NO315790B1 - Fremgangsmåte for å lösne og fragmentere belegg fra innsiden av rör - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for å løsne og fragmentere belegg fra innsiden av særlig lange og / eller bøyde rørkonstruksjoner, som man finner i eksempelvis smelteverk, raffinerier og oljeterminaler, hvor det kan være tale om sammenhengende rørlengder på 20 km, og der rørene av ulike hensyn er anlagt med relativt krappe bøyer.

Rengjøring av rør er hovedsakelig basert på to teknologier; kjemikalie- rengjøring og høytrykkspyling.

Ved intensiv bruk av de fleste kjemikalier til formålet foreligger det fare for skader på miljøet og personellet, og det settes klare begrensninger på bruken, ofte med forbud av utslipp.

Høytrykkspyling er en rimelig, effektiv og miljøvennlig måte å rengjøre på, der spylingen går ut på å bruke et dysehode, gjerne med en eller flere bakut vendte dyser, som sørger for fremdrift av dysehodet med slange, samtidig som belegg fra rørveggens innside fjernes. Belegget blir transportert ut av røret ved at det følger vannstrømmen eller ved tilbaketrekking av spyleslangen. Tyngden på spyleslangen begrenser rengjøringsenhetens lengde og kompleksitet på grunn av bend, og vertikale rør er vanskeligere å bearbeide på grunn av at tyngde- kraften må motvirkes. Ellers vil rørsystemer med høydeforskjeller få vanskeliggjort uttransport av fjernet belegg fordi en må transportere belegget i oppoverbakke, der kraften fra dysene ikke er tilstrekkelig til dette formål. For å få en effektiv uttransport av løsnet belegg øker man ofte vannmengden, som kan by på flere problemer avhengig av tilgjengelighet til vann og forurensningen fra fjernet belegg.

Med standard tofaseteknikker refereres til strømningslæren, som omhandler gass og væskestTøm i rør. Her betegnes både væske og gass som faseT. Strømningslæren forteller hvilket strømningsregime man får ved forskjellige hastigheter av væske og gass og forholdet mellom disse to elementer. Ved en annulær strømning er væske / gass- forholdet 1 : 10 og ved tåke 1 : 100.

Det såkalte Reynolds tall beskriver forholdet mellom den kinetiske energi og friksjonsarbeidet, begge per volumenhet, i en strømmende gass eller væske. Kommer Reynolds tall over en viss kritisk verdi, oppstår turbulens, det vil si at strømningen går over fra en laminær strømning til en turbulent (virvlende) strømning, og friksjonen stiger samtidig til det mangedobbelte. Når væskens og gassens hastighet er høy, oppnås turbulent strømning, som er optimal for rengjøring av rørvegger, fordi dens hastighetsprofil tilsvarer lik hastighet gjennom hele røret, i motsetning til laminær strømning, hvor man har høyest hastighet i senter av røret og lav hastighet ved rørveggene.

Fra patentlitteraturen er det videre kjent som følger:

- EP O 490 117 Al beskriver en prosedyre for rengjøring av en rørledning ved hjelp av en tofasestrømning basert på en kjemisk væske og gass, som oppnår en indre helisk ringstrømmende vandring gjennom røret, avstemt etter fluidets tetthet, overflatespenning, viskositet og gitte hastighet, der prosedyren tillater et blandingsforhold mellom gass og væske i forholdet 3000 til 7500 m<3> : lm3 eller 2,0 til 6,0 kg : 1 kg. Anlegget for gjennomføring av prosedyren baserer seg på en trykkgasskilde for å blåse gasstrømmen gjennom en tilførsels- ledning, som tilføres den kjemiske væsken fra egen kilde i 45° vinkel på rørledningens akse. - US 5,169,454, 5,538,025 og 5,051,135 beskriver innretninger for rengjøring av objekter i et lukket kammer med fast installerte dyser.

Foreliggende søknad vedrører en fremgangsmåte for å løsne og fragmentere belegg fra innsiden av særlig lange og/eller bøyde rørkonstruksjoner med rør. Fremgangsmåten er kjennetegnet ved at: - en line/kabel blåses gjennom røret med en gasstrøm under trykk, idet friksjonen mellom gasstrømmen og lengdeutstrekningen av linen/kabelen medfører en rask transport av linen/kabelen gjennom røret, - et dysehode med en tilkoplet slange for tilførsel av vann under høyt trykk festes til den ytre enden av linen/kabelen, - linen/kabelen trekkes tilbake mens vannet som spyles ut av dysehodet under trykk som minst en vannstråle skjærer opp og knuser belegget til fragmenter hvilke fragmenter fluidiseres i gasstrømmen, der vannstrålen etter spyling danner en vanntåke som blandes inn i gasstrømmen til et tre-fase regime,

- den tilførte gassen transporteres ut gjennom røret.

I ulike alternative utførelsesformer kan gassen transporteres ut gjennom røret i motsatt retning av hvilken dysehodet trekkes. Videre skjer inntrekking av dysehodet med line/kabel i en hastighet som bestemmes av beleggets art, tykkelse og dimensjonen av røret mens fjerning av belegg pågår. Alternativt kan belegget fjernes ved å trekke inn slangen med dysehodet til en ønsket posisjon, hvoretter spylingen tiltar.

Den trykksatte gass kan være trykkluft.

Linen/kabelen kan være kveilet opp på en trommel, hvilken trommel kan drives av en drivanordning eller frikoples for henholdsvis å trekke tilbake eller frigjøre linen/kabelen. Alternativt kan linen/kabelen være kveilet opp på en annen egnet innretning eller kan foreligge som en løs kveil.

Dysehodet kan være fast eller roterende. Videre kan dysehodet gi skrått forover- og skrått bakover-rettede vannstråler. I en foretrukket utførelsesform som gir god effekt gir dysehodet fire parvis skrått forover- og skrått bakover-rettede vannstråler.

Det fluidiserte trefaseregimet med beleggsfragmenter renses enkelt i den foretrukne utførelsesform ved at hastigheten av gassen reduseres slik at beleggsfragmentene (2') felles ut på grunn av sin vekt. Dette er foretrukket fordi det er enkelt og presis. Videre kan det fluidiserte trefaseregimet med beleggsfragmenter etter rensing separeres for gjenbruk av vann.

Videre vil ulike utførelsesformer av oppfinnelsen bli forklart i nærmere detalj gjennom de eksempler som er vist i de vedlagte figurene hvor: Fig. 1 i snitt langs lengdeaksen viser et rør med innvendig belegg hvor en kabel blåses inn ifølge foreliggende oppfinnelse;

fig. 2 viser neste trinn i fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse etterfølgende det som er vist i fig. 1;

fig. 3 viser neste trinn i fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse etterfølgende det som er vist i fig. 2, hvor dysehodet renser innsiden av røret;

fig. 4 viser avslutningen av rensingen av røret hvor det fragmenterte belegget transporteres gjennom røret;

fig. 5 viser en utførelsesform hvor røret er kraftig buet.

Fig. 1 viser hvorledes det gjennom et rør 1 med innvendig belegg 2, blåses en line / kabel 4 ved hjelp av trykkgass 3, såsom trykkluft. Linen spoles ut fra en fortrinnsvis motorisert trommel 5, som er frihjulskoplet ved utspoling. Alternativt kan det benyttes andre konstruksjoner for å holde linen, eller denne kan være kveilet opp løst. Friksjonen mellom strømmen av trykkgass 3 og hele lengdeutstrekningen av wiren / tauet 4 medfører en rask forflytning av linen / kabelen 4 over særlig lange strekninger, som over 20 km, og gjennom meget krevende og fier- vinklede rørkonstruksjoner. Fig. 2 viser hvorledes linen / kabelen 4 festes til et eksempelvis roterende dysehode 6 med en tilkoplet slange 7 for tilførsel av vann under høyt trykk med ut fra dysehodet 6 eksempelvis fire parvis skrått forover- og skrått bakover-rettede vannstråler 8, som skjærer opp og knuser belegget 2 til fragmenter 2\ som fluidiseres i gasstrømmen 3. Vannstrålen 8 vil etter bearbeidingsfasen opptre som en vanntåke, som blandes inn i gasstrømmen. Linen / kabelen 4 spoles inn f.eks på trommelen 5 i en hastighet som avhenger av beleggets art og tykkelse, og når dysehodet 6 trekkes aksielt gjennom røret 1, vil både et rotert så vel som et ikke-rotert dysehode 6 forbli selvsentrert på grunn av den likeverdige rekyleffekten fra de parvise vannstråler. Dysehodets karakteristika for øvrig, som diameter, antall vannstråler og deres vinkel ut fra dysehodet, lik eller variert spissing av vannstrålen og liknende, avhenger primært av arbeids- oppgaven, det vil si beleggets art, tykkelse og rørdimensjon. Fig. 3 viser hvorledes dysehodet 6 med slange 7 for vanntilførsel trekkes i retning mot trommelen 5 etter hvert som belegget blir omgjort til fluidiserte fragmenter T og beveger seg i og med gasstrømmen med vanntåke, i et trefaseregime bort fra bearbeidingsområdet for vannstrålene 8 fra dysehodet 6. Fig. 4 viser et nesten ferdig rengjort rør 1, der dysehodet 6 er trukket nesten helt frem til trommelen 5, der de fluidiserte fragmentene T fortsatt strømmer i og med gasstrømmen, men der røret etter endt bearbeiding vil bli blåst tomt for fragmenter 2\ også i lange og krevende rørkonstruksjoner. Fig. 5 viser som et supplement hvorledes foran beskrevne fremgangsmåte vil la seg gjennomføre i en krevende bøyd rørkonstruksjon, der det fluidiserte tre- faseregime vil bringe løsgjorte beleggsfragmenter T ut av røret og bort fra bearbeidingsområdet.

Tilgjengelig luft- / gassmengder genereres fra et kompressoraggregat drevet av for eksempel en elektromotor.

Oppfinnelsen baserer seg på å benytte luftpumper for å transportere fragmenter gjennom rørsystemer og samtidig fjerne løsnet belegg. Dette oppnås ved å kople til en luft- /gasspumpe til rørsystemet. Først blåser man gjennom en line / kabel, som deretter koples til høytrykkslangen med dysehodet, hvoretter dysene aktiveres og trekking gjennom røret kan ta til. På grunn av farten til gassen som blir pumpet gjennom, har den så stor friksjonsenergi at den klarer å transportere beleggsfragmentene i horisontale og vertikale rørsystemer med mange bend. Det benyttes gass, så som luft og ikke vann til å transportere løsnet belegg, og det forholdsvis beskjedne vannforbruket i dysene opptrer etter bearbeidingsfasen som en vanntåke, som blandes i gasstrømmen til et trefaseregime.

Det fluidiserte trefaseregimet med beleggsfragmenter kan etter utført rensing tilbakeføres til en gass- og væske / masse- ekspansjonsseparator med stort tverrsnitt, som medfører at luften mister sin hastighet og dermed evne til å transportere fragmentene og vannet, som på grunn av sin relativt høye vekt da vil synke mot separatorens bunn for oppsamling / drenering for gjenbruk av vann.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for å løsne og fragmentere belegg (2) fra innsiden av særlig lange og/eller bøyde rørkonstruksjoner med rør (1), karakterisert ved at - en line/kabel (4) blåses gjennom røret (1) med en gasstrøm (3) under trykk, idet friksjonen mellom gasstrømmen (3) og lengdeutstrekningen av linen/kabelen (4) medfører en rask transport av linen/kabelen (4) gjennom røret (1), - et dysehode (6) med en tilkoplet slange (7) for tilførsel av vann under høyt trykk festes til den ytre enden av linen/kabelen (4), - linen/kabelen (4) trekkes tilbake mens vannet som spyles ut av dysehodet under trykk som minst en vannstråle (8) skjærer opp og knuser belegget (2) til fragmenter (2') hvilke fragmenter (2') fluidiseres i gasstrømmen (3), der vannstrålen (8) etter spyling danner en vanntåke som blandes inn i gasstrømmen (3) til et tre-fase regime, - den tilførte gassen transporteres ut gjennom røret (1).

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at gassen transporteres ut gjennom røret i motsatt retning av hvilken dysehodet (6) trekkes.

3. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at inntrekking av dysehodet (6) med line/kabel (4) skjer i en hastighet som bestemmes av beleggets (2) art, tykkelse og dimensjonen av røret (1) mens fjerning av belegg pågår.

4. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at belegget fjernes ved å trekke inn slangen (7) med dysehodet (6) til en ønsket posisjon, hvoretter spylingen tiltar.

5. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at den trykksatte gass er trykkluft.

6. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at linen/kabelen er kveilet opp på en trommel (5), hvilken trommel (5) kan drives av en drivanordning eller frikoples for henholdsvis å trekke tilbake eller frigjøre linen/kabelen.

7. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at dysehodet er roterende.

8. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at dysehodet er fast.

9. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 7-8, karakterisert ved at dysehodet gir skrått forover- og skrått bakover-rettede vannstråler (8).

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at dysehodet gir fire parvis skrått forover- og skrått bakover-rettede vannstråler (8).

11. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at det fluidiserte trefaseregimet med beleggsfragmenter (2') renses ved at hastigheten av gassen reduseres slik at beleggsfragmentene (2') felles ut på grunn av sin vekt.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at det fluidiserte trefaseregimet med beleggsfragmenter (2') etter rensing separeres for gjenbruk av vann.