водопоглощения образцов вспененных полимерных материалов от циклов замораживания-оттаивания: 1 - nopaplank; 2 - ethafoam220; 3 - arctic65; 4 - arctic100; 5 - tekhnoplex; 6 - penofol.

Для достижения поставленной цели была исследована стойкость пенополиэтиленов с различной плотностью к многократному замораживанию в воде. Исследовалось шесть типов пенополиэтилена с плотностью от 27 кг/м3 до 100 кг/м3. Испытываемые образцы пенополиэтилена подвергались пятидесятикратному циклическому замораживанию-оттаиванию

соответственно при температурах минус 20°С и 20°С. Образцы выполнялись в виде кубиков со сторонами 50±1 мм. Емкость герметичных стальных бюксов, в которых проводились эксперименты составляла около одного литра.

Эксперименты проводились со следующими типами пенополиэтиленов:

1. Arctic100 - «сшитый» пенополиэтилен плотностью 100 кг/м3;

2. Arctic65 - «сшитый» пенополиэтилен плотностью 65 кг/м3;

3. Ethafoam220 - «сшитый» пенополиэтилен плотностью 38 кг/м3;

4. Nopaplank - «сшитый» пенополиэтилен плотностью 35 кг/м3;

5. Tekhnoplex - пенополистирол плотностью 30 кг/м3;

6. Penofol - «несшитый» пенополиэтилен плотностью 27 кг/м3.

Результаты проведенных экспериментов представлены на Фиг. 1, на котором показаны графики изменения водопоглощения различных типов пенополиэтиленов. В качестве наиболее стойкого к многократному циклическому замораживанию определен материал с наименьшей плотностью - «несшитый» пенополиэтилен типа penofol. Водопоглощение penofol после пятидесяти замораживаний увеличивается на 9%, что позволяет сделать вывод о снижении объема замкнутых пор на эту величину.

При замораживании воды ее объем увеличивается примерно на 9% [3. Войтовский К.Ф. Механические свойства льда. М.: Изд-во АН СССР, 1960 - 100 с.] и это является причиной деформирования и разрушения газопроводных труб. Внешняя труба защитного футляра при этом никогда не деформируется, в связи с ее размещением в мерзлом грунте достаточно высокой прочности. Пенополиэтиленовая обмотка газопроводной трубы при деформировании льда подвергается объемному сжатию на указанные выше 9% и этот процесс повторяется ежегодно. При каждом деформировании пенополиэтилена часть замкнутых пор разрушается, и соответствующий объем его пор открывается, увеличивая его водопоглощение.

Таким образом, для эффективного функционирования пенополиэтиленового слоя компенсирующего расширение воды при замерзании его минимальный объем должен быть не меньше 9% объема межтрубного пространства, который могут заполнить грунтовые воды. Указанная величина для обеспечения необходимой долговечности должна увеличиться на величину возможных потерь замкнутых пор при многократных деформациях сжатия пенополиэтилена. Поскольку замораживание воды в футляре происходит один раз в год, то для обеспечения работоспособности футляра в течении пятидесяти лет даже при полной потере герметичности торцевых уплотнений, исходя из результатов проведенных экспериментов, необходимый минимальный объем пенополиэтиленового компенсирующего слоя составит 18%. С учетом необходимости обеспечения достаточного запаса по объему из-за возможностей непредвиденных случайных разрушений материала при транспортировке и проведении монтажных работ целесообразно обеспечивать объем используемого пенополиэтилена до 35-40%.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

На первом этапе исходя из размеров футляра и газопроводной трубы рассчитывают объем межтрубного пространства и необходимый объем пенополиэтиленового слоя и его толщину. Самоклеящийся рулонный пенополиэтилен «penofol» наносят на поверхность газопроводной трубы в промежутках между центрирующими или направляющими кольцами. Затем газопроводную трубу помещают в защитный футляр и продолжают монтаж по обычной технологической схеме.

Применение предлагаемого способа позволит повысить безопасность газоснабжения потребителей, ускорит проведение монтажных работ и практически исключит затраты на проведение ремонтно-восстановительных работ для ликвидации последствий аварийных ситуаций, связанных с разрушением газопроводных труб в защитных футлярах.

Похожие патенты RU2795237C1

название год авторы номер документа
Способ предотвращения замерзания грунтовых вод в защитных футлярах газопроводов 2019
  • Попов Савва Николаевич
  • Федоров Юрий Юристанович
  • Ксенофонтов Павел Валерьевич
  • Васильев Спиридон Васильевич
  • Давыдова Наталья Николаевна
RU2730754C1
ТЕПЛОИЗОЛИРОВАННАЯ ТРУБА ДЛЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ И/ИЛИ ВОДОСНАБЖЕНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ 2006
  • Устюгова Ольга Владимировна
RU2326291C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ РЕЗИНОВОЙ МАНЖЕТЫ НА ПЕРЕХОДЕ ТРУБОПРОВОДА 2014
  • Сердюков Денис Сергеевич
  • Харлашин Василий Васильевич
  • Иванова Ольга Викторовна
  • Харлашин Владислав Васильевич
RU2575506C2
ПЕРЕХОД ТРУБОПРОВОДА ПОД АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГОЙ 1998
  • Тухбатуллин Ф.Г.
  • Дедешко В.Н.
  • Гостев Н.М.
  • Усманов Р.Р.
  • Галлямов А.К.
  • Аскаров Р.М.
  • Марданов А.З.
  • Тухбатуллин Т.Ф.
  • Файзуллин С.М.
RU2186281C2
ПЕРЕХОД ТРУБОПРОВОДА ПОД АВТОМОБИЛЬНОЙ ДОРОГОЙ 1999
  • Валеев М.М.
  • Асадуллин М.З.
  • Зарипов Р.В.
  • Усманов Р.Р.
  • Аминев Ф.М.
  • Аскаров Р.М.
  • Файзуллин С.М.
RU2179277C2
ЗЕМЛЯНОЕ СООРУЖЕНИЕ НА МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ И СПОСОБ ЕГО ВОЗВЕДЕНИЯ С УКРЕПЛЕНИЕМ ОСНОВАНИЯ В РАЙОНАХ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ 2010
  • Бедрин Евгений Андреевич
  • Завьялов Александр Михайлович
  • Попов Виктор Панфилович
  • Лонский Владимир Николаевич
RU2443828C1
СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВКИ ГАЗА ПО ГАЗОПРОВОДУ 2003
  • Ананенков А.Г.
  • Андреев О.П.
  • Завальный П.Н.
  • Козлов А.Н.
  • Пустовойт Г.П.
  • Ставкин Г.П.
  • Хренов Н.Н.
RU2231710C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОНИТОРИНГА ДЕФОРМАЦИЙ ГРУНТОВ В КРИОЛИТОЗОНЕ 2020
  • Ларёв Павел Николаевич
  • Манзырев Дмитрий Владимирович
  • Можейко Андрей Геннадьевич
  • Саитов Андрей Радионович
  • Жабин Владислав Юрьевич
RU2739288C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПУСКА ПОВЕРХНОСТНЫХ И ГРУНТОВЫХ ВОД 2014
  • Крапивный Владимир Антонович
  • Жданова Светлана Мирзахановна
  • Воронин Владимир Васильевич
  • Серенко Андрей Федорович
RU2553738C1
СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ МАЛОЗАГЛУБЛЕННЫХ И ПОВЕРХНОСТНЫХ ФУНДАМЕНТОВ В СЛОЕ ТАЛЫХ ГРУНТОВ, ПОДСТИЛАЕМОМ ВЕЧНОМЕРЗЛЫМИ ИЛИ СКАЛЬНЫМИ ГРУНТАМИ 2003
  • Кутвицкая Н.Б.
  • Семенова Н.П.
  • Цеева А.Н.
RU2249082C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 795 237 C1

Реферат патента 2023 года Способ предотвращения разрушения газопроводных труб в защитных футлярах

Изобретение относится к области строительства и ремонта подземных газопроводов, расположенных в слое сезонно протаивающего и промерзающего грунта. Для исключения деформирования или разрушения газопроводных труб при разгерметизации торцевых уплотнений и замерзании грунтовых вод, поступающих в межтрубное пространство защитных футляров, предусматривается обмотка газопроводной трубы самоклеящимся рулонным несшитым пенополиэтиленом плотностью 27 кг/м3 слоем с толщиной, обеспечивающей заполнение 35-40% объема межтрубного пространства. Техническими результатами изобретения являются повышение удобства монтажа защитных футляров и сокращение затрат на их изготовление за счет уменьшения необходимого объема рулонного пенополиэтилена. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 795 237 C1

Способ предотвращения разрушения газопроводных труб в защитных футлярах при замерзании грунтовых вод в межтрубном пространстве вследствие разгерметизации торцевых уплотнений для газопроводов, расположенных в сезонно протаивающих и промерзающих грунтах, отличающийся тем, что поверхность газопроводной трубы между центрирующими или направляющими кольцами обматывают самоклеящимся рулонным несшитым пенополиэтиленом плотностью 27 кг/м3 слоем с толщиной, обеспечивающей заполнение 35-40% объема межтрубного пространства.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2023 года RU2795237C1

МАШИНА ДЛЯ МОЙКИ ЦВЕТОЧНЫХ ГОРШКОВ 0
SU202636A1
Способ предотвращения замерзания грунтовых вод в защитных футлярах газопроводов 2019
  • Попов Савва Николаевич
  • Федоров Юрий Юристанович
  • Ксенофонтов Павел Валерьевич
  • Васильев Спиридон Васильевич
  • Давыдова Наталья Николаевна
RU2730754C1
УСТРОЙСТВО для ДИСТАНЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ 0
SU183262A1
US 3774403 A, 27.11.1973
СИСТЕМА ПЕРЕХОДА МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА ЧЕРЕЗ ДОРОГУ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2010
  • Власов Сергей Викторович
  • Егурцов Сергей Алексеевич
  • Алявдин Григорий Игоревич
  • Предущенко Александр Владимирович
  • Пиксайкин Роман Владимирович
RU2426930C1

RU 2 795 237 C1

Авторы

Попов Савва Николаевич

Федоров Юрий Юристанович

Буренина Ольга Николаевна

Ксенофонтов Павел Валерьевич

Васильев Спиридон Васильевич

Даты

2023-05-02Публикация

2022-10-21Подача