EA015466B1 - Набор теплогидроизолированных труб и способ производства предварительно теплогидроизолированной трубы - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области машиностроения и применяется при изготовлении теплогидроизолированных труб различных диаметров, предназначенных для транспортировки текучих сред в теплотрассах, системах горячего и/или холодного водоснабжения. Набор теплогидроизолированных труб характеризуется тем, что каждая теплогидроизолированная труба содержит рабочую трубу, предпочтительно металлическую, например стальную, один слой гидроизоляции в виде металлической оболочки или оболочки из полимерного материала и слой теплоизоляции из пенополиуретана, причем изделия изготовлены в диапазоне диаметров рабочей трубы от 25 до 230. Способ включает пять основных этапов изготовления трубы, готовую трубу контролируют по качеству и маркируют, при этом на пятом этапе трубы теплоизолируют с обеспечением объемной огражденности теплоизоляционным материалом с удельным объемом последнего, отнесенным к единице полезного объема погонного метра защищаемой трубы в диапазоне значений от 1 до 20. Причем объемная огражденность теплоизоляцией количественно возрастает с уменьшением внешнего диаметра защищаемой внутренней металлической трубы в интервале указанных значений последней для ассортимента теплоизолируемых труб с диаметрами от 219/207 до 32/26, где значение в числителе в дробном обозначении диаметров соответствует внешнему диаметру трубы, а знаменатель - внутреннему, определяющему полезный объем трубы. Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в повышении технологической простоты и экономичности производства теплогидроизолированной трубы при изготовлении ее по меньшей мере в пять основных этапов, а также в

Description

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для применения в производстве теплогидроизолированных труб различных диаметров для транспортировки текучих сред в теплотрассах, в частности в системах горячего и/или холодного водоснабжения.

Из предшествующего уровня техники известен способ производства трубопровода преимущественно для канальной, тоннельной и надземной прокладки тепловых сетей, включающий металлическую трубу с теплоизоляционным покрытием заливочного типа и наружную неразъемную гидроизоляционную оболочку. Теплоизоляционное покрытие стальной трубы выполнено из пенополиуретана с коэффициентом теплопроводности при 20°С 0,023-0,033 Вт/м ОК, а гидроизоляционная оболочка - из оцинкованной стальной ленты, кроме того, на стальной трубе установлены проводники-индикаторы (КН 2000128120А, Е16Ь 59/02, 27.10.2002).

Известен способ производства трубопровода, включающий металлическую трубу с теплоизоляционным покрытием заливочного типа и наружную неразъемную полимерную гидроизоляционную оболочку, теплоизоляционное покрытие выполнено из пенополиуретана на основе озононеразрушающих фреонов с объемной долей закрытых пор после вспенивания и отверждения пены не менее 88%, причем композиция пенополиуретана до вспенивания содержит воду, мягкий фреон и полиизоцианат, а гидроизоляционная оболочка выполнена из полиэтилена низкого давления трубных марок (НИ 2249754 С2, Е16Ь 59/00, 10.04.2005).

Известно также теплоизолированное звено трубопровода, содержащее по меньшей мере одну внутреннюю трубу, теплоизоляционный слой на основе вспененного полиуретана и наружную оболочку из термопластичной пластмассы, в котором между теплоизоляционным слоем и наружной оболочкой расположена пластмассовая пленка, отличающееся тем, что пластмассовая пленка состоит из нескольких слоев, причем по меньшей мере один слой выполнен непроницаемым для содержащегося в ячейках вспененного полиуретана или полиизоцианурата вспенивающего газа, а другой слой приклеен как к наружной оболочке, к которой он обращен, так и к теплоизоляционному слою, к которому он также обращен (ΌΕ 20303698И, Е16Ь 59/147, 15.05.2003).

Кроме того, известен трубопровод для транспортировки горячих и холодных текучих сред, содержащий внутреннюю несущую трубу, по меньшей мере один слой теплоизолирующего материала и внешнюю обсадную трубу, установленную коаксиально на несущую трубу, отличающийся тем, что между внутренней поверхностью внешней трубы и внешней поверхностью теплоизолирующего материала и/или между внешней поверхностью несущей трубы и внутренней поверхностью теплоизолирующего материала имеется пленка нелипкого смазывающего материала, обеспечивающего достижение условия скольжения с контролируемым трением между теплоизолирующим материалом и внутренней поверхностью внешней обсадной трубы и/или между теплоизолирующим материалом и наружной поверхностью внутренней несущей трубы, причем теплоизолирущим материалом является пенополиуретан (АО 2005058573А1, В29С 44/12, 30.06.2005.)

Недостатки известных решений выражаются в относительно повышенных тепловых потерях труб из-за неравномерной плотности теплоизоляции по ее площади и защищаемому полезному объему трубы, недостаточная надежность, вследствие недостаточной совместной работы слоев многослойной защиты трубы и непроработанности оценки изменения экономичности конструкции при различных вариантах диаметров используемых труб.

Задачей, на решение которой направленно заявленное техническое решение, является создание набора теплогидроизолированных труб для прокладки трубопроводов, обеспечивающих снижение тепловых потерь и повышение надежности, улучшение объемной огражденности тепло- и гидроизоляцией, а также обеспечение технологической простоты и экономичности производства теплогидроизолированных труб.

Поставленная задача в части способа производства теплогидроизолированных труб решается тем, что согласно изобретению способ производства включает по меньшей мере пять основных этапов изготовления трубы, на первом из которых изготавливают трубу-оболочку гидроизоляции, выполняя ее для одних условий эксплуатации из металла в виде свиваемой металлической ленты с образованием герметичных соединений, а для других условий эксплуатации трубу-оболочку гидроизоляции выполняют из полимерного, полимерсодержащего материала светостабилизированной марки за счет введения 2,0-2,5% сажи с возможностью утилизации путем введения в состав изготавливаемого изделия до 10% отходов материала той же марки; на втором производят дробеструйную обработку рабочей трубы ударным воздействием абразивных частиц со скоростью не менее 80 м/с в процессе спирального перемещения трубы в дробеметной камере с образованием встречного спирально перемещающегося по поверхности трубы пятна экспонирования ударов указанных частиц, на третьем этапе на рабочую трубу устанавливают объединяемые силовым поясом группы центрирующих опор с образованием армокаркасов, монтируют проводники-индикаторы системы оперативного дистанционного контроля, центрируют трубу-оболочку относительно рабочей трубы и производят надвижку с образованием конструкции труба в трубе, на четвертом выполняют термостатирование конструкции, на пятом этапе конструкцию теплоизолируют путем заливки в межтрубное пространство напорной струей вспениваемой отверждаемой смеси, например, из полиольного компонента и изоцианата, располагая для этого конструкцию с наклоном до 5°, выдержи

- 1 015466 вают залитую смесь до образования и отверждения пенополиуретана, процесс выполняют с обеспечением объемной огражденности теплоизоляционным материалом с удельным объемом последнего, отнесенным к единице полезного объема погонного метра рабочей трубы в диапазоне значений от 1 для наибольшего, до 20 для наименьшего диаметра теплоизолируемой рабочей трубы в интервале диаметров трубы набора от 219/207 до 32/26 мм, где значение в числителе в дробном обозначении диаметров соответствует внешнему диаметру трубы, а знаменатель - внутреннему, определяющему полезный объем трубы.

Кроме того, гидроизоляцию в виде трубы-оболочки - тела вращения цилиндрической формы изготавливают из полимерного, полимерсодержащего материала с использованием предпочтительно одной технологической линии, адаптированной под заданные параметры изготавливаемой трубы-оболочки, содержащей последовательно расположенные технологические посты, включая пост разогрева и экструдирования полимерной массы, пост формования и калибровки изделия, пост охлаждения, стабилизации формы изделия, пост протяжных устройств, пост коронной электроискровой обработки изделия, пост резки изделия под заданный размер, каждый из перечисленных постов при этом снабжают технологическим оборудованием, выполненным с возможностью достижения динамического баланса пропускаемой через оборудование постов массы производимого изделия из расчетного спектра изготавливаемых трубоболочек, в том числе знакопеременного диапазона давлений в массе производимого изделия на различных технологических постах от избыточного давления на первом из указанных постов до трехосного растяжения на посту формования и калибровки и затем одноосного растяжения до поста протяжных устройств включительно, при этом по меньшей мере одна технологическая линия для изготовления гидроизоляции заготовок труб-оболочек в виде тела вращения цилиндрической формы может быть предназначена под выпуск изделий диаметрами от 120 до 350, причем изделия могут изготавливать из полиэтилена низкого давления светостабилизированной трубной марки.

При этом на втором этапе могут осуществлять очистку и повышение шероховатости рабочей трубы в камере дробеструйной установки, для этого трубу могут вращать и поступательно перемещать по камере, а обработку производят абразивной смесью из круглой и колотой дроби, которую при этом должны подавать к обрабатываемому участку со скоростью не менее 80 м/с; причем пятно экспонирования потока абразивных частиц может иметь форму спроецированного на очищаемую поверхность трубы форму скошенного цилиндрического квазипараллелограмма, на третьем этапе на прошедшие дробеструйную обработку рабочие трубы могут устанавливать центрирующие элементы в виде пластиковых или металлопластиковых опор с технологическими отверстиями, в которые могут пропускать по меньшей мере два проводника-индикатора системы оперативного дистанционного контроля, причем проводникииндикаторы могут располагать относительно продольного сварного шва трубы таким образом, чтобы шов находился в положении 12 ч ± 1 ч, затем могут надвигать трубу-оболочку на рабочую трубу с образованием конструкции труба в трубе; на четвертом этапе сформированную конструкцию труба в трубе могут подавать в устройство термостатирования и доводят ее температуру до 24-28°С; на пятом этапе термостатированную конструкцию могут подавать на регулируемо наклонный стол для заливки теплоизоляционной смеси, устанавливать угол наклона до 5° и производить дозированный впрыск смеси, предварительно загерметизировав торцы межтрубной полости заглушками в виде фланцев с технологическими отверстиями.

Поставленная задача в части набора теплогидроизолированных труб решается тем, что согласно изобретению каждая теплогидроизолированная труба из упомянутого набора выполнена по любому из пп.1-3 способа, содержит рабочую трубу, предпочтительно металлическую, слой гидроизоляции в виде трубы-оболочки и размещенный между ними слой теплоизоляции, работающие совместно в результате взаимной фиксации и повышенной адгезии в зоне контакта указанных слоев, при этом указанные взаимная фиксация и повышенная адгезия совокупно обеспечены тем, что гидроизоляция части труб набора выполнена металлической, предпочтительно из тонколистовой стали, другая часть труб набора выполнена с гидроизоляцией из полимерного, полимерсодержащего материала, причем внутренняя поверхность полимерной трубы-оболочки для повышения адгезии выполнена шероховатой в результате электроискровой обработки, теплоизоляция выполнена из отверждаемой вспениваемой полимерной смеси, например из пенополиуретана, адгезивность которого к материалам смежных слоев гидроизоляции и рабочей трубы усилена указанной обработкой контактирующих с теплоизоляцией поверхностей, и, кроме того, теплоизоляция снабжена армокаркасами, которые образованы из центрирующих элементов опертых торцами на рабочую трубу, объединенных покаркасно силовым поясом, в виде ленты, а контактная поверхность рабочей трубы до заливки теплоизоляции обработана в дробеструйной установке, при этом теплогидроизолированные изделия набора изготовлены в диапазоне значений диаметров рабочей трубы от 25 до 230 мм с обеспечением объемной огражденности теплоизоляционным материалом с удельным объемом последнего в конструкции, отнесенным к единице полезного объема погонного метра рабочей трубы в диапазоне значений от 1 до 20, причем объемная огражденность теплоизоляцией количественно возрастает в указанных пределах с уменьшением внешнего диаметра рабочей трубы от наибольшего до наименьшего значений диаметров труб указанного диапазона.

Причем по меньшей мере часть теплогидроизолированных труб из набора может быть выполнена

- 2 015466 со слоем теплоизоляции, армированным армокаркасами, причем армокаркасы могут быть выполнены в виде совокупности групп центрирующих опор из полипропилена или полиэтилена с технологическими отверстиями и стягивающих опоры поясов из металлической или полимерной ленты, при этом в технологические отверстия центрирующих опор могут быть пропущены не менее двух проводниковиндикаторов системы оперативного дистанционного контроля, кроме того, теплогидроизолированные трубы могут быть изготовлены с расчетной плотностью в середине слоя теплоизоляции не менее 60 кг/м³, причем слой теплоизоляции может быть выполнен адгезионно связывающим между собой рабочую трубу и слой гидроизоляции с обеспечением совместной работы всех слоев и рабочей трубы, при этом для повышения степени адгезии слоя теплоизоляции и рабочей трубы последняя должна быть предварительно высушена и очищена путем дробеструйной обработки с использованием по меньшей мере одной дробеструйной установки, предназначенной для труб диаметром до 230 мм трубы, кроме того, по крайней мере часть теплогидроизолированных труб из набора может быть снабжена гидроизоляцией в виде герметичной оболочки, выполненной путем свивания из тонколистового металла, предпочтительно стальной оцинкованной ленты с обеспечением в процессе производства обжатия и герметизации замковых соединений.

Кроме того, по крайней мере часть теплогидроизолированных труб из набора выполнена с гидроизоляцией в виде оболочки из полимерного, полимерсодержащего материала, полученной с использованием экструзионной технологической линии, предназначенной для производства труб-оболочек, диаметрами от 120 до 350 мм, из полиэтилена низкого давления, предпочтительно композиции полиэтилена светостабилизированной трубной марки черного цвета, содержащей 2,0-2,5% сажи с добавлением отходов полиэтилена той же марки, преимущественно от собственного производства в количестве не более 10 мас.%, при этом для повышения степени взаимной адгезии слоя теплоизоляции и слоя гидроизоляции последняя может быть выполнена из трубы-оболочки с шероховатостью контактной внутренней поверхности, полученной в результате коронной электроискровой обработки оболочки разрядом мощностью 90-135 Вт, при этом по меньшей мере часть теплогидроизолированных труб из набора со слоем гидроизоляции в виде оболочки из полимерного или полимерсодержащего материала может быть выполнена с обеспечением для каждого изделия объемной огражденности рабочей трубы гидроизоляционным материалом, определяемой из отношения удельного объема гидроизоляции к единице полезного объема условного погонного метра рабочей трубы не менее 0,15, причем объемная огражденность гидроизоляцией количественно возрастает с уменьшением внешнего диаметра рабочей трубы для наибольшего диаметра из набора гидроизолируемых рабочих труб с диаметрами от 219/207 до 32/26, где значение в числителе в дробном обозначении диаметров соответствует внешнему диаметру рабочей трубы, а знаменатель внутреннему, определяющему полезный объем рабочей трубы.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в повышении технологической простоты и экономичности производства предварительно теплогидроизолированной трубы за счет изготовления ее по меньшей мере за пять основных этапов, а также в обеспечении снижения тепловых потерь при эксплуатации готовой продукции за счет использования предлагаемых в изобретении параметров теплоизоляции, дифференцированных для труб разных диаметров и выраженных в предложенной защите единицы объема погонного метра трубы удельным объемом теплоизоляционного материала, а также улучшенной совместной работы слоев теплогидроизолированной трубы, качество которой контролируется по завершении всех этапов производства. Использование при прокладке трубопроводов набора теплогидроизолированных труб обеспечивает снижение тепловых потерь и повышение надежности объемной огражденности тепло- и гидроизоляцией во всем диапазоне размеров изготавливаемых в наборе изделий.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены на фиг. 1 - внутренняя металлическая труба (вид сбоку); на фиг. 2 - внешняя полиэтиленовая труба (вид сбоку);

на фиг. 3 - теплогидроизолированная труба (вид сбоку);

на фиг. 4 - теплогидроизолированная труба, поперечный разрез;

на фиг. 5 - конструкция труба в трубе, поперечный разрез;

на фиг. 6 - внутренняя металлическая труба, с установленными центрирующими опорами и проводниками-индикаторами СОДК, с образованием армокаркасов;

на фиг. 7 - теплогидроизолированная труба, вид в аксонометрии;

на фиг. 8 - теплогидроизолированная труба, аксонометрический вид с частично удаленными гидрои теплоизоляционными слоями;

на фиг. 9 - схема технологической линии, используемой для производства;

на фиг. 10 - схема постов технологической линии, используемой для производства с установленной трубой-спутником системы пуска.

Способ производства предварительно теплогидроизолированной трубы 1 включает по меньшей мере пять основных этапов изготовления трубы.

На первом этапе изготавливают внешнюю трубу-оболочку 2 с последующей выдержкой.

На втором этапе производят дробеструйную обработку внутренней металлической трубы 3.

- 3 015466

На третьем этапе на внутреннюю металлическую трубу 3 устанавливают центрирующие опоры с образованием армокаркасов 4 и монтируют проводники-индикаторы 5 системы оперативного дистанционного контроля (СОДК), центрируют внешнюю и внутреннюю трубы 2 и 3 одну относительно другой с образованием конструкции 6 труба в трубе.

На четвертом этапе выполняют термостатирование конструкции 6 труба в трубе.

На пятом этапе производят заливку межтрубного пространства 7 конструкции 6 труба в трубе напорной струей смеси из полиольного компонента и изоцианата и выдерживают до образования пенополиуретана 8.

На первом этапе при изготовлении внешней трубы-оболочки 2 осуществляют разогрев полимерного материала в виде гранул до состояния пастообразной термопластичности, а также экструдирование, формование, калибровку и стабилизацию формы трубы-оболочки 2 при вакуумном трехосном растяжении с одновременным охлаждением, после чего трубу теплоизолируют с обеспечением объемной огражденности теплоизоляционным материалом - пенополиуретаном 8 с удельным объемом, отнесенным к единице полезного объема погонного метра защищаемой внутренней металлической трубы, выраженным коэффициентом огражденности теплоизоляцией К_|и ^о|р1. количественно возрастающим с уменьшением внутреннего диаметра Ό внутр защищаемой трубы и изменяющимся для защищаемых металлических труб диаметром от 219/207 до 32/26 в диапазоне значений 1 < Кти^огр < 20, где числитель в дробном обозначении диаметров соответствует внешнему Ό внеш диаметру трубы, а знаменатель - внутреннему Ό _внутр, определяющему полезный объем трубы.

На первом этапе внешнюю трубу-оболочку 2 изготавливают на технологической линии 9, содержащей последовательно расположенные и сообщенные между собой по технологическим переделам объединенного процесса производства длинномерных изделий технологические посты, в том числе пост приема, хранения, сушки и пост подачи исходного сырья - полимерных гранул (на чертежах условно не показаны), а также пост 10 разогрева и экструдирования полимерной массы, пост 11 формования и калибровки изделия, содержащий, по меньшей мере, вакуумный отсек (на чертежах условно не показан), пост 12 охлаждения, стабилизации формы и набора прочности изделия, пост 13 протяжных устройств, снабженный электродами пост 14 коронной электроискровой обработки внутренней поверхности трубыоболочки.

А также пост 15 резки изделия под заданный размер, выходной конвейер, а также системы энергоснабжения, пуска и остановки линии, технологического водоснабжения, канализации, системы контрольно-измерительные и управления технологическими процессами (на чертежах условно не показаны).

При этом каждый из перечисленных постов снабжен технологическим оборудованием, выполнен с возможностью автоматического и/или корректируемого достижения динамического баланса пропускаемой через оборудование постов массы производимого изделия, варьирования температуры и скорости прохождения до значений, необходимых и достаточных для формирования, поддержания и стабилизации требуемых параметров у расчетного спектра изделий, предусмотренного для технологической линии, в том числе знакопеременного диапазона давлений в массе производимой трубы-оболочки на различных технологических постах от избыточного давления на посту 10 разогрева и экструдирования до трехосного растяжения на посту 11 формования и калибровки и одноосного растяжения на отрезке от поста калибровки до поста 13 протяжных устройств включительно.

Пост 10 разогрева и экструдирования полимерной массы снабжен сменным раздаточным устройством (на чертежах условно не показано) с выходной щелью, адаптированной к функции подготовки к формованию расплавленной полимерной массы под геометрические параметры производимого изделия.

Пост 11 формования и калибровки изделия снабжен калибрующим устройством (на чертежах условно не показано), совмещенным с системами вакуумирования и охлаждения, сменно адаптируемым под выпуск конкретного изделия в спектре, предусмотренном для производства на линии.

Перед подачей полимерных гранул на пост 10 разогрева и экструдирования производят их сушку, совмещенную с предварительным разогревом, разогрев на посту разогрева и экструдирования производят до температуры плавления исходного материала, экструдирование под избыточным давлением совмещают с первичным формованием, а на посту формования и калибровки изделие подвергают вакуумному трехосному растяжению с одновременным охлаждением преимущественно водой.

Затем изделие подвергают принудительному охлаждению и одноосному растяжению на отрезке от поста калибровки до поста 13 протяжных устройств включительно, после чего на посту 14 коронной обработки производят коронную электроискровую обработку внутренней поверхности 15 внешней трубыоболочки до значения поверхностного натяжения не менее 50 дин/см² и резку трубы-оболочки под заданный размер и перемещение готовой трубы-оболочки по выходному конвейеру 16.

Причем при запуске технологической линии, адаптированной под заданные параметры изготавливаемой трубы-оболочки, используют систему пуска, включающую неподвижно заякоренное за постом протяжных устройств автономное тянущее устройство 17 и сменный подвижный пост в виде трубыспутника 18 и натяжного троса 19.

При этом трубу-спутник с размещенным внутри нее электродом одним концом 20 присоединяют к начальному торцу изготавливаемой трубы-оболочки сразу после ее первичного формования на посту 10

- 4 015466 разогрева и экструдирования, а другой конец 21 через натяжной трос 18 тянут с использованием тянущего устройства до поста 13 протяжных устройств включительно.

После прохождения поста 13 протяжных устройств на посту 15 коронной электроискровой обработки осуществляют размещение внутреннего электрода в изолированном пространстве внутри производимого изделия в положении, ответном внешнему электроду, после чего на посту резки трубу-спутник отсоединяют от изготавливаемого изделия.

Часть внешних труб-оболочек изготавливают из металла с использованием по меньшей мере одной установки (на чертежах условно не показано) для изготовления металлической, предпочтительно стальной гидроизоляции, а также заготовок гидроизоляции путем свивания из тонколистового металла, предпочтительно оцинкованной стальной ленты, герметичной оболочки с обеспечением в процессе производства обжатия и герметизации замковых соединений.

На втором этапе осуществляют очистку внутренней металлической трубы путем дробеструйной обработки вращающейся трубы в камере смесью из круглой и колотой дроби, подаваемой со скоростью не менее 80 м/с, причем соотношение в смеси круглой и колотой дроби составляет по крайней мере 1:1, предпочтительно 2:1.

На третьем этапе на прошедшие дробеструйную обработку внутренние металлические трубы 2, размещенные на стапелях, осуществляют установку пластиковых или металлопластиковых центрирующих опор, которые стягивают силовой лентой с образованием армокаркасов 4, в технологические отверстия которых пропускают по меньшей мере два проводника-индикатора 5 системы оперативного дистанционного контроля.

Причем проводники-индикаторы должны быть расположены относительно продольного сварного шва трубы таким образом, чтобы шов находился в положении 12 ч ± 1 ч, а концы проводников закрепляют на торцах внутренней металлической, стальной трубы, после чего трубы с установленными центрирующими опорами 4 и проводниками-индикаторами 5 по трубному транспортеру передают на подъемный стол (на чертежах условно не показаны), расположенный на одной оси с транспортной тележкой, на которую системой передаточных устройств подают полиэтиленовые внешние трубы-оболочки соответствующего типоразмера, затем производят совмещение осей оболочки и внутренней металлической трубы и осуществляют надвиг трубы-оболочки на внутреннюю металлическую, например стальную, трубу с установленными центрирующими опорами, причем по мере надвига поддерживающие внутреннюю металлическую трубу опоры опускают в автоматическом или ручном режиме (на чертежах условно не показано).

На четвертом этапе сформированную конструкцию труба в трубе цепным конвейером подают в печь термостатирования, где производят ее прогрев до 24-28°С (на чертежах условно не показано).

На пятом этапе после термостатирования конструкция 6 труба в трубе поступает на наклонный стол для заливки смеси из полиольного компонента и изоцианата, причем угол наклона стола регулируют гидравлическим прессом от 0 до 5° (на чертежах условно не показано).

На торцы внутренней металлической, например стальной, трубы устанавливают герметизирующие фланцы, на которые предварительно нанесли антиадгезионную смазку, например композицию на основе восков и силиконов, причем фланцы устанавливают воздушными отверстиями в положение 12 ч. Для обеспечения наклона поднимают конец трубы, с которого происходит впрыск смеси, при этом упор гидравлического пресса устанавливают под край внутренней металлической трубы или фланец.

Угол наклона определяют экспериментально таким образом, чтобы обеспечить минимальную разницу между заливочной плотностью на торцах трубы, для чего временной интервал заполнения конца трубы, с которого происходит впрыск смеси, на 5-20 с превышал время заполнения противоположного конца.

После установки трубной конструкции и подъема конца трубы на требуемый угол, после обеспечения необходимого наклона в межтрубное пространство производят заливку смеси из полиольного компонента и изоцианата: форсунку заливочной головки вставляют в межтрубное пространство через отверстие заглушки со стороны поднятого конца трубы при положении заливочного отверстия на 3 ч.

Во избежание вылета впрыскиваемой смеси из отверстий для выхода воздуха последние в момент впрыска закрывают.

После окончания процесса заливки, продолжительность которой рассчитана заранее и установлена на реле времени заливочной машины, и выемки форсунки заливочное отверстие в заглушке закрывают, а отверстия для выхода воздуха открывают.

В процессе вспенивания смеси из полиольного компонента и изоцианата и образования пенополиуретана происходит заполнение межтрубного пространства по направлению снизу вверх с одновременным вытеснением из него воздуха через воздушные отверстия в верхней заглушке, через 0,5-1 с после начала выхода пены из отверстий для выхода воздуха крышки отверстий закрывают. После заливки требуется определенное время для завершения химических реакций, при протекании которых происходит образование пенополиуретана и его отвердение.

Снятие заглушек и дальнейшее перемещение труб осуществляют не раньше чем через 10 мин по окончании заливки.

- 5 015466

Таким образом получают готовую теплогидроизолированную трубу, которую подвергают внешнему осмотру, контролируют полноту заполнения торцов и производят замер длины неизолированных концов внутренней металлической трубы, а также осуществляют контроль установленных проводов системы оперативного дистанционного контроля - проводников-индикаторов и их маркировку, затем прошедшую контроль готовую трубу маркируют согласно ГОСТ 30732-2006 и направляют на хранение.

Каждая теплогидроизолированная труба 1 из изготовленного набора содержит по крайней мере одну внутреннюю рабочую трубу 3, предпочтительно металлическую, например стальную, один слой гидроизоляции в виде металлической, предпочтительно стальной, оболочки или оболочки 2 из полимерного или полимерсодержащего материала и один слой теплоизоляции из пенополиуретана 8, причем теплогидроизолированные изделия изготовлены в диапазоне значений диаметров рабочей трубы от 25 до 230, преимущественно от 32 до 219 мм, с обеспечением объемной огражденности теплоизоляционным материалом с удельным объемом последнего, отнесенным к единице полезного объема погонного метра рабочей трубы, лежащим в диапазоне значений от 1 до 20, причем объемная огражденность теплоизоляцией количественно возрастает с уменьшением внешнего диаметра рабочей трубы, например металлической, предпочтительно стальной трубы, для набора теплоизолируемых рабочих труб с диаметрами от 219/207 до 32/26, где значение в числителе в дробном обозначении диаметров соответствует внешнему диаметру рабочей трубы, а знаменатель - внутреннему, определяющему полезный объем рабочей трубы.

Теплогидроизолированные трубы 1 из упомянутого набора изготовлены имеющими в середине слоя теплоизоляции расчетную плотность не менее 60 кг/м³ и снабжены тремя проводниками-индикаторами системы оперативного дистанционного контроля, причем слой теплоизоляции выполнен адгезионно связывающим между собой рабочую трубу и слой гидроизоляции с обеспечением совместной работы всех слоев и рабочей трубы.

Для повышения степени адгезии слоя теплоизоляции и рабочей трубы последняя предварительно высушена и очищена, например, от масла, жира, ржавчины, окалины, пыли путем дробеструйной обработки с использованием по меньшей мере одной дробеструйной установки, предназначенной для обработки рабочих труб диаметром до 230 мм, включающей дробеметную камеру с установленным в ней рабочим агрегатом, имеющим по меньшей мере одну, предпочтительно не менее двух, турбин с метательными лопатками, систему очистки и регенерации состава рабочего тела, а также подающий в дробеметную камеру на очистку и принимающий очищенную трубу конвейеры, причем дробеструйная обработка выполнена путем ударного воздействия на очищаемую поверхность дискретным рабочим телом в виде потока направленно бомбардирующих трубы абразивных частиц, например металлической дроби или смеси, содержащей целую металлическую дробь в количестве не менее 45%, с образованием ориентированного навстречу движению трубы спирально перемещающегося по её поверхности пятна экспонирования ударов указанных частиц принимающего за период Т углового смещения на ширину метательной лопатки турбины в проекции на цилиндрическую поверхность спирально вращающейся трубы форму скошенного цилиндрического квазипараллелограмма с проекционной высотой в условной плоскости, касательной к образующей очищаемой поверхности трубы и нормальной среднему вектору потока упомянутых частиц, составляющей не менее ширины метательной лопатки, а длину основания в осевом направлении трубы не менее расстояния между осями крайних турбин, лопатками которых обеспечивают метательную обработку абразивными частицами поверхности трубы, причем за время процесса очистки один и тот же участок поверхности трубы подвергают η-кратной обработке, количественно определяемой из условия η < Ь/Λ, где Ь - расстояние между упомянутыми осями турбин; А - шаг поступательного смещения трубы за один спиральный оборот трубы.

Для повышения степени адгезии слоя теплоизоляции и слоя гидроизоляции в виде оболочки из полимерного или полимерсодержащего материала внутренняя поверхность 15 последней при производстве оболочки подвергнута коронной электроискровой обработке разрядом мощностью 90-135 Вт с увеличением значения поверхностного натяжения до не менее 50 дин/см².

По крайней мере часть теплогидроизолированных труб из набора может быть выполнена со слоем гидроизоляции в виде оболочки 2 из полимерного или полимерсодержащего материала, произведенной с использованием экструзионной технологической линии 9, предназначенной для производства трубоболочек диаметрами от 120 до 350 мм, предпочтительно под диаметры 125, 140, 160, 180, 200, 225, 250, 280 и 315 мм из полиэтилена низкого давления, предпочтительно композиции полиэтилена светостабилизированной трубной марки черного цвета, содержащей 2,0-2,5% сажи с добавлением отходов полиэтилена той же марки от собственного производства в количестве не более 10 мас.%.

По крайней мере часть теплогидроизолированных труб из набора может быть выполнена со слоем гидроизоляции в виде металлической, предпочтительно стальной оболочки (на чертежах не показано), изготовленной с использованием по меньшей мере одной установки для изготовления металлической, предпочтительно стальной гидроизоляции путем свивания из тонколистового металла, предпочтительно стальной оцинкованной ленты, герметичной оболочки с обеспечением в процессе производства обжатия и герметизации замковых соединений.

По меньшей мере часть теплогидроизолированных труб из набора со слоем гидроизоляции в виде оболочки из полимерного или полимерсодержащего материала может быть выполнена с обеспечением

- 6 015466 для каждого изделия объемной огражденности рабочей трубы гидроизоляционным материалом, вычисляемым из отношения удельного объема гидроизоляции к единице полезного объема условного погонного метра рабочей трубы не менее 0,15, причем объемная огражденность гидроизоляцией количественно возрастает с уменьшением внешнего диаметра рабочей трубы, например металлической, предпочтительно стальной трубы для набора гидроизолируемых рабочих труб с диаметрами от 219/207 до 32/26, где значение в числителе в дробном обозначении диаметров соответствует внешнему диаметру рабочей трубы, а знаменатель - внутреннему, определяющему полезный объем рабочей трубы.

По меньшей мере часть теплогидроизолированных труб из набора может быть выполнена с армированным армокаркасами слоем теплоизоляции, причем армокаркасы 4 могут быть выполнены в виде центрирующих опор из полипропилена или полиэтилена с технологическими отверстиями 22 и стягивающих опоры поясов из металлической или полимерной ленты, при этом в технологические отверстия центрирующих опор пропущены не менее двух проводников-индикаторов предпочтительно из медной проволоки 01,38-1,50 мм системы оперативного дистанционного контроля (СОДК) за состоянием слоя теплоизоляции, рабочих труб и слоя гидроизоляции в процессе эксплуатации трубопроводов.

Использование при прокладке трубопроводов набора теплогидроизолированных труб, изготовленных по изобретению, обеспечивает снижение тепловых потерь при уменьшенном расходе теплоизоляционного материала, за счет обеспечиваемой изобретением повышенной равномерности распределения пенополиуретана на всех участках межтрубного пространства и положительно влияющего на сопротивление теплопередачи равномерного снижения плотности теплоизоляции. Одновременно обеспечивается повышение надежности совместной работы слоев и оптимизация объемной огражденности тепло- и гидроизоляцией во всем защищаемом диапазоне размеров изготавливаемых в наборе изделий.

Claims (6)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ производства теплогидроизолированных труб, характеризующийся тем, что он включает по меньшей мере пять основных этапов изготовления трубы, на первом из которых изготавливают трубуоболочку гидроизоляции, выполняя ее для одних условий эксплуатации из металла в виде свиваемой металлической ленты с образованием герметичных соединений, а для других условий эксплуатации трубуоболочку гидроизоляции выполняют из полимерного, полимерсодержащего материала светостабилизированной марки за счет введения 2,0-2,5% сажи с возможностью утилизации путем введения в состав изготавливаемого изделия до 10% отходов материала той же марки; на втором производят дробеструйную обработку рабочей трубы ударным воздействием абразивных частиц со скоростью не менее 80 м/с в процессе спирального перемещения трубы в дробеметной камере с образованием встречного спирально перемещающегося по поверхности трубы пятна ударов указанных частиц, на третьем этапе на рабочую трубу устанавливают объединяемые силовым поясом группы центрирующих опор с образованием армокаркасов, монтируют проводники-индикаторы системы оперативного дистанционного контроля, центрируют трубу-оболочку относительно рабочей трубы и производят надвижку с образованием конструкции труба в трубе, на четвертом выполняют термостатирование конструкции, на пятом этапе конструкцию теплоизолируют путем заливки в межтрубное пространство напорной струей вспениваемой отверждаемой смеси, например, из полиольного компонента и изоцианата, располагая для этого конструкцию с наклоном до 5°, выдерживают залитую смесь до образования и отверждения пенополиуретана, процесс выполняют с обеспечением объемной огражденности теплоизоляционным материалом с удельным объемом последнего, отнесенным к единице полезного объема погонного метра рабочей трубы в диапазоне значений от 1 для наибольшего до 20 для наименьшего диаметра теплоизолируемой рабочей трубы в интервале диаметров трубы набора от 219/207 до 32/26 мм, где значение в числителе в дробном обозначении диаметров соответствует внешнему диаметру трубы, а знаменатель - внутреннему, определяющему полезный объем трубы.
2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидроизоляцию в виде трубы-оболочки - тела вращения цилиндрической формы изготавливают из полимерного, полимерсодержащего материала с использованием предпочтительно одной технологической линии, адаптированной под заданные параметры изготавливаемой трубы-оболочки, содержащей последовательно расположенные технологические посты, включая пост разогрева и экструдирования полимерной массы, пост формования и калибровки изделия, пост охлаждения, стабилизации формы изделия, пост протяжных устройств, пост коронной электроискровой обработки изделия, пост резки изделия под заданный размер, каждый из перечисленных постов снабжают технологическим оборудованием, выполненным с возможностью достижения динамического баланса пропускаемой через оборудование постов массы производимого изделия из расчетного спектра изготавливаемых труб-оболочек, в том числе знакопеременного диапазона давлений в массе производимого изделия на различных технологических постах от избыточного давления на первом из указанных постов до трехосного растяжения на посту формования и калибровки и затем одноосного растяжения от поста калибровки до поста протяжных устройств включительно, при этом по меньшей мере одна технологическая линия для изготовления гидроизоляции заготовок труб-оболочек в виде тела вращения цилиндрической формы предназначена под выпуск изделий диаметрами от 120 до 350, причем изделия изготавлива

   - 7 015466 ют из полиэтилена низкого давления светостабилизированной трубной марки.
3. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что на втором этапе осуществляют очистку рабочей трубы в камере дробеструйной установки, для этого трубе сообщают спиральное движение по камере, а обработку производят абразивной смесью из круглой и колотой дроби, которую подают к обрабатываемому участку со скоростью не менее 80 м/с; при этом пятно потока абразивных частиц имеет форму спроецированного на очищаемую поверхность трубы скошенного цилиндрического квазипараллелограмма, на третьем этапе на прошедшие дробеструйную обработку рабочие трубы устанавливают центрирующие элементы в виде пластиковых или металлопластиковых опор с технологическими отверстиями, в которые пропускают по меньшей мере два проводника-индикатора системы оперативного дистанционного контроля, причем проводники-индикаторы располагают относительно продольного сварного шва трубы таким образом, чтобы шов находился в положении 12 ч ± 1 ч, затем надвигают трубу-оболочку на рабочую трубу с образованием конструкции труба в трубе; на четвертом этапе сформированную конструкцию труба в трубе подают в устройство термостатирования и доводят ее температуру до 24-28°С; на пятом этапе термостатированную конструкцию подают на регулируемый наклонный стол для заливки теплоизоляционной смеси, устанавливают угол наклона до 5° и производят дозированный впрыск смеси, предварительно загерметизировав торцы межтрубной полости заглушками в виде фланцев с технологическими отверстиями.
4. 4. Набор теплогидроизолированных труб, характеризующийся тем, что каждая теплогидроизолированная труба из упомянутого набора выполнена по любому из пп.1-3 способа и содержит рабочую трубу, предпочтительно металлическую, слой гидроизоляции в виде трубы-оболочки и размещенный между ними слой теплоизоляции, работающие совместно в результате взаимной фиксации и повышенной адгезии в зоне контакта указанных слоев, при этом указанные взаимная фиксация и повышенная адгезия совокупно обеспечены тем, что гидроизоляция части труб набора выполнена металлической, предпочтительно из тонколистовой стали, другая часть труб набора выполнена с гидроизоляцией из полимерного или полимерсодержащего материала, причем внутренняя поверхность полимерной трубы-оболочки для повышения адгезии выполнена шероховатой в результате электроискровой обработки, теплоизоляция выполнена из отверждаемой вспениваемой полимерной смеси, например из пенополиуретана, адгезивность которого к материалам смежных слоев гидроизоляции и рабочей трубы усилена указанной обработкой контактирующих с теплоизоляцией поверхностей, и, кроме того, теплоизоляция снабжена армокаркасами, которые образованы из центрирующих элементов опертых торцами на рабочую трубу, объединенных покаркасно силовым поясом, в виде ленты, а контактная поверхность рабочей трубы до заливки теплоизоляции обработана в дробеструйной установке, при этом теплогидроизолированные изделия набора изготовлены в диапазоне значений диаметров рабочей трубы от 32 до 219 мм с обеспечением объемной огражденности теплоизоляционным материалом с удельным объемом последнего в конструкции, отнесенным к единице полезного объема погонного метра рабочей трубы в диапазоне значений от 1 до 20, причем объемная огражденность теплоизоляцией количественно возрастает в указанных пределах с уменьшением внешнего диаметра рабочей трубы от наибольшего до наименьшего значений диаметров труб указанного диапазона.
5. 5. Набор по п.4, отличающийся тем, что по меньшей мере часть теплогидроизолированных труб из набора выполнена со слоем теплоизоляции, армированным армокаркасами, причем армокаркасы выполнены в виде совокупности групп центрирующих опор из полипропилена или полиэтилена с технологическими отверстиями и стягивающих опоры поясов из металлической или полимерной ленты, при этом в технологические отверстия центрирующих опор пропущены не менее двух проводников-индикаторов системы оперативного дистанционного контроля, кроме того, теплогидроизолированные трубы изготовлены с расчетной плотностью в середине слоя теплоизоляции не менее 60 кг/м³, причем слой теплоизоляции выполнен адгезионно связывающим между собой рабочую трубу и слой гидроизоляции с обеспечением совместной работы всех слоев и рабочей трубы, при этом для повышения степени адгезии слоя теплоизоляции и рабочей трубы последняя предварительно высушена и очищена путем дробеструйной обработки с использованием по меньшей мере одной дробеструйной установки, предназначенной для труб диаметром до 219 мм трубы, кроме того, по крайней мере часть теплогидроизолированных труб из набора снабжена гидроизоляцией в виде герметичной оболочки, выполненной путем свивания из тонколистового металла, предпочтительно стальной оцинкованной ленты, с обеспечением в процессе производства обжатия и герметизации замковых соединений.
6. 6. Набор по п.4, отличающийся тем, что по крайней мере часть теплогидроизолированных труб из набора выполнена с гидроизоляцией в виде оболочки из полимерного, полимерсодержащего материала, полученной с использованием экструзионной технологической линии, предназначенной для производства труб-оболочек, диаметрами от 120 до 350 мм, из полиэтилена низкого давления, предпочтительно композиции полиэтилена светостабилизированной трубной марки черного цвета, содержащей 2,0-2,5% сажи с добавлением отходов полиэтилена той же марки, преимущественно от собственного производства в количестве не более 10 мас.%, при этом для повышения степени взаимной адгезии слоя теплоизоляции и слоя гидроизоляции последняя выполнена из трубы-оболочки с шероховатостью контактной внутренней поверхности, полученной в результате коронной электроискровой обработки оболочки разрядом

   - 8 015466 мощностью 90-135 Вт, при этом по меньшей мере часть теплогидроизолированных труб из набора со слоем гидроизоляции в виде оболочки из полимерного или полимерсодержащего материала выполнены с обеспечением для каждого изделия объемной огражденности рабочей трубы гидроизоляционным материалом, определяемой из отношения удельного объема гидроизоляции к единице полезного объема условного погонного метра рабочей трубы не менее 0,15, причем объемная огражденность гидроизоляцией количественно возрастает с уменьшением внешнего диаметра рабочей трубы для наибольшего диаметра из набора гидроизолируемых рабочих труб с диаметрами от 219/207 до 32/26, где значение в числителе в дробном обозначении диаметров соответствует внешнему диаметру рабочей трубы, а знаменатель внутреннему, определяющему полезный объем рабочей трубы.