Результат интеллектуальной деятельности: СКАЛЬНЫЙ ЛИСТ ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДА (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и используется для защиты изолированной поверхности трубопроводов при их прокладке в скальных, вечномерзлых грунтах, а также в минеральных грунтах с включениями, вызывающими повреждение изоляции трубопровода, например с включениями дресвы, гальки, отдельных глыб.

Известно, что при прокладке трубопроводов в скальных, гравийно-галечниковых, щебнистых и тому подобных грунтах следует предусматривать защиту изоляционных покрытий трубопроводов от повреждений (см. п.5.7. СНиП 2.05.06-85*).

Из уровня техники известны различные противоударные защитные устройства изолированной поверхности трубопроводов. Так известно защитное устройство, содержащее полый незамкнутый цилиндр с внешней твердой после специальной обработки поверхностью. Полый цилиндр выполнен из гибкого полотнища на основе синтетического материала (см. US 4413656 А, 1982, F16L 57/00). Недостатком известного решения является сложность изготовления полотнища из полимерной композиции, необходимость термообработки для получения устройства с необходимой твердостью внешней поверхности и сложность монтажа устройства на трубопроводе в полевых условиях.

Известно "противоударное защитное устройство различных поверхностей, преимущественно, трубопровода" (см. RU 2162187 С1, 20.01.2001). В известном устройстве полый незамкнутый цилиндр выполнен из многослойного полотнища, изготовленного из синтетического материала с пропиткой каждого слоя с определенной поверхности на заданную толщину с последующим склеиванием всех слоев в полотнище. Недостатком известного устройства является достаточно сложная технология изготовления и повышенный расход материалов.

Наиболее близким к заявленному решению является известный из уровня техники «скальный лист для защиты трубопровода» RU 2214553 С1, 20.10.2003. В известном решении скальный лист содержит полый незамкнутый цилиндр, образованный гибким полотнищем из синтетического материала. Гибкое полотнище с общей толщиной не более 7±0,5 мм выполнено однослойным или двухслойным из волокнистого листового нетканого материала на основе волокон группы полипропиленов или полиэфиров с толщиной 3,5-7,0±0,5 мм с пропиткой волокнистого нетканого материала на всю толщину самоотверждающейся композицией на основе карбамидоформальдегидной смолы.

Устройство изготавливают в заводских условиях. Из рулона нетканого волокнистого материала нарезают заготовки длиной, равной длине окружности наружной поверхности трубопровода с технологическим припуском. Каждую заготовку пропитывают указанной композицией с расходом в зависимости от толщины материала заготовок. В случае необходимости получения скального листа с повышенными механическими свойствами его изготавливают двухслойным. Изготовленные скальные листы выдерживают до полного отверждения смолы.

Недостатком известной технологии является повышенный расход смолы, возможность склеивания заготовок в пакетах, в том числе по торцам, приклеивание нижней заготовки к поддону и возможность повреждения скальных листов при их разделении после отверждения композиции. Кроме того, при необходимости получения скального листа с повышенными физико-механическими свойствами, например, на 20-30% необходимо увеличивать в нем число слоев, что также ведет к необоснованному перерасходу материалов.

Решаемой задачей данного изобретения является получение скального листа высокопрочного (далее по тексту СЛВ) с повышенными физико-механическими свойствами (ударная прочность - 200 Дж/м²), нейтрального к катодной защите трубопровода, а также повышение надежности СЛВ при транспортировании и установке на трубопровод в полевых условиях при сохранении гибкости и прочности, а также относительное снижение расхода материалов при изготовлении скального листа высокопрочного (СЛВ).

Указанная задача решается тем, что в СЛВ для защиты трубопровода, выполненном в виде плоского гибкого полотнища из пропитанного самоотверждающейся композицией синтетического материала с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, гибкое полотнище выполнено, по крайней мере, из двух листов эластичного долговечного пористого материала на основе группы, например, полипропиленов или полиэфиров, а обращенная от/к трубопроводу поверхность гибкого полотнища снабжена расположенными с расчетным шагом и ориентированными вдоль трубопровода опорными площадками (ОП).

Задача решается вариантом СЛВ для защиты трубопровода, выполненным в виде плоского гибкого полотнища из пропитанного самоотверждающейся композицией синтетического материала с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, в котором гибкое полотнище выполнено, по крайней мере, из двух листов эластичного долговечного пористого материала, на основе, например, группы полипропиленов или полиэфиров, обращенная к трубопроводу и ей противоположная стороны гибкого полотнища снабжены расположенными с расчетным шагом и ориентированными вдоль трубопровода опорными площадками (ОП), выполненными из полимерного материала, причем ОП одной стороны гибкого полотнища расположены относительно ОП другой стороны гибкого полотнища в шахматном порядке.

Задача решается вариантом СЛВ для защиты трубопровода, выполненным в виде плоского гибкого полотнища из пропитанного самоотверждающейся композицией синтетического материала с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, в котором гибкое полотнище выполнено, по крайней мере, из двух листов эластичного долговечного пористого материала, на основе, например, группы полипропиленов или полиэфиров, обращенная к трубопроводу и ей противоположная стороны гибкого полотнища снабжены расположенными вдоль трубопровода по всей длине гибкого полотнища опорными площадками (ОП), выполненными из полимерного материала, идентичного вышеуказанному, причем ОП одной стороны гибкого полотнища противолежат относительно ОП другой стороны гибкого полотнища.

В частных случаях выполнения указанных вариантов задача решается тем, что в СЛВ ОП выполнены из пористого полимерного материала и пришиты по всей длине образующего СЛВ гибкого полотнища перед его пропиткой самоотверждающейся композицией.

В частных случаях выполнения указанных вариантов задача решается тем, что в СЛВ ОП образованы из набора лент пористого полимерного материала, пришитых к гибкому полотнищу перед его пропиткой самоотверждающейся композицией.

Задача решается вариантом СЛВ для защиты трубопровода, выполненным в виде плоского гибкого полотнища из пропитанного самоотверждающейся композицией материала с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, в котором плоское гибкое полотнище образовано, по меньшей мере, двумя листами эластичного долговечного пористого материала или ворсисто-синтетического материала, которые перед пропиткой прошивают поперечными направлению изгиба СЛВ одинарными или сдвоенными швами с образованием карманов для размещения в них опорных площадок (ОП).

В частном случае выполнения варианта СЛВ каждая ОП выполнена из пористого листового полимерного материала свернутого, по меньшей мере, в два слоя и вложенного в соответствующий ОП указанный карман перед пропиткой гибкого полотнища самоотверждающейся композицией.

Кроме того, в частном случае выполнения СЛВ каждая ОП выполнена из набора лент пористого полимерного материала и вложена в соответствующий ОП указанный карман перед пропиткой гибкого полотнища самоотверждающейся композицией.

В частном случае выполнения варианта СЛВ каждая ОП выполнена из твердого листового материала, например пластмассы, дерева, фанеры, и вложена в соответствующий ОП указанный карман перед пропиткой гибкого полотнища самоотверждающейся композицией.

В частном случае выполнения варианта СЛВ в качестве материала, обладающего способностью к пропитке его самоотверждающейся композицией и адгезией со слоями пористого материала, используется выполненная из синтетических нитей или из комплексных нитей ткань, каждая нить которой обвита или чередуется с одной или несколькими ворсистыми, например хлопковыми, нитями или комплексными хлопчатобумажными нитями.

Задача решается вариантом СЛВ для защиты трубопровода, выполненным в виде плоского гибкого полотнища из пропитанного самоотверждающейся композицией синтетического материала с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, в котором гибкое полотнище выполнено, по меньшей мере, из двух листов эластичного долговечного пористого материала, например нетканого синтетического (НСМ), и расположенного между листами НСМ армирующего слоя, выполненного из ворсисто-синтетического материала, склонного к адгезии с самоотверждающейся композицией.

Задача решается вариантом СЛВ для защиты трубопровода, выполненным в виде плоского гибкого полотнища из пропитанного самоотверждающейся композицией синтетического материала с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, в котором гибкое полотнище выполнено из одного или нескольких листов эластичного долговечного пористого материала, например нетканого синтетического (НСМ), и двух армирующих наружных слоев, выполненных из ворсисто-синтетического материала, склонного к адгезии с самоотверждающейся композицией.

Задача решается вариантом СЛВ для защиты трубопровода, выполненным в виде плоского гибкого полотнища из пропитанного самоотверждающейся композицией синтетического материала с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, в котором гибкое полотнище выполнено, по крайней мере, из двух листов эластичного долговечного пористого материала, например нетканого синтетического (НСМ), расположенного между листами НСМ армирующего слоя, выполненного из ворсисто-синтетического материала, склонного к адгезии с самоотверждающейся композицией, и двух армирующих наружных слоев, материал которых идентичен материалу среднего армирующего слоя.

Задача решается вариантом СЛВ для защиты трубопровода, выполненным в виде плоского гибкого полотнища из пропитанного самоотверждающейся композицией синтетического материала с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, в котором гибкое полотнище выполнено, по крайней мере, из двух листов эластичного долговечного пористого материала, например нетканого синтетического (НСМ), расположенного между листами НСМ, по меньшей мере, одного армирующего слоя, выполненного из ворсисто-синтетического материала, склонного к адгезии с самоотверждающейся композицией, и армирующего наружного слоя, материал которого идентичен материалу среднего армирующего слоя.

В частных случаях выполнения вариантов СЛВ в качестве армирующего материала, обладающего способностью к пропитке его самоотверждающейся композицией и адгезией со слоями пористого материала, используется выполненная из синтетических нитей или из комплексных нитей ткань, каждая нить которой обвита или чередуется с одной или несколькими ворсистыми, например хлопковыми, нитями или комплексными хлопчатобумажными нитями.

Выполнение СЛВ, в котором плоское гибкое полотнище снабжено расположенными вдоль трубопровода по всей длине гибкого полотнища опорными площадками (ОП), обеспечивает повышение физико-механических характеристик СЛВ без снижения гибкости плоского полотнища, что особенно важно при монтаже СЛВ в стесненных условиях траншеи.

Армирование наружной/наружных сторон СЛВ также повышает его физико-механические свойства без значительного увеличения толщины и массы СЛВ.

Использование армирующего слоя из ворсисто-синтетического материала, склонного к адгезии с самоотверждающейся композицией, и армирующего наружного слоя, материал которого идентичен материалу среднего армирующего слоя, позволяет значительно увеличить физико-механические свойства СЛВ без значительного увеличения его массы, что важно в условиях выполняемого вручную монтажа СЛВ на трубопровод, особенно в стесненных условиях траншеи.

Ворсисто-синтетическая ткань как армирующий материал обладает необходимыми прочностными физико-механическими свойствами, обусловленными наличием синтетических нитей, несмачиваемых указанной композицией, а при наличии хлопчатобумажных нитей ткань эффективно смачивается самоотверждающейся композицией, обеспечивая необходимую связь между слоями СЛВ.

При этом, как показали испытания, заявленные решения обеспечивают получение СЛВ по своим физико-механическим свойствам нейтрального к катодной защите, что очень важно при строительстве трубопроводов, например, в обводненных, вечномерзлых грунтах, особенно при возможном их растеплении.

Заявленное устройство изготавливают промышленным способом. Из рулона нетканого волокнистого материала нарезают заготовки расчетной длины, превышающей длину окружности наружной поверхности трубопровода на величину технологического припуска. В зависимости от варианта СЛВ формируют на указанных заготовках ОП и плоские гибкие заготовки последовательно укладывают на поддон, пропитывают их самоотверждающейся композицией, а для предотвращения их склеивания с поддоном и между собой используют запирающие самоотверждающуюся композицию в указанных заготовках листы.

Самоотверждающуюся композицию для пропитки заготовок и их склеивания готовят в смесителе, вводя из дозаторов компоненты: смолу - продукт поликонденсации карбамида с формальдегидом, разбавитель, пластификатор и отвердитель. Состав композиции корректируют в зависимости от марки смолы, величины требуемой вязкости, скорости отверждения смолы и требуемых значений физико-механических показателей.

Для удаления воздуха из пор пористого материала заготовок и лучшей пропитки заготовок самоотверждающейся композицией поверхность каждой заготовки, обработанную указанной композицией, прокатывают валиком. Прокатка валиком пропитанных самоотверждающейся композицией заготовок СЛВ способствует удалению воздуха из пористого материала заготовок, улучшает их пропитку самоотверждающейся композицией. В армированных СЛВ листы пористого материала, например нетканого синтетического материала (НСМ), при прокатке по нему валиком в силу свойств НСМ склонны вытягиваться, однако, слой армирующего материала препятствует этому.

Удаление воздуха из пор материала заготовок листов НСМ можно осуществлять сдавливанием листов НСМ по их поверхности, например прессом, или вакуумированием листов НСМ с их пропиткой самоотверждающейся композицией.

Продуктом заявленного изобретения является СЛВ для защиты трубопровода, выполненный в виде плоского гибкого полотнища из пропитанного самоотверждающейся композицией синтетического материала с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, гибкое полотнище выполнено, по крайней мере, из двух листов эластичного долговечного пористого материала на основе группы, например, полипропиленов или полиэфиров, а обращенная от/к трубопроводу поверхность гибкого полотнища снабжена расположенными с расчетным шагом и ориентированными вдоль трубопровода опорными площадками (ОП).

В случае необходимости получения с повышенными физико-механическими свойствами СЛВ изготавливают в виде плоского гибкого полотнища из пропитанного самоотверждающейся композицией синтетического материала с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, в котором гибкое полотнище выполнено, по крайней мере, из двух листов эластичного долговечного пористого материала, на основе, например, группы полипропиленов или полиэфиров, обращенная к трубопроводу и ей противоположная стороны гибкого полотнища снабжены расположенными с расчетным шагом и ориентированными вдоль трубопровода опорными площадками (ОП), выполненными из полимерного материала, причем ОП одной стороны гибкого полотнища расположены относительно ОП другой стороны гибкого полотнища в шахматном порядке.

Кроме того, вариантом высокопрочного устройства является СЛВ для защиты трубопровода, выполненный в виде плоского гибкого полотнища из пропитанного самоотверждающейся композицией синтетического материала с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, в котором гибкое полотнище выполнено, по крайней мере, из двух листов эластичного долговечного пористого материала, на основе, например, группы полипропиленов или полиэфиров, обращенная к трубопроводу и ей противоположная стороны гибкого полотнища снабжены расположенными вдоль трубопровода по всей длине гибкого полотнища опорными площадками (ОП), выполненными из полимерного материала, идентичного вышеуказанному, причем ОП одной стороны гибкого полотнища противолежат относительно ОП другой стороны гибкого полотнища.

В частных случаях выполнения указанных вариантов задача решается тем, что в СЛВ ОП выполнены из пористого полимерного материала и пришиты по всей длине образующего СЛВ гибкого полотнища перед его пропиткой самоотверждающейся композицией.

В частных случаях выполнения указанных вариантов задача решается тем, что в СЛВ ОП образованы из набора лент пористого полимерного материала, пришитых к гибкому полотнищу перед его пропиткой самоотверждающейся композицией.

Вариантом высокопрочного устройства является СЛВ для защиты трубопровода, выполненный в виде плоского гибкого полотнища из пропитанного самоотверждающейся композицией материала с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, в котором плоское гибкое полотнище образовано, по меньшей мере, двумя листами эластичного долговечного пористого материала или ворсисто-синтетического материала, которые перед пропиткой прошивают поперечными направлению изгиба СЛВ одинарными или сдвоенными швами с образованием карманов для размещения в них опорных площадок (ОП).

В частном случае выполнения варианта СЛВ каждая ОП выполнена из пористого листового полимерного материала свернутого, по меньшей мере, в два слоя и вложенного в соответствующий ОП указанный карман перед пропиткой гибкого полотнища самоотверждающейся композицией.

Кроме того, в частном случае выполнения СЛВ каждая ОП выполнена из набора лент пористого полимерного материала и вложена в соответствующий ОП указанный карман перед пропиткой гибкого полотнища самоотверждающейся композицией.

В частном случае выполнения варианта СЛВ каждая ОП выполнена из твердого листового материала, например пластмассы, дерева, фанеры, и вложена в соответствующий ОП указанный карман перед пропиткой гибкого полотнища самоотверждающейся композицией.

В частном случае выполнения варианта СЛВ в качестве материала, обладающего способностью к пропитке его самоотверждающейся композицией и адгезией со слоями пористого материала, используется выполненная из синтетических нитей или из комплексных нитей ткань, каждая нить которой обвита или чередуется с одной или несколькими ворсистыми, например хлопковыми, нитями или комплексными хлопчатобумажными нитями.

Кроме того, вариантом высокопрочного устройства является СЛВ для защиты трубопровода, выполненный в виде плоского гибкого полотнища из пропитанного самоотверждающейся композицией синтетического материала с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, в котором гибкое полотнище выполнено, по меньшей мере, из двух листов эластичного долговечного пористого материала, например нетканого синтетического (НСМ), и расположенного между листами НСМ армирующего слоя, выполненного их ворсисто-синтетического материала, склонного к адгезии с самоотверждающейся композицией.

Вариантом высокопрочного устройства является СЛВ для защиты трубопровода, выполненный в виде плоского гибкого полотнища из пропитанного самоотверждающейся композицией синтетического материала с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, в котором гибкое полотнище выполнено из одного или нескольких листов эластичного долговечного пористого материала, например нетканого синтетического (НСМ), и двух армирующих наружных слоев, выполненных из ворсисто-синтетического материала, склонного к адгезии с самоотверждающейся композицией.

Вариантом высокопрочного устройства является СЛВ для защиты трубопровода, выполненный в виде плоского гибкого полотнища из пропитанного самоотверждающейся композицией синтетического материала с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, в котором гибкое полотнище выполнено, по крайней мере, из двух листов эластичного долговечного пористого материала, например нетканого синтетического (НСМ), расположенного между листами НСМ армирующего слоя, выполненного из ворсисто-синтетического материала, склонного к адгезии с самоотверждающейся композицией, и двух армирующих наружных слоев, материал которых идентичен материалу среднего армирующего слоя.

Вариантом высокопрочного устройства является СЛВ для защиты трубопровода, выполненный в виде плоского гибкого полотнища из пропитанного самоотверждающейся композицией синтетического материала с возможностью изгиба полотнища с образованием охватывающей трубопровод полой цилиндрической оболочки, в котором гибкое полотнище выполнено, по крайней мере, из двух листов эластичного долговечного пористого материала, например нетканого синтетического (НСМ), расположенного между листами НСМ, по меньшей мере, одного армирующего слоя, выполненного их ворсисто-синтетического материала, склонного к адгезии с самоотверждающейся композицией, и армирующего наружного слоя, материал которого идентичен материалу среднего армирующего слоя.

В частных случаях выполнения вариантов СЛВ в качестве армирующего материала, обладающего способностью к пропитке его самоотверждающейся композицией и адгезией со слоями пористого материала, используется выполненная из синтетических нитей или из комплексных нитей ткань, каждая нить которой обвита или чередуется с одной или несколькими ворсистыми, например хлопковыми, нитями или комплексными хлопчатобумажными нитями.

Изготовленный согласно изобретению СЛВ обладает необходимой гибкостью, позволяющей производить обжатие им трубопровода в полевых условиях с последующим закреплением СЛВ на трубопроводе перед его укладкой в траншею или непосредственно в траншее. Возможно закрепление скального листа на изолированных трубах перед их отправкой потребителю. СЛВ обладает высокой ударной прочностью, стойкостью к истиранию и продавливаемости твердыми острыми фракциями грунта, как при статическом вертикальном давлении, так и при совместном действии вертикальной и сдвигающей нагрузок, воздействующих на трубопровод в период его эксплуатации.

Возможно использование СЛВ для защиты от ударной нагрузки стрел грузоподъемных машин, например трубоукладчиков, кранов, а также для защиты труб при их транспортировании.