RU181067U1

RU181067U1 - Concreted pipe

Info

Publication number: RU181067U1
Application number: RU2017144565U
Authority: RU
Inventors: Владислав Олегович Зотов; Алексей Сергеевич Гончаров; Динар Рафаэлевич Вафин; Зариф Закиевич Шарафутдинов; Дмитрий Александрович Шаталов
Original assignee: Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть")
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2018-07-04

Abstract

Полезная модель относится к трубопроводной технике, а именно к трубам с бетонным покрытием, используемым при прокладке трубопроводов по дну водоемов, в заболоченной местности в сейсмоопасных районах, а также в случаях, когда требуется повышенная защита трубопровода.Техническим результатом, достигаемым при реализации заявленной полезной модели, является повышение прочности обетонированной трубы.Указанный технический результат достигается за счет того, что обетонированная труба, содержащая проводящую трубу с установленным на ней арматурным каркасом и бетонным покрытием, причем арматурный каркас выполнен в виде продольных металлических стержней, на которые навита по спирали с равным шагом металлическая лента, при этом для получения бетонного покрытия использован полимерцементный раствор, содержащий в составе жидкости затворения 20%-ный раствор эпоксидной смолы в триэтиленгликоле при полимерцементном отношении П/Ц=0,01-0,2.The invention relates to pipeline technology, namely, concrete-coated pipes used when laying pipelines along the bottom of reservoirs, in wetlands in earthquake-prone areas, as well as in cases where increased protection of the pipeline is required. Technical result achieved when implementing the claimed utility model , is to increase the strength of the concrete pipe. The specified technical result is achieved due to the fact that the concrete pipe containing a conductive pipe with an arm installed on it turret frame and concrete coating, and the reinforcing frame is made in the form of longitudinal metal rods, on which a metal strip is wound in a spiral with equal pitch, and a polymer-cement mortar containing 20% epoxy resin in triethylene glycol at a polymer-cement ratio P / C = 0.01-0.2.

Description

Полезная модель относится к трубопроводной технике, а именно к трубам с бетонным покрытием, используемым при прокладке трубопроводов по дну водоемов, в заболоченной местности в сейсмоопасных районах, а также в случаях, когда требуется повышенная защита трубопровода.The utility model relates to pipeline technology, namely to concrete coated pipes used when laying pipelines along the bottom of reservoirs, in wetlands in earthquake-prone areas, as well as in cases where increased protection of the pipeline is required.

Из уровня техники известны различные конструкции труб с бетонным покрытием, в частности, труба комбинированная с балластным покрытием, раскрытая в патенте на полезную модель RU 68637, опубликованном 21.11.2007, состоящая из центральной трубы; оболочки, установленной соосно центральной трубе с образованием кольцевого пространства; опорно-направляющего устройства, распределенного и закрепленного на поверхности центральной трубы; балластного материала в кольцевом пространстве; кольцевых бетонных заглушек с отверстиями на конечных участках кольцевого пространства.Various constructions of concrete coated pipes are known from the prior art, in particular, a combined ballast coated pipe disclosed in utility patent RU 68637, published November 21, 2007, consisting of a central pipe; a shell mounted coaxially with the central pipe to form an annular space; support-guide device, distributed and fixed on the surface of the Central pipe; ballast material in the annular space; annular concrete plugs with holes in the end sections of the annular space.

Кроме того, из патента на изобретение RU 2317469, опубликованного 20.02.2008, известна труба комбинированная с балластным покрытием, состоящая из центральной трубы, проводящей вещество в газообразном или жидком состоянии, оболочки, установленной соосно центральной трубе с образованием кольцевого пространства, имеющей внутренний диаметр больший, чем наружный диаметр центральной трубы и длину меньшую, чем длина центральной трубы, опорно-направляющего устройства, состоящего из центраторов, распределенных и закрепленных на наружной поверхности центральной трубы, с фасками на поверхностях, контактирующих с внутренней поверхностью спиральновитой оболочки, имеющих опоры, балластного материала, заполняющего кольцевое пространство, при этом оболочка является спиральновитой из оцинкованной стальной ленты с выступающими внутрь швами и имеет на наружной поверхности защитное покрытие.In addition, from the patent for invention RU 2317469, published on 02.20.2008, a combined ballast-coated pipe is known consisting of a central pipe conducting the substance in a gaseous or liquid state, a sheath installed coaxially with the central pipe to form an annular space having an inner diameter larger than the outer diameter of the central pipe and a length less than the length of the central pipe of the supporting-guide device, consisting of centralizers distributed and fixed on the outer surface a neutral pipe, with chamfers on surfaces in contact with the inner surface of the spiral sheath, having supports, ballast material filling the annular space, the sheath being spiral-wound from galvanized steel tape with protruding inward seams and having a protective coating on the outer surface.

Также из патента на полезную модель RU 99580, опубликованного 20.11.2010, известна труба с балластным покрытием, содержащая центральную трубу, оболочку, установленную соосно центральной трубе с образованием кольцевого пространства, имеющую внутренний диаметр больший, чем наружный диаметр центральной трубы, опорно-направляющее устройство, состоящее из центраторов, и балластный материал, при этом между центральной трубой и балластным материалом нанесен слой пенополиуретана, на котором распределены и закреплены центраторы, внутри балластного материала расположен арматурный каркас с фиксаторами, удерживающими арматурный каркас на слое пенополиуретана, при этом арматурный каркас имеет, по меньшей мере, четыре продольные арматуры, на которые навита по спирали с равным шагом поперечная арматура, соединение продольной и поперечной арматуры осуществлено с помощью вязальной проволоки и/или сварки, а в качестве балластного материала использована бетонная смесь.Also, from the patent for utility model RU 99580, published on November 20, 2010, a ballast-coated pipe is known that contains a central pipe, a sheath installed coaxially with the central pipe to form an annular space, having an inner diameter larger than the outer diameter of the central pipe, and a supporting-guide device consisting of centralizers and ballast material, while between the central tube and the ballast material a layer of polyurethane foam is applied, on which the centralizers are distributed and fixed, inside the ballast The reinforcement cage with retainers holding the reinforcement cage on a layer of polyurethane foam is located on the series, while the reinforcing cage has at least four longitudinal reinforcement, onto which the transverse reinforcement is helically wound with equal pitch, the longitudinal and transverse reinforcement are connected using a knitting wire and / or welding, and as a ballast material used concrete mixture.

Недостаток вышеуказанных технических решений заключается в невозможности достичь высоких защитных функций бетонного покрытия, необходимых для использования трубопровода в сложных инженерно-геологических условиях.The disadvantage of the above technical solutions is the inability to achieve the high protective functions of the concrete coating necessary for the use of the pipeline in complex engineering and geological conditions.

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели является труба с бетонным покрытием, раскрытая в патенте на изобретение RU 2596298, опубликованном 10.09.2016, выполненная из проводящей трубы, на которую нанесено бетонное покрытие, состоящее, по меньшей мере, из двух слоев, при этом внешний слой выполнен из бетонной смеси с плотностью от 1900 кг/см³ до 2600 кг/м³, а по меньшей мере один из внутренних слоев выполнен из бетонной смеси с плотностью от 2900 кг/см³ до 3400 кг/см³. При изготовлении трубы бетонную смесь нагнетают в пространство между проводящей трубой и установленной на ней первой опалубкой. После выдержки первого слоя устанавливают вторую опалубку и в пространство между опалубками нагнетают вторую бетонную смесь. При этом возможно выполнение второй опалубки съемной. Для увеличения прочностных характеристик конструкции трубы с бетонным покрытием предусмотрена установка арматурного каркаса между трубой и бетонным покрытием.The closest set of essential features to the claimed utility model is a pipe with a concrete coating, disclosed in the patent for invention RU 2596298, published on 09/10/2016, made of a conductive pipe, on which a concrete coating is applied, consisting of at least two layers, the outer layer is made of concrete with a density of 1900 kg / cm³ to 2600 kg / m³, and at least one of the inner layers is made of concrete with a density of 2900 kg / cm³ to 3400 kg / cm³. In the manufacture of the pipe, the concrete mixture is pumped into the space between the conductive pipe and the first formwork installed on it. After holding the first layer, a second formwork is installed and a second concrete mixture is pumped into the space between the formwork. In this case, the second formwork is removable. To increase the strength characteristics of the construction of the concrete-coated pipe, a reinforcing frame is installed between the pipe and the concrete coating.

В другом способе изготовления трубы сначала производят установку первой опалубки и второй опалубки. Подготовку бетонной смеси первого слоя и второго слоя бетона производят одновременно и раздельно. Полученные бетонные смеси нагнетаются в соответствующие кольцевые пространства бетонными насосами. Технический результат: повышение защищенности трубы от внешних механических и ударных воздействий.In another method of manufacturing the pipe, the first formwork and the second formwork are first installed. The preparation of the concrete mixture of the first layer and the second concrete layer is carried out simultaneously and separately. The resulting concrete mixtures are injected into the corresponding annular spaces with concrete pumps. Effect: increase the protection of the pipe from external mechanical and shock effects.

Недостатком данного технического решения является значительный наружный диаметр и вес трубной конструкции, обусловленный двухслойным нанесением бетонной смеси разной плотности, в результате чего возникают трудности в транспортировке, а также увеличивается стоимость трубной конструкции.The disadvantage of this technical solution is the significant outer diameter and weight of the pipe structure, due to the two-layer application of concrete mix of different densities, resulting in difficulties in transportation, and also increases the cost of the pipe structure.

Из практики строительства трубопроводов известно, что для изготовления цементного покрытия труб, многослойных трубных изделий с применением цемента способны выступать композитные материалы на основе цементно-полимерных систем. Однако применение цементно-полимерных систем не оптимизировано, как по виду применения полимеров, так и по виду цементов. Это связано с различной структурой кристаллогидратных систем цементного камня и строением полимеров. Оптимизация цементно-полимерных систем применительно к насыщению кристаллогидратной структуры цементными полимерами позволит повысить долговечность их эксплуатации до требуемых сроков (>30 лет).From the practice of building pipelines it is known that composite materials based on cement-polymer systems are able to act for the manufacture of cement coating of pipes, multilayer pipe products using cement. However, the use of cement-polymer systems is not optimized, both in terms of the use of polymers and in the form of cements. This is due to the different structure of crystalline hydrate systems of cement stone and the structure of polymers. Optimization of cement-polymer systems in relation to the saturation of the crystalline hydrate structure with cement polymers will increase the durability of their operation to the required terms (> 30 years).

Применение только стандартных трубных изделий и технологий строительства трубопроводов применительно к сложным инженерно-геологическим условиям не позволяет в требуемой мере обеспечить необходимый уровень надежности сооружаемых трубопроводов.The use of only standard pipe products and pipeline construction technologies in relation to complex engineering and geological conditions does not allow to provide the required level of reliability of the pipelines being constructed to the required extent.

Задачей полезной модели является разработка специальной трубной конструкции с применением однослойных цементных полимерных систем для их нанесения на внешнюю сторону трубы, характеризующаяся высокими параметрами прочности к различным механическим воздействиям.The objective of the utility model is to develop a special pipe structure using single-layer cement polymer systems for applying them to the outside of the pipe, characterized by high parameters of strength to various mechanical stresses.

Техническим результатом, достигаемым при реализации заявленной полезной модели, является повышение прочности обетонированной трубы.The technical result achieved by the implementation of the claimed utility model is to increase the strength of the concrete pipe.

Указанный технический результат достигается за счет того, обетонированная труба, содержащая проводящую трубу с установленным на ней арматурным каркасом и бетонным покрытием, причем арматурный каркас выполнен в виде продольных металлических стержней, на которые навита по спирали с равным шагом металлическая лента, при этом для получения бетонного покрытия использован полимерцементный раствор, содержащий в составе жидкости затворения 20%-ный раствор эпоксидной смолы в триэтиленгликоле при полимерцементном отношении П/Ц=0,01-0,2.The specified technical result is achieved due to the fact that the concrete pipe containing a conductive pipe with a reinforcing cage installed on it and a concrete coating, the reinforcing cage is made in the form of longitudinal metal rods, on which a metal tape is wound in a spiral with equal pitch, while obtaining concrete Coating used a polymer-cement solution containing in the composition of the mixing liquid a 20% solution of epoxy in triethylene glycol at a polymer-cement ratio P / C = 0.01-0.2.

Кроме того, возможны варианты конкретных выполнений устройства, заключающиеся в следующем:In addition, possible specific embodiments of the device, which are as follows:

арматурный каркас выполнен, по меньшей мере, из четырех продольных металлических стержней;the reinforcing cage is made of at least four longitudinal metal rods;

в качестве эпоксидной смолы используют ЭД-16 или ЭД-20.as epoxy resin use ED-16 or ED-20.

Арматурный каркас предназначен для армирования полимерцементного камня, представляющего собой полимерцементную систему. Для повышения работоспособности (прочности и долговечности) обетонированной трубы в качестве вяжущего вещества используется цементно-полимерная система на основе цементно-песчаной смеси и внесенной в жидкость затворения эпоксидной смолы ЭД-16 или ЭД-20 в триэтиленгликоле (ТЭГ), придающей полимерцементному связующему более высокую прочность формируемого цементного камня и сцепление с поверхностью трубы.The reinforcing cage is intended for reinforcing a polymer cement stone, which is a polymer cement system. To increase the working capacity (strength and durability) of a concrete pipe, a cement-polymer system based on a cement-sand mixture and ED-16 or ED-20 epoxy resin in a triethylene glycol (TEG), which gives a polymer cement binder, is used as a binder. strength of the formed cement stone and adhesion to the surface of the pipe.

Предлагаемая конструкция обетонированной трубы, содержащая обетонированное покрытие на основе полимерцементного раствора совместно с арматурным каркасом позволяет получать высокую прочность.The proposed construction of a concrete pipe containing a concrete coating based on a polymer-cement mortar together with a reinforcing cage allows to obtain high strength.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена предлагаемая конструкция обетонированной трубы, на фиг. 2 представлен поперечный разрез обетонированной трубы, а на фиг. 3 изображен арматурный каркас.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the proposed construction of a concrete pipe; FIG. 2 is a cross-sectional view of a concrete pipe, and FIG. 3 shows a reinforcing cage.

На чертежах позиции имеют следующие числовые обозначения:In the drawings, the positions have the following numerical designations:

1 - проводящая труба;1 - conductive pipe;

2 - арматурный каркас;2 - reinforcing cage;

3 - бетонное покрытие;3 - concrete coating;

4 - продольные металлические стержни;4 - longitudinal metal rods;

5 - металлическая лента.5 - metal tape.

Проводящая труба 1 снабжена арматурным каркасом 2, содержащим, по меньшей мере, четыре продольных металлических стержня 4, на которые навита по спирали с равным шагом металлическая лента 5. Продольные металлические стержни 4 и металлическая лента 5 соединены с помощью вязальной проволоки и/или сварки. Арматурный каркас 2 предназначен для армирования бетонного покрытия 3, состоящего из полимерцементного раствора, содержащего в составе жидкости затворения 20%-ный раствор эпоксидной смолы в триэтиленгликоле при полимерцементном отношении П/Ц=0,01-0,2.The conductive pipe 1 is equipped with a reinforcing cage 2, containing at least four longitudinal metal rods 4, on which a metal strip 5 is wound in a spiral with equal pitch. The longitudinal metal rods 4 and the metal strip 5 are connected using a knitting wire and / or welding. The reinforcing cage 2 is intended for reinforcing a concrete coating 3 consisting of a polymer-cement mortar containing a 20% solution of epoxy in triethylene glycol in the composition of the mixing fluid at a polymer-cement ratio P / C = 0.01-0.2.

Для изготовления обетонированной трубы производят установку арматурного каркаса 2 на поверхность проводящей трубы 1 с помощью фиксирующих опор (на фигурах не показаны).For the manufacture of a concrete pipe, the reinforcing cage 2 is installed on the surface of the conductive pipe 1 using fixing supports (not shown in the figures).

Далее на поверхность проводящей трубы 1 устанавливают центрирующие пояса (на фигурах не показаны), состоящие из центрирующих опор, соединенных между собой ленточными элементами и затем производят установку съемной опалубки поверх проводящей трубы 1 на центрирующие пояса (на фигурах не показаны).Next, centering belts (not shown in the figures) are installed on the surface of the conducting pipe 1, consisting of centering supports interconnected by tape elements and then the removable formwork is installed over the conducting pipe 1 on the centering belts (not shown in the figures).

Осуществляют подготовку полимерцементного раствора, предусматривающую смешивание песка с цементом, например с портландцементом М500 Д0 и жидкостью затворения при водоцементном соотношении В/Ц=0,4. При этом в жидкость затворения вводят 20%-ный раствор эпоксидной смолы, например ЭД-16 или ЭД-20, в триэтиленгликоле, в результате получается эмульсия на основе эпоксидной смолы. Полученная жидкость затворения смешивается с цементом при полимерцементном отношении П/Ц=0,01-0,2.A polymer-cement solution is prepared, which involves mixing sand with cement, for example, Portland cement M500 D0 and a mixing fluid with a water-cement ratio W / C = 0.4. In this case, a 20% solution of epoxy resin, for example ED-16 or ED-20, in triethylene glycol is introduced into the mixing liquid, resulting in an emulsion based on epoxy resin. The resulting mixing liquid is mixed with cement at a polymer-cement ratio P / C = 0.01-0.2.

Полученную бетонную смесь нагнетают бетонным насосом (насосами) в пространство между проводящей трубой 1 и установленной на ней съемной опалубкой.The resulting concrete mixture is injected with a concrete pump (s) into the space between the conductive pipe 1 and the removable formwork installed on it.

При этом собранная трубная конструкция располагается под углом от 5° до 8° к горизонту. Нагнетание раствора производится через специальные съемные заглушки на конце проводящей трубы 1. Заливка производится с конца, расположенного ниже относительно горизонтальной линии. После завершения процедуры заполнения конструкции осуществляют выдержку в естественных условиях на стенде в течение времени до набора прочности не менее 24 МПа, при этом опалубка и заглушки с концов проводящей трубы удаляются.In this case, the assembled pipe structure is located at an angle of 5 ° to 8 ° to the horizontal. The injection of the solution is carried out through special removable plugs at the end of the conductive pipe 1. The filling is carried out from the end, located lower relative to the horizontal line. After completion of the procedure for filling the structure, exposure is carried out in natural conditions on the stand for a time until the strength is set to at least 24 MPa, while the formwork and plugs from the ends of the conductive pipe are removed.

Возможность достижения технического результата подтверждается проведенными исследованиями бетонного камня на основе портландцемента М500 Д0, модифицированного эмульсиями углеводородных соединений (Т=295°К) при водоцементном соотношении В/Ц=0,4, результаты представлены в таблице 1.The possibility of achieving a technical result is confirmed by studies of concrete stone based on Portland cement M500 D0, modified with emulsions of hydrocarbon compounds (T = 295 ° K) at a water-cement ratio W / C = 0.4, the results are presented in table 1.

Claims

1. Concreted pipe containing a conductive pipe with a reinforcing cage installed on it and a concrete coating, characterized in that the reinforcing cage is made in the form of longitudinal metal rods, on which a metal tape is wound in a spiral with equal pitch, and polymer-cement is used to obtain a concrete coating a solution containing in the composition of the mixing liquid a 20% solution of epoxy in triethylene glycol at a polymer-cement ratio P / C = 0.01-0.2.

2. Concreted pipe according to claim 1, characterized in that the reinforcing cage is made of at least four longitudinal metal rods.

3. Concreted pipe according to claim 1, characterized in that ED-16 or ED-20 is used as the epoxy resin.