Наружное изоляционное покрытие подземного трубопровода Советский патент 1983 года по МПК F16L59/00 

Изобретение относится к средствам для изоляции трубопроводов, а точнее к конструкциям наружных изоляционных покрытий подземных магистральных . трубопроводов.

Известны наружные изоляционные покрытия подземных трубопроводов, содержащие внутренний слой изоляцион.ного материала и наружную обертку из армирующего и защитного материалов. Известные наружные, изоляционные покрытия подземных трубопроводов наносятся по всему периметру трубопровода равномерный слоем 13.

Это приводит к тому, что нижняя опооная часть изоляционного покрытия, на которую действует масса трубопровода, транспортируемого продукта и масса грунта, более нагружена, чем верхняя зона покрытия, воспринимающая только массу грунта. Значительные контактные нагрузки в нижней опорной зоне изоляционного материала обусловливают его смятие в процессе укладки и смятие и релаксацию при эксплуатации трубопровода.

Наиболее близким- техническим решением к изобретению является армированное изоляционное покрытие трубопровода, которое содержит внутренний

слой изоляционного материала и наружную обертку из армирующего и защитного материала с продольно расположенной полосой усиления в нижней ОПОРНОЙ части трубопровода. ГТолоса усиления в известней покрытии представляет собой стеклохолст, прибинтовываемый по нижней образующей трубопровода в процессе обертки его рулонным материалом. При этом создается усиленная армировка в нижней, самой нагруженной части трубопровода 23.

Однако известная конструкция не позволяет в достаточной степени усилить наиболее нагруженную от веса трубопровода транспортируемого продукта и грунта часть трубопровода, поскольку толщина -изоляционного слоя по существу сохраняется постоянной по всему периметру. Это снижает долговечность покрытия.

Целью изобретения является увеличение долговечности покрытия.

Для достижения этой цели в наружном изоляционном покрытии подземного трубопровода, содержащем внутренний слой изоляционного материала и обертку из армируквцего и защитного материала с продольно расположенной полосой усиления в нижней опорной части трубопровода, упомянутая полоса уси НИН выполнена в вице дополнительног слоя изоляционного материала, нанесенного на внутренний слой, и имеет серповидную форму симметрично-переменного, профиля. На чертеже изображено наружное изо ляционное покрытие трубопровода, поперечное сечение. Наружное изоляционное покрытие подземного трубопровода 1 содержит внутренний слой изоляционного матер ала 2 с полосой усиления в виде дополнительного слоя изоляционного ма риала 3 серповидной формы симметрич переменного профиля, нанесенного на внутренний слой 2, Внутренние слои покрытия 2 и 3 заключены в обертку из армирующего материала 4 и наружн го защитного материала 5, предохран ющего внутренний изоляционный слой от механических повреждений в проце се доставки, труб на трассу, сооруже ние и эксплуатации трубопровода. Рассмотрим напряжения, которые возникают в наружном изоляционнсм п крытии трубопровода при его взаимоДействии с грунтом. Распределение давления на изоляционный слой прямолинейной трубы, л жащей в грунтовой траншее, можно представить, если учесть, что вслед ствие пластической деформации грунт проседает под трубой, образуя цилинд рическую выемку радиуса К (R - наружный радиус трубы ) с изоляционным покрытием. В процессе укладки трубопровода, а также в период его эксплу атации труба подвергается некоторЕЛЧ поперечным ( относительно оси ) смещениям, вследствие чего радиус выемки 2 будет несколько больше R. Для упрощения расчета вместо трубы с продуктом принимают сплошной упругий цилиндр того же радиуса R при сохранении модуля упругости Е, тогда пользуясь задачами теории упру гости о контакте сплошного упругого цилиндра с параметрами R, Е - модуль упругости и v - коэффициент Пуассона со сплошным упругим телом с параметрами 2 -2 одуль упругости грунта и Vg - коэффициент Пуассона грунта, имеющим продольную цилинд рическую выемку (R2 ) t в которой ле жит цилиндр R. Взаимодействие таких сжимающих тел описывается интегральным уравнением puien at -.ь-Нх) W где V (1- у)2 J - некоторая константа и а - полуширина области контакта (см. И.Я. Штаерман. Контактная задача теории упругости М.Л. /1949/, ГИТТЛ). Решая указанное уравнение с учетом параметров трубы и грунта, а также принимая во внимание возможность увлажнения грунтов, находят область наибольших контактных давлений, которая составляет t 1/12-1/8 длины окружности, описываемой по его наружному диаметру и действующих на глубину 0,1-0,3 внутреннего слоя изоляционного покрытия. Исходя из этих параметров, выбирают размеры полосы усиления изоляционного слоя. Перенос продольного слоя за внутренний изоляционный слой приводит также к увеличению момента сопротивления на изгиб всего изоляционного слоя и к тому, что наиболее плотные слои армирующего и загцитного материала находятся под действием более равномерной нагрузки. Устранение значительных контактных нагрузок в нижней опорной зоне изоляционного материала повышает долговечность покрытия, уменьшает его электропроницаемость, тем самым достигает увеличения сроков трубопровода до 10%. Формула изобретения Наружное изоляционное покрытие подземного трубопровода, содержащее внутренний слой изоляционного материала и наружную обертку из армирующего и защитного материала с продольно расположенной полосой усиления в нижней опорной части трубопровода, отличающееся тем, что, с целью увеличения долговечности покрытия, полоса усиления выполнена в виде дополнительного слоя изоляционного материала, нанесенного на внутренний слой, и имеет серповидную форму симметрично-переменного профиля. Источники , принятые во внимание при экспертизе 1.Зиневич A.M. и др. Технология и организация строительства магистральных трубопроводов больших диаметров. М., Недра, 1979, с. 202. 2.Авторское cвиJ eтeльcтвo СССР №,631743, кл. F 16 L 59/14, 1975.