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Procédé et appareil pour enduire la paroi intene de tuyaux
Cette invention a pour objet un procédé et un appareil pour appliquer un enduit ou revêtement sur la paroi interne de tuyaux, en particulier des tuyaux, conduits ou canalisations de grand diamètre du type utilisé dans la transmission des liquides à travers divers terrains.
L"enduisage interne des conduits ou canalisations est pratiqué depuis un temps assez long pour un certain nombre de raisons. Une raison principale est de ménager une surface lisse se traduisant par une chute de pression moindre que si la paroi interne du conduit a une surface
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rugueuse comme usuellement. Une autre raison est d'empocher la corrosion du tuyau comme celle qui se produirait si l'on employait un tuyau à paroi interne nue pour la manutention de produits corrosifs tels que du pétrole brut. Une autre raison encore est d'empêcher la contamination des liquides en cours de transport ou de manutention.
Antérieurement cet enduisage de la paroi interne des tuyaux était effectué principalement par pulvérisation à l'aide de divers appareils qui se déplaçaient à travers le tuyau ou la canalisation.
Un but de l'invention est de créer un @ procédé et un appareil assurant un revêtement ou enduisage plus rationnel, plus efficace et plus complet des parois internes des tuyaux, conduite ou canalisations selon une épaisseur sensiblement uniforme.
Un autre but de l'invention est de créer un procédé grâce auquel 1'enduisais ou revêtement de la paroi interne des tuyaux puisse être effectué en un temps nettement plus court que cela n'a été possible jusqu'à présent.
Un autre but encore de l'invention est de permettre l'obtention de ces résultats intéressants au moyen d'un équipement relativement simple et peu coûteux par comparaison avec ceux qui ont été précédemment employés pour enduire les parois Internes des tuyaux, conduits ou canalisations.
L'obtention de ces divers avantagea et d'autres encore sera bien compirs à la lecture de la
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nuit* de cette description et à l'examen du dessin schématique annexé qui est une vue en coupe simplifiée de l'appareil en question.
Comme représenté dans ces dessin.. une section de tuyau 10 est représentée prête à être pourvue sur sa paroi interne d'un enduit ou revêtement. Un embout tubulaire 12 est relié à une extrémité de cette section de tuyau 10, et un embout semblable 14 à son autre extrémité. Chaque embout communique dans des conditions assurant le passage étanohe du fluide avec la section de tuyau et est recouvert d'un chapeau d'extrémité 16.
L'embout 12 est muni de conduits 18 et 20 communiquant respectivement avec son sommet et sa base pour des raisons indiquées ci-après. Le conduit 18 comporte une vanne 22 et le conduit 20 une vanne 24. Le chapeau d'extrémité 16 recouvrant l'extrémité de l'embout 12 est muni d'un conduit de fluide 26 aboutissant à une vanne 28 à quatre voies. L'cutre chapeau terminal 16 est muni d'un conduit de fluide 30 qui aboutit à cette vanne à quatre voies. Celle-ci comporte également un conduit de fluide 32 qui la relie à l'orifice de sortie d'un compresseur 34.
Dans les conditions opératoires que suppose la réalisation représentée dans le dessin, l'embout 12 renferme deux sphères flexibles 36 et 38, qui d'ailleurs pourraientne pas être parfaitement sphériques mais simplement sphéroïdales, c'est-à-dire ne comporter une section droite circulaire que dans au moins un plan.
Brièvement exposé, le procédé tel que le prévoit l'invention consiste à remplir l'espace compris
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entre les sphères 36 et à l'aide de la. peinture ou plus généralement de la chatière destinée à constituer le revêtement ou enduit qui doit être appliqué contre la. paroi interne du tuyau, puis à appliquer une pression par le conduit 26, de manière à déplacer les sphères 36 et 38 longitudinalement à travers le tuyau depuis l'embout 12 jusqu'à l'embout 14.
Quand les deux sphères 36 et atteignent l'embout 14, on modifie la position de la vanne 28 à quatre voies, de façon que la pression soit propagée à travers le conduit 30 vers l'autre extrémité du tuyau, de telle sorte que les sphères 36 et 38 et la réserve de matière de revêtement ou d'enduisage soient ramenées en arrière à travers le tuyau jusqu'à l'embout 12,
On conçoit qu'au moment ou leslphères 6 et 38 et leur réserve de matière d'enduisage cantonnée entre elles sont déplacées à travers la section intéressée du tuyau, une mince pellicule de cette matière de revêtement se dépose contre la paroi du tuyau et que cette pellicule est frictionnée par le passage des sphères 36 et 38 à travers le tuyau.
Le mouvement de ces deux sphères et de la réserve de matière d'unduiaage vers l'avant et vers l'arrière ou vice versa à travers le tuyau trois ou quatre fois en succession assure un recouvrement complet de la paroi interne du tuyau. Etant donné que la provision de matière d'enduisage qui et maintenue entre les sphères se trouve à une pression égale à la pression requise pour les déplacer à travers le tuyau, la matière d'enduisage est refoulée dans les petites crevasses, fossettes et autres irrégularités ou anfractuosités de la paroi du tuyau, de sorte que ces irrégularités sont comblées par cette matière.
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Il est important que la paroi interne du tuyau soit convenablement nettoyée afin d'assurer une bonne adhérence de la matière d'enduisage contre cette paroi.
Il est préférable à cet égard que cette paroi soit soumise à l'action d'un jet de sable destiné à la débarrasser de toutes ses impuretés, telles que la rouille ou les battitures, après quoi un solvant satisfaisant tel que la méthyl-éthyl-oétone est employa de préférence pour débarrasser la paroi du tuyau de toute matière huileuse qui peut être présente Une méthode à préférer pour l'obtention de ce résultat utilise l'appareil décrit précédemment
Avant leur introduction dans l'embout 12, on gonfle les sphères 36 et 38 jusqu'à une grosseur légèrement supérieure au diamètre interne des embout..
Niant donné que ces derniers ont sensiblement le même diamètre que le tuyau, ceci y permet un emboîtement à joint précis des sphères. Le gonflement des sphères 36 et 38 est effectué à l'aide d'air comprimé bien qu'on puisse également utiliser de préférence un liquide tel que de l'eau. Chaque sphère est gonflée, de préférence, jusqu'à un diamètre supérieur de 2% environ au diamètre du tuyau. Normalement pour des tuyaux ou canalisations mesurant jusqu'à 200 mm. de diamètre environ, une sphère est gonflée pour être supérieure d'environ 4mm,5 au diamètre du tuyau et s'il s'agit de tuyau ayant un calibre de 250 mm. ou supérieur, cette sphère ont gonflée pour être environ 6 à 7 mm. plus grosse que le diamètre du tuyau.
Des diamètres de à 10 % sphères supérieurs de 1 /environ au calibre du tuyau sont capables de donner de bons résultats.
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Les sphères 26 et 38 sont gonflées avant d'être introduites dans le tuyau, puis l'eau en est purgée et captée de manière à ramener la sphère à son diamètre originel. La sphère est ensuite convenablement placée dans le tuyau, puis l'eau qui en a été purgée est remplacée à l'aide d'une pompe de refoulementde façon à gonfler à nouveau la sphère selon le diamètre convenable. On conçoit que la mise en place des sphères dans l'embout aérait,on effet, extrêmement difficile à l'état gonflé.
Les sphères 36 et 38 sont placées dans l'embout 12 en ménageant un certain espace entre elles comme indiqué dans le dessin. Pour nettoyer le tuyau à l'aide d'un solvant, on ferme la vanne montée sur le conduit 20 et on introduit un solvant tel que de la méthyl-éthyl-cétone dans l'espace compris entre les sphères en faisant arriver ce solvant par le conduit 18. On ferme ensuite la Vanne 22 et on applique la pression par le conduit 26 de manière à déplacer les sphères ainsi que le solvant contenu à travers le tuyau.
Les sphères sont ensuite déplacées en va-et-vient plu- sieurs fois à travers le tuyau pour assurer un nettoyage adéquat de sa paroi ; elles sont finalement ramenées dans l'embout 12, puis les vannes 22 et 24 sont ouvertes pour permettre l'évacuation du solvant et des vapeurs de solvant dans l'atmosphère. On ferme ensuite la vanne 24, et on introduit la matière d'enduisage dans l'embout 12 par le conduit lb.
Il importe que les sphères 36 et 8 soient espacées dans une mesure suffisante pour permettre à
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une quantité convenable de matière d'enduisage de se trouver entre elles, afin d'induire convenablement la paroi du tuyau sans dépenser suffisamment de cette matière pour que les sphères viennent en contact mutuel* En d'antres fermée, il est nécessaire qu'à la fin du processus d'enduisage, il subsiste au moins un certain espace entre les sphères.
En principe, l'épaisseur de l'enduit applique va de Ocm,075 à Omm, 25 d'épaisseur, suivant le type de matière d'enduisage employé, de sorte que la quantité de matière à prévoir dans l'espace entre les sphères peut être aisément calculée*
Quand l'espace compris entre les sphère* est
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rempli de la matière citenduiefflg on fera* la vu 22 et on applique une pression de valeur suffisante par- le conduit 26 pour obliger les sphères ainsi que la réserve de matière d'enduisage maintenue entre elles à se déplacer lentement à travers
le tuyau dont la.
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paroi interne doit être enduite,. 1foNa3.-"". 0 la pression requise pour la premiers passe eat gaz entre 1,40 et bzz kg/OM2* le* aJ1Wna a ., Ji mut tendance à hésiter ou à abarr4t*r aux aides ta zum en raison des légères différences &er t1.8Mtft 1 < lu résistance accrue à leur oouvewent à train fM1.ù.-ot.
Une légère augmentation de preaa10ft est 40M 4ejtsja l2tj . pour déplacer les sphères et la z4e " de smtiàxej d'enduiiage maintenue entre eux a rr ta lraoht de oea coudes* Lorsque les rrphârr 4"1"at <S)M< l'embout Ide on inverse la Pl'"a1oa, te twîm à 1.8e faire revenir en arrière à travée le . Xtmt tu"
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que la paroi du tuyau a maintenant été humecta par la matière d'enduisage déposée, le* sphères ne déplacent beaucoup plus aisément, de sorte qu'une pression moindre est suffisante. Lorsque les sphères arrivent dans l'embout 12, on inverse à nouveau la pression pour assurer un troisième voyage des sphères et de la matière d'enduisage à travers le tuyau. A oe moment, il suffit d'une pression égale à 0,49 à 0,56 kg/cm2.
Lors du quatrième ou dernier voyage des sphères 36 38 de l'embout!! vers l'embout 12 il est très important que les sphères soient astreintes à se déplacer selon un mouvement très lent. Ceci est nécessaire pour permettre sux sphères de détacher de la paroi du tuyau tout le surplus de matière d'enduisage qui peut avoir été déposé pendant les déplacements précédents. Ainsi, ce quatrième mouvement des sphères exige une très faible pression de l'ordre de 0,07 à 0,14- kg/cm2.
le mouvement à travers le tuyau étant à peine discernable. A la fin du quatrième voyage, on ouvre la vanne 24 pour purger la matière d'enduisage restante hors de l'espace compris entre les sphéres On enlève alors les embouts 12 et 14 des extrémités de la section de tuyau 10 dont la paroi interne a été enduite comme il vient d'être dit, puis on nettoie soigneusement ces tiroirs et ces sphères à l'aide d'un solvant.
A noter qu'à la fin d'un enduisage même poussé, les sphères ne sont pas endommagées et que leur paroi présente simplement quelques égratignures et coupures qui ne attisent en rien à leur efficacité pour les opérations d'enduisage ultérieures,
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De nombreuses matières d'enduisage des parois intérieures de tuyaux sont connues dans cette technique, Toutefois dans les installations où du pétrole brut et sûr doit parcourir le tuyau,
une matière d'enduisage à base de rénine époxy est très satisfaisante en raison de sa résistance à l'attaque par les matières corrosives contenues dans ce pétrole brut. De pareilles matières d'endsisage ont une très courte durée de conservation$ de sorte qu'elles doivent être appliquées dans un minimum de tempe. Le procédé tel que le prévoit l'invention est d'une application particulièrement heureuse pour l'utilisation des matières de ce genre à cause de la rapidité avec laquelle de grandes parois internes de tuyaux ou canalisations peuvent être enduit'8. Ce procédé présente également un avantage pour l'enduisage pratiqué à l'aide de matières plastiques thermo- durcissable.
comme les résines phénoliques qui doivent Être chauffées après application en vue d'assurer une stabilisation convenable.
La présence d'un embout tubulaire à chaque extrémité de la section de tuyau en cours d'enduisage est à préférer. En effet, l'enduisage est ainsi appliqué dans toute l'étendue du tuyau jusqu'à son extrémité.
Toutefois, dans certains cas, il peut être désirable de supprimer l'embout 14. Il faudra alors enduire les derniers centimètres de la section du tuyau à la main.
Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sana s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques.
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Method and apparatus for coating the inner wall of pipes
This invention relates to a method and apparatus for applying a coating or coating to the internal wall of pipes, in particular large diameter pipes, conduits or pipelines of the type used in the transmission of liquids through various terrains.
The internal coating of ducts or pipes has been practiced for quite a long time for a number of reasons. A main reason is to provide a smooth surface resulting in a lower pressure drop than if the internal wall of the duct has a surface.
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rough as usual. Another reason is to prevent pipe corrosion such as that which would occur if a bare inner wall pipe were employed for handling corrosive products such as crude oil. Yet another reason is to prevent contamination of liquids during transport or handling.
Previously this coating of the internal wall of the pipes was carried out mainly by spraying with the aid of various devices which moved through the pipe or the pipeline.
An object of the invention is to create a method and an apparatus ensuring a more rational, more efficient and more complete coating or coating of the internal walls of the pipes, conduits or pipes with a substantially uniform thickness.
Another object of the invention is to provide a method whereby the coating or coating of the inner wall of the pipes can be carried out in a much shorter time than has been possible heretofore.
Yet another object of the invention is to allow these interesting results to be obtained by means of relatively simple and inexpensive equipment compared to those which have been previously employed to coat the internal walls of pipes, conduits or conduits.
Obtaining these various advantages and others will be well understood by reading the
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night * of this description and examination of the accompanying schematic drawing which is a simplified sectional view of the device in question.
As shown in these drawings, a section of pipe 10 is shown ready to be provided on its inner wall with a coating or coating. A tubular end piece 12 is connected to one end of this section of pipe 10, and a similar end piece 14 to its other end. Each end piece communicates under conditions ensuring the ethanol passage of the fluid with the pipe section and is covered with an end cap 16.
The end piece 12 is provided with conduits 18 and 20 communicating respectively with its top and its base for reasons indicated below. The conduit 18 comprises a valve 22 and the conduit 20 a valve 24. The end cap 16 covering the end of the nozzle 12 is provided with a fluid conduit 26 terminating in a four-way valve 28. The other end cap 16 is provided with a fluid conduit 30 which terminates at this four-way valve. This also includes a fluid duct 32 which connects it to the outlet of a compressor 34.
Under the operating conditions assumed by the embodiment shown in the drawing, the nozzle 12 contains two flexible spheres 36 and 38, which moreover could not be perfectly spherical but simply spheroidal, that is to say not have a cross section. circular only in at least one plane.
Briefly explained, the method as provided for by the invention consists in filling the space included
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between the spheres 36 and using the. paint or more generally of the cat flap intended to constitute the coating or coating which must be applied against the. internal wall of the pipe, then to apply pressure through the pipe 26, so as to move the spheres 36 and 38 longitudinally through the pipe from the nozzle 12 to the nozzle 14.
When the two spheres 36 and reach the end piece 14, the position of the four-way valve 28 is changed, so that the pressure is propagated through the conduit 30 towards the other end of the pipe, so that the spheres 36 and 38 and the reserve of coating or coating material are brought back through the pipe to the nozzle 12,
It will be appreciated that when the spheres 6 and 38 and their reserve of coating material confined between them are moved through the relevant section of the pipe, a thin film of this coating material is deposited against the wall of the pipe and that this film is rubbed by the passage of the spheres 36 and 38 through the pipe.
The movement of these two spheres and the supply of unduiaage material forward and backward or vice versa through the pipe three or four times in succession ensures complete coverage of the inner wall of the pipe. Since the supply of coating material which is held between the spheres is at a pressure equal to the pressure required to move them through the pipe, the coating material is forced back into small crevices, dimples and other irregularities. or crevices in the wall of the pipe, so that these irregularities are filled by this material.
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It is important that the internal wall of the pipe is properly cleaned to ensure good adhesion of the coating material against this wall.
It is preferable in this regard that this wall is subjected to the action of a sandblast intended to rid it of all its impurities, such as rust or scale, after which a satisfactory solvent such as methyl-ethyl- oetone is preferably used to rid the pipe wall of any oily material which may be present. A preferred method for obtaining this result uses the apparatus described above
Before their introduction into the nozzle 12, the spheres 36 and 38 are inflated to a size slightly greater than the internal diameter of the nozzle.
Denying that the latter have approximately the same diameter as the pipe, this allows a precise interlocking of the spheres. The inflation of the spheres 36 and 38 is effected with the aid of compressed air although a liquid such as water can also preferably be used. Each sphere is preferably inflated to a diameter approximately 2% greater than the diameter of the pipe. Normally for pipes or pipelines measuring up to 200 mm. of diameter approximately, a sphere is inflated to be greater by approximately 4mm, 5 than the diameter of the pipe and if it is about pipe having a caliber of 250 mm. or larger, this sphere will have swelled to be about 6-7mm. larger than the diameter of the pipe.
Diameters of to 10% spheres approximately 1 / greater than the size of the pipe are able to give good results.
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The spheres 26 and 38 are inflated before being introduced into the pipe, then the water is purged therefrom and collected so as to bring the sphere back to its original diameter. The sphere is then suitably placed in the pipe, then the water which has been purged from it is replaced using a delivery pump so as to inflate the sphere again to the suitable diameter. It will be understood that the placing of the spheres in the end piece aeration, in effect, extremely difficult in the inflated state.
The spheres 36 and 38 are placed in the end piece 12, leaving a certain space between them as indicated in the drawing. To clean the pipe with a solvent, the valve mounted on the pipe 20 is closed and a solvent such as methyl ethyl ketone is introduced into the space between the spheres, causing this solvent to arrive through pipe 18. Valve 22 is then closed and pressure is applied through pipe 26 so as to displace the spheres and the solvent contained through the pipe.
The spheres are then moved back and forth several times through the pipe to ensure adequate cleaning of its wall; they are finally returned to the nozzle 12, then the valves 22 and 24 are opened to allow the evacuation of the solvent and of the solvent vapors into the atmosphere. The valve 24 is then closed, and the coating material is introduced into the nozzle 12 through the conduit lb.
It is important that the spheres 36 and 8 are spaced sufficiently apart to allow
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a suitable amount of coating material to lie between them, in order to properly induce the wall of the pipe without expending enough of this material for the spheres to come into contact with each other * In closed chambers, it is necessary that At the end of the coating process, at least some space remains between the spheres.
In principle, the thickness of the coating applied ranges from Ocm.075 to Omm.25 thick, depending on the type of coating material used, so that the amount of material to be provided in the space between the spheres can be easily calculated *
When the space between the spheres * is
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filled with the material citenduiefflg one will make * the view 22 and one applies a pressure of sufficient value through the duct 26 to force the spheres as well as the reserve of coating material maintained between them to move slowly through
the pipe whose.
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inner wall must be coated ,. 1foNa3.- "". 0 the pressure required for the first pass is gas between 1.40 and bzz kg / OM2 * le * aJ1Wna a., Ji mut tends to hesitate or to stop * r with ta zum aids due to the slight differences & er t1.8Mtft 1 <increased resistance to their operation to train fM1.ù.-ot.
A slight increase in preaa10ft is 40M 4ejtsja l2tj. to move the spheres and the z4e "of smtiàxej of coating maintained between them a rr ta lraoht of oea elbows * When the rrphârr 4" 1 "at <S) M <the tip Ide one reverses the Pl '" a1oa, te twîm at 1.8e go back to span le. Xtmt you "
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As the pipe wall has now been moistened by the deposited coating material, the spheres will not move much more easily, so less pressure is sufficient. When the spheres arrive in the nozzle 12, the pressure is again reversed to provide a third travel of the spheres and coating material through the pipe. At this moment, a pressure equal to 0.49 to 0.56 kg / cm2 is sufficient.
During the fourth or last trip of the spheres 36 38 of the tip !! towards the endpiece 12 it is very important that the spheres are forced to move in a very slow movement. This is necessary to allow the spheres to loosen from the wall of the pipe any excess coating material which may have been deposited during previous movements. Thus, this fourth movement of the spheres requires a very low pressure of the order of 0.07 to 0.14-kg / cm2.
movement through the pipe being barely discernible. At the end of the fourth trip, the valve 24 is opened to purge the remaining coating material out of the space between the spheres. The end pieces 12 and 14 are then removed from the ends of the section of pipe 10, the inner wall of which has been removed. been coated as it has just been said, then these drawers and these spheres are carefully cleaned using a solvent.
Note that at the end of even extensive coating, the spheres are not damaged and that their wall simply shows a few scratches and cuts which in no way enhance their effectiveness for subsequent coating operations,
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Many materials for coating the interior walls of pipes are known in this art, however in installations where crude and safe oil must pass through the pipe,
a coating material based on epoxy renin is very satisfactory because of its resistance to attack by corrosive materials contained in this crude oil. Such dressing materials have a very short shelf life so that they should be applied with a minimum amount of time. The method as provided for by the invention is of particularly successful application for the use of materials of this kind because of the rapidity with which large internal walls of pipes or ducts can be coated. This process also has an advantage for the coating carried out using thermosetting plastics.
such as phenolic resins which must be heated after application in order to ensure proper stabilization.
The presence of a tubular end piece at each end of the section of pipe being coated is to be preferred. In fact, the coating is thus applied over the entire extent of the pipe to its end.
However, in some cases it may be desirable to remove the nozzle 14. This will require coating the last few inches of the pipe section by hand.
The details of realization can be modified, without departing from the invention, in the field of technical equivalences.