PL162874B1 - i urzadzenie do nakladania wykladzin w rurociagach PL PL - Google Patents

Abstract

1 Sposób nakladania wykladzin w rurociagach, który polega na etapach pobierania odcinka rury wykla- dzinowej wykonanej z materialu plastycznego i majacej zewnetrzna srednice wieksza niz wewnetrzna srednica wykladanego rurociagu, przeciagania rury wykladzino- wej w temperaturze otoczenia przez matryce ksztaltowa za pomoca elementu ciagnacego pod naprezeniem, dola- czonego do prowadzacego konca rury wykladzinowej i wkreconego poprzez rurociag dla zredukowania zew- netrznej srednicy rury wykladzinowej, 1 przeciagania rury wykladzinowej przez rurociag przeznaczony do wyloze- nia, przy czym jej zewnetrzna srednica jest zredukowana i/lub utrzymuje wymiar mniejszy niz srednica wewnetr- zna tego rurociagu, znamienny tym, ze stosuje sie takie naprezenie przykladane przez element ciagnacy, aby czesciowo ograniczyc promieniowe rozszerzenie zew- netrznej powierzchni rury wykladzinowej p o jej wyjsciu z matrycy, a nastepnie umozliwia sie rozszerzenie rury wykladzinowej wewnatrz rurociagu poprzez zwolnienie tego naprezenia, po którym nastepuje rozszerzenie rury indukowane jej pamiecia przy zwyklym cisnieniu atm os- ferycznym i w temperaturze otoczenia rurociagu 13 Urzadzenia do nakladania wykladzin w rurocia- gach, zawierajace konstrukcje podpierajaca, matryce ksztaltowa umieszczona wewnatrz tej konstrukcji pod- pierajacej do redukowania srednicy przepuszczanej przez nia rury wykladzinowej oraz zacisk mocujacy do przyt- wierdzania konstrukcji podpierajacej do rurociagu, zna- mienne tym, ze matryca ksztaltowa (3). . . PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do nakładania wykładzin w rurociągach. Wynalazek jest opisany w odniesieniu do zasilających rur gazowych, olejowych i wodnych, jednakże znajduje zastosowanie we wszelkiego rodzaju rurach.

Podczas wykładania zainstalowanych sieci rurociągowych (które to rury gdy są osadzone w sieci, są narażone na pęknięcia wskutek ruchu ziemi), znane jest przeciąganie ogrzanej wykładziny z rury plastycznej przez ciągadło dla zmniejszenia średnicy i następnie przez odcinek gotowej rury

Określenie „zainstalowana sieć rurociągowa oznacza sieć rurociągową już założoną, w położeniu przeznaczenia do zamierzonego celu, taką jak na przykład zagłębioną w ziemi sieć rurociągową gazu, oleju, wody lub kanalizacyjną, sieć rurociągową tworzącą część większej instalacji tak

162 874 jak w rafineriach ropy lub gazu lub instalacji zasobnikowej, względnie sieć rurociągową leżącą na ziemi i łączącą źródło zasilania z miejscem odbiorczym, tak jak rura olejowa łącząca studzienkę z rafinerią lub portem.

W przypadku rurociągu osadzonego w ziemi, normalnie jest to przeprowadzone za pomocą wyciągarki w sąsiedztwie wykopu przy jednym końcu odcinka rury przeznaczonej do wyłożenia wykładziną, zaś kabel lub podobna giętka wykładzina przechodzi przez odcinek rury do drugiego wykopu, poza którym jest przymocowana do przedniego końca rury wykładzinowej z materiału plastycznego. W sąsiedztwie drugiego wykopu znajduje się urządzenie ogrzewające i ściskające rurę, zawierające grzejnik i matrycę redukującą wymiar. Przy dolnym końcu tego urządzenia może znajdować się posuwisto-zwrotny “popychacz“, który może uchwycić rurę, pociągnąć ją od urządzenia i podawać ją w kierunku rury przeznaczonej do wyłożenia.

Z opisu patentowego St.Zjednoczonych nr 3 462 825 (Pope i in.) jest znany sposób wykładania rurociągu fluorowęglową rurą wykładzinową, mający etap chwytania jednego końca rury wykładzinowej, która ma zewnętrzną średnicę znacznie większą niż wewnętrzna średnica tej rury wykładzinowej, stopniowego przeciągania tej rury wykładzinowej pod naprężeniem przez matrycę redukcyjną dla redukowania zewnętrznej średnicy do wymiaru trochę mniejszego niż wewnętrzna średnica rurociągu, następnie przeciągania tej rury wykładzinowej poprzez i w głąb rurociągu bez zwalniania naprężenia i wreszcie uwalniania przechwyconego końca rury wykładzinowej dla umożliwienia rozszerzenia uwolnionej rury wykładzinowej do ciasnego styku z wewnętrzną ścianą rurociągu.

Z opisu patentowego St.Zjednoczonych nr 8074413 (Tubovit) jest znany sposób wykładania rur z materiału nietermoplastycznego, rurą wykładzinową z termoplastycznej żywicy syntetycznej, np. w PCV, mający etapy przepuszczania rury wykładzinowej z żywicy syntetycznej, mającej średnią średnicę większą niż wewnętrzna średnica rury przeznaczonej do wyłożenia, przez matrycę po uprzednim ogrzaniu rury wykładzinowej do temperatury, przy której rura wykładzinowa podlega odkształceniom, które mogą być tymczasowo ustalane przez chłodzenie lecz które są zasadniczo wyeliminowane przez następną obróbkę cieplną, następnie wprowadzania rury wykładzinowej po jej przejściu przez matrycę do rury nietermoplastycznej, i wreszcie poddawania żywicznej rury wykładzinowej, włożonej do rury nietermoplastycznej, obróbce cieplnej zawierającej etapy ogrzewania rury wykładzinowej do temperatury wystarczająco wysokiej aby wyeliminować powstałe w wyniku przejścia rury wykładzinowej przez matrycę odkształcenia w zakresie dopuszczonym przez występowanie rury nietermoplastycznej.

Sposób nakładania wykładzin w rurociągach, który polega na etapach pobierania odcinka rury wykładzinowej wykonanej z materiału plastycznego i mającej zewnętrzną średnicę większą niż wewnętrzna średnica wykładanego rurociągu, przeciągania rury wykładzinowej w temperaturze otoczenia przez matrycę kształtową za pomocą elementu ciągnącego pod naprężeniem, dołączonego do prowadzącego końca rury wykładzinowej i wkręconego poprzez rurociąg dla zredukowania zewnętrznej średnicy rury wykładzinowej, i przeciągania rury wykładzinowej przez rurociąg przeznaczony do wyłożenia, przy czym jej zewnętrzna średnica jest zredukowana i/lub utrzymuje wymiar mniejszy niż średnica wewnętrzna tego rurociągu, według wynalazku charakteryzuje się tym, ze stosuje się takie naprężenie przykładane przez element ciągnący, aby częściowo ograniczyć promieniowe rozszerzenie zewnętrznej powierzchni rury wykładzinowej po jej wyjściu z matrycy, a następnie umożliwia się rozszerzenie rury wykładzinowej wewnątrz rurociągu poprzez zwolnienie tego naprężenia, po którym następuje rozszerzenie rury indukowane jej pamięcią przy zwykłym ciśnieniu atmosferycznym i w temperaturze otoczenia rurociągu.

Korzystnie sposobem według wynalazku wykłada się rurociąg osadzony w ziemi, przy czym długość tego rurociągu i długość rury wykładzinowej wynoszą przynajmniej 10 metrów.

W sposobie korzystnie stosuje się rurę wykładzinową z tworzywa sztucznego, stanowiącego polietylen lub kopolimer etylenu i przynajmniej jednej olefiny alfa mającej do dziesięciu atomów węgla.

Do przeznaczonego do wyłożenia rurociągu dołącza się matrycę kształtową bezpośrednio lub pośrednio, w odstępie od tego rurociągu, a wychodzącą z matrycy rurę wykładzinową chwyta się wewnątrz przestrzeni tego odstępu pomiędzy matrycą i rurociągiem i przeciąga w kieiunku

162-874 - 5 i poprzez rurociąg. Rurę wykładzinową ogrzewa się wstępnie zanim wynurzy się z matrycy i chłodzi się wewnątrz przestrzeni odstępu pomiędzy matrycą a rurociągiem po jej wyjściu z matrycy.

Rurę wykładzinową przed etapem kształtowania matrycowego ogrzewa się wstępnie do temperatury od 30°C do 95°C, korzystnie do temperatury od 30°C do 55°C, a najkorzystniej do temperatury od 45°C do 95°C. Dla wstępnego ogrzania rury wykładzinowej korzystnie ogrzewa się wstępnie matrycę kształtową. Zewnętrzną średnicę rury wykładzinowej redukuje się korzystnie o wielkość do 15%.

Urządzenia do nakładania wykładzin w rurociągach, zawierające konstrukcję podpierającą, matrycę kształtową umieszczoną wewnątrz tej konstrukcji podpierającej do redukowania średnicy przepuszczanej przez nią rury wykładzino wej oraz zacisk mocujący do przytwierdzania konstrukcji podpierającej do rurociągu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że matryca kształtowa posiada powierzchnię kształtową, która w całości lub częściowo jest nachylona pod kątem pomiędzy 6° a 32°.

Konstrukcja podpierająca matrycę kształtową korzystnie jest mocowana za pomocą zacisku mocującego w odstępie od rurociągu a wewnątrz tego odstępu jest umieszczony zespół popychający, przystosowany do uchwycenia rury wykładzinowej po jej wyjściu z matrycy i przeciągnięcia jej w kierunku i poprzez rurociąg.

Matryca kształtowa korzystnie posiada element ogrzewający dla ogrzewania matrycy kształtowej, a tym samym rury wykładzinowej przed jej wyjściem z matrycy.

Wewnątrz odstępu pomiędzy matrycą kształtową a rurociągiem korzystnie znajduje się element chłodzący do chłodzenia ogrzanej rury wykładzinowej po jej wyjściu z matrycy.

Matryca kształtowa korzystnie posiada wydrążony korpus, w którym znajduje się element ogrzewający do ogrzewania matrycy. Element ogrzewający korzystnie stanowi elektryczną cewkę ogrzewającą, która w trakcie pracy jest zasilana prądem z obwodu sieciowego.

Matryca kształtowa ma powierzchnię kształtową o kącie nachylenia korzystnie pomiędzy 12° i 29°, a najkorzystniej pomiędzy 20° i 25°. Nachylona powierzchnia kształtowa matrycy ciągnie się na długości osiowej stanowiącej przynajmniej 70%, korzystnie 80%, a najkorzystniej 85% całkowitej odległości osiowej pomiędzy tą częścią powierzchni kształtowej, która ma maksymalną średnicę, a wylotem matrycy. Ściany tej części wnętrzy matrycy kształtowej, która znajduje się pomiędzy powierzchnią kształtową a wylotem, korzystnie są równoległe do osi matrycy.

Według wynalazku jest zatem opracowany sposób wykładania zainstalowanego rurociągu rurą wykładzinową, który zawiera etapy pobierania odcinka rury wykładzinowej wykonanej z materiału plastycznego z trwałą pamięcią, mającej zewnętrzną średnicę większą niż wewnętrzna średnica rurociągu przeznaczonego do wyłożenia, przeciągania rury wykładzinowej przez matrycę kształtową, przymocowaną bezpośrednio lub pośrednio do rury przeznaczonej do wyłożenia, z zastosowaniem zespołu naciągającego pod napięciem, przyłączonego do prowadzącego końca rury wykładzinowej i przeciągniętego przez rurociąg dla zredukowania zewnętrznej średnicy rury wykładzinowej o wartość do 15%, przy czym napięcie wywierane przez zespół naciągający jest takie, aby częściowo ograniczyć promieniowe rozszerzenie zewnętrznej średnicy rury wykładzinowej po jej wyjściu z matrycy, przeciągania rury wykładzinowej przez zainstalowany rurociąg przy zewnętrznej średnicy rury zredukowanej i/lub utrzymującej wymiar mniejszy niż wewnętrzna średnica rurociągu, a następnie umożliwienia rurze wykładzinowej rozszerzenia się wewnątrz rurociągu po zwolnieniu tego napięcia w wyniku rozprężenia wywołanego pamięcią tworzywa w warunkach normalnego ciśnienia atmosferycznego i w temperaturze otoczenia rurociągu.

Korzystnie, rura wykładzinowa może być ogrzewana znanymi sposobami przed kształtowaniem. Alternatywnie lub dodatkowo, rura wykładzinowa może być również ogrzewana podczas jej przejścia przez matrycę kształtową. W takim przypadku są zastosowane środki do ogrzewania wewnętrznej powierzchni matrycy kształtowej, równocześnie z przepuszczeniem przez nią rury wykładzinowej.

Kształtowanie rury może też być przeprowadzane w temperaturze otoczenia. Wybór rur wykładzinowych odpowiednich do kształtowania w temperaturach otoczenia będzie zależał między innymi od wymiarów rury wykładzinowej, jej stosunku SDR i szczególnych właściwości materiału, z którego jest wykonana. To czy w danych szczególnych warunkach rura wykładzinowa

162 874 może być właściwie kształtowana w temperaturach otoczenia, można łatwo stwierdzić w drodze prób i błędów.

W urządzeniu według wynalazku zaleca się zastosowanie matrycy kształtowej, wyposażonej w powierzchnię, która w całości lub częściowo jest nachylona pod kątem pomiędzy 6° a 32°, przy czym nie ma ona części użytkowej usytuowanej pod kątem większym niż 32° do osi matrycy i która sięga na długość osiową wynoszącą przynajmniej 70% odległości osiowej pomiędzy częścią, przy której rura wykładzinowa kontaktuje się z tą powierzchnią, a częścią przy której rura wykładzinowa odłącza się od matrycy.

Matryce stosowane praktycznie w znanych urządzeniach do kształtowania rur zawierały dwie części, przy czym pierwsza stanowiła nachyloną powierzchnię kształtującą redukującą średnicę do wartości minimalnej, a druga stanowiła osiową kontynuację wnętrza matrycy i miała ściany równoległe do jej osi, zaś średnicę wewnętrzną równą tej wartości minimalnej. Obecnie stwierdzono, że dla urządzenia według wynalazku korzystne jest zredukowanie osiowej długości tej drugiej części względem osiowej długości pierwszej części, lub nawet całkowite zrezygnowania z drugiej części. W szczególności, przez takie zaprojektowanie matrycy, że pierwsza część sięga na odległość osiową wynoszącą przynajmniej 70%, korzystnie ponad 80% a najkorzystniej ponad 85% odległości osiowej pomiędzy częścią, przy której rura wykładzinowa kontaktuje się z nachyloną powierzchnią, a otworem wylotowym którym rura wychodzi z matrycy, uzyskano możliwość znacznego zmniejszenia napięcia ciągnącego potrzebnego do kształtowania rury wykładzinowej. Następna konsekwencja wynikająca z zastosowania takiej matrycy w praktykowaniu wynalazku polega na tym, że przy użyciu rury wykładzinowej z syntetycznych żywic węglowodorowych w rodzaju polietylenu lub modyfikowanego polietylenu, konwencjonalnie stosowanych w praktyce, rura wykładzinowa po wyjściu z otworu wylotowego matrycy ma większą tendencję do promieniowego rozszerzenia w stosunku do wywieranego przez matrycę stopnia kształtowania niż w przypadku gdy, jak w stanie techniki, zastosowana matryca kształtowa będzie posiadała drugą część o znacznej długości, zwykle rzędu 50%, całkowitej długości matrycy jak wspomniano powyżej. Po zwolnieniu napięcia naciągającego tendencja ta spowoduje większe proporcjonalne rozszerzenie promieniowe w stosunku do zastosowanego napięcia naciągającego niż wystąpiłoby to w przypadku znanych matryc.

Sposób według wynalazku polega zarówno na rozszerzeniu rury wykładzinowej wewnątrz rurociągu zwolnienia naprężenia naciągającego, jak również w wyniku rozszerzenia wywoływanego pamięcią materiału kształtowanej rury wykładzinowej. Przez zastosowanie matrycy mającej zmniejszoną długość osiową jej drugiej części względem długości osiowej jej pierwszej części, jak wspomniano powyżej, proporcjonalne rozszerzenie wynikające ze zwolnienia napięcia naciągającego może być znacznie zwiększone, zapewniając ulepszoną kontrolę wykładania rury wykładziną.

Rozwiązania opisane powyżej dają istotne korzyści w porównaniu z urądzeniem “popychającym, przykładowo znanym z brytyjskiego zgłoszenia patentowego Nr 8 806926. Podczas pracy takiego popychacza, gdy chwyta on rurę wykładzinową i pociąga ją w stronę wykładanego lurociągu, nieodłącznie występuje chwilowo zmniejszenie napięcia naciągającego wywieranego przez urządzenie naciągające (w rodzaju wyciągarki) od strony oddalonego końca rurociągu. Po zwolnieniu uchwytu przez popychacz, napięcie wraca z powrotem do wartości początkowej. Praktycznie powoduje to ciągłą fluktuację napięcia.

Pożądane jest aby zmiany pomiędzy maksymalnym a minimalnym napięciem w trakcie tych fluktuacji były możliwie najłagodniejsze i z minimalnym występowaniem szarpnięć.

Stwierdzono, że w wyniku zalecanego według wynalazku zastosowania matryc, które pozwalają na stosowanie znacznie mniejszych napięć naciągających dla wywołania porównywalnego stopnia kształtowania w porównaniu ze znanymi matrycami i które ponadto wpływają na zwiększenie tendencji “sprężynowania części rury wychodzącej z otworu matrycy, ulegają zmniejszeniu amplitudy fluktuacji, a same fluktuacje stają się łagodniejsze. Biorąc pod uwagę bardzo duże siły potrzebne do wywierania napięcia naciągającego, stanowi to również istotną korzyść zarówno ze względu na bezpieczeństwo jak i na skuteczność operacji.

Długość rurociągu pokrywanego wykładziną w drodze pojedyńczej operacji sposobem według wynalazku zwykle może wynosić od 10 metrów wzwyż. Graniczna długość rurociągu, który ma być pokryty wykładziną w dowolnym szczególnym przypadku zależy od połączenia czynników,

162 874 na które składa się odporność cierna na przesuw wykładziny wewnątrz rurociągu, stopień odkształcenia rury wykładzinowej o zmniejszonej średnicy po włożeniu do rurociągu (problem występujący w przypadku rur wykładzinowych o większej średnicy i stosunkowo dużym stosunku SDR), graniczne napięcie na prowadzącym końcu rury wykładzinowej, powyżej którego może wystąpić trwałe uszkodzenie lub wydłużenie, wydajność mechanizmu (w rodzaju wyciągarki) uruchamiającego środki naciągające o jednolitość średnicy i/lub kierunku wnętrza rurociągu. Najbardziej odpowiednia praktycznie długość wykładania w dowolnym przypadku szczególnym może być łatwo ustalona metodą prób i błędów. Sposób według wynalazku umożliwia wykładanie odcinków rurociągu 6 długości do 450 metrów lub dłuższych. Wykończenie powierzchni matrycy może być wykonane środkami znanymi w technice. Zaleca się aby uzyskać wykończenie powierzchni przynajmniej mniej niż N7, zwykle mniej niż N6, korzystnie mniej niż N5, zaś idealnie rzędu N4 lub niższe.

Stwierdzono, że korzystne jest zastosowanie matrycy mającej stosunkowo płytki kąt nachylenia pochyłej powierzchni matrycy względem jej osi, mieszczącej się w zakresie 12° do 29° a korzystnie od 21° do 25°. Zmniejszenie tego kąta dopomaga w redukcji obciążenia naciągowego potrzebnego do spowodowania ściśnięcia rury wykładzinowej a jednocześnie zwiększa obszar powierzchni kształtowania dla dowolnego danego stopnia ściskania. Optymalny będzie taki kąt, który w dowolnym szczególnym przypadku zminimalizuje wszystkie niedogodności wynikające z dużego obciążenia dla wywołania ściskania oraz z dużego tarcia na obszarze powierzchni matrycy. Powierzchnia matrycy może mieć kształt stożka ściętego. Alternatywnie, może ona mieć zmienny kąt nachylenia względem osi matrycy w obrębie podanych wyżej granic. Ważną i korzystną cechą wynalazku jest, aby stosując rurę wykładzinową z odkształcalnego materiału z trwałą pamięcią, tzn. powracającego do nadanego kształtu pierwotnego, pozostawić tę rurę do rozszerzenia promieniowo wewnątrz wykładanego rurociągu pod wpływem właściwości pamięci materiału rury. Poprzez odpowiedni dobór początkowej średnicy rury wykładzinowej, stopnia ściśnięcia podczas kształtowania i średnicy otworu matrycy w stosunku do wewnętrznej średnicy rurociągu wykładanego wykładziną, wynalazek pozwala na uzyskanie ciasnego parowania wykładziny w rurociągu, otrzymywanego w wyniku (po zwolnieniu napięcia) rozszerzenia wykładziny rurowej indukowanego pamięcią materiału w temperaturach otoczenia i przy ciśnieniu panującym wewnątrz rurociągu. Nie ma potrzeby stosowania znanych ze stanu techniki środków do rozszerzania wykładziny wewnątrz rurociągu, takich jak doprowadzanie do rurociągu wewnętrznego ciśnienia nadatmosferycznego lub ciepła od wewnątrz, względnie początkowe stosowanie bardzo dużych sił rozciągających wykładzinę rurową dla uzyskania początkowej redukcji jej średnicy przed włożeniem do rurociągu. Konkretne warunki robocze przeprowadzania sposobu zależą od kilku czynników podawanych powyżej w każdym szczególnym przypadku i ulegają zmianie w zależności od wewnętrznej średnicy rurociągu, rodzaju jego zastosowania (na przykład do prowadzenia wody lub gazu), rodzaju materiału wykładziny rurowej i wartości SDR wykładziny SDR - oznacza stosunek średnicy wykładziny przed kształtowaniem do grubości jej ścianki).

Według następnego aspektu wynalazku otrzymuje się urządzenie do wykładania rurociągu wykładziną, zawierające konstrukcję podpierającą, matrycę kształtową umieszczoną w tej konstrukcji podpierającej do redukowania średnicy przeciąganej przez nią rury wykładzinowej, elementy mocujące tę strukturę do rurociągu i ewentualnie elementy grzejne w matrycy kształtowej, pozwalające na ogrzanie matrycy dla ogrzania przeciąganej przez nią rury wykładzinowej.

Materiałem zalecanym na rurę wykładzinową jest polietylen, jednakże można również zastosować inne materiały mające właściwość zapamiętywania kształtu, takie jak kopolimer polietylenu i przynajmniej jeden olefin alfa mający do dziesięciu atomów węgla. Jakkolwiek redukcja średnicy rury wykładzinowej podczas przejścia przez matrycę kształtową może dochodzić do 15%, to zaleca się redukcję rzędu 5% do 9,8%. Redukcja powinna być tego rzędu, aby umożliwiała przeciąganie rury wykładzinowej przez rurociąg. To dość proste wymaganie jest skomplikowane wskutek tego, że istniejące rurociągi mają często niedokładnie utrzymany wymiar wewnętrzny, to znaczy wewnętrzna średnica może ulegać zmianie wzdłuż długości rury, zaś szybkość pobierania rury wykładzinowej może ulegać zmianie w zależności od warunków otoczenia i od materiału, z którego jest wykonana. Grubość ścianki rury wykładzinowej powinna być możliwie cienka, ale odpowiednia do

162 874 przeznaczenia rurociągu i zapewnienia właściwego jego wewnętrznego uszczelnienia. Zaleca się stosunek grubości ścianki do średnicy rury wykładzinowej w zakresie 10 do 46.

Maksymalne naprężenie dobierane do przeciągania rury wykładzinowej przez rurociąg powinno korzystnie mieścić się w zakresie 45% do 55% granicy plastyczności rury wykładzinowej, a konkretnie około 50%. Stosunek średnicy przewężenia matrycy do średnicy rury powinien korzystnie mieścić się w zakresie 1,05:1 do 1,15:1. Dla przeciągania rury wykładzinowej przez matrycę kształtową można zastosować posuwisto-zwrotny popychacz dla zwiększenia naprężenia wywieranego przez zespół naciągowy.

Przedmiot wynalazku zostanie uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z boku urządzenia według wynalazku w przekroju, a fig. 2 - widok z boku modyfikacji urządzenia pokazanego na fig. 1, w przekroju.

Dla praktycznej realizacji sposobu wykładania zainstalowanego rurociągu rurą wykładzinową według wynalazku zastosowano etap pobierania odcinka pokazanej na fig. 1 rury wykładzinowej wykonanej z materiału plastycznego z trwałą pamięcią, mającej zewnętrzną średnicę większą niż wewnętrzna średnica rurociągu 10 przeznaczonego do wyłożenia, następnie etap przeciągania tej rury wykładzinowej przez matrycę kształtową 3, przymocowaną bezpośrednio do rurociągu 10 za pomocą zespołu naciągającego pod naprężeniem, przyłączonego do prowadzącego końca rury wykładzinowej i przeciągniętego przez rurociąg 10, redukując zewnętrzną średnicę rury wykładzinowej o 15%, przy czym zastosowano takie naprężenie wywierane przez zespół naciągający, które częściowo ograniczyło promieniowe rozszerzenie zewnętrznej średnicy rury wykładzinowej po jej wyjściu z matrycy i wreszcie etap przeciągania rury wykładzinowej przez zainstalowany rurociąg przy zredukowanej o 15% zewnętrznej średnicy rury, utrzymującej wymiar mniejszy niż wewnętrzna średnica rurociągu, po czym umożliwiono rurze wykładzinowej rozszerzenie wewnątrz rurociągu przez zwalnianie tego naprężenia i w wyniku rozprężenia wywołanego pamięcią tworzywa w warunkach normalnego ciśnienia atmosferycznego i w temperaturze otoczenia rurociągu.

Rurę wykładzinową ogrzewano podczas jej przejścia przez matrycę kształtową do temperatury 50° za pomocą spirali grzejnej 8 do ogrzewania wewnętrznej powierzchni matrycy kształtowej 3.

Pokazane na fig. 1 urządzenie według wynalazku zawiera konstrukcję podpierającą 1, mającą zacisk 2 rury z jednej strony, a z drugiej matrycę kształtową 3. Matryca kształtowa 3 jest zasadniczo cylindryczna i posiada odcinek o większej średnicy 4, połączony z odcinkiem o mniejszej średnicy 5 za pomocą stożkowego odcinka. Matryca kształtowa ma polerowaną powierzchnię kształtującą, nachyloną pod kątem pomiędzy 6° a 32° do matrycy, korzystnie pomiędzy 12° a 29°, zaś najkorzystniej pomiędzy 20° a 25°. Polerowanie jest prowadzone do gładkości przynajmniej poniżej N7, zwykle poniżej N6, korzystnie poniżej N5 a idealnie rzędu N4 lub poniżej.

Stosunek pomiędzy średnicami 4 i 5 jest korzystnie w zakresie 1,05 :1 do 1,15 :1. Stwierdzono, że wówczas uzyskuje się odpowiedni prześwit pomiędzy rurą wykładzinową a średnicą wewnętrzną rurociągu dla większości zwykłych rur i dogodne odzyskanie wymiaru średnicowego materiału.

Korpus matrycy 3 w przedstawionym rozwiązaniu jest wydrążony i otacza elektryczną spiralę grzejną 8, zasilaną z elektrycznego obwodu zasilającego 9. Doprowadzenie mocy do spirali grzejnej umożliwia ogrzanie rury wykładzinowej do temperatury w zakresie 35°C do 95°C, a korzystnie do około 50°C. Po opuszczeniu matrycy, kształtowa rura wykładzinowa jest chłodzona za pomocą pierścieniowego wymiennika 12, usytuowanego wokół rury i pobierającego z niej ciepła. Medium wymiany ciepła może stanowić dwutlenek węgla, powietrze, woda lub dowolny inny odpowiedni płyn.

Zacisk 2 rury jest zamocowany do wolnego końca rurociągu i stanowi wraz z rurociągiem, oznaczonym jako 10, obsadę względem której można ciągnąć rurę wykładzinową 7. Konstrukcja podpierająca, do której podłączony jest zacisk rury, może mieć postać rurową lub może zawierać liczne ramiona łączące ze sobą zacisk 2 rury i matrycę kształtową 3.

Podczas pracy urządzenia, odcinek rury 7 z polietylenu lub innego odpowiedniego materiału może być z jednej strony zukosowany lub odpowiednio uformowany wstępnie dla utworzenia stożka czołowego na tym końcu, na którym będzie nałożony metalowy stożek czołowy z otworem.

Zalecany stosunek grubości ścianki do średnicy rury wykładzinowej mieści się w zakresie 10 do 46. W odcinkach ukośnych są przebite otwory odpowiadające otworom w metalowym stożku czołowym, przez które kabel jest podłączony do rury. Kabel jest przewleczony przez matrycę

162 874 ształtową 3 i rurociąg 1 podłączony do urządzenia naciągającego w rodzaju odpowiednio osadzoej wyciągarki. Następnie włącza się zasilanie elektryczne dla ogrzania matrycy do żądanej tempeatury, zaś ukośny koniec rury wykładzinowej wprowadza się do wyjściowego końca matrycy. Napięcie kabla wzrasta do żądanej wartości (zwykle pomiędzy 45% a 55% granicy plastyczności lanej rury wykładzinowej a zwłaszcza 50%), dopuki rura wykładzinowa nie zacznie przesuwać się irzez tę matrycę i będzie wciągana do rurociągu. W ten sposób przeciąga się całkowicie rurę /ykładzinową przez istniejący rurociąg. Następnie kabel zostaje zwolniony, a charakterystyka iamięciowa materiału powoduje jej rozszerzenie aż do kontaktu z wewnętrzną powierzchnią urociągu.

W razie potrzeby, rura może być przepychana przez rurociąg za pomocą urządzenia popychanego rurę wykładzinową. Układ tego rodzaju jest pokazany na fig. 2. Przepycharka, posiadająca amę 21, cylinder hydrauliczny 22, pierścień zaciskowy 23 i elementy pomocnicze jest umieszczona między matrycą kształtową 3 a zaciskiem 2 rury. Podczas pracy przepycharka przeciąga rurę wyładzinową przez matrycę kształtową 3 i popycha ją do rurociągu.

Powyższe rozwiązania zostały opisane jedynie przykładowo i możliwe są rozmaite zmiany nie wkraczające poza zakres wynalazku. Przykładowo, rura wykładzinowa może być ogrzana przed zejściem do uchwytów kształtowych matrycy, w sposób opisany we współbieżącym zgłoszeniu nr 186340.

FIG. 2

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz Cena 10 000 zł

Claims (27)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób nakładania wykładzin w rurociągach, który polega na etapach pobierania odcinka rury wykładzinowej wykonanej z materiału plastycznego i mającej zewnętrzną średnicę większą niż wewnętrzna średnica wykładanego rurociągu, przeciągania rury wykładzinowej w temperaturze otoczenia przez matrycę kształtową za pomocą elementu ciągnącego pod naprężeniem, dołączonego do prowadzącego końca rury wykładzinowej i wkręconego poprzez rurociąg dla zredukowania zewnętrznej średnicy rury wykładzinowej, i przeciągania rury wykładzinowej przez rurociąg przeznaczony do wyłożenia, przy czym jej zewnętrzna średnica jest zredukowana i/lub utrzymuje wymiar mniejszy niż średnica wewnętrzna tego rurociągu, znamienny tym, że stosuje się takie naprężenie przykładane przez element ciągnący, aby częściowo ograniczyć promieniowe rozszerzenie zewnętrznej powierzchni rury wykładzinowej po jej wyjściu z matrycy, a następnie umożliwia się rozszerzenie rury wykładzinowej wewnątrz rurociągu poprzez zwolnienie tego naprężenia, po którym następuje rozszerzenie rury indukowane jej pamięcią przy zwykłym ciśnieniu atmosferycznym i w temperaturze otoczenia rurociągu.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wykłada się rurociąg osadzony w ziemi, przy czym długość tego rurociągu i długość rury wykładzinowej wynoszą przynajmniej 10 metrów.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się rurę wykładzinową z tworzywa sztucznego, stanowiącego polietylen lub kopolimer etylenu i przynajmniej jednej olefiny alfa mającej do dziesięciu atomów węgla.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do przeznaczonego do wyłożenia rurociągu dołącza się matrycę kształtową bezpośrednio lub pośrednio.
5. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że do przeznaczonego do wyłożenia rurociągu dołącza się matrycę kształtową w odstępie od tego rurociągu, a wychodzącą z matrycy rurę wykładzinową chwyta się wewnątrz przestrzeni tego odstępu pomiędzy matrycą i rurociągiem i przeciąga w kierunku i poprzez rurociąg.
6. 6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że do przeznaczonego do wyłożenia rurociągu dołącza się matrycę kształtową w odstępie od tego rurociągu, a rurę wykładzinową ogrzewa się wstępnie zanim wynurzy się z matrycy i chłodzi się wewnątrz przestrzeni tego odstępu pomiędzy matrycą a rurociągiem po jej wyjściu z matrycy.
7. 7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że rurę wykładzinową przed etapem kształtowania matrycowego ogrzewa się wstępnie do temperatury od 30°C do 95°C.
8. 8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że rurę wykładzinową ogrzewa się wstępnie do temperatury od 30°C do 55°C.
9. 9. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że rurę wykładzinową ogrzewa się wstępnie do temperatury od 45°C do 95°C.
10. 10. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, ze dla wstępnego ogrzania rury wykładzinowej ogrzewa się wstępnie matrycę kształtową.
11. 11. Sposób według zastrz. 7 albo 8 albo 9, znamienny tym, że dla wstępnego ogrzania rury wykładzinowej ogrzewa się wstępnie matrycę kształtową.
12. 12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że redukuje się zewnętrzną średnicę rury wykładzinowej o wielkości do 15%.
13. 13. Urządzenia do nakładania wykładzin w rurociągach, zawierające konstrukcję podpierającą, matrycę kształtową umieszczoną wewnątrz tej konstrukcji podpierającej do redukowania średnicy przepuszczanej przez nią rury wykładzinowej oraz zacisk mocujący do przytwierdzania konstrukcji podpierającej do rurociągu, znamienne tym, że matryca kształtowa (3) posiada powierzchnię kształtową, która w całości lub częściowo jest nachylona pod kątem pomiędzy 6 ° a 32°.

    162 874 ³
14. 14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że konstrukcja podpierająca matrycę kształtową (3) jest mocowana za pomocą zacisku mocującego (2) w odstępie od rurociągu (10), a wewnątrz tego odstępu jest umieszczony zespół popychający (21, 22, 23), przystosowany do uchwycenia rury wykładzinowej (7) po jej wyjściu z matrycy (3) i przeciągnięcia jej w kierunku i poprzez rurociąg (10).
15. 15. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że matryca kształtowa (3) posiada element ogrzewający (8) dla ogrzewania matrycy kształtowej (3), a tym samym rury wykładzinowej (7) przed jej wyjściem z matrycy.
16. 16. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że wewnątrz odstępu pomiędzy matrycą kształtową (3) a rurociągiem (10) znajduje się element chłodzący (12) do chłodzenia ogrzanej rury wykładzinowej (7) po jej wyjściu z matrycy.
17. 17. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że matryca kształtowa (3) posiada wydrążony korpus, w którym znajduje się element ogrzewający (8) do ogrzewania matrycy.
18. 18. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że element ogrzewający (8) stanowi elektryczną cewkę ogrzewającą (8), która w trakcie pracy jest zasilana prądem z obwodu sieciowego.
19. 19. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że konstrukcja podpierająca matrycę kształtową (3) jest mocowana za pomocą zacisku mocującego (2) w odstępie od rurociągu (10), przy czym matryca kształtowa (3) posiada element ogrzewający (8) do ogrzewania matrycy (3), tak że rura wykładzinowa (7) zostaje ogrzana zanim wyjdzie z matrycy (3), a wewnątrz odstępu pomiędzy matrycą kształtową (3) a rurociągiem (10) znajduje się element chłodzący (12) do chłodzenia ogrzanej rury wykładzinowej (7) po jej wyjściu z matrycy (3).
20. 20. Urządzenie według zastrz. 19, znamienne tym, że matryca kształtowa (3) ma wydrążony korpus, w którym jest umieszczony element ogrzewający (8) do ogrzewania matrycy (3).
21. 21. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że element ogrzewający (8) stanowi elektryczną cewkę ogrzewającą (8), która w trakcie pracy jest zasilana prądem z obwodu sieciowego.
22. 22. Urządzenie według zastrz. 13 albo 14, albo 15, albo 16, albo 17, albo 19, albo 20, znamienne tym, że matryca kształtowa (3) ma powierzchnię kształtową o kącie nachylenia pomiędzy 12° i 29°.
23. 23. Urządzenie według zastrz. 22, znamienne tym, że kąt nachylenia powierzchni kształtowej jest pomiędzy 20° i 25°.
24. 24. Urządzenie według zastrz. 13 albo 14, albo 15, albo 16, albo 17, albo 19, albo 20, znamienne tym, że matryca kształtowa (3) ma nachyloną powierzchnię kształtową, która ciągnie się na długości osiowej stanowiącej przynajmniej 70% całkowitej odległości osiowej pomiędzy tą częścią powierzchni kształtowej, która ma maksymalną średnicę, a wylotem matrycy.
25. 25. Urządzenie według zastrz. 24, znamienne tym, że nachylona powierzchnia kształtowa ciągnie się na długości osiowej stanowiącej przynajmniej 80% całkowitej odległości osiowej.
26. 26. Urządzenie według zastrz. 25, znamienne tym, że nachylona powierzchnia kształtowa ciągnie się na długości stanowiącej przynajmniej 85% całkowitej odległości osiowej.
27. 27. Urządzenie według zastrz. 24, znamienne tym, że ściany tej części wnętrza matrycy kształtowej (3), która znajduje się pomiędzy powierzchnią kształtową a wylotem, są równoległe do osi matrycy.