RU2125199C1

RU2125199C1 - Machine for application of mastic insulation on outer surface of main pipe line

Info

Publication number: RU2125199C1
Application number: RU97120256/06A
Authority: RU
Inventors: В.П. Сауткин; Г.И. Зайчиков; В.И. Федоров; Ю.Д. Локтев; А.М. Тютьнев; В.В. Челышев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью производственно-коммерческая фирма "Промтех-НН"
Priority date: 1997-12-16
Filing date: 1997-12-16
Publication date: 1999-01-20

Abstract

FIELD: erection and repair of pipe lines. SUBSTANCE: device for application of mastic includes circular split bath, tray and pump unit for delivery of mastic from accumulating reservoir. All members of mastic motion loop - reservoir, bath, tray and pump with delivery hose are provided with mastic heat setting system. After placing the machine on pipe line, flow rate of mastic is set in accordance with speed of motion of machine. Wetting of outer surface of pipe line is effected in bath, after which wrapping tape is wound on pipe line. EFFECT: improved quality and enhanced reliability. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области ремонтных работ, связанных с заменой наружной изоляции на эксплуатационных магистральных трубопроводах (нефте-, газо и др.), преимущественно больших диаметров. The invention relates to the field of repair work related to the replacement of external insulation on production trunk pipelines (oil, gas, etc.), mainly of large diameters.

Известна машина для нанесения слоя мастичной изоляции [1], содержащая обойму подачи мастики с устройством ее нанесения на поверхность трубопровода, выполненном в виде щелей и патрубков ("питателей"). Нанесение мастики осуществляется посредством свободного облива открытой наружной поверхности трубопровода. Подобная схема нанесения мастики приводит к недопустимо низкой надежности машины, невозможности получения изоляционного слоя требуемой толщины и равномерности, обусловленной быстрым остыванием мастики, контактирующей с холодным воздухом и быстроостывающими элементами ее подачи. Попытка решить эту проблему повышением температуры мастики приводит к ее излишнему разжижению и стеканию на нижнюю часть трубопровода, а попытка препятствовать этому с помощью фартука приводит к неизбежному ее пристыванию к трубопроводу во время технологических и аварийных остановок, в чем можно убедиться ознакомившись с последующими заявками тех же авторов [2]. A known machine for applying a layer of mastic insulation [1], containing a clip of mastic feed with a device for applying it to the surface of the pipeline, made in the form of slots and nozzles ("feeders"). Mastic is applied by free pouring of the open outer surface of the pipeline. Such a scheme for applying mastic leads to unacceptably low reliability of the machine, the inability to obtain an insulating layer of the required thickness and uniformity due to the quick cooling of the mastic in contact with cold air and fast-cooling elements of its supply. An attempt to solve this problem by increasing the temperature of the mastic leads to its excessive dilution and draining to the lower part of the pipeline, and an attempt to prevent this with an apron leads to its inevitable sticking to the pipeline during technological and emergency stops, as can be seen by reading the subsequent applications of the same authors [2].

Условия полевой эксплуатации машины (холодная поверхность металлического трубопровода большого диаметра, низкие температуры наружного воздуха, ветер), открытый плоский поддон, фартук значительных размеров, необходимость технологических остановок машины обуславливают быстрое и неравномерное остывание мастики. Снижение ее температуры ниже нижнего допустимого предела приводит к образованию т.н. "козлов" (наростов) в элементах машины, контактирующие с мастикой каналы перекрываются, детали привариваются друг к другу и к трубопроводу. The field conditions of the machine (cold surface of a large metal pipeline, low outside temperatures, wind), an open flat tray, an apron of considerable size, the need for technological stops of the machine cause rapid and uneven cooling of the mastic. A decrease in its temperature below the lower acceptable limit leads to the formation of the so-called. "goats" (growths) in the elements of the machine, the channels in contact with the mastic overlap, the parts are welded to each other and to the pipeline.

Ликвидация застывшей мастики связана с необходимостью внешних разогревов узлов, их разработки - чистки сборки, что обуславливает низкую производительность машины и обслуживающего персонала, тяжелые и опасные условия труда последнего, а также зачастую низкое качество изоляции. The elimination of the hardened mastic is associated with the need for external heating of the units, their development - cleaning the assembly, which leads to low productivity of the machine and maintenance personnel, difficult and dangerous working conditions of the latter, as well as often poor quality insulation.

Следует отметить, что нижнее расположение расходной емкости предполагает увеличение размеров нижней части траншеи (под трубопроводом), а прямая подача из нее на облив вязкой легкозастывающей мастики предполагает высокие требования к мощности, ремонтопригодности и надежности насоса. It should be noted that the lower location of the supply tank implies an increase in the size of the lower part of the trench (under the pipeline), and the direct supply of viscous easily hardening mastic from it suggests high demands on the power, maintainability and reliability of the pump.

Целью настоящего изобретения является повышение производительности и надежности машины, качества изолирования и облегчение условий ее эксплуатационного обслуживания. The aim of the present invention is to increase the productivity and reliability of the machine, the quality of isolation and facilitate the conditions of its maintenance.

Цель достигнута тем, что машина снабжена системой термостабилизации мастики во всех трех основных ее частях: обоймы подачи, поддона, насосного блока. Система включает их внешнюю термоизоляционную защиту и элементы их нагрева с автоматикой поддержания в них заданного температурного диапазона. The goal is achieved by the fact that the machine is equipped with a thermal stabilization system for mastic in all three of its main parts: a supply holder, a sump, a pump unit. The system includes their external thermal insulation protection and their heating elements with automatic maintenance of a specified temperature range in them.

Обойма подачи может быть выполнена в виде расходно-накопительной емкости, устройство нанесения мастики - в виде охватывающей трубопровод кольцевой разъемной ванны П-образного сечения, размещенной гидравлически под этой емкостью и снабженной на торцах калибровочным и уплотнительным фланцами, контактирующими соответственно с изолированной и неизолированной поверхностями трубопровода. The feed clip can be made in the form of a storage tank, the mastic application device can be in the form of an annular U-shaped detachable tub enclosing the pipeline hydraulically placed under this tank and equipped with calibration and sealing flanges at the ends that contact respectively the insulated and uninsulated surfaces of the pipeline .

Насос блока может быть выбран с производительностью, ограниченной результирующе-избыточной составляющей технологически необходимого расхода мастики через запорно-регулирующий клапан при нанесении на трубопровод изолирующего слоя. The block pump can be selected with a capacity limited by the resulting excess component of the technologically necessary mastic flow rate through the shut-off and control valve when applying an insulating layer to the pipeline.

Снабжение машины системой термостабилизации всего ее мастичного гидроконтура обеспечивает ее работоспособность и практически исключает аварийные остановки "размораживания" узлов с застывшей мастикой, их "прихватывание" между собой и к трубопроводу, способствует обеспечению соответствия наносимого изоляционного слоя установленным требованиям по качеству изоляции (ее адгезии с трубопроводом, толщине и др.). Providing the machine with a thermal stabilization system for all of its mastic hydrocircuit ensures its operability and virtually eliminates emergency stops of "thawing" of knots with hardened mastic, their "grabbing" between themselves and to the pipeline, helps to ensure that the applied insulation layer meets the established requirements for insulation quality (its adhesion to the pipeline , thickness, etc.).

Размещение основного объема термостабилизированной мастики в верхнерасположенной закрытой емкости, обеспечивающей простую надежную - самотеком - подачу мастики в ванну, использование насоса относительно небольшой мощности, а главное, применение скользящего мастичного "купания" трубопровода в закрытом объеме ванны - в совокупности обеспечивают безотказность работы машины и, соответственно, повышение ее производительности и надежности. Placing the main volume of thermostabilized mastic in an upstream closed container that provides simple reliable - by gravity - feeding the mastic into the bath, using a pump of relatively low power, and most importantly, the use of a sliding mastic “bathing” of the pipeline in the closed volume of the bath — together ensure the machine is reliable and, accordingly, increasing its performance and reliability.

Изобретение пояснено чертежом, на котором изображен продольный разрез заявляемой машины, установленной на трубопроводе. The invention is illustrated in the drawing, which shows a longitudinal section of the inventive machine installed on the pipeline.

Машина содержит раму 1, на которой смонтировано устройство нанесения изолирующего мастичного слоя на трубопровод 2 и узел нанесения оберточной ленты на изолирующий слой. На раме 1 имеются ролики 3, последние связаны с приводом 4 перемещения машины по трубопроводу 2. The machine comprises a frame 1 on which a device for applying an insulating mastic layer to a pipe 2 and a unit for applying a wrapping tape to an insulating layer are mounted. On the frame 1 there are rollers 3, the latter are connected with the drive 4 moving the machine through the pipeline 2.

Устройство нанесения мастичного слоя содержит кольцевую разъемную ванну 5 П-образного сечения, поддон сбора мастики 6 и наносный блок подачи (возврата) мастики, включающий установленную выше ванны 5 расходно-накопительную емкость 7, связанную обогреваемым рукавом 8 с насосом 9. Емкость 7 имеет заправочный 10 и подающий 11 патрубки, в последнем установлен регулировочно-запорный клапан 12 с приводной тягой 13, снабженной ручкой с указателем (не показан) рабочих положений клапана 12. Ванна 5 выполнена разъемной и на торцевых частях имеет калибровочно-формующий 14 и уплотняющий 15 фланцы, контактирующие соответственно с изолированной и неизолированной поверхностями трубопровода 2. The device for applying the mastic layer contains an annular detachable bath 5 of a U-shaped cross section, a pallet for collecting mastic 6 and a superficial block for feeding (returning) the mastic, which includes a storage and storage tank 7 installed above the bath 5 and connected by a heated sleeve 8 to the pump 9. The tank 7 has a filling tank 10 and the supply pipe 11, the latter has a control and shut-off valve 12 with a drive rod 13, equipped with a handle with a pointer (not shown) of the operating positions of the valve 12. The bath 5 is detachable and has a gauge on the end parts -forming 14 and sealing 15 flanges in contact with the insulated and non-insulated surfaces of the pipeline 2, respectively.

Составляющие замкнутый контур движения мастики: емкость 7, ванна 5, поддон 6 и насос 9 с рукавом 8 (насосного блока подачи) снабжены системой термостабилизации мастики в машине в виде электронагревательных элементов ("ТЭНов") 16, примыкающих (контактирующих) снаружи к стенкам вышеназванных составляющих контура, и датчиков 17 температуры этих стенок. Нагревательные элементы 16 и датчики 17 связаны с независимыми блоками питания и управления (не изображены), а также сигнализацией на электропульте 18 машины. Емкость 7, ванна 5, поддон 6, насос 9 и рукав 8 снабжены охватывающей их (вместе с нагревательными элементами 16) термоизоляционной защиты в виде кожухов (рубашек) 19. Ротор 20 (со шпуледержателями) выполнен легкоразъемным для установки на трубопровод 2. The components of the closed loop of the mastic movement: tank 7, bath 5, pan 6 and pump 9 with sleeve 8 (pump supply unit) are equipped with a thermal stabilization system for the mastic in the machine in the form of electric heating elements (“heating elements”) 16 adjacent (contacting) from the outside to the walls of the above components of the circuit, and temperature sensors 17 of these walls. The heating elements 16 and the sensors 17 are connected with independent power and control units (not shown), as well as an alarm on the machine 18 electric console. Capacity 7, bath 5, pan 6, pump 9 and sleeve 8 are provided with thermal insulation protection (together with heating elements 16) in the form of casings (shirts) 19. The rotor 20 (with bobbin holders) is easily detachable for installation on pipeline 2.

Машина эксплуатируется следующим образом. После ее установки (использовав разъемность ее соответствующих частей) на трубопроводе 2 с предварительно подготовленной (праймированной) наружной его поверхностью и заправки (мастикой - емкости 7 и поддона 6), закреплений оберточной ленты на трубопроводе 2 оператор ручкой тяги 13 открывает клапан 12, устанавливая заданный (в соответствии с намеченной скоростью движения машины) расход мастики. После временной выдержки, необходимой для гарантированного смачивания всей поверхности трубопровода 2, находящейся в ванне 5, включается привод движения машины 4 и ротора 20 нанесения оберточной ленты. The machine is operated as follows. After its installation (using the detachability of its corresponding parts) on the pipeline 2 with its previously prepared (primed) outer surface and refueling (with mastic - containers 7 and the pallet 6), fastening the wrapping tape on the pipeline 2, the operator opens the valve 12 with the thrust handle 13, setting the specified (in accordance with the intended speed of the machine) mastic consumption. After the temporary exposure necessary to guarantee wetting of the entire surface of the pipeline 2 located in the bath 5, the drive of movement of the machine 4 and the rotor 20 for applying the wrapping tape is turned on.

Таким образом, при движении машины осуществляется последовательный облив технологически необходимым объемом мастики всей поверхности трубопровода 2 в перемещаемой ванне 5, последующее калибрующее формирование этой массы в изоляционный слой заданной толщины посредством воздействия фланца 14 и, наконец, завершающее покрытие этого слоя оберточной лентой посредством вращающегося ротора 20 со шпулями. При этом излишки мастики через дренажные каналы, фланцевые зазоры (не показаны на чертеже) попадают в поддон 6 и далее с помощью насоса 9 через рукав 8 - в емкость 7. Thus, when the machine moves, the technologically necessary volume of mastic is sequentially doused over the entire surface of the pipe 2 in the movable bath 5, the subsequent calibrating formation of this mass into an insulating layer of a given thickness by means of the flange 14 and, finally, the final coating of this layer with a wrapping tape by means of a rotating rotor 20 with spools. In this case, excess mastic through the drainage channels, flange gaps (not shown in the drawing) fall into the pan 6 and then using the pump 9 through the sleeve 8 - into the tank 7.

Производительность (мощность) насоса 9 и пропускная способность рукава 8 в данном случае ограничены излишком (избыточной составляющей) технологически необходимого расхода мастики при изолирующем обливе трубопровода 2. The productivity (power) of the pump 9 and the throughput of the sleeve 8 in this case are limited by the excess (excess component) of the technologically necessary mastic consumption during the insulating overflow of the pipeline 2.

Таким образом, мастика циркулирует по замкнутому контуру, каждая составляющая которого (емкость 7, ванна 5, поддон 6, насос 9 и рукав 8) поддерживают свою и ее температуру в требуемом диапазоне, компенсируя потери тепла при контакте с трубопроводом 2 и наружным воздухом в открытом поддоне 6. Термостабилизация мастики во всех составляющих контура особенно необходима при технологических и других остановках машин ( для смены шпуль, заправки мастикой, ремонте), когда клапаном 12 сквозная циркуляция горячей мастики через ванну 5 и поддон 6 перерывается. Thus, the mastic circulates in a closed circuit, each component of which (tank 7, bath 5, pan 6, pump 9 and sleeve 8) maintains its and its temperature in the required range, compensating for heat loss during contact with the pipeline 2 and the outdoor air in the open pan 6. Thermal stabilization of the mastic in all components of the circuit is especially necessary during technological and other machine stops (for changing bobbins, refueling with mastic, repair), when valve 12 passes through the hot mastic through the bath 5 and pan 6 interrupts i.

Застыванию мастики в этих случаях препятствует поддержание заданного температурного режима в первую очередь в камере 5 и поддоне 6, а также перекачке насосом 9 мастики из открытого поддона 6 в закрытую термостабилизированную емкость 7. The solidification of the mastic in these cases is impeded by the maintenance of a given temperature regime primarily in the chamber 5 and the pan 6, as well as the pump pumping the mastic from the open pan 6 into a closed thermostabilized tank 7.

Эксплуатация опытных образцов машины МИАД-820, изготовленной фирмой Промтех-НН, г.Н.Новгород на основе заявляемого изобретения, подтвердила ее значительные преимущества перед всеми известными эксплуатационникам аналогами по критериям производительности, условий труда обслуживающего персонала, пожарной безопасности и др. The operation of prototypes of the MIAD-820 machine manufactured by Promteh-NN, Nizhny Novgorod on the basis of the claimed invention, confirmed its significant advantages over all analogues known to operating personnel according to performance criteria, working conditions of staff, fire safety, etc.

По утверждению эксплуатационников машина МИАД-820 (в основе которой лежит заявляемое изобретение) - это впервые удовлетворивший их образец из всех предложенных нашей промышленностью за последние десятилетия. According to the statement of the operators, the MIAD-820 machine (which is based on the claimed invention) is the first sample that satisfies them from all those proposed by our industry over the past decades.

Источники информации. Sources of information.

1. (Прототип) Авт. свид. N 531392, кл. F 10 L 59/00, 1984. 1. (Prototype) Auth. testimonial. N 531392, class F 10 L 59/00, 1984.

2. Авт. свид. N 1031272, кл. F 16 L 59/00, 1985. 2. Auth. testimonial. N 1031272, cl. F 16 L 59/00, 1985.

Claims

1. A machine for applying mastic insulation to the outer surface of the main pipeline, comprising a feed clip with a controlled application of mastic, a sump and a pump unit hydraulically connecting them, characterized in that it is equipped with a thermal stabilization system for mastic, including an external thermal insulation protection for the sump, sump, pump block and elements of their external heating with automatic maintenance of the temperature of the mastic in them in a given range.

2. The machine according to claim 1, characterized in that the supply clip is made in the form of a storage tank, the mastic application device is made in the form of a ring-shaped detachable tub of a U-shaped cross-section that is placed hydraulically under a storage tank and equipped with a calibration gauge at the ends and sealing flanges.

3. The machine according to claim 1 or 2, characterized in that the feed unit pump is selected with a capacity limited by the excess component technologically necessary when applying an insulated layer of mastic flow rate through the shut-off and control valve to the pipeline.