Результат интеллектуальной деятельности: Способ восстановления трубопровода

Область техники

Изобретение относится к способам восстановления работоспособного состояния изношенных трубопроводов.

Уровень техники

Известен способ восстановления трубопровода, заключающийся в очистке трубопровода от отложений, нанесении защитного покрытия на свежеочищенную поверхность, тампонировании трубопровода с одновременным заполнением дефектных полостей покрывающим раствором (RU 2449205, 2010). Недостатком этого способа является то, что ремонт поврежденных участков производится без укрепления стенок трубопровода.

Известен способ восстановления трубопровода, предусматривающий осмотр трубопровода, очистку его внутренней поверхности от коррозии и наслоений, нанесение грунтовочно-тампонажного слоя и формирование несуще-силового слоя, укрепляющего стенки трубопровода (RU 2324103, 2008). Указанные слои последовательно наносятся под давлением на внутреннюю поверхность трубопровода.

Этот способ принят в качестве прототипа. Недостаток прототипа состоит в том, что несуще-силовой и грунтовочно-тампонажный слои формируются в полости трубопровода, уменьшая его свободное сечение и пропускную способность, а давление на стенки трубопровода достигает 10 атм, что может вызвать разрушение участков с изношенностью более 10%.

Раскрытие существа изобретения

Задачей, на решение которой направлен заявленный способ, является обеспечение восстановления сильно (свыше 10%) изношенных участков трубопроводов.

Технический результат, достигаемый при использовании заявляемого способа, заключается в обеспечении прочности отремонтированных участков трубопровода с большим износом. При этом практически сохраняется пропускная способность отремонтированных участков.

Указанный результат достигается тем, что в способе восстановления трубопровода, предусматривающем осмотр трубопровода, очистку его внутренней поверхности, нанесение грунтовочно-тампонажного покрытия и формирование силового слоя, при осмотре выявляют участки трубопровода с износом более 10%, формируют силовой слой на наружной поверхности изношенных участков, очистку внутренней поверхности изношенных участков производят после формирования силового слоя, а грунтовочно-тампонажное покрытие наносят на очищенную внутреннюю поверхность после достижения 70% проектной прочности наружного силового слоя.

Способ имеет развитие, состоящее в том, что толщину наружного силового слоя варьируют в соответствии со степенью изношенности выявленных участков. Это позволяет уменьшить расход материала на формирование наружного силового слоя.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показано сечение восстанавливаемого трубопровода на этапе формирования наружного силового слоя. На фиг. 2 показано сечение восстанавливаемого трубопровода на этапе его очистки. На фиг. 3 показано сечение восстанавливаемого трубопровода на этапе нанесения внутреннего грунтовочно-тампонажного покрытия. На фиг. 4 показано сечение восстановленного трубопровода.

Осуществление изобретения

Восстанавливаемый трубопровод предназначен для транспортировки жидкости (например, морской воды, используемой для охлаждения технологического оборудования ТЭЦ). Трубопровод может быть как подземным, так и надземным.

Способ осуществляют следующим образом.

Выводят трубопровод из эксплуатации, освобождают ремонтируемый трубопровод от жидкости, снимают запорную арматуру с концов ремонтируемого участка для обеспечения возможности ввода в трубопровод средства телеметрического осмотра (теледиагностики). После этого ожидают неделю для вымирания (из-за отсутствия воды) организмов обрастания внутри трубопровода.

Перед началом восстановительных работ для определения фактического состояния трубопровода проводят его осмотр, позволяющий установить отсутствие препятствий перемещению механизмов в полости трубопровода. Такими препятствиями могут быть неправильно произведенная врезка, посторонние предметы, отложения на стенках трубопровода, а также сквозная коррозия.

Для осмотра внутренней поверхности трубопровода используют известное средство теледиагностики, включающее самоходный дистанционно управляемый робот, снабженный двумя телекамерами (по меньшей мере одна из которых кругового обзора) и системами определения координат местонахождения робота, определения углов наклона участков трубопровода бесконтактным толщиномером, трассо- и течеискателями. Если позволяют размеры сечения трубопровода, то визуальный осмотр его внутренней поверхности производит инспектор.

В процессе осмотра осуществляют замеры толщины стенки 1 трубопровода и выявляют участки с большим износом (более 10%). При выявлении таких участков фиксируют их местоположение, соотнося его с внешней стороной трубопровода. Если на внутренней поверхности трубопровода нет явных препятствий, осмотр заканчивают, средство осмотра извлекают из трубопровода. В случае обнаружения препятствий проводят мероприятия по их устранению.

Если трубопровод находится в земле, то обнажают его участки, соответствующие местоположению участков с большим износом стенок.

Затем приступают к формированию наружного силового слоя 2 (фиг. 1). Устанавливают опалубку 3, подпирая ее временными опорами 4. Опалубка 3 конструктивно не отличается от известных опалубок сходного назначения и состоит из двух разъемных половин, соединяемых друг с другом. Один торец опалубки 3 плотно контактирует с соседним ранее сформированным участком наружного слоя 2, а другой перекрывают, например, двумя витками резинового шланга. Ввод бетона в зазор между опалубкой 3 и внешней поверхностью стенки 1 трубопровода осуществляют через патрубки 5, размещенные в верхней части опалубки 3. Зазор между опалубкой 3 и поверхностью стенки 1 трубопровода задает толщину слоя 2, который должен предотвращать разрушение стенки 1 при давлениях, используемых в процессе формирования на ее внутренней поверхности грунтовочно-тампонажного покрытия 6 (фиг. 3 и 4).

Требуемая толщина слоя 2 для диаметров трубопроводов от 300 до 3000 мм в зависимости от степени изношенности ремонтируемых участков лежит в пределах 8-15 см.

Для формирования наружного силового слоя 2 используют самоуплотняющийся бетонный раствор (например, содержащий портландцемент марки 400 или 500, песок фракции 0,1-2,0 мм, мелкий щебень, зольную пыль или молотый известняк, пластификатор) или бетон обычного состава (с уплотнением, например вибрационным). В последнем случае виброинструмент вводят в контакт с бетоном через патрубок 5 или вибровоздействие прилагают к опалубке 3.

После схватывания бетона и снятия опалубки 3 приступают к очистке внутренней поверхности ремонтируемого участка трубопровода для подготовки к нанесению покрытия 6.

Для очистки может быть использован очистной снаряд известной конструкции, например, выполненный в виде показанной на фиг. 2 камеры 7 на катках 8, перемещающейся внутри трубопровода. При этом камера 7 снабжена радиально ориентированными соплами 9, отклоненными в сторону, противоположную направлению движения снаряда. Камера 7 подключена гофрированным резиновым рукавом к насосу, обеспечивающему подвод воды в нее под давлением р=2-5 атм, что заставляет очистной снаряд двигаться и одновременно очищать внутреннюю поверхность трубопровода. Для подачи жидкости используют стандартный насос с производительностью 10-20 м³/мин на 0,1 м² сечения трубопровода.

После очистки на внутреннюю поверхность стенки 1 трубопровода наносят грунтовочно-тампонажное покрытие 6 в виде цементно-песчаного раствора, например, содержащего сульфатостойкий портландцемент марки 500, песок фракции 0,1-1,5 мм, микрокремнезем М85, суперпластификатор С-3, подсмольную воду (жидкий продукт пиролиза каменных углей) и воду. Возможно использование полимерных растворов.

Нанесение покрытия 6 начинают после достижения 70% прочности наружного силового слоя 2, как правило, не ранее чем через 2 суток. При этом прочность материала слоя 2 составляет не менее 15 МПа, успешно выдерживается давление, используемое при нанесении покрытия 6, и соответственно обеспечивается высокая прочность отремонтированных участков трубопровода.

Нанесение покрытия 6 производят путем центробежного набрызга соответствующего раствора на внутреннюю поверхность трубопровода с помощью облицовочной машины, которую заводят в трубопровод. Облицовочная машина, включающая емкость 10 и подвижную тележку 11, перемещается в полости трубопровода, оставляя за собой нанесенное грунтовочно-тампонажное покрытие 6. При этом раствор для покрытия 6 подают в емкость 10, снабженную напорно-подающим механизмом 12, обеспечивающим подачу раствора в метательную головку 13 с вращающимися лопатками, которые набрасывают смесь на внутреннюю стенку 1 трубопровода.

После окончания восстановительных работ использованное оборудование извлекают, сделанные технологические вырезы заваривают и, если восстановленный участок трубопровода является подземным, его засыпают грунтом.

Предложенная совокупность действий в заявленной последовательности (осмотр и выявление участков с износом более 10%, формирование наружного силового слоя, последующая очистка внутренней поверхности участков трубопровода и нанесение на очищенную поверхность грунтовочно-тампонажного покрытия после достижения 70% прочности наружного силового слоя) позволяет восстановить прочность участков трубопровода с большим износом.