Результат интеллектуальной деятельности: Теплоизоляционное покрытие подземного трубопровода для монтажа в трассовых условиях

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области строительства и капитального ремонта трубопроводов, а именно к способам монтажа теплоизоляции подземного нефтепровода в трассовых условиях.

Уровень техники

Известен элемент теплоизоляции трубопровода, представляющий собой фрагмент оболочки, выполненный из экструдированного листа или плиты из вспененного полимерного материала и имеющий продольные прорези, отходящие от поверхности, обращенной к трубопроводу, и частично разделяющие элемент на секторы. Стенки прорези имеют форму, обеспечивающую образование продольных каналов при наложении элемента на трубопровод (патент RU 73052 U1, дата публикации 10.05.2008).

Недостаток элемента теплоизоляции заключается в том, что скорлупы теплоизоляционного материала имеют прорези, приводящие к ослаблению механической прочности конструкции в зонах прорезей и возможному разрушению конструкции при нескольких циклах монтажа-демонтажа. Кроме того, в предлагаемой конструкции элемента теплоизоляции отсутствует внешняя оболочка, защищающая теплоизоляционный материал от механических воздействий, атмосферных осадков и грунтовых вод. Кроме того, предлагаемую конструкцию невозможно использовать для теплоизоляции фасонных изделий, например отводов, тройников.

Известен способ осуществления сборно-разборной теплоизоляции для подземной и надземной бесканальной прокладки трубопровода, по которому межтрубное пространство между покровной защитной оболочкой и изолируемой трубой заполняют съемными скорлупами, имеющими два слоя: внутренний - температурогасящий и наружный, обеспечивающий механическую прочность и дополнительную тепло- и влагозащиту, скорлупы скрепляют бандажами, а покровную оболочку свободно надвигают на скорлупы (заявка RU 2000106633 А, дата публикации 10.04.2002).

Недостатком данного способа является трудоемкость сборки, связанная с установкой покровной оболочки, и низкая эффективность тепловой защиты в связи с подверженностью повреждениям теплоизоляционных слоев из-за наличия зазоров и конструктивным выполнением скорлуп, не обеспечивающим эффективной тепловой защиты стыков.

Известен способ осуществления сборно-разборного теплоизоляционного покрытия трубопровода, включающий установку композитных скорлуп в качестве покрытия по длине трубопровода, скрепление их бандажами и защиту соединительных швов. В качестве композитных скорлуп используют монолитный модульный элемент с двумя теплоизоляционными слоями и защитной покровной оболочкой, внутренний слой которого, обращенный к трубопроводу, выполнен из жесткого пенополиизоцианурата, имеющего температуру размягчения 170°С, а наружный слой выполнен формованным пенополиуретаном при взаимном смещении слоев относительно друг друга, обеспечивающем наличие элементов тепловых замковых соединений типа выступ-впадина по всему контуру модульного элемента. Установку скорлуп осуществляют их сшиванием по периметру и в длину с использованием поперечных и продольных тепловых замковых соединений и со смещением поперечных швов на половину длины скорлупы, а швы герметизируют (патент RU 2343340 C1, дата публикации 10.01.2009).

Недостаток способа заключается в том, что оцинкованная оболочка двух скорлуп при их соединении устанавливается встык без нахлеста, при этом место стыка не имеет герметизации, что создает условия для проникновения влаги, оказывающей негативное воздействие на элементы теплоизоляции, что приводит к сокращению сроков ее эксплуатации. Кроме того, скорлупы не соединены между собой механически, что снижает конструкционную прочность установленного теплоизоляционного слоя. Конструкция внешней оболочки из оцинкованного листа не обеспечивает защиту от подземной коррозии.

Известен способ монтажа теплоизоляции технологических трубопроводов, включающий установку композитных скорлуп в качестве покрытия на трубы и соединительные детали, скрепление их бандажами и защиту соединительных швов. В качестве теплоизоляции труб и деталей технологических трубопроводов применяется вспененный каучук в виде трубок или рулонов, который устанавливают в несколько слоев в зависимости от необходимой толщины теплоизоляции. При этом для теплоизоляции соединительных деталей применяют сегменты или секции, швы теплоизоляции проклеивают клеем, а в качестве защитной оболочки применяют кожух из оцинкованной стали, который закрепляют с использованием самонарезающих винтов (патент RU 2530985 C1, дата публикации 10.10.2003).

Недостаток данного способа заключается в том, что он не предназначен для теплоизоляции трубопровода подземной прокладки, поскольку защитная оболочка из оцинкованного листа не обеспечивает защиту от подземной коррозии. Кроме того, применение каучука в качестве теплоизоляции не обеспечивает необходимую жесткость конструкции, поскольку мягкий каучук легко сминается при механическом воздействии, что снижает долговечность теплоизоляционного покрытия.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании теплоизоляционного покрытия для подземного трубопровода для монтажа в трассовых условиях с повышенными эксплуатационными характеристиками.

Технический результат, достигаемый при реализации заявляемого изобретения, заключается в повышении долговечности и срока эксплуатации трубопровода за счет обеспечения конструкционной прочности теплоизоляционного покрытия и герметичности, обеспечивающей предотвращение попадания влаги под изоляцию.

Заявляемый технический результат достигается за счет того, что теплоизоляционное покрытие подземного трубопровода для монтажа в трассовых условиях включает по меньшей мере один слой теплоизоляции, выполненный из герметично соединенных сегментов пенополистирола, зафиксированных на поверхности трубопровода с помощью стальных оцинкованных бандажных лент таким образом, что на каждом сегменте размещено не менее двух бандажных лент, битумно-полимерную ленту шириной не более 450 мм и толщиной не менее 0,6 мм, нанесенную поверх сегментов пенополистрирола с нахлестом смежных витков шириной не менее 30 мм, и защитную оболочку, выполненную из скальных листов, расположенных поверх битумно-полимерной ленты, которые фиксируются на поверхности трубопровода с помощью бандажных лент таким образом, что на каждый скальный лист установлено не менее двух бандажных лент.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения сегменты второго слоя теплоизоляции устанавливают с перекрытием швов предыдущего слоя с расстоянием между швами не менее 50 мм.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения стальная оцинкованная бандажная лента имеет толщину не менее 0,7 мм и ширину 12-20 мм.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения расстояние между стальными оцинкованными бандажными лентами составляет не более 500 мм.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения скальный лист имеет толщину не менее 3 мм.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения в качестве бандажных лент для фиксации скальных листов используют полиэфирные ленты шириной не менее 19 мм.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения расстояние между бандажными полиэфирными лентами составляет не более 500 мм.

Сведения, подтверждающие реализацию изобретения

Фиг. 1 - общий вид теплоизоляционного покрытия подземного трубопровода на основе сегментов из пенополистирола

Теплоизоляционное покрытие подземного трубопровода (фиг. 1) включает сегменты 1 из пенополистирола, размеры которых (ширина, толщина и длина) зависят от конкретных характеристик труб и соединительных деталей технологических трубопроводов. Сегменты 1 пенополистирола имеют пазы по всему периметру для соединения между собой. Если расчетная толщина теплоизоляционного покрытия превышает толщину, предусмотренную номенклатурой сегментов 1, то покрытие выполняют в виде двух или трех слоев последовательно устанавливаемых сегментов 1. Монтаж второго слоя 2 покрытия производят с перекрытием швов 3 предыдущего слоя с расстоянием l между швами не менее 50 мм. При монтаже все швы 3 между сегментами 1 теплоизоляции герметизируют при помощи герметика 4, обеспечивающего возможность производства работ при температуре до минус 30°С. Установленные на поверхности трубы 5 сегменты 1 скрепляют с помощью оцинкованных стальных бандажных лент 6, что обеспечивает надежную фиксацию покрытия сегментов 1 на поверхности трубы. В предпочтительном варианте реализации изобретения оцинкованная стальная бандажная лента 6 должна иметь толщину не менее 0,7 мм для обеспечения ее механической прочности и ширину 12-20 мм. При толщине бандажной ленты 6 менее 0,7 мм существует вероятность ее разрыва, что может привести к нарушению фиксации сегментов 1 на поверхности трубы 5. Расстояние L между бандажными лентами 6 должно составлять не более 500 мм, при этом на каждом сегменте 1, образующем внешний слой теплоизоляции, должно быть установлено не менее двух бандажных лент 6 для повышения надежности фиксации сегментов 1 на поверхности трубы 5, т.к. в случае разрыва одной из бандажных лент 6 вторая будет продолжать выполнять свои удерживающие функции. Поверх слоя сегментов 1 пенополистирола нанесена битумно-полимерная лента 7 шириной не более 450 мм и толщиной 0,6 мм, предназначенная для обеспечения механической стяжки покрытия сегментов 1 и предотвращения попадания влаги под теплоизоляцию. Минимальная толщина ленты 7 выбирается исходя из ее механической прочности, т.е. исключение разрыва при намотке, а минимальная ширина выбирается исходя из обеспечения минимального количества нахлестов смежных витков ленты при намотке и удобства намотки ленты в процессе монтажа. Предпочтительный нахлест смежных витков ленты 7 составляет не менее 30 мм. Поверх битумно-полимерной ленты 7 наносят защитную оболочку 8 из скального листа, предпочтительно толщиной не менее 3 мм, обеспечивающую защиту трубопровода от динамических (ударных) воздействий, а также от абразивного воздействия на теплоизоляцию трубопровода твердыми включениями грунта. Нанесение защитной оболочки поверх битумно-полимерной ленты 7 также обеспечивает надежную адгезию оболочки 8 к сегментам 1 пенополистирола. Скальный лист 8 фиксируется на поверхности трубопровода с помощью бандажных полиэфирных лент 9 шириной не менее 19 мм. Расстояние L₁ между бандажными лентами 9 должно составлять не более 500 мм, при этом на каждом скальном листе 9 должно быть установлено не менее двух бандажных лент 9, что повышает надежность фиксации скальных листов 9 на поверхности трубопровода, т.к. в случае разрыва одной из бандажных лент 9 вторая будет продолжать выполнять свои удерживающие функции.

Таким образом, реализация изобретения позволяет повысить долговечность трубопровода и срок его эксплуатации.