Гидробародинамический способ очистки внутренней поверхности трубопроводов Советский патент 1988 года по МПК B08B9/53 

Изобретение относится к области эксплуатации магистральных и разно- дящих систем напорных трубопроводов, в частности к очистке трубопроводов от различного рода наростов и отло- ений продуктов коррозии, и может |быть использовано для полного удаления всевозможных загрязнений и про- коррозии с внутренней поверх- IHOCTH трубопроводов, подготавливаемых для нанесения на них антикоррозийного покрытия.

Известен гидродинамический способ очистки трубопроводов, основанный на удалении отложений с внутренней поверхности трубопроводов струями рабочего агента, например воды, выходящими из распылительной головки очистного устройства с огромной скоростью под действием избыточного давления 25 75 МПа (250-750 кгс/см), подаваемого к головке по напорному шлангу от насосной установки и перемещаемого по трубопроводу реактивной силой струи рабочего агента l .

Недостатками этого способа являются малая дпина очищаемого трубопровода за один прием, очень большое.избыточное давление рабочего агента, необходимое для работы устройства повьппенная опасность производства работ и малая производительность.

Известен гидромеханический способ очистки трубопроводов, основанный на удалении отложений режущими элементами рабочего органа очистного устройства, перемещаемого по трубопроводу избыточным давлением рабочего агента 2 . .

Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает требуемое качество очистки внутренней поверхности трубопроводов для последующего нанесения на нее защитного ан- тикоррозийного покрытия, так как из углублений, раковин и пор отложения продуктов коррозии не удаляются, а также пониженная эффективность процесса очистки.

Наиболее близким к предлагаемому является гидробародинамический способ очистки внутренней поверхности трубопроводов, заключающийся в подаче части рабочего агента на очистное устройство, включающее пружинные элементы с клиновидными щелями между ними, а части через зазор между устройством и стенками трубопровода и

с 10

15 20 25

30

s 40

j

0

удалении отложений через шламовыпус- ки 3.

Недостатками известного решения являются невысокая эффективность удаления отложений и расположение шла- мовыпусков на близком расстоянии друг от друга.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки путем измельчения отложений и увеличение расстояния между шламовыпусками.

Поставленная цель достигается тем, что в гидробародинамическом способе очистки внутренней поверхности трубопроводов, заключающемся в подаче части рабочего агента на очистное устройство, включающее пружинные элементы с клиновидными щелями между ними, а части через зазор между устройством и стенками трубопровода и удалении отложений через пшамовыпуски, создают перепад давлений рабочего агента за очистным устройством и перед ним, рдвный 0,2-1,25 МПа, при этом угол клиновидной щели составляет не более 25°.

На фиг. 1 изображено очистное устройство, на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на и-г. 1.

Устройство состоит из нескольких .манжет 1, соединенных между собой. Внутренняя часть каждой манжеты выполнена из эластичных элементов 2, расположенных по кругу в несколько слоев, в шахматном порядке. Наружная часть каждой манжеты выполнена из пружинных элементов 3, расположенных в два ряда, также в шахматном порядке. Наружные и внутренние элементы закреплены на полой штанге 4 между фпанцами 5 и 6, что обеспечивает эластичность ман-: жет и сохранность их формы.

Наружный ряд пружинных элементов 3 образует на поверхности манжет равномерно распределенные по окружности клиновидные щели 7, сужающая часть которых направлена по ходу очистки. Угол клина не более 25 .

Устройство расположено в трубопроводе 8.

Очистное устройство работает следующим образом.

Вскрывают трубопровод 8 и вводят в него устройство.

После герметизации места ввода системой подачи нагнетают в трубопровод рабочий агент (например, воду).

Вследствие образовавшегося перепада давления до и после манжет 1 очистно устройство начинает перемещаться по трубопроводу. Одновременно рабочий агент проходит через клиновидные щели 7, образованные внутренней поверхностью трубопровода 8 и наружными лепестками 3 манжет 1, пропускающими 30-50% подаваемого в трубопровод 8 рабочего агента. При этом струи приобретают скоростной напор и производят разрушение и удаление отложений с внутренней поверхности трубопровода перед движущимся устройством. Оставщиеся в углублениях, порах и раковинах отложения продуктов коррозии и другие загрязнения удаляются при прохождении устройства за счет образовавшегося резкого перепада давления в кольцевом пространстве между внутренней поверхностью трубопровода 8 и наружными элементами 3.

Так как отложения и наросты по своей структуре пористые, то их поры заполняются водой, содержащей растворимые в ней газы. Воздействием скоростного напора на отложения и наросты повьшают внутреннее давление в них. После прекращения действия скоростного напора жидкость и газ, заключенные в порах отложений, вследствие резкого перепада давления отрывают их от внутренней поверхности трубопровода.

В трубопровод 8 вводят очистное устройство и создают перепад давлений рабочего агента 0,2-1,25 МПа. Очистным устройством рабочий агент разделяют на 12-24 струи, которые разгоняют в клиновидных щелях 7 устройства до 20-50 м/с. Воздействуя струями рабочего агента (водой) на отложения и наросты, повышают внутри них (через поры) давление.

Часть отложений удаляют с поверхности трубы силой скоростного напора Оставщуюся часть отложений удаляют с внутренней поверхности трубопроводов за счет резкого снижения давления. Это происходит тогда, когда отложения находятся в кольцевом зазоре.

За счет увеличения перепада давления в зоне отложения отталкиваются (отстреливаются) от стенок трубопровода и рабочим агентом выносятся из кольцевого зазора и далее из трубопровода.

Все описанные процессы происходят в постоянном движении синхронно пе - ремещению очистного устройства по трубопроводу.

Если перепад давления будет менее. 0,2 МПа, то струи рабочего агента не приобретают минимально необходимой скорости 20 м/с, не создают скоростного напора 20 нп и избыточного давления в отложениях, необходимого для их отрыва от поверхности трубы, следовательно, продукты коррозии не будут удалены из углублений, раковин и

пор, имеющихся на внутренней поверхности трубопроводов. Если перепад давлений будет более 1,25 МПа, то скорости струй рабочего агента будут более 50 м/с, что уже нецелесообразно, так как предлагаемых параметров вполне достаточно для разрушения и удаления с внутренней поверхности трубопроводов наростов и отложений. При перепадах давлений О,2-1,25 МПа

разрушение наростов и удаление отложений хорошее и отличноеj а толщина отложений, оставшихся на стенке трубопровода составляет менее 0,5 мм. При снижении перепада давлений менее 0,2 МПа и увеличении перепада

давлений более 1 ,25 Ша качество очистки резко снижается и количество оставшихся отложений на стенках возрастает.

Таким образом, оптимальные режимы работы трубоочистного устройства при гидробародинамическом способе обеспечиваются при перепаде давлений до и после трубоочистного устройства, а

следовательно, в наростах и отложениях от 0,2 до 1,25 МПа, при этом в кольцевом зазоре между внутренней поверхностью трубопровода и наружной поверхностью очистного устройства

давление снижается от 0,2 до 0,06 МПа

При работе гидробародинамическо- го снаряда происходит разрушение наростов изнутри за счет газовой и паровой кавитации в пористом теле нароста, а кавитация возникает за счет резкого снижения давления в наросте при обтекании его поверхности струей воды, вытекающей из щелевого отверстия снаряда. Наросты и отложения при

э тих параметрах перепадов давлений удаляются.из поры раковин, а отложения перемалываются в мелкие частищл и транспортируются по трубопроводу на расстояние до 30 км (в известных

Вид /I

из. 1

8

7

иг.З