RU206038U1

RU206038U1 - MULTI-LAYER POLYMER SLEEVE

Info

Publication number: RU206038U1
Application number: RU2021106311U
Authority: RU
Inventors: Михаил Вадимович Волков; Олег Вячеславович Морозов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ПИРУСЛАЙН"
Priority date: 2020-06-15
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2021-08-17

Abstract

Полезная модель относится к облицовочному материалу для трубопроводов, в частности к полимерному рукаву, предназначенному для проведения текущего и капитального ремонта газопроводов посредством бестраншейной санации. Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение надежности при эксплуатации полимерного рукава и трубопровода за счет обеспечения компенсации разнонаправленных напряжений при избыточном давлении перекачиваемого газа и внешних нагрузках на трубопровод. Технический результат достигается при использовании многослойного полимерного рукава, содержащего газонепроницаемый эластомер, расположенный со стороны транспортируемой среды по трубопроводу, слой мультиаксиального полотна из стеклянных ровинговых нитей, слой нетканого материала на основе синтетических волокон, при этом слои мультиаксиального полотна и нетканого материала на основе синтетических волокон пропитаны связующим веществом, а стеклянные ровинговые нити расположены в слое мультиаксиального полотна в соответствии с направлением разрушающих усилий в полимерном рукаве. 6 з.п. ф-лы. 2 ил.The utility model relates to a facing material for pipelines, in particular, to a polymer hose intended for carrying out routine and overhaul of gas pipelines by means of trenchless rehabilitation. The technical result of this utility model is to increase the reliability in the operation of a polymer hose and pipeline by providing compensation for multidirectional stresses at excess pressure of the pumped gas and external loads on the pipeline. The technical result is achieved when using a multilayer polymer sleeve containing a gas-tight elastomer located on the side of the transported medium through the pipeline, a layer of a multiaxial fabric made of glass roving threads, a layer of nonwoven fabric based on synthetic fibers, while the layers of a multiaxial fabric and nonwoven fabric based on synthetic fibers are impregnated binder, and glass roving threads are located in the layer of multiaxial fabric in accordance with the direction of the destructive forces in the polymer sleeve. 6 c.p. f-ly. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к облицовочному материалу для трубопроводов, в частности, к полимерному рукаву, предназначенному для проведения текущего и капитального ремонта газопроводов посредством бестраншейной санации.The utility model relates to a lining material for pipelines, in particular, to a polymer hose intended for carrying out routine and overhaul of gas pipelines by means of trenchless rehabilitation.

Санация трубопроводов - это бестраншейная технология ремонта, которая подразумевает протаскивание и выворот в старые трубы полимерного рукава, который выполнен из армирующего материала, пропитанного составом связующих веществ. После установки изделия внутрь трубопровода полимерный рукав отверждается под воздействием температуры и избыточного давления.Rehabilitation of pipelines is a trenchless repair technology, which involves pulling in and turning into old pipes of a polymer sleeve, which is made of a reinforcing material impregnated with a composition of binders. After installing the product inside the pipeline, the polymer sleeve is cured under the influence of temperature and excessive pressure.

Использование таких гибких полимерных рукавов позволяет получить новую прочную трубу, плотно примыкающую к стенкам ремонтируемого трубопровода на любом сложном участке и в точности повторяющую его геометрию. При этом сам рукав может представлять собой самонесущую конструкцию.The use of such flexible polymer sleeves makes it possible to obtain a new strong pipe that tightly adjoins the walls of the pipeline being repaired in any difficult section and exactly repeats its geometry. In this case, the sleeve itself can be a self-supporting structure.

По системе U-Liner известен полимерный рукав, представляющий собой полиэтиленовую трубу с эффектом термической памяти (например, http://zvt.abok.ru/articles/86/Bestransheinaya sanatsiya, просмотрено 01.06.2020 г.). В заводских условиях при производстве осуществляется «складывание» тонкостенной трубы в U-образный профиль, что меньший по габаритам, чем исходная труба, что позволяет заводить ее в санируемую трубу методом протаскивания. Затем лайнер наполняется горячим воздухом и под действием избыточного давления и высокой (до 100°С) температуры расправляется, принимая эксплуатационную форму.According to the U-Liner system, a polymer sleeve is known, which is a polyethylene pipe with a thermal memory effect (for example, http://zvt.abok.ru/articles/86/Bestransheinaya sanatsiya, viewed 06/01/2020). In the factory, during production, a thin-walled pipe is "folded" into a U-shaped profile, which is smaller in size than the original pipe, which allows it to be inserted into the pipe being sanitized by pulling it through. Then the liner is filled with hot air and, under the influence of excess pressure and high (up to 100 ° C) temperature, it expands, taking on an operational shape.

Данный рукав не является самонесущим, то есть он не способен самостоятельно выдерживать эксплуатационные внешние нагрузки в случае разрушения стенок трубопровода. При этом из-за относительно толстой стенки полимерного рукава существенно снижается проходное сечение This sleeve is not self-supporting, that is, it is not able to independently withstand operating external loads in case of destruction of the pipeline walls. At the same time, due to the relatively thick wall of the polymer sleeve, the flow area is significantly reduced

трубопровода, что при пропускании доремонтного потока носителя приводит к дополнительной нагрузке на стенки санированного трубопровода и вероятности их последующего разрушения, которое может произойти в любой момент и привести к аварийной ситуации. К тому же, такой рукав предназначен по большей части для ремонта водопроводных труб и труб с другими неагрессивными носителями. Для использования в трубопроводах с более агрессивными средами его применение невозможно.pipeline, which, when passing the pre-repair flow of the carrier, leads to an additional load on the walls of the refurbished pipeline and the likelihood of their subsequent destruction, which can occur at any time and lead to an emergency. In addition, such a hose is mainly intended for the repair of water pipes and pipes with other non-aggressive media. For use in pipelines with more aggressive media, its use is not possible.

Известно покрытие внутренней поверхности трубопровода (патент РФ №2184304, опубликовано 27.06.2002 г.), содержащее две коаксиально расположенные трубчатые пленочные оболочки на основе термопластичного полимерного материала, одна из которых - внешняя прилегает к внутренней поверхности трубопровода, а другая - внутренняя отделена от нее коаксиальным армирующим слоем, пропитанным отверждаемым полимерным связующим, при этом внутренняя трубчатая пленочная оболочка совместно с армирующим слоем выполнена из полотна, боковые кромки которого герметично соединены друг с другом, а термопластичный полимер выбран из группы, содержащей полиэтилен низкой плотности, полиэтилен сверхвысокомолекулярный, полипропилен, сополимер пропилена с винилацетатом, поливинилхлорид и термопластичный полиуретан. Армирующий слой представляет собой синтетический волокнистый нетканый материала, например, синтетический войлок на основе полиэфирных и/или полипропиленовых волокон. Между внешней трубчатой пленочной оболочкой и основным армирующим слоем коаксиально размещают дополнительный армирующий слой из стеклоткани. Основной и дополнительный армирующие слои пропитывают связующим на основе ненасыщенной полиэфирной смолы.Known coating of the inner surface of the pipeline (RF patent No. 2184304, published on June 27, 2002), containing two coaxially located tubular film shells based on a thermoplastic polymer material, one of which - the outer one is adjacent to the inner surface of the pipeline, and the other - the inner one is separated from it a coaxial reinforcing layer impregnated with a curable polymer binder, while the inner tubular film shell together with the reinforcing layer is made of a fabric, the side edges of which are hermetically connected to each other, and the thermoplastic polymer is selected from the group containing low-density polyethylene, ultra-high molecular weight polyethylene, polypropylene, copolymer propylene with vinyl acetate, polyvinyl chloride and thermoplastic polyurethane. The reinforcing layer is a synthetic fibrous nonwoven material, for example a synthetic felt based on polyester and / or polypropylene fibers. An additional fiberglass reinforcing layer is coaxially placed between the outer tubular film shell and the main reinforcing layer. The main and additional reinforcing layers are impregnated with a binder based on unsaturated polyester resin.

Также известен полимерный рукав, используемый для реконструкции газопроводов по технологии «Феникс» (http://www.mos-gaz.ru/technology/sanatsiva/. просмотрено 01.06.2020 г.), который Also known is a polymer sleeve used for the reconstruction of gas pipelines using the Phoenix technology (http://www.mos-gaz.ru/technology/sanatsiva/. Viewed 06/01/2020), which

изготавливается из полиэфирных и нейлоновых нитей, пропитанных полиэтиленом. Бесшовный полимерный рукав протягивается в полость трубы на всю длину ремонтного участка с плотной фиксацией его внутренней оболочки к внутренней поверхности газопровода с помощью предварительно нанесенных клеевых составов (эпоксидной смолы) и давления воздуха (пара) или воды.made of polyester and nylon yarns impregnated with polyethylene. A seamless polymer sleeve is pulled into the pipe cavity along the entire length of the repair section with tight fixation of its inner shell to the inner surface of the gas pipeline using pre-applied adhesives (epoxy resin) and air (steam) or water pressure.

Указанные полимерные рукава являются самонесущими, то есть при разрушении трубопровода какое-то время способными удерживать нагрузку и поддерживать работоспособное состояние трубы. Также данные полимерные рукава могут быть использованы в газопроводах и трубопроводах, по которым протекают другие агрессивные среды и для транспортировки которых предъявляется больше требований к безопасности.These polymer sleeves are self-supporting, that is, when the pipeline breaks down, they are able to hold the load and maintain the operable state of the pipe for some time. Also, these polymer hoses can be used in gas pipelines and pipelines through which other aggressive media flow and for the transportation of which more safety requirements are imposed.

Однако в процессе эксплуатации таких полимерных рукавов на их стенки могут воздействовать разнонаправленные напряжения, возникающие от избыточного давления прокачиваемого газа и/или внешних нагрузок на газопровод. В случае использования стандартных слоев стеклоткани и слоев полиэфирных и нейлоновых нитей в составе армирующего слоя полимерных рукавов указанные конструкции оказываются не способными обеспечить необходимую компенсацию избыточных разнонаправленных напряжений, что приводит к тому, что излишняя нагрузка перегружает стенки трубопровода и постепенно разрушает их.However, during the operation of such polymer sleeves, their walls can be affected by multidirectional stresses arising from the excessive pressure of the pumped gas and / or external loads on the gas pipeline. In the case of using standard layers of fiberglass and layers of polyester and nylon threads in the reinforcing layer of polymer sleeves, these structures are unable to provide the necessary compensation for excessive multidirectional stresses, which leads to the fact that the excessive load overloads the walls of the pipeline and gradually destroys them.

Известен трубчатый облицовочный материал для укрепления трубопроводов (патент РФ №2317474, опубликовано 20.02.2008 г.), принятый за наиболее близкий аналог к заявляемому решению, который наносится на внутреннюю поверхность трубопровода, связующее вещество размещается между трубопроводом и трубчатым облицовочным материалом. Указанный материал содержит внешний слой из непроницаемого материала и расположенную внутри него. Known tubular lining material for strengthening pipelines (RF patent No. 2317474, published 20.02.2008), taken as the closest analogue to the claimed solution, which is applied to the inner surface of the pipeline, the binder is placed between the pipeline and the tubular lining material. The specified material contains an outer layer of impermeable material and located inside it.

армирующую трубчатую оболочку, которая содержит, по меньшей мере, два листа волокон с высокой прочностью на разрыв. В частности, материал содержит текстильный нетканый материал, нетканый литьевой материал или текстильное полотно с густым ворсом, или тканую, плетеную или вязаную текстильную структуру или гибкий, пористый и абсорбирующий слой, такой как пена с открытыми порами. Материал внешнего слоя представляет собой материал, выбранный из группы, которая включает природные и синтетические каучуки, полиэстеровые эластичные полимеры, полиолефиновые полимеры, полиолефиновые сополимеры, полиуретановые полимеры, поливинилхлоридные полимеры или их смесь. Связующее вещество представляет собой смолу или клей, выбранные из группы, состоящей из отверждающегося при нагревании материала или материала холодного отверждения, такого как полиуретан и другие смолы и эфиры.reinforcing tubular casing, which contains at least two sheets of fibers with high tensile strength. In particular, the material comprises a nonwoven textile, a nonwoven casting or a densely piled textile fabric, or a woven, woven or knitted textile structure or a flexible, porous and absorbent layer such as open cell foam. The outer layer material is a material selected from the group consisting of natural and synthetic rubbers, polyester elastic polymers, polyolefin polymers, polyolefin copolymers, polyurethane polymers, polyvinyl chloride polymers, or a mixture thereof. The binder is a resin or adhesive selected from the group consisting of a heat curable or cold curable material such as polyurethane and other resins and esters.

Рассмотренная конструкция является самонесущей и может быть использована для транспортировки газа. Кроме того, полимерный рукав предполагает использование в качестве внешней оболочки, контактирующей с пропускаемой средой, полиуретанового слоя, а в качестве связующего вещества, пропитывающего армирующий слой - полиуретановой смолы. Учитывая химическую родственность материалов связующего и герметизирующего слоя, в данном случае обеспечивается полная адгезия связующего не только с основой из нетканого материала, как это происходит при всех известных технологиях полимерного рукава, но и непосредственно с герметизирующим слоем, образуя единый комплекс.The considered structure is self-supporting and can be used for gas transportation. In addition, the polymer sleeve assumes the use of a polyurethane layer as an outer shell in contact with a permeable medium, and a polyurethane resin as a binder impregnating the reinforcing layer. Taking into account the chemical relationship of the materials of the binder and sealing layer, in this case, full adhesion of the binder is ensured not only with the base of nonwoven material, as is the case with all known polymer sleeve technologies, but also directly with the sealing layer, forming a single complex.

Однако указанной конструкции присущи те же недостатки, которые были рассмотрены выше для аналогов. Использование стандартного армирующего слоя не позволяет компенсировать разнонаправленные избыточные нагрузки, воздействующие на стенки полимерного рукава, а также внешние нагрузки на газопровод.However, this design has the same disadvantages that were discussed above for analogs. The use of a standard reinforcing layer does not allow to compensate for multidirectional excessive loads acting on the walls of the polymer sleeve, as well as external loads on the gas pipeline.

Технической проблемой, решаемой настоящей полезной моделью, является создание многослойного полимерного материала, выгодно расширяющего линейку аналогичной продукции на рынке, а также позволяющего получить высоконадежное изделие, которое при простоте монтажа позволит обеспечить длительный межремонтный срок службы трубопровода.The technical problem solved by this utility model is the creation of a multilayer polymer material that advantageously expands the line of similar products on the market, as well as allows you to obtain a highly reliable product, which, with ease of installation, will ensure a long overhaul life of the pipeline.

Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение надежности при эксплуатации полимерного рукава и трубопровода за счет обеспечения компенсации разнонаправленных напряжений при избыточном давлении перекачиваемого газа и внешних нагрузках на трубопровод.The technical result of this utility model is to increase the reliability in the operation of a polymer hose and pipeline by providing compensation for multidirectional stresses at excessive pressure of the pumped gas and external loads on the pipeline.

Технический результат достигается при использовании многослойного полимерного рукава, содержащего газонепроницаемый эластомер, расположенный со стороны транспортируемой среды по трубопроводу, слой мультиаксиального полотна из стеклянных ровинговых нитей, слой нетканого материала на основе синтетических волокон, при этом слои мультиаксиального полотна и нетканого материала на основе синтетических волокон пропитаны связующим веществом, а стеклянные ровинговые нити расположены в слое мультиаксиального полотна в соответствии с направлением разрушающих усилий в полимерном рукаве.The technical result is achieved when using a multilayer polymer sleeve containing a gas-tight elastomer located on the side of the transported medium through the pipeline, a layer of a multiaxial fabric made of glass roving threads, a layer of nonwoven fabric based on synthetic fibers, while the layers of a multiaxial fabric and nonwoven fabric based on synthetic fibers are impregnated binder, and glass roving threads are located in the layer of multiaxial fabric in accordance with the direction of the destructive forces in the polymer sleeve.

В контексте настоящей заявки под осевой нагрузкой понимается нагрузка, параллельная оси трубопровода. Под радиальной нагрузкой понимается нагрузка, направленная вдоль вектора радиуса от оси трубопоровода.In the context of this application, axial load is understood to mean a load parallel to the axis of the pipeline. The radial load is understood as the load directed along the radius vector from the axis of the pipeline.

В контексте настоящей заявки под мультиаксиальной тканью (полотном) понимается текстильный нетканый материал, один слой которого состоит из нескольких слоев нитей, ориентированных в различных направлениях в соответствии с заданной схемой армирования, рассчитанной исходя из оказываемой на материал нагрузки.In the context of the present application, a multiaxial fabric (web) is understood as a textile nonwoven fabric, one layer of which consists of several layers of filaments oriented in different directions in accordance with a given reinforcement pattern calculated based on the load exerted on the material.

При преимущественно радиальных предполагаемых нагрузках на полимерный рукав углы укладки ровинговых нитей будут ближе к 90°, а при преимущественно осевых нагрузках - ближе к 0° или 180°.With predominantly radial assumed loads on the polymer sleeve, the laying angles of the roving threads will be closer to 90 °, and with predominantly axial loads, closer to 0 ° or 180 °.

Направление и взаимное расположение ровинговых нитей в мультиаксиальном полотне имеет определяющее значение для его способности воспринимать разнонаправленные нагрузки. Для определения углов взаимного расположения ровинговых нитей определяется преимущественное направление разрушающих усилий в полимерном рукаве. Чем больше проекция основной нагрузки на волокно в мультиаксильном полотне, тем больше компенсирующее свойство этого волокна в качестве армирующего агента. Направление и толщина ровинговых нитей в слое мультиаксильного полотна обеспечивают оптимальное распределение усилий внутри каждого мата.The direction and relative position of the roving threads in a multiaxial web is of decisive importance for its ability to take multidirectional loads. To determine the angles of mutual arrangement of the roving threads, the predominant direction of the destructive forces in the polymer sleeve is determined. The greater the projection of the main load on the fiber in the multiaxial web, the greater the compensating property of this fiber as a reinforcing agent. The direction and thickness of the roving threads in the multiaxial layer ensure optimal distribution of forces within each mat.

Например, при радиальном распределении максимальных напряжений на полимерный рукав 4-направленное плетение ровинговых нитей внутри одного слоя мультиаксиального полотна выглядит как 90°-60°-120° и в итоге обеспечивает при одинаковом расходе ровинга большую прочность в радиальном направлении полимерного рукава. При равномерном распределении максимальных напряжений на полимерный рукав 4-хнаправленное плетение ровинговых нитей внутри одного слоя мультиаксиального полотна выглядит как 0°-90°-45°-135° и обеспечивает прочность как при осевой нагрузке, так и при радиальной нагрузке на полимерный рукав.For example, with a radial distribution of maximum stresses on a polymer sleeve, a 4-directional weaving of roving threads inside one layer of a multiaxial fabric looks like 90 ° -60 ° -120 ° and, as a result, provides greater strength in the radial direction of the polymer sleeve at the same roving flow rate. With a uniform distribution of maximum stresses on the polymer sleeve, the 4-way weaving of roving threads inside one layer of multiaxial fabric looks like 0 ° -90 ° -45 ° -135 ° and provides strength both under axial load and radial load on the polymer sleeve.

Таким образом, правильно выбранные углы укладки (плетения) ровинговых нитей позволяют компенсировать максимально возможные напряжения, возникающие в полимерном рукаве при его эксплуатации от избыточного давления прокачиваемого газа и/или внешних нагрузок на трубопровод.Thus, correctly selected angles of laying (weaving) of roving threads make it possible to compensate for the maximum possible stresses arising in the polymer sleeve during its operation from the excessive pressure of the pumped gas and / or external loads on the pipeline.

В частном случае, полимерный рукав содержит несколько слоев мультиаксиального полотна и несколько слоев нетканого In a particular case, the polymer sleeve contains several layers of multiaxial fabric and several layers of non-woven

материала на основе синтетических волокон, которые располагаются попеременно друг с другом, либо полимерный рукав содержит несколько последовательно расположенных слоев мультиаксиального полотна и только два слоя нетканого материала - со стороны стенки трубопровода и со стороны пропускаемого по трубопроводу носителя.material based on synthetic fibers, which are arranged alternately with each other, or the polymer sleeve contains several successive layers of multiaxial fabric and only two layers of nonwoven material - from the side of the pipeline wall and from the side of the carrier passed through the pipeline.

В частном случае, все слои мультиаксиального полотна из стеклянных ровинговых нитей и нетканого материала на основе синтетических волокон прошиты полиэфирной нитью иглопробивным способом, что обеспечивает надежную фиксацию всех слоев в необходимом положении до полимеризации связующего вещества.In a particular case, all layers of a multiaxial fabric made of glass roving threads and a nonwoven fabric based on synthetic fibers are needle-punched with a polyester thread, which ensures reliable fixation of all layers in the required position until the binder is polymerized.

В частном случае, в качестве нетканого материала на основе синтетических волокон используется синтетический войлок, который исключает прямой контакт между соседними слоями мультиаксиального полотна и предотвращает трение между разнонаправленными ровинговыми нитями внутри каждого слоя мультиаксиального полотна, а также создает дополнительное депо для связующего вещества.In a particular case, synthetic felt is used as a nonwoven fabric based on synthetic fibers, which excludes direct contact between adjacent layers of a multiaxial fabric and prevents friction between multidirectional roving threads inside each layer of a multiaxial fabric, and also creates an additional depot for a binder.

При этом в качестве нетканого материала на основе синтетических волокон могут быть использованы любые другие материалы, которые выполняют аналогичную функцию в данной области техники.In this case, any other materials that perform a similar function in this field of technology can be used as a nonwoven fabric based on synthetic fibers.

В частном случае, в качестве связующего вещества используется полиуретановая смола, которая имеет высокие прочностные характеристики и близкий к стеклянному ровингу коэффициент линейного расширения.In a particular case, a polyurethane resin is used as a binder, which has high strength characteristics and a coefficient of linear expansion close to glass roving.

Кроме того, для повышения прочностных характеристик связующего в связующее вещество может быть дополнительно введен наполнитель в виде рубленных стеклянных, базальтовых, арамидных или угольных нитей. Это также придаст связующему тиксотропные свойства, что позволит более качественно пропитывать полимерный рукав.In addition, in order to increase the strength characteristics of the binder, a filler in the form of chopped glass, basalt, aramid or carbon threads can be additionally introduced into the binder. This will also impart thixotropic properties to the binder, which will allow better impregnation of the polymer sleeve.

При этом в качестве связующего вещества могут быть использованы любые другие эпоксидные и полиэфирные смолы, которые стандартно используются в данной области техники.In this case, any other epoxy and polyester resins that are commonly used in the art can be used as a binder.

В частном случае, в качестве газонепроницаемого эластомера, расположенного со стороны транспортируемой среды по трубопроводу, используется покрытие из термопластичного полиуретана. Данный материал обладает высокой газонепроницаемостью по отношению к природному газу (ГОСТ 5542-2014), полностью соответствующей требованиям ГОСТ Р 58096-2018 «Требования к сетям газораспределения» (Часть 6, п. 4.2, Таблица 2).In a particular case, a thermoplastic polyurethane coating is used as a gas-tight elastomer located on the side of the transported medium along the pipeline. This material has a high gas tightness in relation to natural gas (GOST 5542-2014), fully complying with the requirements of GOST R 58096-2018 "Requirements for gas distribution networks" (Part 6, p. 4.2, Table 2).

Кроме того, как и в случае наиболее близкого аналога, гарантируется полная адгезия связующего не только с основой из нетканого материала, но и непосредственно с герметизирующим слоем, образуя единый комплекс, что значительно повышает надежность функционирования полимерного рукава и газопровода.In addition, as in the case of the closest analogue, full adhesion of the binder is guaranteed not only with the base of nonwoven material, but also directly with the sealing layer, forming a single complex, which significantly increases the reliability of the functioning of the polymer hose and gas pipeline.

При этом в качестве газонепроницаемого эластомера допускается применение других термопластичных материалов, например, полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, полиамида и др.At the same time, other thermoplastic materials can be used as a gas-tight elastomer, for example, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyamide, etc.

На фиг. 1 изображен разрез газопровода с введенным в него заявляемым многослойным полимерным рукавом.FIG. 1 shows a section of a gas pipeline with the inventive multilayer polymer sleeve introduced into it.

На фиг. 2а показан вариант расположения стеклянных ровинговых нитей в слое мультиаксиального полотна при 4-хнаправленном плетении и воздействии преимущественно радиальных нагрузок на полимерный рукав и стенки трубопровода, на фиг. 2б показан вариант расположения стеклянных ровинговых нитей в слое мультиаксиального полотна при 4-хнаправленном плетении и воздействии равномерных нагрузок на полимерный рукав и стенки трубопровода.FIG. 2a shows a variant of the arrangement of glass roving threads in a layer of multiaxial fabric with 4-directional weaving and the effect of predominantly radial loads on the polymer sleeve and the walls of the pipeline, FIG. 2b shows a variant of the arrangement of glass roving threads in a layer of multiaxial fabric with 4-directional weaving and the effect of uniform loads on the polymer sleeve and pipeline walls.

Газопровод содержит стенку стальной трубы 1, которая подвергается ремонту. Многослойный рукав содержит слой нетканого материала на основе синтетических волокон (синтетический войлок) 2, мультиаксиальный слой из ровинговых стеклянных нитей 3, слой нетканого материала на основе синтетических волокон 4, защитную пленку в виде газонепроницаемого эластомера 5. Внутри газопровода перемещается транспотируемая среда 6 - газ (фиг. 1).The gas pipeline contains the wall of the steel pipe 1, which is being repaired. The multilayer sleeve contains a layer of non-woven material based on synthetic fibers (synthetic felt) 2, a multiaxial layer of roving glass threads 3, a layer of non-woven material based on synthetic fibers 4, a protective film in the form of a gas-tight elastomer 5. A transported medium 6 - gas ( Fig. 1).

Каждый слой мультиаксиального полотна формируется за счет послойного наложения друг на друга ровинговых нитей с их возможной последующей фиксацией за счет сквозной прошивки. Внутри каждого слоя может быть расположено 4 или 6 слоев ровинговых нитей.Each layer of a multiaxial fabric is formed by layer-by-layer overlapping of roving threads with their possible subsequent fixation due to through stitching. Each layer can contain 4 or 6 layers of roving threads.

При воздействии преимущественно радиальных нагрузок на полимерный рукав и стенки трубопровода слой мультиаксиальной ткани формируется следующим образом.When predominantly radial loads are applied to the polymer sleeve and pipeline walls, a layer of multiaxial fabric is formed as follows.

При 4-хнаправленном плетении первый слой нитей укладывается под углом 0°, то есть его направление укладки совпадает с направлением оси трубопровода. Второй слой нитей укладывается под углом 90°, то есть его направление укладки совпадает с поперечной (радиальной) нагрузкой, которая может воздействовать на полимерный рукав и стенки трубопровода. Третий и четвертый слои ровинговых нитей укладываются под углом 60° и 120°. То есть эти два слоя имеют расположение, близкое к 90° и таким образом позволяют дополнительно компенсировать возможные отклонения при воздействии радиальной нагрузки (фиг. 2а).In 4-way weaving, the first layer of threads is laid at an angle of 0 °, that is, its laying direction coincides with the direction of the pipeline axis. The second layer of filaments is laid at an angle of 90 °, that is, its direction of laying coincides with the transverse (radial) load, which can act on the polymer sleeve and the walls of the pipeline. The third and fourth layers of roving threads are laid at an angle of 60 ° and 120 °. That is, these two layers have an arrangement close to 90 ° and thus make it possible to additionally compensate for possible deviations under the influence of a radial load (Fig. 2a).

При воздействии равномерных нагрузок на полимерный рукав и стенки трубопровода слой мультиаксиальной ткани формируется следующим образом.When uniform loads are applied to the polymer sleeve and pipeline walls, a layer of multiaxial fabric is formed as follows.

При 4-хнаправленном плетении первый слой нитей укладывается под углом 0°, то есть его направление укладки совпадает с направлением оси трубопровода. Второй слой нитей укладывается под углом 90°, то есть его направление укладки совпадает с поперечной (радиальной) нагрузкой, которая может воздействовать на полимерный рукав и стенки трубопровода. Третий и четвертый слои ровинговых нитей укладываются под углом 45° и 135°. То есть эти два слоя расположены равномерно между осевым и радиальным направлением нагрузки, что позволяет компенсировать разнонаправленные возникающие напряжения (фиг. 2б).In 4-way weaving, the first layer of threads is laid at an angle of 0 °, that is, its laying direction coincides with the direction of the pipeline axis. The second layer of filaments is laid at an angle of 90 °, that is, its direction of laying coincides with the transverse (radial) load, which can act on the polymer sleeve and the walls of the pipeline. The third and fourth layers of roving threads are laid at an angle of 45 ° and 135 °. That is, these two layers are evenly spaced between the axial and radial directions of the load, which makes it possible to compensate for multidirectional arising stresses (Fig. 2b).

В многослойном полимерном рукаве несколько слоев мультиаксиального полотна из ровинговых стеклянных нитей и несколько In a multilayer polymer sleeve, there are several layers of a multiaxial fabric made of roving glass threads and several

слоев нетканого материала на основе синтетических волокон чередуются друг с другом и прошиваются полиэфирной нитью иглопробивным способом. Такая прошивка производится до установки полимерного рукава в трубопровод.layers of nonwoven fabric based on synthetic fibers alternate with each other and are stitched with polyester thread by a needle-punching method. Such flashing is performed before installing the polymer sleeve into the pipeline.

Далее все вышеуказанные слои пропитываются связующим веществом, в частности полиуретановой смолой. Затем полимерный рукав вводится в проектное (эксплуатационное) положение. Внутрь него нагнетается пар при температуре 105-130°С или горячая вода при температуре 85-95°С для запуска ускоренной полимеризации связующего. При этом, с учетом времени на прогрев стенки старой трубы (которая для полимерного рукава при полном контакте будет являться радиатором с отведением части тепла в окружающий грунт), время полной полимеризации полиуретановой смолы в рукаве составляет не более 2-3 часов.Further, all of the above layers are impregnated with a binder, in particular with a polyurethane resin. Then the polymer sleeve is introduced into the design (operational) position. Steam is injected inside it at a temperature of 105-130 ° C or hot water at a temperature of 85-95 ° C to start the accelerated polymerization of the binder. At the same time, taking into account the time for warming up the wall of the old pipe (which for the polymer sleeve at full contact will be a radiator with the removal of part of the heat to the surrounding soil), the time for complete polymerization of the polyurethane resin in the sleeve is no more than 2-3 hours.

Для повышения тиксотропных свойств в связующее вещество может быть дополнительно введен наполнитель в виде рубленных стеклянных, базальтовых, арамидных или угольных нитей.To increase the thixotropic properties, a filler in the form of chopped glass, basalt, aramid or carbon threads can be additionally introduced into the binder.

Газонепроницаемый эластомер, в частности покрытие из термопластичного полиуретана, наносится наливкой (прямой экструзией через щелевую головку) на нетканую основу из синтетических волокон. Плотность полотна составляет 150-200 г/м² (в зависимости от требований к рабочему давлению санируемого участка и прочности конструкции рукава). Плотность наливки - 600±100 г/м². При этом толщина полиуретанового герметизирующего слоя составляет достигает 0,6±0,1 мм.A gas-tight elastomer, in particular a thermoplastic polyurethane coating, is cast (direct extrusion through a slot die) onto a non-woven synthetic fiber backing. The density of the web is 150-200 g / m ² (depending on the requirements for the working pressure of the area to be sanitized and the strength of the sleeve structure). The density of the filling is 600 ± 100 g / m ² . In this case, the thickness of the polyurethane sealing layer is up to 0.6 ± 0.1 mm.

Заявляемое решение позволяет выдерживать любые внутренние и внешние нагрузки, компенсируя и амортизируя внутри слоев полимерного рукава все неравномерные напряжения, что значительно повышает надежность и срок службы газопровода, минимизируя риск возникновения аварийной ситуации.The proposed solution allows you to withstand any internal and external loads, compensating and absorbing all uneven stresses inside the layers of the polymer sleeve, which significantly increases the reliability and service life of the gas pipeline, minimizing the risk of an emergency.

Кроме того, заявляемое решение позволяет уменьшить расходы на земляные и восстановительные работы и увеличить скорость проведения In addition, the proposed solution allows you to reduce the cost of excavation and restoration work and increase the speed of carrying out

работ. При этом уменьшается размер строительной площадки, не требуется перекрытия движения транспорта в районе проведения работы, использования громоздкого оборудования. Также обеспечивается полная безопасность для коммуникаций, расположенных рядом с санируемым газопроводом.works. At the same time, the size of the construction site is reduced, there is no need to overlap traffic in the area of work, the use of bulky equipment. Also, complete safety is provided for communications located next to the gas pipeline being sanitized.

Claims

1. Multilayer polymer sleeve, characterized in that it contains a gas-tight elastomer located on the side of the transported medium through the pipeline, a layer of multiaxial fabric made of glass roving threads, a layer of nonwoven fabric based on synthetic fibers, while layers of multiaxial fabric and nonwoven fabric based on synthetic fibers impregnated with a binder, and glass roving threads are located in a layer of multiaxial fabric in accordance with the direction of destructive forces in the polymer sleeve.

2. A multilayer polymer sleeve according to claim 1, characterized in that the layers of a multiaxial fabric made of glass roving threads and a nonwoven fabric based on synthetic fibers are stitched with a polyester thread by a needle-punched method.

3. A multilayer polymer sleeve according to claim 1, characterized in that synthetic felt is used as a nonwoven fabric based on synthetic fibers.

4. Multilayer polymer sleeve according to claim 1, characterized in that a polyurethane resin is used as a binder.

5. Multilayer polymer sleeve according to claim 1, characterized in that the binder contains filler in the form of chopped glass, basalt, aramid or carbon threads.

6. Multilayer polymer sleeve according to claim 1, characterized in that polyurethane, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, and polyamide are used as the gas-tight elastomer.

7. Multilayer polymer sleeve according to claim 1, characterized in that with a radial distribution of maximum stresses on the polymer sleeve, the 4-directional weaving of roving threads inside one layer of a multiaxial fabric looks like 90 ° -60 ° -120 °, and with a uniform distribution of maximum stresses on a polymer sleeve, the 4-way weaving of roving threads inside one layer of multiaxial fabric looks like 0 ° -90 ° -45 ° -135 °.