Способ очистки вертикально расположенных трубопроводов Советский патент 1992 года по МПК B08B9/04 

Изобретение относится к очистке труб устройствами, перемещаемыми вдоль трубопровода изнутри, и может быть использовано в нефтехимической промышленности, энергетике и коммунальном хозяйстве.

Известен Способ очистки вертикально расположенных труб, заключающийся в перемещении вдоль заполненного водой трубопровода изнутри электродов и инициировании в воде электрических разрядов.

Недостатком данного способа является отрицательное воздействие на эффективность очистки значительного гидростатического давления при большой высоте трубопровода, так как с увеличением давления электрогидравлической эффект уменьшается.

Цель изобретения - повышение качест ва очистки трубопровода по всей его длине/

Поставленная цель достигается тем, что при очистке вертикальных трубопроводов путем перемещения вдоль заполненного водой трубопровода изнутри электродов и инициировании в воде электрических разрядов, перемещение электродов осуществляют на поплавке путем изменения уровня с воды в очищаемом трубопроводе.

На фиг.1 и 2 схематически изображено устройство для осуществления способа, размещенное в трубопроводе при различных вариантах осуществления способа.

Один из вариантов исполнения способа заключается в следующем.

В очищаемый вертикальный трубопровод 1 вводится электродная пара 2, связанная посредством кабеля 3 с генератором 4 высоковольтных импульсов напряжения, и устанавливается в нижней части трубопровода. Электроды выполнены таким образом, что могут удерживаться наплаву за счет; собственной плавучести.

После установки электродов 2 в трубопроводе 1 подают воду и одновременно начи- нают подачу на электроды 2 высоковольтного импульсного напряжения, при помощи генератора 4 импульсов.

При этом между электродами 2 в воде инициируется высоковольтный электрический разряд. В результате такого разряда в контакте воды со слоем отложений 5 образуются значительные давления в этом слое, превышающие прочность слоя на сжатие.

(Л

С

ю

о ю

VI

Кроме того, при отражении ударной волны от наружной границы стенки трубы 1 в слое 5образуются значительные растягивающие напряжения, приводящие к явлению откола. Разряды следуют друг за другом с вре- менным интервалом t (с), обусловленным временем, необходимым на перезарядку конденсаторной батареи генератора 4 импульсов. Единичный разряд производит очистку от отложении 5 на участке а (м) по длине трубопровода 1. Для получения равномерной и полной очистки трубопровода от отложений электроды перемещают по трубопроводу со скоростью

(м/с);

Для получения заданной скорости V перемещения электродов производят подъем уровня воды в трубопроводе с этой же скоростью, для чего устанавливают необходи- мый расход воды, подаваемой в трубопровод, который определяют по формуле

Q - V -S - Ол (м3/с),

где V - необходимая скорость перемещения электродов (скорость подъема уровня воды), м/с;

S - площадь поперечного сечения внутренней полости трубопровода, м ;

Оя - расход истекающей из нижней ча- сти трубопровода воды. м/с.

В процессе очистки разрушившиеся и отделившиеся от стенок трубопровода частицы отложений оседают в нижней части трубопровода, и их удаляют потоком воды, истекающей из нижней части трубопровода. Расход истекающей воды QI устанавливают из условия выноса из трубопровода наиболее крупных частиц разрушившихся отложений и регулируют при помощи задвижки 6

После подъема электродов в верхнюю точку очищаемого участка трубопровода, превращают подачу воды и напряжения, вынимают электроды и сливают воду из трубопровода, после чего определяют качество очистки.

Способ может осуществляться также в другом варианте (фиг.2).

Очищаемый трубопровод 1 заполняют водой, затем устанавливают электроды 2 и подают на них высоковольтное импульсное напряжение, а перемещение электродов 2 с необходимой скоростью осуществляют за счет понижения уровня воды, что обеспечивается установленным расходом Отводы, истекающей из нижней части трубопровода 1, который определяют по формуле

Qi VxS(M3/c),

этим же потоком удаляют частицы отделившихся и разрушившихся отложений из трубопровода 1.

В том случае, когда мощности генератора недостаточно для производства полного разрушения отложений на участке а по длине трубопровода единичным разрядом, разрушение отложений в трубопроводе осуществляют послойно, посредством чередования первого и второго пути осуществления способа без прерывания процесса очистки.

При размещении электродов наплаву электрический разряд происходит под небольшим слоем жидкости, при этом возникает явление, так называемой, воздушной кавитации. Суть его состоит в том, что при разряде значительный объем воды над электродами, получив ускорение вверх, отрывается от всей остальной массы воды и в виде брызг устремляется вверх. Такой же объем воды, но уже ниже электродов устремляется вглубь и увлекает за собой воздух в виде крупных пузырьков, которые, постепенно дробясь, всплывают, заполняя значительный объем, делают воду как бы кипящей. Часть пузырьков воздуха в виде полусфер оседает на слое отложений и при последующем разряде под влиянием высокого давления схлопывается. При схлопывании в силу фокусирующего действия полусфер происходит образование кумулятивных струй жидкости, производящих локальное разрушение отложений - так называемая пузырьковая кумуляция. Вследствие того, что при любом положении электродов относительно трубопровода над электродами имеется одинаковый слой жидкости, электрогидравлические разряды осуществляются при одинаковом гидростатическом давлении на всей длине трубопровода. Это позволяет обеспечить равномерную и качественную его очистку.

В лабораторных условиях производилась очистка вертикальной трубы внутренним диаметром 50 мм, Отложения внутри трубы моделировались цементно-песчаным раствором (1:1) толщиной 5 мм и прочностью на сжатие 25 МПа. При энергии единичного импульса Ео 4,8 кДж скорость очистки составила 0,02 м/с, крупность удаляемых частиц отложений находилась в пределах 1-7 мм.

Использование изобретения позволяет повысить качество очистки вертикальных трубопроводов и значительно упростить ее процесс..

Ф о р м у л а и з о б р е те н и я

Способ очистки вертикально расположенных трубопроводов, заключающийся в.

перемещении вдоль заполненного водойповышения качества очистки, перемещение

трубопровода изнутри электродов и иници-электродов осуществляют на поплавке пуировании в воде электрических разрядов,тем изменения уровня воды в очищаемом

отличающийся тем, что, с цельютрубопроводе.

Изобретение относится к очистке труб устройствами, перемещаемыми вдоль трубопроводов изнутри и может использоваться при монтаже и ремонте трубопроводных систем в нефтехимии, энергетике, коммунальном хозяйстве. Вдоль трубопровода изнутри перемещают электроды на поплавке путем изменения уровня воды в трубопроводе и иницируют в воде высоковольтные ; электрические разряды. 2 ил.