close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY12597

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.12.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
F 16L 58/02
СПОСОБ РЕМОНТА ДЕФЕКТНОГО УЧАСТКА ТРУБОПРОВОДА
(21) Номер заявки: a 20070624
(22) 2007.05.24
(43) 2008.12.30
(71) Заявитель: Дочерняя компания "Укртрансгаз" Национальной акционерной компании "Нефтегаз Украины"
(UA)
(72) Авторы: Беккер Михаил Викторович; Бут Виктор Степанович; Дрогомирецкий Михаил Николаевич;
Кадай Сергей Иванович; Ковалив
Евстахий Осипович; Максимов Сергей Юрьевич; Оверко Александр
Федорович; Олейник Олег Игоревич; Педько Борис Иванович; Сидор Михаил Дмитриевич; Шлапак
Любомир Степанович (UA)
BY 12597 C1 2009.12.30
BY (11) 12597
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Дочерняя компания "Укртрансгаз" Национальной акционерной компании "Нефтегаз Украины" (UA)
(56) RU 2211991 C2, 2003.
RU 2108514 C1, 1998.
SU 1314179 A1, 1987.
RU 2194911 C2, 2002.
RU 2121619 C1, 1998.
SU 1707419 A1, 1992.
SU 1767276 A1, 1992.
RU 2267691 C2, 2006.
(57)
1. Способ ремонта дефектного участка трубопровода, при котором дефектный участок
трубопровода очищают от продуктов коррозии, выравнивают поверхность с помощью
шпаклевки, смазывают клеем, окончательно выравнивают поверхность трубопровода
стекломатом и усиливают путем формирования композитного бандажа из стекловолокнистого материала, пропитанного полиэфирной смолой, отличающийся тем, что после очистки от продуктов коррозии дефектного участка трубопровода с обеих его сторон
устанавливают по два технологических кольца, которые сваривают по периметру в зазор
между ними, к которым до затвердевания композитного бандажа присоединяют сварными
продольными угловыми швами металлический каркас, состоящий из нескольких сегментов.
Фиг. 1
BY 12597 C1 2009.12.30
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что количество сегментов металлического каркаса выбирают в зависимости от степени снижения устойчивости стенки дефектного участка трубопровода в продольном направлении.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что толщина слоя композитного бандажа равна
толщине стенки технологического кольца.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сварные продольные угловые швы располагают на расстоянии от композитного бандажа, которое превышает радиус изотермы
температуры плавления композитного бандажа во время нагрева сварочной дугой металла
соединяемых технологических колец и сегментов металлического каркаса.
Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к способу
ремонта и строительству нефтегазопроводов, и может быть использовано в других областях, где трубопроводы требуют восстановления дефектных участков.
Известен процесс (способ) ремонта трубопроводов [патент РФ 2239747, МПК
F16L55/165, 2004], который состоит во введении в ремонтируемую трубу вспомогательной полимерной трубы, заполнении межтрубного пространства раствором и выдерживании его до полного затвердения. Вспомогательная труба состоит из гофрированных
секций, соединенных с помощью фитингов на самоуплотняющихся сальниках. Межтрубное пространство заполняют водным раствором анионного полимера с самотвердеющей
системой под давлением, которое превышает давление грунтовых вод на глубине залегания трубопровода. Способ разрешает ремонтировать трубопроводы разного назначения
без подъема их на земную поверхность, тем не менее является трудоемким и длительным
процессом, а также требует остановки транспортировки продукта по трубопроводу.
Известен процесс (способ) ремонта поврежденного трубопровода, который включает введение в изношенный трубопровод новой трубы, соосное ее расположение, нагнетание под
давлением пластического раствора в межтрубную полость, при этом новую трубу оборудуют
центрирующим конусным оголовком, который соединяют с уплотнительным конусом, связанным с тягой и рукавом, пропущенными через изношенный трубопровод на длину, достаточную для размещения в нем центрирующего конусного оголовка, а к торцу изношенного
трубопровода крепят уплотнитель, который охватывает новую трубу [патент Украины 58810,
МПК F 16L 55/02, 2003]. Данный способ требует остановки транспорта продукта, перекрытия
трубопровода и сооружения обводной линии.
Известен также способ ремонта локальных повреждений трубопроводов [патент РФ
2213289, МПК F 16L 55/175, 55/18, 2003], который состоит в том, что на поврежденный
участок трубопровода накладывают две металлические цилиндрические полуоболочки,
обжимают их, а пустоту между полуоболочками и трубой заполняют быстро твердеющим
герметиком. В качестве полуоболочек используют две полумуфты, каждая из которых
имеет кольцевые канавки по торцам, кольцевую центральную проточку и два штуцера,
один из которых соединен с центральной проточкой, а второй - с кольцевой канавкой на
торце. Совмещают место локального повреждения трубы с одним из центральных штуцеров, прогревают полумуфты до температуры трубопроводов, заполняют термотвердеющим герметиком кольцевые канавки через торцовые штуцера и выдерживают время,
необходимое для затвердения герметика. Через центральный штуцер под давлением, которое превышает давление транспортируемого продукта в зону повреждения, нагнетают
расчетное количество термотвердеющего герметика.
Это техническое решение используют при эксплуатации трубопроводов, которые
транспортируют пар, горячую воду, паровой конденсат. Как и предыдущие аналоги, этот
способ требует остановки перекачки, является очень трудоемким и длительным процессом.
2
BY 12597 C1 2009.12.30
Выбор способа ремонта поврежденного участка трубопровода зависит от типа дефектов в нем, а именно:
ремонт трубопровода с повреждениями, которые вызваны внешним негативным влиянием (коррозией или механическими повреждениями);
ремонт трубопровода с повреждениями, вызванными внутренним негативным влиянием (коррозия, потеря металла);
ремонт компонентов трубопровода, которые протекают.
Правильность выбора способа ремонта трубопровода по существующим технологиям
зависит от информации, полученной ультразвуковым или рентгенографическим исследованием, которое количественно оценивает степень потери металла и способность повреждения выдерживать осевые нагрузки, которые в сложных системах трубопроводов могут
быть довольно значительными, а при дальнейшем ухудшении ситуации с внутренней или
внешней потерей металла могут привести к неспособности стенки трубы удерживать такие осевые нагрузки.
Если внешняя поверхность трубопровода повреждена так, что высокоэластичная прокладка способна обеспечить достаточную герметизацию в непосредственной близости от
повреждения, внешнюю поверхность трубопровода восстанавливают с помощью определенного наполняющего материала. Для зон больших повреждений, вмятин, расслоений, потерь металла и т.п. используют стальные рукава, заполненные жидкой эпоксидной смолой.
Для ремонта трубы с большими потерями металла используют зажимы, которые имеют цилиндрическую форму и состоят из двух половинок. Зажимы охватывают место течи
с двух сторон на большом расстоянии, создавая герметичную оболочку, которая удерживает давление. Герметизация оболочки осуществляется высокоэластичными прокладками.
Система работает как манжетное уплотнение.
В случаях, когда имеет место значительный износ секций трубопровода больших размеров, восстановление с помощью ремонтных зажимов или рукавов неэкономично. В таких случаях используют ремонтные муфты и соединители в сочетании с заменой секции
трубопровода. Тем не менее в этом случае необходимо противостоять приложенной осевой нагрузке через внутреннее давление, поскольку существует вероятность разъединения
элементов труб.
Способ ремонта с использованием половинок муфты, заполненной жидкой эпоксидной смолой, эффективен в борьбе с внутренней потерей металла, включая борьбу с последующим ростом потери металла через стенку трубы. Способ предотвращает
повреждающее радиальное вздутие трубы и обеспечивает беспрерывную передачу нагрузки через жидкую эпоксидную смолу к стальному рукаву.
Способность этого способа ремонта остановить течь трубопровода обеспечивается
благодаря адгезии к указанной трубе и подготовке поверхности муфты пескоструйной обработкой. Тем не менее этот способ не является эффективным, поскольку две половинки
муфты требуют сваривания в длину, а эпоксидная смола, введенная в пространство кольца, требует 24 ч для застывания и получения нужной прочности. Способ ремонта трубопроводов, который выполняется с помощью ремонтных зажимов или соединителей,
должен обеспечивать целостность и надежность не только для режимов нормальной эксплуатации, но и в аварийных случаях, например при пожаре. Тем не менее способ ремонта
с помощью муфты, заполненной эпоксидной смолой, не может применяться в ситуациях,
где такая система может пострадать от пожара, поскольку выходит из строя. Для обеспечения пожаробезопасности соединений для труб необходимо применение системы герметизации на основе металла.
Известны способы ремонта трубопровода с применением композитных материалов.
Это материалы, армированные стеклом или углеродом, на основе полиэстера, сложного
эфира винилового спирта или эпоксидной смолы. Ремонт включает обвертывание дефектной зоны для укрепления ее композитным слоистым пластиком, который состоит из во3
BY 12597 C1 2009.12.30
локнистого армирующего материала и термореактивной полимерной матрицы, которая со
временем застывает с применением химических материалов.
[Сообщения об офшорных технологиях 2001/038. Временный/постоянный ремонт
труб - Руководящие принципы. Подготовлено АЕА TechNet logy Consulting]. Известные
способы ремонта трубопровода с применением композитных материалов не обеспечивают
долговечность ремонтной конструкции, срок которой составляет до двух лет. Композиты
на основе вышеназванных смол твердеют при комнатной температуре, что также составляет трудности их применения на действующем трубопроводе. Для увеличения срока эксплуатации или для режимов работы при более высоких давлениях после застывания
композитного материала, место ремонта требует дополнительной обработки.
Наиболее близким к предложенному изобретению является известный способ ремонта
газонефтепроводов, которые имеют локальные дефекты поверхности, такие как коррозия,
механические повреждения и т.п. Способ состоит в том, что дефектный участок трубы
очищают от продуктов коррозии, выравнивают поверхность с помощью шпаклевки, смазывают клеем для улучшения адгезии материала бандажа с поверхностью трубы, окончательно выравнивают поверхность дефектного участка трубы стекломатом, на которую
накладывают стекловолокнистый материал, смоченный полиэфирной смолой, после чего
наносят защитное покрытие, основу которого составляет композиция из смолы и катализатора [Полипромсинтез ЛТД: Каталог. ТУ В 22887593.006 - 2000. Ремонт магистральных
и технологических трубопроводов композитными усиливающими бандажами: Полипромсинтез].
Ремонт с применением известных усиливающих композитных бандажей не требует
специального оснащения и проведения трудоемких сварочных работ. При этом нет необходимости останавливать транспортировку газа и освобождать от него трубопровод. Тем
не менее, при наложении такого бандажа на трубу невозможно достичь плотного прилегания, вследствие чего возникают большие контактные напряжения, которые будут провоцировать ускорение коррозии, а перепад напряжений в местах перехода от
сдеформированной бандажом части трубопровода к недеформированной будет вызывать
краевые напряжения, которые приведут к появлению новых повреждений в местах, где
находятся края бандажа.
В основу изобретения положена задача усовершенствования способа ремонта локальных повреждений трубопровода, который путем введения новых элементов в композитный усиливающий бандаж позволит разгрузить дефектный участок в продольном
направлении, обеспечить беспрерывную передачу радиальной нагрузки между композитным усиливающим бандажом и трубопроводом и тем самым восстановить прочность до
уровня бездефектной трубы, увеличить срок службы трубопровода, расширить функциональные возможности способа с обеспечением ремонта дефектов разного происхождения
и вида. При этом ремонт экологически безопасный и не требует остановки перекачивания
продукта.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе ремонта локальных повреждений трубопроводов, который состоит в том, что дефектный участок трубы очищают от продуктов коррозии, выравнивают поверхность с помощью шпаклевки, смазывают
клеем, окончательно выравнивают поверхность трубы стекломатом и усиливают бандажированием стекловолокнистым материалом, пропитанным полиэфирной смолой, в соответствии с изобретением, предварительно с обеих сторон дефектного участка
устанавливают по два технологических кольца, которые сваривают с трубопроводом по
периметру в зазор между ними, формируют композитный бандаж и только после этого к
технологическим кольцам присоединяют продольными угловыми швами металлический
каркас, который состоит из нескольких сегментов.
Наложение на тело трубопровода стекловолокнистого композитного бандажа, пропитанного полиэфирной смолой, позволит усилить тело трубы и разгрузить ее в поперечном
4
BY 12597 C1 2009.12.30
(окружном) направлении. Установка многосегментного металлического каркаса, который
будет иметь контакт с трубой только на определенных участках ремонтированного трубопровода, которые определяются на основании расчетов, исходными данными для которых
является степень разгрузки трубопровода, позволит уменьшить продольные напряжения.
Таким образом обеспечивается беспрерывная требуемая прочность между композитным
усиливающим бандажом и трубопроводом. Технологические кольца, установленные с
торцов композитного бандажа, обеспечивают его плотное прилегание к телу трубы и
уменьшают контактные напряжения.
Затраты времени, необходимого для упрочнения композитного бандажа и сцепления
его с трубой (составляют 4-8 ч), намного меньшие, чем в предыдущих аналогах.
Способ ремонта трубопровода иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 изображена
схема ремонта с наложением бандажа с технологическими кольцами и металлического
каркаса; на фиг. 2 - вид А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б-Б на фиг. 1.
Способ осуществляют следующим образом. Участок трубопровода 1 с дефектами типа
6 очищают от изоляции и загрязнений. С обеих сторон дефектного участка 1 устанавливают по два технологических кольца 2, которые сваривают с трубопроводом 1 по периметру в зазор между ними. Далее зачищают отрезок трубопровода 1, который находится
между технологическими кольцами 2, выравнивают поверхность шпаклевкой, смазывают
клеем для улучшения адгезии материала бандажа с поверхностью трубы, окончательно
выравнивают поверхность дефектного участка трубы стекломатом и бандажуют стекловолокнистым материалом, насыщенным полиэфирной смолой 3. Вследствие этого на поверхности трубы формируется оболочка, которая обладает изоляционными и
усиливающими свойствами и толщина слоя которой не превышает толщину стенки технологических колец. Не ожидая полной поликонденсации (затвердения) композита, на технологические кольца устанавливают сегменты металлического каркаса 4, которые
соединяют их между собой с помощью фланговых угловых швов 5. Это позволяет разгрузить стенку дефектного участка трубопровода не только в окружном направлении, но и
уменьшить продольные напряжения.
Этим способом надежно ликвидируются дефекты трубопровода, обозначенные поз. 6.
Данный способ ремонта в особенности эффективен при усилении "косых" стыков, участков с гофрами и вмятинами, а также при глубоких коррозионно-механических повреждениях трубопровода, развитых в окружном направлении.
Фиг. 2
5
BY 12597 C1 2009.12.30
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
131 Кб
Теги
патент, by12597
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа