RU2155905C2 - Method for repairing metallic pipelines - Google Patents
Method for repairing metallic pipelines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2155905C2 RU2155905C2 RU99110629A RU99110629A RU2155905C2 RU 2155905 C2 RU2155905 C2 RU 2155905C2 RU 99110629 A RU99110629 A RU 99110629A RU 99110629 A RU99110629 A RU 99110629A RU 2155905 C2 RU2155905 C2 RU 2155905C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- tape
- coupling
- couplings
- pipeline
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники. The field of technology.
Изобретение относится к области строительства и ремонта трубопроводов и может найти применение при ремонте трубопроводов, а также реконструкции резервуаров, сосудов высокого давления, котлов, т.е. конструкций, изготовленных из цилиндрических поверхностей. The invention relates to the field of construction and repair of pipelines and can find application in the repair of pipelines, as well as the reconstruction of tanks, pressure vessels, boilers, i.e. constructions made of cylindrical surfaces.
2. Уровень техники. 2. The prior art.
Известен способ ремонта трубопроводов наложением полноохватывающими муфтами (патент РФ N 2097646, 1995, F 16 L 57/00) [1], включающий операции очистки трубы от изоляции, нанесения быстротвердеющей мастики для заполнения дефектов с предварительным сбросом рабочего давления в трубопроводе. A known method of repairing pipelines by applying full-coverage couplings (RF patent N 2097646, 1995, F 16 L 57/00) [1], including the operation of cleaning the pipe from insulation, applying quick-hardening mastic to fill defects with a preliminary discharge of working pressure in the pipeline.
Недостатком известного способа является то, что предлагаемые муфты не воспринимают одновременно кольцевые и продольные напряжения, возникающие на ремонтируемом участке трубопровода. The disadvantage of this method is that the proposed couplings do not simultaneously accept the annular and longitudinal stresses arising in the repaired section of the pipeline.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ ремонта металлических трубопроводов наложением муфт, при установке муфт осуществляют снижение давления в трубопроводе, механическую очистку от изоляционного покрытия и ржавчины поверхности трубы, обезжиривание и нанесение преобразователя ржавчины распылением, образование муфты осуществляют наложением ленты под натяжением с последующей фиксацией муфты на трубопроводе ("Инструкции по ремонту трубопроводов и резервуаров с помощью полимерных клеевых композиций" РД-39-30-968-83, М., 1984, с. 18-19 [2]). The closest technical solution to the invention is a method of repairing metal pipelines by applying couplings, when installing the couplings, they reduce the pressure in the pipeline, mechanically clean the insulating coating and rust the surface of the pipe, degrease and apply the rust converter by spraying, the formation of the coupling is carried out by applying a tape under tension, followed by fixing couplings on the pipeline ("Instructions for the repair of pipelines and tanks using polymer adhesive compositions" RD-39 -30-968-83, M., 1984, pp. 18-19 [2]).
Указанный в прототипе способ имеет недостаток - воспринимаются нагрузки только в кольцевом направлении. Specified in the prototype method has a drawback - the load is perceived only in the annular direction.
3. Перечень фигур чертежей. 3. The list of drawings.
На фиг. 1 представлена схема воздействия напряжений на дефектном участке подземного трубопровода; на фиг. 2 - математическая зависимость понижения давления от геометрии трубы и напряжений в ней; на фиг. 3 - конструкция муфты; на фиг. 4 - конструкция составной муфты, где 1 - труба, 2 - боковые муфты, 3 - центральные муфты, 4 - сварной шов, 5 - формообразующее вещество, 6 - дефект, σк - напряжения в кольцевом направлении, σп - напряжения в продольном направлении.In FIG. 1 shows a diagram of the effect of stresses on a defective section of an underground pipeline; in FIG. 2 - mathematical dependence of pressure reduction on the geometry of the pipe and stresses in it; in FIG. 3 - coupling design; in FIG. 4 - construction of a composite coupling, where 1 - pipe, 2 - side couplings, 3 - central couplings, 4 - weld, 5 - forming substance, 6 - defect, σ to - stresses in the annular direction, σ p - stresses in the longitudinal direction .
4. Сущность изобретения. 4. The invention.
4.1. Техническая задача. 4.1. The technical problem.
Техническая задача состоит в восстановлении конструктивной прочности трубопровода в дефектных областях (имеющих локальные коррозионные и механические повреждения и/или предотвращение на протяженных участках в дефектных областях трубопровода напряженно-деформированного состояния) до уровня бездефектной трубы, при этом достигается восстановление несущей способности трубопровода. The technical task is to restore the structural strength of the pipeline in defective areas (having local corrosion and mechanical damage and / or preventing stress-strain state in extended areas in the defective areas of the pipeline) to the level of a defect-free pipe, while restoring the carrying capacity of the pipeline is achieved.
4.2. Отличительные признаки. 4.2. Features.
В отличие от известного, Способ ремонта металлических трубопроводов отличается тем, что при ремонте кольцевых швов или близколежащих дефектов накладывают три муфты, каждая шириной не менее 100 мм, вначале накладывают боковые муфты на расстоянии не более 5 мм с каждой стороны сварного шва или близколежащих дефектов, пространство между боковыми муфтами заполняют самотвердеющим формообразующим веществом, после отверждения которого накладывают верхнюю центральную муфту с равным удалением ее краев от центра шва или кольцевой оси близколежащих дефектов, при этом пространство между боковыми муфтами и усилением сварного шва может заполняться рулонной лентой из стеклоткани, пропитанной клеевым составом, с установкой после этого верхней центральной муфты. При восстановлении несущей способности трубопровода на протяженном участке, в отличие от известного, Способ ремонта металлических трубопроводов включает операции наложения муфт шаговым способом с установкой их последовательно друг за другом на расстоянии не менее 200 мм и не более одного диаметра ремонтируемой трубы. In contrast to the known method, the repair method for metal pipelines is characterized in that when repairing annular seams or nearby defects, three couplings are applied, each with a width of at least 100 mm, first, side couplings are applied at a distance of no more than 5 mm on each side of the weld or adjacent defects, the space between the side couplings is filled with a self-hardening forming substance, after curing of which an upper central coupling is applied with equal removal of its edges from the center of the seam or the ring axis of near-lying their defects, wherein the space between the lateral sleeves and reinforcement of the weld can be filled with the roll of fiberglass tape impregnated with an adhesive composition, after the installation of the top center of the coupling. When restoring the carrying capacity of a pipeline over an extended section, in contrast to the known method, the method of repairing metal pipelines involves the steps of applying couplings in a step-by-step manner, installing them sequentially one after another at a distance of not less than 200 mm and not more than one diameter of the pipe being repaired.
Как при ремонте кольцевых швов или близколежащих дефектов, так и при восстановлении несущей способности трубопровода на протяженном участке муфты накладывают после установления пониженного давления в трубопроводе из соотношения:
σ = {Py/Po+(1-Py/Po)/(1+δм/δ)}σo,
где σ - кольцевые напряжения в трубе под установленной муфтой при рабочем давлении P0;
σo - кольцевые напряжения в трубе без муфты при рабочем давлении P0;
Pу - давление в трубопроводе при установке муфты;
P0 - рабочее давление в трубопроводе;
δм - толщина стенки муфты;
δ - толщина стенки трубы,
затем производят нагрев поверхности трубы, выравнивают поверхность формообразующим веществом и осуществляют наложение ленты с толщиной стеклопластиковой муфты, равной
δм≥ 1,15Dδ/[(σbc/σb)(D-δ)-1,15δ],
где D - наружный диаметр трубы;
σbc- нормативное временное сопротивление разрыву композитного материала муфты в кольцевом направлении;
σb - нормативное временное сопротивление разрыву металла трубы.As in the repair of circumferential seams or nearby defects, and when restoring the carrying capacity of the pipeline over an extended section of the coupling, impose after establishing a reduced pressure in the pipeline from the ratio:
σ = {P y / P o + (1-P y / P o ) / (1 + δ m / δ)} σ o ,
where σ are the annular stresses in the pipe under the installed sleeve at a working pressure P 0 ;
σ o - ring stresses in a pipe without a sleeve at a working pressure P 0 ;
P y - pressure in the pipeline when installing the coupling;
P 0 - working pressure in the pipeline;
δ m - wall thickness of the coupling;
δ is the wall thickness of the pipe,
then the pipe surface is heated, the surface is leveled with the forming substance, and the tape is applied with a fiberglass coupling thickness equal to
δ m ≥ 1,15Dδ / [(σ bc / σ b ) (D-δ) -1,15δ],
where D is the outer diameter of the pipe;
σ bc is the standard temporary tensile strength of the composite material of the coupling in the annular direction;
σ b is the standard temporary tensile strength of the pipe metal.
Длина стеклопластиковой муфты равна:
Lc≥ Ld+3,12(Rδ)1/2,
где Ld - длина дефекта;
Rδ= (D-δ)/2 радиус срединной поверхности трубы.The length of the fiberglass coupling is:
L c ≥ L d +3.12 (R δ ) 1/2 ,
where L d is the length of the defect;
R δ = (D-δ) / 2 the radius of the middle surface of the pipe.
При наложении муфты возможно осуществлять нагрев в пределах от 15 градусов до максимального значения, определяемого физико-химическими свойствами компонентов; наложение муфты осуществлять с предварительным нанесением на трубу быстротвердеющего формообразующего вещества и наматывать рулонную ленту, состоящую из многослойной стеклокомпозиционной ткани с расположением нитей в продольном и поперечном направлении на формообразующее вещество, находящееся в отвержденном недеформируемом состоянии, при этом все слои ленты, включая место контакта поверхности трубы с первым витком ленты, последовательно проклеивается непрерывным слоем клея в процессе ее намотки, которая осуществляется плотным прилеганием слоев с контролируемой величиной натяжения (при помощи натягивающего устройства с динамометром), после чего конец ленты нежестко позиционируется с помощью эластичного фиксатора и производится термообработка муфты до отверждения клеевого состава и набора им конструктивной прочности. When the coupling is applied, it is possible to heat from 15 degrees to a maximum value determined by the physicochemical properties of the components; the coupling must be applied with a quick-hardening forming agent preliminarily applied to the pipe and a web tape consisting of a multilayer glass composite fabric with the threads in the longitudinal and transverse directions arranged in the solidified non-deformable state, with all layers of the tape including the contact surface of the pipe contact with the first turn of the tape, sequentially glued with a continuous layer of glue in the process of winding, which is carried out tight the layers with a controlled tension value (using a tensioner with a dynamometer), after which the end of the tape is loosely positioned using an elastic retainer and the sleeve is heat treated until the adhesive composition has cured and gained structural strength.
При наличии в трубе трещин или сквозных дефектов ремонт может проводиться с применением метода "холодной сварки". If there are cracks or through defects in the pipe, repairs can be carried out using the cold welding method.
Рулонная лента может быть изготовлена в "самоклеющемся" исполнении, с предварительно нанесенным слоем клея на одну сторону ленты. Roll tape can be made in a "self-adhesive" design, with a previously applied layer of glue on one side of the tape.
На дефектное место (коррозионные язвы, вмятины и т.д.) можно наносить высокопрочное быстродействующее вещество на полимерной основе, после его отверждения излишний слой удалять до высоты 0,5-0,8 мм над поверхностью трубы, после чего производить намотку ленты, намотка ленты осуществляется ручным или механизированным способом с контролируемой величиной натяжения, при этом сила натяжения не должна превышать массы рулона, контроль величины натяжения осуществляется динамометром и рассчитывается по формуле:
F=F0 • ef,
где f0 - сила натяжения материала ленты у начального ее контакта с поверхностью трубы;
f - коэффициент трения проклеенного последующего витка ленты о поверхность предыдущего витка.It is possible to apply a high-strength, quick-acting polymer-based substance to a defective place (corrosion ulcers, dents, etc.), after curing it, remove the excess layer to a height of 0.5-0.8 mm above the pipe surface, then wrap the tape and wind it the tape is carried out manually or mechanically with a controlled tension value, while the tension force should not exceed the mass of the roll, the tension value is controlled by a dynamometer and is calculated by the formula:
F = F 0 • e f ,
where f 0 is the tension force of the tape material at its initial contact with the pipe surface;
f is the coefficient of friction of the glued subsequent turn of the tape on the surface of the previous turn.
При помощи формообразующего вещества кривизну трубы в зоне наложения муфты можно выравнивать до уровня не более 0,5 мм на длине 300 мм. Using a forming substance, the curvature of the pipe in the overlay zone of the coupling can be aligned to a level of not more than 0.5 mm over a length of 300 mm.
4. 3. Сущность способа. 4. 3. The essence of the method.
Трубопроводы, предназначенные для транспорта нефти, газа, газового конденсата, продуктов переработки нефти и газа и др., в процессе эксплуатации могут подвергаться воздействию коррозии (общая и локальная коррозия, коррозионное растрескивание, межкристаллитная коррозия, питтинг), механическому повреждению (вмятины, царапины, углубления, оставляемые техникой при строительстве и ремонте), различных напряжений, способствующих изменению их напряженно-деформируемого состояния (подвижки грунта, наличие исходных дефектов в сварных швах, изгибы и провисы трубопровода в процессе коррозии, сезонное изменение температурного режима, появление высоких напряжений при выполнении ремонтных сварочно-монтажных работ). Все это способствует снижению несущей способности трубопровода, а также его ресурса эксплуатации и созданию аварийной ситуации. Поэтому на указанных участках трубопроводов необходимо выполнять ремонтные работы с целью восстановления их несущей способности. Pipelines intended for the transport of oil, gas, gas condensate, oil and gas refined products, etc., during operation can be exposed to corrosion (general and local corrosion, corrosion cracking, intergranular corrosion, pitting), mechanical damage (dents, scratches, recesses left by the equipment during construction and repair), various stresses that contribute to a change in their stress-strain state (soil movement, the presence of initial defects in welds, bending s and sagging of the pipeline in the process of corrosion, seasonal changes in temperature, the appearance of high stresses when performing repair welding and installation works). All this helps to reduce the carrying capacity of the pipeline, as well as its service life and the creation of an emergency. Therefore, in these sections of the pipelines it is necessary to carry out repair work in order to restore their bearing capacity.
Разработанный способ ремонта позволяет производить упрочнение дефектных областей трубопровода и восстановление исходной конструкционной прочности трубопровода с использованием способа наложения муфт, регламентированной технологическими параметрами эксплуатации трубопровода (в том числе снижение рабочего давления в трубопроводе до определенных пределов) с сопровождением очистки трубопровода, нагрева поверхности трубы и др., а форма муфты регламентируется геометрией и прочностными показателями материала трубы, муфта может изготавливаться из высокопрочной ленты из композитных материалов для восстановления исходной конструкционной прочности трубопровода. The developed repair method allows to strengthen the defective areas of the pipeline and restore the original structural strength of the pipeline using the method of applying couplings, which is regulated by the technological parameters of the pipeline’s operation (including reducing the working pressure in the pipeline to certain limits), accompanied by cleaning the pipeline, heating the pipe surface, etc. , and the shape of the coupling is governed by the geometry and strength characteristics of the pipe material, the coupling can be made pour from a high-strength tape made of composite materials to restore the original structural strength of the pipeline.
Под дефектной областью подразумевается часть трубопровода, которая имеет локальные повреждения в виде нарушения поверхности или нарушения напряженно-деформируемого состояния конструкции. By a defective area is meant a portion of the pipeline that has local damage in the form of a surface violation or a violation of the stress-strain state of the structure.
Установлено, что снижение кольцевых напряжений в несущей трубе будет зависеть от относительного уменьшения давления в момент установки муфты и относительной толщины стенки муфты следующим образом:
σ/σo = Py/Po+(1-Py/Po)/(1+δм/δ), (1)
где σ - кольцевые напряжения растяжения в стенке трубы под установленной муфтой при рабочем давлении P0;
σo - кольцевые напряжения растяжения в стенке трубы без муфты при рабочем давлении P0;
Pу - давление в трубопроводе при установке муфты;
P0 - рабочее давление в трубопроводе;
δм - толщина стенки муфты;
δ - толщина стенки трубы.It was found that the reduction of ring stresses in the carrier pipe will depend on the relative decrease in pressure at the time of installation of the coupling and the relative wall thickness of the coupling as follows:
σ / σ o = P y / P o + (1-P y / P o ) / (1 + δ m / δ), (1)
where σ are the ring tensile stresses in the pipe wall under the installed sleeve at a working pressure P 0 ;
σ o - ring tensile stress in the wall of the pipe without a sleeve at a working pressure P 0 ;
P y - pressure in the pipeline when installing the coupling;
P 0 - working pressure in the pipeline;
δ m - wall thickness of the coupling;
δ is the wall thickness of the pipe.
На фиг. 2 графически показана зависимость (1) относительного снижения напряженного состояния стенки трубопровода (σ/σo) под муфтой от степени снижения давления при установке муфты (Pу/Pо) и от ее относительной толщины (δм/δ).
Как видно из графика, зона оптимального снижения давления в стенке трубопровода Pу находится в диапазоне 50-70% от Pо. При этом максимальный уровень давления ограничен возможностью разрыва трубопровода, имеющего дефекты, а минимальный уровень давления ограничен условиями производительности (т. е. при более низком давлении может произойти остановка бесперебойного транспорта продукта).In FIG. Figure 2 graphically shows the dependence (1) of the relative decrease in the stress state of the pipeline wall (σ / σ o ) under the coupling on the degree of pressure reduction during installation of the coupling (P у / P о ) and on its relative thickness (δ m / δ).
As can be seen from the graph, the zone of optimal pressure reduction in the wall of the pipeline P y is in the range of 50-70% of P about . In this case, the maximum pressure level is limited by the possibility of rupture of the pipeline, which has defects, and the minimum pressure level is limited by the performance conditions (i.e., at a lower pressure, uninterrupted transport of the product can stop).
Технической задачей изобретения является разработка способа ремонта трубопровода с помощью композитных муфт, которые воспринимали бы кольцевые и продольные напряжения на ремонтируемом участке трубопровода, а также предотвращали развитие коррозионных процессов в зоне ремонта. An object of the invention is to develop a method of repairing a pipeline using composite couplings, which would perceive ring and longitudinal stresses on the repaired section of the pipeline, and also prevent the development of corrosion processes in the repair zone.
Подземный действующий трубопровод представляет собой "бесконечную" цилиндрическую оболочку, "равномерно" защемленную грунтом и нагруженную внутренним давлением (фиг. 1). The underground operating pipeline is an “endless” cylindrical shell “uniformly” pinched by soil and loaded with internal pressure (Fig. 1).
Продольные напряжения σп в металле такой оболочки (в подземном трубопроводе) в общем случае составляют μ = 0,28 (коэффициент Пуассона для упругой области деформирования) от кольцевых напряжений σк:
σп= μ•σк= 0,28σк.
Учитывая, что на линейных участках трубопровода кольцевые напряжения составляют приблизительно 0,72 от нормативного предела текучести σт(норм), продольное напряжение σп в общем случае можно представить:
σп= 0,28•0,72σт(норм)= 0,28σт(норм).
Для труб большого диаметра из стали класса прочности К60 σт(норм)≥ 461 МПа или API (Х70) σт(норм)≥ 482 МПа продольные напряжения в общем случае составят:
σп= 0,2•(461-482) ≈ 100 МПа ≈ 10 кгс/мм2.
Предложенный подход позволяет устранить продольные напряжения, зависящие от многих факторов и изменяющиеся во времени при эксплуатации, в частности от разницы температур эксплуатации и так называемой "температуры замыкания при строительстве", а также от различных изгибающих нагрузок, при этом ремонтная муфта будет воспринимать не только кольцевые, но и продольные напряжения, возникающие на ремонтируемом участке трубопровода.The longitudinal stresses σ p in the metal of such a shell (in an underground pipeline) in the general case are μ = 0.28 (Poisson's ratio for the elastic region of deformation) from the ring stresses σ to :
σ p = μ • σ k = 0.28σ k .
Given that on linear sections of the pipeline, annular stresses are approximately 0.72 of the standard yield stress σ t (norms) , the longitudinal stress σ p in the general case can be represented:
σ p = 0.28 • 0.72σ t (normal) = 0.28σ t (normal) .
For pipes of large diameter from steel of strength class K60 σ t (norms) ≥ 461 MPa or API (X70) σ t (norms) ≥ 482 MPa, the longitudinal stresses in the general case will be:
σ p = 0.2 • (461-482) ≈ 100 MPa ≈ 10 kgf / mm 2 .
The proposed approach allows us to eliminate longitudinal stresses, which depend on many factors and vary with time during operation, in particular, the difference in operating temperatures and the so-called "closure temperature during construction", as well as various bending loads, while the repair sleeve will not only accept ring , but also the longitudinal stresses arising on the repaired section of the pipeline.
Поставленная задача достигается за счет установки на ремонтируемый участок герметичной полноохватывающей муфты из композитных материалов с заданной толщиной стенки при заданном снижении давления в трубопроводе или при определенных условиях обжатия трубы муфтой при отсутствии давления в трубопроводе. The task is achieved by installing on the repaired area an airtight full-body sleeve made of composite materials with a given wall thickness for a given pressure reduction in the pipeline or under certain conditions of compression of the pipe by the sleeve in the absence of pressure in the pipeline.
Предлагаемая муфта воспринимает нагрузки в продольном и поперечном направлении и состоит из комплекта основных композиционных материалов и вспомогательных компонентов (преобразователь ржавчины, грунтовка, мастика для восстановления геометрии трубы, композиционная высокопрочная лента на тканевой основе, клеящий материал для склеивания витков ленты между собой и приклеивания муфты к металлу трубы). В процессе нанесения указанных компонентов на трубу при условии выполнения нижепредложенных технологических операций, образуется монолит в виде муфты со сложной структурой, которая обладает оптимальными физическими, прочностными и антикоррозионными свойствами. The proposed coupling accepts loads in the longitudinal and transverse directions and consists of a set of basic composite materials and auxiliary components (rust converter, primer, mastic for restoring the pipe geometry, high-strength composite tape on a fabric basis, adhesive material for gluing the turns of the tape together and gluing the coupling to pipe metal). In the process of applying these components to the pipe, subject to the following technological operations, a monolith is formed in the form of a coupling with a complex structure that has optimal physical, strength and anticorrosion properties.
4.4. Промышленная применимость с примерами реализации. 4.4. Industrial applicability with implementation examples.
Способ ремонта включает в себя выполнение комплекса технологических операций в строго определенной последовательности. The repair method includes performing a set of technological operations in a strictly defined sequence.
С помощью известных физических методов и приборов (механические деформоменты, стресс-сканы, рентгеновские дифрактометры, лазерные интерферометры) определяются напряжения на ремонтируемом участке в дефектной области. Using well-known physical methods and devices (mechanical deformations, stress scans, X-ray diffractometers, laser interferometers), the voltages in the repaired area in the defective area are determined.
По формуле (1) рассчитывается уровень снижения рабочего давления в трубопроводе, в момент установки муфты, до достижения пороговых (максимально допустимых для эксплуатации в конкретной дефектной области) напряжений. According to formula (1), the level of reduction of the working pressure in the pipeline is calculated, at the time of installation of the coupling, until threshold (maximum allowable for operation in a specific defective area) stresses is reached.
На предварительном этапе подготовки поверхности трубы осуществляют ее очистку (от изоляции, ржавчины, грязи) механическим способом, до степени не ниже ASa 21/2 по ISO 8501-1:1988 или не ниже 3-й степени по ВСН 008-88, ГОСТ 9402-80.At the preliminary stage of preparing the surface of the pipe, it is cleaned (from insulation, rust, dirt) mechanically, to a degree not lower than
Для очистки поверхности применяют пескоструйную обработку с использованием установок (Сопло-160, Стык-325 и др.), можно использовать металлические щетки и иглофрезы. To clean the surface, sandblasting is used using installations (Nozzle-160, Joint-325, etc.), metal brushes and needle cutters can be used.
После выполнения операций по механической очистке поверхности трубы на ремонтируемый участок наносится преобразователь ржавчины на основе ортофосфорной кислоты, который преобразует продукты коррозии, посторонние примеси и поверхностные слои металла в химически инертные соединения и предотвращает развитие коррозии. После отверждения полученное соединение выполняет роль грунтовки, которая обладает высокими адгезионными свойствами по отношению к заполнителю дефектов и клеевому составу. After performing mechanical cleaning of the pipe surface, a rust converter based on phosphoric acid is applied to the repair area, which converts corrosion products, impurities and surface layers of the metal into chemically inert compounds and prevents the development of corrosion. After curing, the resulting compound acts as a primer, which has high adhesive properties with respect to the aggregate of defects and adhesive composition.
Для усиления эффекта воздействия преобразователя ржавчины перед его наложением металлическую поверхность протирают ацетоном (ГОСТ 2768-84) с целью ее обезжиривания и удаления влаги, при этом использование для аналогичных функций бензина и керосина не допускается. Преобразователь ржавчины наносят методом распыления с целью его равномерного распределения на металлической поверхности и образования равнотолщинной пленки после отверждения. To enhance the effect of the rust converter before applying it, the metal surface is wiped with acetone (GOST 2768-84) in order to degrease it and remove moisture, while the use of gasoline and kerosene for similar functions is not allowed. The rust converter is applied by spraying in order to uniformly distribute it on a metal surface and to form an equally thick film after curing.
Окончательный этап подготовки поверхности включает операции нанесения и отверждения высокопрочного быстротвердеющего вещества (мастики). Мастика наносится на дефектные участки поверхности в виде коррозионных поражений и механических повреждений, а также на участки, прилегающие к сварным швам (продольные или кольцевые), и на участки трубы с недопустимой кривизной с целью его выравнивания до уровня не более 0,5 мм на длине 300 мм. Мастика в данном случае используется в качестве формообразующего вещества, которое восстанавливает геометрию трубы и создает соответствующую округлость трубы перед нанесением рулонной ленты. Это необходимо для ликвидации зазоров между трубой и муфтой, т. к. наличие зазоров снижает эффект упрочнения трубы и способствует протеканию коррозионных процессов при попадании электролита (воды) в зазор. The final stage of surface preparation involves the application and curing of a high-strength quick-hardening substance (mastic). Mastic is applied to defective surface areas in the form of corrosion damage and mechanical damage, as well as to areas adjacent to welds (longitudinal or circumferential), and to pipe sections with unacceptable curvature in order to level it to a level of no more than 0.5 mm in length 300 mm Mastic in this case is used as a forming substance, which restores the geometry of the pipe and creates the corresponding roundness of the pipe before applying the roll tape. This is necessary to eliminate the gaps between the pipe and the coupling, since the presence of gaps reduces the effect of hardening of the pipe and contributes to the course of corrosion processes when electrolyte (water) enters the gap.
В случае нанесения мастики на коррозионные язвы и вмятины излишние ее слои после отверждения удаляются до величины 0,5-0,8 мм над поверхностью трубы. Это необходимо для предотвращения отслаивания мастики (после формирования муфты) при увеличении давления в трубопроводе до уровня рабочего. In the case of applying mastic to corrosion ulcers and dents, its excessive layers after curing are removed to a value of 0.5-0.8 mm above the pipe surface. This is necessary to prevent peeling of the mastic (after the formation of the coupling) when the pressure in the pipeline increases to the level of the worker.
В случае наличия в ремонтной области трещины производится засверловка ее концов на глубину 50-55% от толщины стенки трубы сверлом диаметром 25-30% от толщины стенки трубы. После этого отверстия замазывают мастикой. Засверловка концов трещин производится с целью предотвращения ее роста после установки муфты. If there is a crack in the repair area, its ends are drilled to a depth of 50-55% of the pipe wall thickness with a drill with a diameter of 25-30% of the pipe wall thickness. After this, the holes are covered with mastic. The drilling of the ends of the cracks is carried out in order to prevent its growth after the installation of the coupling.
При наличии в дефектной области сквозных отверстий (свищей) с целью устранения утечки продукта производится их заделка по мокрой поверхности материалами системы холодной сварки, после отверждения которых производят установку муфты. Материалы для холодной сварки позволяют обеспечить герметичность в месте дефекта. If there are through holes (fistulas) in the defective area in order to eliminate product leakage, they are sealed on a wet surface with cold welding system materials, after which the coupling is installed. Materials for cold welding allow for tightness at the defect site.
При нанесении на дефектную область преобразователя ржавчины, мастики и материалов "холодной сварки" температура стенки трубы должна быть не ниже 15oC, максимальная температура подогрева определяется физико-химическими свойствами указанных компонентов. Подогрев поверхности металла проводится с целью ускорить отверждение формообразующих компонентов и предотвратить образование дефектов при их отверждении. Основными дефектами являются поры, неравномерность толщины (наплывы) стенки, которая образуется при отекании материала с поверхности трубы (для преобразователя ржавчины), отслоение мастики с поверхности дефектного участка.When applying rust, mastic and cold welding materials to the defective area of the transducer, the temperature of the pipe wall should not be lower than 15 o C, the maximum heating temperature is determined by the physicochemical properties of these components. The surface of the metal is heated to accelerate the curing of the forming components and to prevent the formation of defects during their curing. The main defects are pores, uneven thickness (sagging) of the wall, which is formed when material swells from the surface of the pipe (for the rust transducer), peeling off the mastic from the surface of the defective area.
Рулонная лента наносится на поверхность дефектной области только после их полного отверждения и перехода в недеформируемое состояние формообразующих материалов (преобразователь ржавчины, мастика, материалы системы "холодной сварки"), т. к. их неполное отверждение приводит к отслоению при натяжении приклеиваемой ленты. The roll tape is applied to the surface of the defective area only after they have completely cured and become in an undeformable state of the forming materials (rust converter, mastic, materials of the "cold welding" system), since their incomplete curing leads to delamination when the adhesive tape is tensioned.
Перед намоткой начальный конец ленты фиксируется на трубе на расстоянии не менее 400 мм от границы дефектного участка. Конец ленты фиксируется различными способами. Before winding, the initial end of the tape is fixed on the pipe at a distance of at least 400 mm from the boundary of the defective area. The end of the tape is fixed in various ways.
В качестве фиксаторов могут быть использованы пластины из синтетических материалов, у которых клеевой состав нанесен на верхнюю и нижнюю поверхность (пластина одной стороной приклеивается к трубе, а другой стороной к ленте), металлические пластины (один конец пластины крепится к ленте, а второй приваривается к трубе), материалами для "холодной сварки" и т.д. As clamps, plates made of synthetic materials can be used, in which the adhesive composition is applied to the upper and lower surfaces (the plate is glued to the pipe on one side and the tape to the other side), metal plates (one end of the plate is attached to the tape and the other is welded to pipe), materials for cold welding, etc.
После фиксации конца ленты на поверхность трубы наносят клей с помощью синтетического валика толщиной не менее 0,5 мм и выполняют намотку первого витка, затем таким же способом проклеивают и наматывают последующие витки. After fixing the end of the tape, glue is applied to the pipe surface using a synthetic roller with a thickness of at least 0.5 mm and the first turn is wound, then subsequent turns are glued and wound in the same way.
Намотку ленты осуществляют ручным или механизированным способом с плотным прилеганием слоев, с контролируемой величиной натяжения с помощью натягивающего устройства с динамометром, при этом сила натяжения не должна превышать вес рулона. Контроль величины натяжения осуществляется динамометром и может быть рассчитан по формуле:
F = F0 • ef,
где F0 - сила натяжения материала ленты у начального ее контакта с поверхностью трубы, но не более массы рулона (т.е. F0 - это давление на стартовый лист при наложении 1-го витка);
f - коэффициент трения проклеенного последующего витка ленты о поверхность предыдущего витка.The winding of the tape is carried out manually or mechanized with a tight fit of the layers, with a controlled amount of tension using a tensioner with a dynamometer, while the tension force should not exceed the weight of the roll. The tension is controlled by a dynamometer and can be calculated by the formula:
F = F 0 • e f ,
where F 0 is the tension force of the tape material at its initial contact with the pipe surface, but not more than the mass of the roll (i.e. F 0 is the pressure on the start sheet when applying the 1st turn);
f is the coefficient of friction of the glued subsequent turn of the tape on the surface of the previous turn.
Контроль за величиной натяжения ленты осуществляется с целью устранения зазоров между первым витком ленты и трубой, а также для равномерного распределения клея между витками и предотвращения образования в клеевом слое дефектов в виде пор. The control of the tension of the tape is carried out in order to eliminate gaps between the first turn of the tape and the pipe, as well as to evenly distribute the adhesive between the turns and to prevent the formation of pore defects in the adhesive layer.
После намотки второй конец ленты нежестко позиционируется эластичным ремнем с целью снижения жесткости муфты при проведении термообработки. Эластичный фиксатор дает возможность концу ленты свободно перемещаться при отверждении клеевого состава. After winding, the second end of the tape is non-rigidly positioned with an elastic belt in order to reduce the stiffness of the coupling during heat treatment. The elastic retainer allows the end of the tape to move freely when the adhesive is cured.
Термообработка композитной муфты производится при температуре 50-90oC, минимальное время термообработки - 180 мин. При этих режимах материал муфты набирает конструктивную прочность. Термообработка позволяет ускорить процесс отверждения клеевого состава, а также дает возможность выполнять ремонтные работы при отрицательных температурах окружающего воздуха, т.к. используемые клеи при минусовых температурах не отверждаются.The heat treatment of the composite sleeve is carried out at a temperature of 50-90 o C, the minimum heat treatment time is 180 minutes Under these conditions, the coupling material gains structural strength. Heat treatment allows you to speed up the curing process of the adhesive composition, and also makes it possible to carry out repair work at low ambient temperatures, because used adhesives at subzero temperatures are not cured.
В качестве клея используют 2-компонентный состав (основа и отвердитель). Приготовление клея осуществляется путем перемешивания основы и отвердителя с помощью миксера до получения однородной массы в течение 10-15 мин. При этом образование пузырей при перемешивании не допускается, т.к. при наложении такого клея в клеевой прослойке образуются поры, которые снижают его прочность. As an adhesive, a 2-component composition (base and hardener) is used. The glue is prepared by mixing the base and hardener with a mixer until a homogeneous mass is obtained for 10-15 minutes. In this case, the formation of bubbles during stirring is not allowed, because when this glue is applied, pores are formed in the adhesive layer, which reduce its strength.
В качестве ленты для образования муфты используется композиционная высокопрочная лента на тканевой основе, состоящая из многослойной стеклокомпозитной ткани с расположением тканевой основы (волокон) в продольном и поперечном направлении, что позволяет муфте воспринимать кольцевые и продольные напряжения как минимум на уровне 700 МПа. Волокна представляют собой нити # - образного типа с высокой прочностью на разрыв в продольном и поперечном направлении. Стеклокомпозитные нити представляют собой преимущественно нити S-типа (возможно также использование нити Е-типа). As a tape for the formation of the coupling, a composite high-strength fabric-based tape is used, consisting of a multilayer glass composite fabric with the arrangement of the fabric base (fibers) in the longitudinal and transverse directions, which allows the coupling to perceive ring and longitudinal stresses at least at the level of 700 MPa. The fibers are # - shaped yarns with high tensile strength in the longitudinal and transverse directions. Glass composite yarns are predominantly S-type yarns (it is also possible to use E-type yarns).
Стеклоткань является многослойной и состоит из крученой комплексной нити, где за счет высокой степени крутки резко возрастает адгезия полимера к армирующему компоненту, в результате чего в значительной степени возрастают ее прочностные свойства. Fiberglass is multilayer and consists of a complex twisted yarn, where due to the high degree of twisting, the adhesion of the polymer to the reinforcing component sharply increases, as a result of which its strength properties increase significantly.
Материал композитной ленты должен обладать, как минимум, следующими прочностными свойствами:
изгибающие напряжения при разрушении:
в тангенциальном направлении - не менее 40,3 кгс/мм2;
в осевом направлении - не менее 26,14 кгс/мм2
разрушающие напряжения при растяжении:
в тангенциальном направлении - не менее 62,9 кгс/мм2;
в осевом направлении - не менее 22,3 кгс/мм2.The material of the composite tape must have at least the following strength properties:
bending stress at failure:
in the tangential direction - not less than 40.3 kgf / mm 2 ;
in the axial direction - not less than 26.14 kgf / mm 2
tensile stresses:
in the tangential direction - not less than 62.9 kgf / mm 2 ;
in the axial direction - not less than 22.3 kgf / mm 2 .
Рулонная лента может быть изготовлена в "самоклеющемся" исполнении, т.е. с предварительно нанесенным клеем на одну сторону ленты. При этом отверждение клея осуществляют термообработкой после установки муфты на трубу. Такие ленты поставляются в виде рулона в герметичной упаковке. Roll tape can be made in a "self-adhesive" design, i.e. with pre-applied glue on one side of the tape. In this case, the curing of the adhesive is carried out by heat treatment after installing the coupling on the pipe. Such tapes are supplied in roll form in sealed packaging.
Количество слоев ленты, т.е. толщина муфты, а также ее ширина определяются прочностью металла трубы, композиционного материала ленты, геометрическими размерами трубы, толщиной стенки трубы и размерами дефектов и рассчитывается по формулам:
δм≥ 1,15Dδ/[(σbc/σb)(D-δ)-1,15δ],
где δм - толщина стенки муфты;
δ - толщина стенки трубы;
D - наружный диаметр трубы;
σbc - нормативное временное сопротивление разрыву композитного материала муфты в кольцевом направлении;
σb - нормативное временное сопротивление разрыву металла трубы.The number of tape layers, i.e. the thickness of the coupling, as well as its width, is determined by the strength of the pipe metal, the composite material of the tape, the geometric dimensions of the pipe, the thickness of the pipe wall and the dimensions of the defects and is calculated by the formulas:
δ m ≥ 1,15Dδ / [(σ bc / σ b ) (D-δ) -1,15δ],
where δ m is the wall thickness of the coupling;
δ is the pipe wall thickness;
D is the outer diameter of the pipe;
σ bc is the standard temporary tensile strength of the composite material of the coupling in the annular direction;
σ b is the standard temporary tensile strength of the pipe metal.
Длина стеклопластиковой муфты равна:
Lc≥ Ld+3,12(Rδ)1/2,
где Ld - длина дефекта;
Rδ= (D-δ)/2 - радиус срединной поверхности трубы.The length of the fiberglass coupling is:
L c ≥ L d +3.12 (R δ ) 1/2 ,
where L d is the length of the defect;
R δ = (D-δ) / 2 is the radius of the middle surface of the pipe.
В случае, когда на ремонтируемой поверхности трубы имеется продольный шов, усиление продольного шва до величины 0,5 мм удаляется механическим способом на длине, равной ширине наматываемой ленты, после этого дальнейшие этапы технологических операций выполняются, как изложено выше. In the case when there is a longitudinal seam on the repaired surface of the pipe, reinforcing the longitudinal seam to a value of 0.5 mm is removed mechanically at a length equal to the width of the wound tape, after which further steps of the technological operations are performed as described above.
В случае ремонта кольцевых швов используется ремонтная муфта, состоящая как минимум из трех частей (лент), шириной (каждая) не менее 100 мм. In the case of repair of annular seams, a repair coupling is used, consisting of at least three parts (tapes) with a width (each) of at least 100 mm.
Вначале наносятся боковые муфты на расстоянии не более 5 мм с каждой стороны сварного шва; пространство между боковыми муфтами и усилением сварного шва заполняют самотвердеющим формообразующим веществом, после отверждения которого его излишки удаляют механическим способом на величину 0,5 мм относительно внешней поверхности боковых муфт, после этого устанавливают верхнюю центральную муфту (фиг. 3). Такая конструкция муфты позволяет не ослаблять сечение сварного шва и разгрузить сварной стык с 2-х сторон, а центральная муфта возьмет на себя часть кольцевых напряжений, действующих в сечении сварного шва. Высокопрочная мастика, расположенная в промежутке между муфтами и сварным швом, способствует передачи усилия от сварного шва к центральной муфте. First, the side couplings are applied at a distance of not more than 5 mm on each side of the weld; the space between the side couplings and the reinforcement of the weld is filled with a self-hardening forming substance, after curing of which its excess is removed mechanically by 0.5 mm relative to the outer surface of the side couplings, then the upper central coupling is installed (Fig. 3). This design of the coupling allows you to not weaken the cross section of the weld and unload the weld from 2 sides, and the central coupling will take on some of the ring stresses acting in the cross section of the weld. High-strength mastic, located between the couplings and the weld, facilitates the transfer of force from the weld to the central coupling.
При наличии близлежащих дефектов (или удлиненных дефектов, превышающих ширину рулонной ленты) конструкция муфты будет аналогичной, однако количество звеньев составной муфты может быть несколько (фиг. 4). If there are nearby defects (or elongated defects exceeding the width of the roll tape), the design of the coupling will be similar, however, the number of links of the composite coupling can be several (Fig. 4).
При ремонте кольцевых сварных швов, в целях экономии дорогостоящей мастики и ускорения выполнения работ, пространство между боковыми муфтами, усилением сварного шва и центральной муфтой можно заполнить рулонной лентой из стеклоткани, пропитанной клеевым составом, после этого можно устанавливать центральную муфту. Аналогичную операцию можно выполнять при ремонте вмятин на трубе больших размеров. При этом количество слоев стеклоткани, наносимой на дефект, зависит от размеров последнего. Центральная муфта устанавливается после отверждения клеевого состава. When repairing ring welds, in order to save expensive mastic and speed up the work, the space between the side couplings, the reinforcement of the weld and the central coupling can be filled with a roll of fiberglass impregnated with adhesive, after which the central coupling can be installed. A similar operation can be performed when repairing dents on a large pipe. The number of layers of fiberglass applied to the defect depends on the size of the latter. The central sleeve is installed after the adhesive has cured.
При необходимости восстановить (или повысить) несущую способность трубопровода на протяженном участке (не имеющего механических и коррозионных дефектов) муфты устанавливают шаговым способом последовательно друг за другом на расстоянии не менее 200 мм и не более одного диаметра ремонтируемой трубы. Это позволит восстановить конструктивную прочность трубопровода на отдельном протяженном участке. Установка муфт в шаговом порядке позволяет в значительной степени ускорить процесс ремонта, а также удешевить технологию по сравнению с вариантом установки муфт последовательно друг за другом без зазоров между ними. Такой способ установки и расположения муфт может быть использован при ремонте дефектных областей, имеющих нарушения по параметрам напряженно-деформированного состояния, которое может быть выявлено при подвижках грунта, провисах трубопроводов, находящихся на опорах или эстакадах, утонении стенки трубы под воздействием общей коррозии или абразивного износа, старении металла трубы, наличии коррозионных дефектов на внутренней поверхности трубы, связанного с изменением его структуры, при изменении режимов эксплуатации трубопроводов, после выполнения ремонтных работ с использованием сварки и т.д. If necessary, to restore (or increase) the carrying capacity of the pipeline over an extended section (without mechanical and corrosion defects), the couplings are installed in a stepwise manner sequentially one after another at a distance of not less than 200 mm and not more than one diameter of the pipe being repaired. This will allow to restore the structural strength of the pipeline in a separate long section. Installing couplings in a step-by-step order can significantly speed up the repair process, as well as reduce the cost of technology compared to installing couplings sequentially one after another without gaps between them. This method of installation and location of couplings can be used in the repair of defective areas that have violations in the parameters of the stress-strain state, which can be detected during soil movements, sagging pipelines located on supports or racks, thinning of the pipe wall due to general corrosion or abrasive wear , aging of the pipe metal, the presence of corrosion defects on the inner surface of the pipe associated with a change in its structure, when changing the operating modes of pipelines, To perform repair work using welding, etc.
При изготовлении муфт используют материалы, которые являются антимагнетиками, в местах установки муфт не нарушается эффективность системы электрозащиты. In the manufacture of couplings, materials that are anti-magnetics are used; in the places where couplings are installed, the effectiveness of the electrical protection system is not impaired.
В зонах установки муфт металл трубы и сварных швов не подвержен воздействию стресс-коррозии, коррозионному растрескиванию и питтингу. In the installation areas of the couplings, the metal of the pipe and welds is not affected by stress corrosion, corrosion cracking and pitting.
Все материалы, используемые при установке муфты (преобразователь ржавчины, формообразующее вещество, клеевой состав, композитная лента), изготовлены в коррозионно-стойком исполнении и не подвержены разрушающему воздействию растворов электролитов, имеющих pH 2,5-12. All materials used in the installation of the coupling (rust converter, mold, adhesive, composite tape) are made in a corrosion-resistant version and are not subject to the destructive effect of electrolyte solutions having a pH of 2.5-12.
Ремонтные муфты можно устанавливать на трубопроводы, предназначенные для транспорта сероводородсодержащих сред, т.к. материал муфт обладает 100%-ной стойкостью против водородного растрескивания (Блистеринг, "H1C" по NACE ТМ 0284-87, последняя редакция) и имеет пороговые напряжения на уровне 90% от предела текучести материала муфты в стандартном сероводородном растворе (методика NACE ТМ 01-77-90). Repair couplings can be installed on pipelines designed for the transport of hydrogen sulfide-containing media, as the material of the couplings is 100% resistant to hydrogen cracking (Blistering, “H1C” according to NACE TM 0284-87, latest edition) and has threshold stresses of 90% of the yield strength of the material of the coupling in a standard hydrogen sulfide solution (NACE TM 01- methodology 77-90).
Предложенный способ ремонта металлических трубопроводов может быть реализован при использовании современных композитных материалов, выпускаемых отечественной промышленностью. The proposed method for repairing metal pipelines can be implemented using modern composite materials produced by the domestic industry.
В качестве муфтообразующей ленты может быть использована стеклопластиковая лента КСЛ по ТУ 92-115-14-98, которая изготавливается для труб диаметром 219-1420 мм. KSL fiberglass tape according to TU 92-115-14-98, which is made for pipes with a diameter of 219-1420 mm, can be used as a sleeve-forming tape.
В качестве клеев могут быть использованы клеевые составы УП-5-177 по ТУ 6-05-241-31-44, СКН-30-ЭЛ/АФ по ТУ 38.403824-95, ТУ 6-05-16-63-74 и др. As adhesives, UP-5-177 adhesive compositions can be used according to TU 6-05-241-31-44, SKN-30-EL / AF according to TU 38.403824-95, TU 6-05-16-63-74, etc. .
В качестве высокопрочного быстротвердеющего вещества на полимерной основе (мастики) может быть использован материал СКН-30-ЭЛ по ТУ 38.403824-95 (наполнитель) в сочетании с отвердителем АФ-2 по ТУ 6-05-1663-74. Material SKN-30-EL according to TU 38.403824-95 (filler) in combination with AF-2 hardener according to TU 6-05-1663-74 can be used as a high-strength quick-hardening substance on a polymer basis (mastic).
В качестве материалов для холодной "сварки" целесообразно использовать материалы системы "холодной сварки" типа Дурметалл "Пластметалл" по ТУ ХС-01.001; Е+С МеКаТеК 1,2,3,8,10,12; Е+С МеКаТеК ЭКСПРЕСС фирмы Кастолин; Tech Sheet L1507 Metall-Tech XRC фирмы Thortex. As materials for cold “welding” it is advisable to use materials of the “cold welding” system of the Durmetall Plastmetall type according to TU XC-01.001; E +
Указанные материалы коррозионно-пассивны, их можно использовать в диапазоне температур от минус 30 до плюс 100oC, они обладают высокой вибро- и ударостойкостью. Материалы обладают широкими возможностями модифицирования. При добавке модификатора указанные материалы можно использовать при ремонте трубопроводов, имеющих влажную поверхность, возможен ремонт под водой.These materials are corrosion-passive, they can be used in the temperature range from minus 30 to plus 100 o C, they have high vibration and shock resistance. Materials have wide possibilities of modification. When adding a modifier, these materials can be used in the repair of pipelines having a wet surface, and repair under water is possible.
Способ ремонта трубопроводов был опробован в условиях полигона, результаты испытаний - положительные (см. таблицу). The method of repairing pipelines was tested in the test site, the test results are positive (see table).
Предложенный способ ремонта металлических трубопроводов прошел успешное опытно-промышленное опробование на объектах ОАО "Газпром" на предприятии "Волготрансгаз", "Волгоградтрансгаз", "Севергазпром", "Пермьтрансгаз". The proposed method for repairing metal pipelines was successfully tested at the facilities of OAO Gazprom at the Volgotransgaz, Volgogradtransgaz, Severgazprom, Permtransgaz enterprises.
Claims (9)
σ = {Py/Po+(1-Py/Po)/(1+δм/δ)}σo,
где σ - кольцевые напряжения в трубе под установленной муфтой при рабочем давлении Po;
σo - кольцевые напряжения в трубе без муфты при рабочем давлении P0;
Py - давление в трубопроводе при установке муфты;
P0 - рабочее давление в трубопроводе;
δм - толщина стенки муфты;
δ - толщина стенки муфты,
производят нагрев поверхности трубы, выравнивают поверхность формообразующим веществом и осуществляют наложение ленты с толщиной стеклопластиковой муфты, равной
δм≥ 1,15Dδ/[(σbc/σb)(D-δ)-1,15δ],
где D - наружный диаметр трубы;
σbc - нормативное временное сопротивление разрыву композитного материала муфты в кольцевом направлении;
σb - нормативное временное сопротивление разрыву металла трубы,
длина стеклопластиковой муфты равна
Lc≥ Ld+3,12(Rδ)1/2,
где Ld - длина дефекта;
Rδ= (D-δ)/2 - радиус срединной поверхности трубы,
при этом ленту перед ее намоткой пропитывают клеевым составом или выполняют самоклеящейся.3. A method of repairing metal pipelines, including reducing the pressure in the pipeline, mechanically cleaning the surface of the pipe from insulating coating and rust, degreasing, applying a rust converter by spraying, applying tension under tension to form a sleeve and then fixing the sleeve on the pipe, characterized in that a lower pressure in the pipeline from the ratio:
σ = {P y / P o + (1-P y / P o ) / (1 + δ m / δ)} σ o ,
where σ is the annular stress in the pipe under the installed sleeve at a working pressure P o ;
σ o - ring stresses in a pipe without a sleeve at a working pressure P 0 ;
P y - pressure in the pipeline when installing the coupling;
P 0 - working pressure in the pipeline;
δ m - wall thickness of the coupling;
δ is the wall thickness of the coupling,
they heat the surface of the pipe, level the surface with the forming substance and apply the tape with a thickness of the fiberglass coupling equal to
δ m ≥ 1,15Dδ / [(σ bc / σ b ) (D-δ) -1,15δ],
where D is the outer diameter of the pipe;
σ bc is the standard temporary tensile strength of the composite material of the coupling in the annular direction;
σ b - the standard temporary tensile strength of the metal pipe
the length of the fiberglass coupling is
L c ≥ L d +3.12 (R δ ) 1/2 ,
where L d is the length of the defect;
R δ = (D-δ) / 2 is the radius of the middle surface of the pipe,
in this case, the tape is impregnated with an adhesive composition or self-adhesive before being wound.
F=F0•ef,
где F0 - сила натяжения материала ленты у начального ее контакта с поверхностью трубы;
f - коэффициент трения проклеенного последующего витка ленты о поверхность предыдущего витка.8. The method according to claim 3, characterized in that a high-strength, quick-hardening polymer-based substance is applied to the defective place (corrosion ulcers, dents, etc.), after curing, the excess layer is removed to a height of 0.5-0.8 mm above the surface of the pipe, after which the tape is wound, the tape is wound manually or mechanically with a controlled tension value, while the tension force should not exceed the coil mass, the tension value is controlled by a dynamometer and calculated by the formula
F = F 0 • e f ,
where F 0 is the tension force of the tape material at its initial contact with the pipe surface;
f is the coefficient of friction of the glued subsequent turn of the tape on the surface of the previous turn.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99110629A RU2155905C2 (en) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | Method for repairing metallic pipelines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99110629A RU2155905C2 (en) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | Method for repairing metallic pipelines |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99110629A RU99110629A (en) | 1999-09-20 |
| RU2155905C2 true RU2155905C2 (en) | 2000-09-10 |
Family
ID=20220124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99110629A RU2155905C2 (en) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | Method for repairing metallic pipelines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2155905C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8110054B2 (en) | 2005-07-21 | 2012-02-07 | Airbus Deutschland Gmbh | Method for connection at least two pieces of sheet material, particularly at least two metal sheets for a lightweight structure as well a joining and lightweight structure |
| RU2451233C2 (en) * | 2008-07-07 | 2012-05-20 | Дочерняя Компания "Укртрансгаз" Национальной Акционерной Компании "Нефтегаз Украины" | Repair method of pipeline in operation (versions) |
| AT511828A4 (en) * | 2012-01-10 | 2013-03-15 | Adria Wien Pipeline Gmbh | METHOD AND DEVICE FOR REPAIRING A FAILURE POINT OF A PIPING SYSTEM |
| RU2601782C1 (en) * | 2015-06-10 | 2016-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Method for pipeline restoration and device for implementation thereof |
| RU2740241C1 (en) * | 2020-03-16 | 2021-01-12 | Максим Викторович Кулагин | Method of repair and sealing of equipment and pipelines filled with oil or oil products |
-
1999
- 1999-05-19 RU RU99110629A patent/RU2155905C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Инструкция по ремонту трубопроводов и резервуаров с помощью полимерных клеевых композиций, PD-39-30-968-83. - М.: Миннефтегазстрой, М., 1984, с. 18-19. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8110054B2 (en) | 2005-07-21 | 2012-02-07 | Airbus Deutschland Gmbh | Method for connection at least two pieces of sheet material, particularly at least two metal sheets for a lightweight structure as well a joining and lightweight structure |
| RU2451233C2 (en) * | 2008-07-07 | 2012-05-20 | Дочерняя Компания "Укртрансгаз" Национальной Акционерной Компании "Нефтегаз Украины" | Repair method of pipeline in operation (versions) |
| AT511828A4 (en) * | 2012-01-10 | 2013-03-15 | Adria Wien Pipeline Gmbh | METHOD AND DEVICE FOR REPAIRING A FAILURE POINT OF A PIPING SYSTEM |
| AT511828B1 (en) * | 2012-01-10 | 2013-03-15 | Adria Wien Pipeline Gmbh | METHOD AND DEVICE FOR REPAIRING A FAILURE POINT OF A PIPING SYSTEM |
| WO2013104010A1 (en) | 2012-01-10 | 2013-07-18 | Adria-Wien Pipeline Gmbh | Method and device for repairing a defect in a pipe |
| RU2601782C1 (en) * | 2015-06-10 | 2016-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Method for pipeline restoration and device for implementation thereof |
| RU2740241C1 (en) * | 2020-03-16 | 2021-01-12 | Максим Викторович Кулагин | Method of repair and sealing of equipment and pipelines filled with oil or oil products |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7673655B1 (en) | Composite wrap repair of internal defects | |
| US6276401B1 (en) | High temperature composite pipe wrapping system | |
| US4676276A (en) | Method of treating a pipe and product produced thereby | |
| RU2108514C1 (en) | Method of repair of pipe | |
| WO2006034653A1 (en) | Carbon fiber composite for repairing and reinforcing pipelines having defects and the method of application | |
| US20100147409A1 (en) | Technique for repairing, strengthening and crack arrest of pipe | |
| US20070107791A1 (en) | System and method for pipe repair | |
| WO2008089663A1 (en) | A method for repairing, reinforcing or enhancing a pipeline by use of basalt fiber composite material | |
| US20100078118A1 (en) | Repair and strengthening of small diameter pipes with frp laminates | |
| US20220268389A1 (en) | Pre-tightening force repairing method, repairing method involving combination of pre-tightening force and clamp, and repaired pipeline | |
| RU2155905C2 (en) | Method for repairing metallic pipelines | |
| RU2374551C2 (en) | Method for repair of pipeline defects | |
| RU2156397C1 (en) | Method of repair of pipe lines (versions) | |
| Ehsani | Repair of corroded/damaged metallic pipelines using fiber-reinforced polymer composites | |
| Pridmore et al. | Trenchless repair of concrete pipelines using fiber-reinforced polymer composites | |
| RU99110629A (en) | METHOD OF REPAIR OF METAL PIPELINES | |
| Batisse | Review of gas transmission pipeline repair methods | |
| RU2219423C2 (en) | Polymer coupling for repair of pipes having local corrosion defects and method of mounting such coupling | |
| RU2729581C1 (en) | Method of local repair of operating pipeline | |
| RU2285192C2 (en) | Method and welded clutch for repairing pipeline | |
| RU2788782C1 (en) | Method for fire-free repair of defective sections of pipelines without changing pumping modes | |
| Ehsani | FRP 101: Taking the Mystery out of Trenchless Repair of Pressure Pipes with Carbon FRP | |
| RU2097646C1 (en) | Method of prevention of development of flaws in pipe line walls | |
| RU2375632C1 (en) | Procedure of pipeline repair | |
| WO2024043807A1 (en) | Method for repairing defective sections of pipeline |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090520 |