RU2362084C1 - Method of protecting surface of metallic pipes of oil and gas pipelines from hydrogen saturation - Google Patents
Method of protecting surface of metallic pipes of oil and gas pipelines from hydrogen saturation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2362084C1 RU2362084C1 RU2008105483/06A RU2008105483A RU2362084C1 RU 2362084 C1 RU2362084 C1 RU 2362084C1 RU 2008105483/06 A RU2008105483/06 A RU 2008105483/06A RU 2008105483 A RU2008105483 A RU 2008105483A RU 2362084 C1 RU2362084 C1 RU 2362084C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- working
- vacuum
- working chambers
- pressure
- Prior art date
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области вакуумной техники и технологий, связанных с использованием вакуума как технологической среды при очистке внутренней поверхности труб трубопроводов и нанесении на внутреннюю поверхность труб нефтяных или газовых трубопроводов защитных покрытий.The invention relates to the field of vacuum engineering and technologies associated with the use of vacuum as a process medium when cleaning the inner surface of piping and applying protective coatings to the inner surface of oil or gas pipelines.
В настоящее время для предотвращения процессов развития «коррозионного растрескивания под напряжением» (КРН) используются следующие технические решения:Currently, the following technical solutions are used to prevent the development of "stress corrosion cracking" (SCC):
- изоляционные покрытия наносят в заводских условиях на трубы, которые используют на участках трубопроводов с внешними условиями, благоприятными для протекания процесса КРН стенок трубы;- insulating coatings are applied at the factory to pipes that are used in sections of pipelines with external conditions favorable for the process of the SCC of the pipe walls;
- проводят переизоляцию участков действующих магистральных газопроводов (МГ), подверженных КРН изоляционными покрытиями, исключающими их отслоение в процессе эксплуатации. Процесс восстановления работоспособности газопроводов путем замены труб и переизоляции участков трубопроводов, пораженных КРН, в настоящее время находится в начальной стадии (см., например, Карпов С.В. Перспектива решения проблемы КРН магистральных трубопроводов. - Четырнадцатая международная деловая встреча «Диагностика-2004», Москва, 2004, с.3-15).- carry out the re-insulation of sections of the existing main gas pipelines (MG), subject to SCC insulating coatings, excluding their delamination during operation. The process of restoring the performance of gas pipelines by replacing pipes and re-insulating sections of pipelines affected by SCC is currently in the initial stage (see, for example, Karpov S.V. The prospect of solving the SCC problem of main pipelines. - Fourteenth international business meeting “Diagnostics-2004” Moscow, 2004, p. 3-15).
Существует множество различных методов нанесения на различные поверхности тонкопленочных защитных покрытий в вакууме (см., например, Handbook of Thin Film Technology /Ed by L.f.Maissei and R.Gland/Mc.Graw Hill HOOK Company. 1970. V1. - 668 pp.или Handbook of Thin Film Technology /Ed by L.I.Maissei and R. Gland/Mc.Graw Hill HOOK Company. 1970. V2. - 766 pp.).There are many different methods for applying thin-film protective coatings to various surfaces in a vacuum (see, for example, Handbook of Thin Film Technology / Ed by Lf Maissei and R. Gland / Mc.Graw Hill HOOK Company. 1970. V1. - 668 pp. Or Handbook of Thin Film Technology / Ed by LIMaissei and R. Gland / Mc.Graw Hill HOOK Company. 1970. V2. - 766 pp.).
Кроме того, известны решения, обеспечивающие реализацию вакуумных технологических процессов в больших герметизированных объемах, образованных цилиндрическими корпусами, близкими по геометрии формы к магистральным газопроводам и нефтепроводам (см. авторское свидетельство SU №171930, кл. Н01J 9/48, 01.01.1965).In addition, solutions are known that ensure the implementation of vacuum technological processes in large sealed volumes formed by cylindrical bodies close in shape to the gas pipelines and oil pipelines (see copyright certificate SU No. 171930, class Н01J 9/48, 01.01.1965).
Однако существующие вакуумные методы нанесения защитных покрытий на участках действующих магистральных газопроводов в настоящее время неприемлемы, поскольку они не могут быть использованы для вакуумно-плотной герметизации внутренних объемов действующих магистральных трубопроводов (см., например, Рот А. Вакуумные уплотнения. - М:. Энергия, 1974. - 235 с.), что не позволяет получить требуемое разрежение внутри герметизируемого участка трубы действующего магистрального трубопровода, на котором должна производиться защита внутренней поверхности трубы.However, the existing vacuum methods for applying protective coatings on sections of existing main gas pipelines are currently unacceptable, since they cannot be used for vacuum-tight sealing of the internal volumes of existing main pipelines (see, for example, Rot A. Vacuum seals. - M :. Energy , 1974. - 235 p.), Which does not allow to obtain the required vacuum within the sealed pipe section of the existing main pipeline, on which the internal surface must be protected ti pipe.
Известен способ герметизации участка трубы магистрального трубопровода с помощью устройства для герметизации внутренних объемов магистральных трубопроводов, содержащего привод, герметичные дисковые металлические перегородки с кольцевыми уплотнениями, посредством которых дисковые металлические перегородки соединены с трубой, и нажимные кольца, сжимающие кольцевые уплотнения с деформацией последних в радиальном сечении, достаточной для перекрытия высоты микронеровностей уплотняемого профиля поверхности трубы, при этом устройство вводят в полость трубопровода и поджатием ручки обратного клапана стравливают давление из надпоршневой полости привода, после чего под воздействием пружины шток перемещается вправо и с помощью тяг производят прижим к внутренней поверхности трубы фиксирующих устройство элементов и одновременное поджатие кольцевого уплотнения к стенке трубопровода (см. авторское свидетельство SU №1252604, кл. F16L 55/18, 23.08.1986).A known method of sealing a pipe section of a main pipeline using a device for sealing the internal volumes of main pipelines containing a drive, sealed disk metal partitions with ring seals, by which disk metal partitions are connected to the pipe, and pressure rings compressing ring seals with deformation of the latter in radial section sufficient to cover the height of the microroughness of the sealing profile of the pipe surface, while devices they are introduced into the cavity of the pipeline and by pressing the handle of the non-return valve, the pressure is released from the supra-piston cavity of the actuator, after which, under the influence of the spring, the rod moves to the right and, using the rods, clamp the device fixing elements and simultaneously compress the ring seal to the pipeline wall (see copyright certificate SU No. 1252604, class F16L 55/18, 08.23.1986).
Данный способ позволяет герметично перекрывать трубопровод. Однако не представляется возможным создать вакуумно-плотно изолированные смежные объемы внутри трубы трубопровода для проведения очистки его стенок и нанесения на них защитного покрытия.This method allows hermetically shut off the pipeline. However, it is not possible to create vacuum-tightly insulated adjacent volumes inside the pipeline pipe for cleaning its walls and applying a protective coating to them.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ защиты от наводораживания внутренней поверхности металлических труб газонефтепроводов, заключающийся в том, что в трубе трубопровода располагают три подвижные перегородки, каждую из которых выполняют в виде двух металлических дисков с деформируемым герметизирующим кольцом между ними и посредством которых образуют две смежные рабочие камеры внутри трубопровода, причем в одной рабочей камере располагают плазменное очистное устройство, а в другой - многокомпонентный магнетронный испаритель, с помощью приводов стяжки дисков перегородок за счет радиального деформирования герметизирующих колец проводят герметизацию рабочих камер относительно внутренней поверхности трубы трубопровода, вакуумируют с помощью индивидуальных систем откачки рабочие камеры до требуемой величины разрежения с одновременным формированием противоположно направленных сил, возникающих в результате разницы атмосферного давления и давления вакуума, действующих на наружные подвижные перегородки, и далее с помощью индивидуальных систем напуска рабочих газов в каждом вакуумном объеме формируют требуемый состав рабочей атмосферы (см. опубликованную заявку RU №2005140624, кл. F16L 55/16, 10.07.2007).The closest to the invention in terms of technical nature and the achieved result is a method of protection against hydrogen permeation of the inner surface of the metal pipes of oil and gas pipelines, which consists in the fact that three movable partitions are arranged in the pipeline pipe, each of which is made in the form of two metal disks with a deformable sealing ring between them and by means of which two adjacent working chambers are formed inside the pipeline, moreover, a plasma treatment device is arranged in one working chamber, and in the other, a multicomponent magnetron evaporator, by means of partition disk couplers due to radial deformation of the sealing rings, the working chambers are sealed against the inner surface of the pipeline pipe, the working chambers are vacuumized to the required vacuum with the simultaneous formation of oppositely directed forces arising in the result of the difference in atmospheric pressure and vacuum pressure acting on the external movable partitions , and then, using individual working gas inlet systems, the required composition of the working atmosphere is formed in each vacuum volume (see published application RU No. 2005140624, cl. F16L 55/16, 07/10/2007).
Данный способ позволяет герметично перекрывать трубопровод и позволяет создавать вакуумно-плотно изолированные смежные рабочие камеры внутри трубы трубопровода для проведения очистки его стенок и нанесения на них защитного покрытия. Однако данный способ не позволяет проводить очистку внутренней поверхности трубы трубопровода в едином технологическом цикле без переустановки крайних подвижных перегородок, что усложняет технологию выполнения защитных покрытий на внутренней поверхности трубы трубопровода.This method allows hermetically shut off the pipeline and allows you to create a vacuum-tightly isolated adjacent working chambers inside the pipe to clean its walls and apply a protective coating on them. However, this method does not allow cleaning the inner surface of the pipeline pipe in a single technological cycle without reinstalling the extreme movable partitions, which complicates the technology of protective coatings on the inner surface of the pipeline pipe.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является упрощение способа защиты от наводораживания внутренней поверхности металлических труб газонефтепроводов с помощью вакуумно-плотных герметизирующих устройств, защищающих рабочие объемы металлических (в основном стальных) труб магистральных трубопроводов, в которых производятся вакуумная плазменная очистка и нанесение защитных покрытий от проникновения в материал трубы водорода, благоприятствующего в дальнейшем КРН стенкам трубы и ее усталостному или механическому разрушению со временем, в первую очередь, в зонах около сварных швов.The problem to which the present invention is directed, is to simplify the method of protection against hydrogen permeation of the inner surface of metal pipes of oil and gas pipelines using vacuum-tight sealing devices that protect the working volumes of metal (mainly steel) pipes of main pipelines, in which vacuum plasma cleaning and protective coatings from penetration of hydrogen into the pipe material, which later favors SCC to the pipe walls and its fatigue or mechanical WMD destruction over time, especially in areas near welds.
Техническим результатом, достигаемым в результате реализации изобретения, является повышение производительности и качества защитных покрытий, наносимых на стенки магистральных трубопроводов.The technical result achieved by the invention is to increase the productivity and quality of protective coatings applied to the walls of the main pipelines.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что способ защиты от наводораживания внутренней поверхности металлических труб газонефтепроводов заключается в том, что в трубе трубопровода располагают три подвижные перегородки, каждую из которых выполняют в виде двух металлических дисков с деформируемым герметизирующим кольцом между ними и посредством которых образуют две смежные рабочие камеры внутри трубопровода, причем в одной рабочей камере располагают плазменное очистное устройство, а в другой - многокомпонентный магнетронный испаритель, с помощью приводов стяжки дисков перегородок за счет радиального деформирования герметизирующих колец и прижатия их внутренней поверхности трубы проводят герметизацию рабочих камер относительно трубы трубопровода, вакуумируют с помощью индивидуальных систем откачки рабочие камеры до требуемой величины разрежения с одновременным формированием противоположно направленных сил, возникающих в результате разницы атмосферного давления и давления вакуума, действующих на наружные подвижные перегородки, и далее с помощью индивидуальных систем напуска рабочих газов в каждом вакуумном объеме формируют требуемый состав рабочей атмосферы, при этом вакуумирование начинают в положении внутренней подвижной перегородки с максимальным объемом рабочей камеры, в которой расположено плазменное очистное устройство и, соответственно, минимальным объемом рабочей камеры, в которой расположен многокомпонентный магнетронный испаритель, после чего понижают в обоих рабочих камерах давление до величины, составляющей от 0,001 до 0,0001 МПа, а затем в рабочую камеру с плазменным очистным устройством напускают с помощью индивидуальной системы напуска рабочих газов аргон и устанавливают в этой рабочей камере давление от 0,02 до 0,01 МПа, после чего плазменным очистным устройством проводят очистку внутренней поверхности трубы трубопровода и одновременно в процессе очистки индивидуальной системой откачки поддерживают указанное выше давление, после чего смещают внутреннюю перегородку, уменьшая объем рабочей камеры с плазменным очистным устройством и увеличивая объем рабочей камеры с многокомпонентным магнетронным испарителем, поддерживая при этом в ней индивидуальной системой откачки давление 0,001 до 0,0001 МПа, после смещения внутренней подвижной перегородки напускают в эту рабочую камеру кислород, устанавливая давление от 0,05 до 0,01 МПа, и производят многокомпонентным магнетронным испарителем нанесение защитного покрытия на очищенную плазменным очистным устройством внутреннюю поверхность трубы трубопровода, затем с помощью индивидуальных систем напуска рабочих газом повышают давление в рабочих камерах до давления окружающей среды, с помощью приводов стяжки дисков уменьшают радиальное деформирование колец и перемещают перегородки, одна из которых внутренняя, с расположенными в рабочих камерах плазменным очистным устройством и многокомпонентным магнетронным испарителем на новое место, после чего повторяют описанный выше цикл очистки внутренней поверхности трубы трубопровода и нанесения на нее защитного покрытия.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the method of protection against hydrogenation of the inner surface of the metal pipes of oil and gas pipelines is that there are three movable partitions in the pipeline pipe, each of which is made in the form of two metal disks with a deformable sealing ring between them and by means of which two adjacent working chambers are formed inside the pipeline, moreover, in one working chamber there is a plasma treatment device, and in the other magnetocomponent magnetron evaporator, using the drives of the coupler disks of the partitions due to the radial deformation of the sealing rings and pressing their inner surface of the pipe, seal the working chambers relative to the pipe, vacuum using individual pumping systems working chambers to the required vacuum level with the simultaneous formation of oppositely directed forces arising as a result of the difference in atmospheric pressure and vacuum pressure acting on the external moving over births, and then, using individual working gas inlet systems, the required composition of the working atmosphere is formed in each vacuum volume, while evacuation begins in the position of the internal movable partition with the maximum volume of the working chamber in which the plasma treatment device is located and, accordingly, the minimum volume of the working chamber , in which a multicomponent magnetron evaporator is located, after which the pressure in both working chambers is reduced to a value of 0.001 to 0.0001 MPa, and then in p the argon chamber is injected into the side chamber with a plasma treatment device using an individual gas working gas inlet system and a pressure of 0.02 to 0.01 MPa is set in this working chamber, after which the plasma treatment device is used to clean the inner surface of the pipeline pipe and at the same time in the process of cleaning with an individual system the pumpings maintain the pressure indicated above, after which the internal partition is displaced, reducing the volume of the working chamber with a plasma cleaning device and increasing the volume of the working chamber with many component magnetron evaporator, while maintaining an individual pumping system pressure of 0.001 to 0.0001 MPa, after displacing the internal movable partition, oxygen is introduced into this working chamber, setting the pressure from 0.05 to 0.01 MPa, and a multi-component magnetron evaporator is applied a protective coating on the inner surface of the pipe, cleaned by a plasma cleaning device, then, using individual gas inlet systems, increase the pressure in the working chambers to an ambient pressure medium, using disk screed drives, reduce radial deformation of the rings and move partitions, one of which is internal, with a plasma cleaning device and a multicomponent magnetron evaporator located in the working chambers to a new place, after which the above cycle of cleaning the inner surface of the pipe pipe and applying a protective coating on it.
Создание вакуумно-плотных герметичных объемов внутри рабочей трубы с помощью предлагаемого устройства герметизации создает основу для процесса формирования защитной пленки методами осаждения в вакууме. Для предотвращения процесса «наводораживания», т.е. процесса растворения атомов водорода в материале стенки трубы (атомы которого обычно сорбируются на поверхности), поверхность защищаемого металла должна быть «ювенильной», т.е. совершенно чистой от сорбата - слоя молекул водородосодержащих газов, являющихся источником наводораживания (см. Deulin Е.А. "Exchange of gases at friction in vacuum", ECASIA '97 /John Wiley & sons/, Nov. 1997, p.p.l170-1175 или E.A.Deulin. S.A.Goncharov, J.L.de Segovia and R.A.Nevshoupa "Mechanically stimulated solution of adsorbed hydrogen and deuterium in steel" /Surface and Interface Analysis/. 30(2000) p.p.635-637).The creation of vacuum-tight sealed volumes inside the working pipe using the proposed sealing device creates the basis for the process of forming a protective film by deposition in vacuum. To prevent the process of "hydrogen disturbance", i.e. the process of dissolution of hydrogen atoms in the material of the pipe wall (whose atoms are usually sorbed on the surface), the surface of the protected metal must be “juvenile", i.e. completely free from sorbate - a layer of molecules of hydrogen-containing gases that are a source of hydrogenation (see Deulin E.A. "Exchange of gases at friction in vacuum", ECASIA '97 / John Wiley & sons /, Nov. 1997, ppl170-1175 or EADeulin. SAGoncharov, JLde Segovia and RANevshoupa "Mechanically stimulated solution of adsorbed hydrogen and deuterium in steel" / Surface and Interface Analysis /. 30 (2000) pp635-637).
Осаждение защитной пленки на ювенильную поверхность реализуется в электронике, как правило, на высоковакуумном или сверхвысоковакуумном технологическом оборудовании (см. Вакуумное оборудование тонкопленочной технологии производства изделий электронной техники / Под ред. проф. Л.К.Ковалева и Н.В.Василенко. - т.1., Сиб. Аэрокосм. Акад.. 1995. - 265 с. или Вакуумное оборудование тонкопленочной технологии производства изделий электронной техники / Под ред. проф. Л.К.Ковалева и Н.В.Василенко. - т.2., Сиб. Аэрокосм. Акад.. 1996. - 416 с), где очистка поверхности до ювенильного состояния решается вакуумными методами в связи с требованиями т.н. «Вакуумной Гигиены» (см. Розанов Л.Н. Вакуумная техника: Учебник для вузов. - Москва, Высшая школа, 1990, 320 с). Путем использования плазменного очистного устройства для очистки «грязной» внутренней поверхности газопроводов или нефтепроводов удалось добиться очистки внутренней поверхности труб трубопроводом в считанные минуты с удалением с внутренней поверхности труб трубопроводов слоев окисных пленок, окалины и следов механической обработки даже в низком или в среднем вакууме.The deposition of a protective film on a juvenile surface is implemented in electronics, as a rule, on high-vacuum or ultra-high-vacuum technological equipment (see Vacuum equipment of thin-film technology for the production of electronic products / Ed. By Prof. L.K. Kovaleva and N.V. Vasilenko. - t .1., Sib. Aerospace Academy. 1995. - 265 pp. Or Vacuum equipment for thin-film technology for the production of electronic equipment / Edited by Prof. L.K. Kovaleva and N.V. Vasilenko. - t.2., Sib. Aerospace. Acad. 1996. - 416 s), where surface cleaning for juvenile status is solved vacuum methods in connection with the requirements of the so-called “Vacuum Hygiene” (see Rozanov L.N. Vacuum technology: Textbook for universities. - Moscow, Higher School, 1990, 320 p.). By using a plasma cleaning device to clean the “dirty” inner surface of gas pipelines or oil pipelines, it was possible to clean the inner surface of the pipes with the pipeline in a matter of minutes by removing layers of oxide films, scale and mechanical traces from the inner surface of the pipes, even in low or medium vacuum.
Расположение плазменного очистного устройства и многокомпонентного магнетронного испарителя в смежных рабочих камерах, образованных в трубе трубопровода тремя подвижными перегородками, позволяет одновременно работающим в смежных рабочих камерах плазменному очистному устройству и многокомпонентному магнетронному испарителю работать так, что слой сорбата не успевает образоваться на очищенной поверхности до начала процесса нанесения защитной пленки, причем удалось объединить работу этих устройств в единый технологический цикл, при котором защиту очищенной ювенильной поверхности производят после сдвига внутренней (межкамерной) подвижной перегородки, сдвигающей смежную зону формирования защитной пленки таким образом, что эта зона перемещается на очищенную только что внутреннюю поверхность трубы трубопровода.The location of the plasma cleaning device and the multicomponent magnetron evaporator in adjacent working chambers formed in the pipeline pipe by three movable partitions allows the plasma cleaning device and multicomponent magnetron evaporator simultaneously working in adjacent working chambers to work so that the sorbate layer does not have time to form on the cleaned surface before the process begins applying a protective film, and it was possible to combine the work of these devices in a single technological cycle, pr wherein the purified juvenile surface protection is carried out after the inner shear (interchamber) moving partition, the shearing zone adjacent protective film formation so that this area is moved to the just cleared the inner surface of the pipeline pipe.
При этом представляется возможность формировать защитное покрытие в виде защитного слоя стекла нанометровой толщины из стеклообразующих окислов материалов, оседающих на защищаемую поверхность в заданном стехиометрическом составе в зависимости от условий эксплуатации трубопровода. Наиболее целесообразно использование данного способа для создания защитных покрытий в местах повреждения внутреннего защитного «заводского» покрытия в ходе монтажа трубопровода, в частности в местах сварки между собой труб трубопроводов.In this case, it is possible to form a protective coating in the form of a protective layer of glass of nanometer thickness from glass-forming oxides of materials deposited on the protected surface in a given stoichiometric composition depending on the operating conditions of the pipeline. It is most advisable to use this method to create protective coatings in places of damage to the internal protective "factory" coating during installation of the pipeline, in particular at the places of welding between the pipe pipes.
В этих условиях представляется возможным использовать свойства стекла, а также ряда других материалов быть слабопроницаемыми или непроницаемым для молекул водорода, что очень важно для обеспечения защиты внутренней поверхности трубы трубопровода от наводораживания. Проведенные опыты нанесения на поверхность защитных покрытий в виде тонких нанометровой толщины пленок методом испарения в вакууме показывают возможность формирования на защищаемой поверхности пленки стекла толщиной до 4-5 нм, что невозможно сделать другими известными методами, например методом напайки, может стойко удерживаться на поверхности металла только при совпадении у стекла и металла «температурных коэффициентов линейного расширения», что исключает прочное удержание стеклянных покрытий на трубах распределительных и транспортных систем. Кроме того, в условиях деформации и вибрации трубы из-за малой механической прочности слоя стекла и большой разницы коэффициентов линейного расширения у стекла и металла трубы защитный слой стекла разрушается.Under these conditions, it is possible to use the properties of glass, as well as a number of other materials, to be poorly permeable or impermeable to hydrogen molecules, which is very important to ensure the protection of the inner surface of the pipeline pipe from hydrogen disturbance. The experiments on the application of protective coatings on the surface in the form of thin nanometer-thick films by evaporation in vacuum show the possibility of forming glass films with a thickness of up to 4-5 nm on the protected surface, which cannot be done by other known methods, for example by soldering, can only be firmly held on the metal surface when glass and metal coincide with “linear expansion temperature coefficients”, which excludes strong retention of glass coatings on distribution and transport pipes mercury systems. In addition, under conditions of pipe deformation and vibration, due to the low mechanical strength of the glass layer and the large difference in the linear expansion coefficients of the glass and the metal of the pipe, the protective glass layer is destroyed.
Для предотвращения процесса «наводораживания», т.е. процесса растворения атомов водорода в материале стенки трубы (атомы которого обычно сорбируются на поверхности) поверхность защищаемого металла должна быть «ювенильной», т.е. совершенно чистой от сорбата - слоя молекул водородосодержащих газов, являющихся источником наводораживания. Проведенные исследования доказали возможность использование плазменного метода для очистки «грязной» поверхности газо- или нефтеподающей трубы, покрытой слоями окисных пленок, окалины и следами механической обработки, непосредственно перед процессом осаждения защитного слоя.To prevent the process of "hydrogen disturbance", i.e. the process of dissolution of hydrogen atoms in the material of the pipe wall (whose atoms are usually sorbed on the surface) the surface of the protected metal must be “juvenile", i.e. completely pure from sorbate - a layer of molecules of hydrogen-containing gases, which are a source of hydrogenation. Studies have proved the possibility of using the plasma method to clean the “dirty” surface of a gas or oil supply pipe, covered with layers of oxide films, scale and traces of mechanical treatment, immediately before the deposition of the protective layer.
На чертеже схематически представлено устройство для вакуумно-плотной герметизации внутренних объемов магистральных трубопроводов.The drawing schematically shows a device for vacuum-tight sealing of the internal volumes of pipelines.
Устройство для осуществления способа защиты от наводораживания внутренней поверхности металлических труб газонефтепроводов содержит защищаемую трубу 1 трубопровода, например нефтепровода или газопровода, первую подвижную перегородку 2 многокомпонентного магнетронного испарителя 3, вторую внутреннюю (межкамерную) подвижную перегородку 4, плазменное очистное устройство 5, третью подвижную перегородку 6, индивидуальную систему откачки 7 рабочей камеры с плазменным очистным устройством 5, индивидуальную систему откачки 8 рабочей камеры с многокомпонентным магнетронным испарителем 3, индивидуальную систему напуска 9 рабочего газа (аргона) в рабочую камеру с плазменным очистным устройством 5 и индивидуальную систему напуска 10 рабочего газа (кислорода) в рабочую камеру с многокомпонентным магнетронным испарителем 3.A device for implementing a method of protecting against hydrogen pickup on the inner surface of metal pipes of oil and gas pipelines comprises a protected pipe 1 of a pipeline, for example, an oil pipeline or gas pipeline, a first movable baffle 2 of a multi-component magnetron evaporator 3, a second internal (inter-chamber) movable baffle 4, a plasma treatment device 5, and a third movable baffle 6 , individual pumping system 7 of the working chamber with a plasma treatment device 5, individual pumping system 8 of the working chamber with a multicomponent magnetron evaporator 3, an individual system for inlet 9 of the working gas (argon) into the working chamber with a plasma treatment device 5, and an individual system for inlet 10 of the working gas (oxygen) in the working chamber with a multicomponent magnetron evaporator 3.
Каждая подвижная перегородка 2, 4 и 6 выполнена с кольцевым уплотнением в виде двух металлических дисков с деформируемым герметизирующим кольцом между ними, как правило эластомерным (резиновым) кольцом, для герметизации кольцевого зазора между подвижными перегородками 2, 4 и 6 и внутренней поверхностью трубы трубопровода 1. Кроме того, каждая подвижная перегородка 2, 4 и 6 выполнена с приводом стяжки дисков подвижной перегородки 2, 4 и 6, причем внутренняя подвижная перегородка 4 установлена с возможностью перемещения относительно двух других подвижных перегородок 2 и 6 без разгерметизации последних.Each movable partition 2, 4 and 6 is made with an annular seal in the form of two metal disks with a deformable sealing ring between them, usually an elastomeric (rubber) ring, to seal the annular gap between the movable partitions 2, 4 and 6 and the inner surface of the pipe 1 In addition, each movable partition 2, 4 and 6 is made with a drive coupler disks of the movable partition 2, 4 and 6, and the inner movable partition 4 is mounted with the possibility of movement relative to the other two IG Petritskaya partitions 2 and 6, without opening the latter.
Способ защиты от наводораживания внутренней поверхности металлических труб газонефтепроводов заключается в том, что в трубопроводе 1 располагают три подвижные перегородки 2, 4 и 6, две из которых (2 и 6) наружные и одна (4) внутренняя. Посредством подвижных перегородок 2, 4 и 6 образуют две смежные рабочие камеры внутри трубопровода 1, причем в одной рабочей камере располагают плазменное очистное устройство 5, а в другой - многокомпонентный магнетронный испаритель 3. С помощью приводов стяжки дисков подвижных перегородок 2, 4 и 6 за счет радиального деформирования герметизирующих колец и прижатия их к внутренней поверхности трубы 1 проводят герметизацию рабочих камер относительно остальной части трубы 1 трубопровода. После этого вакуумируют с помощью индивидуальных систем откачки 7 и 8 рабочие камеры с одновременным формированием противоположно направленных сил, возникающих в результате разницы атмосферного давления и давления вакуума внутри рабочих камер, действующих на наружные подвижные перегородки 2 и 6. Вакуумирование начинают в положении внутренней подвижной перегородки 4 с максимальным объемом рабочей камеры, в которой расположено плазменное очистное устройство 5 и соответственно минимальным объемом рабочей камеры, в которой расположен многокомпонентный магнетронный испаритель 3, после чего понижают в обоих рабочих камерах давление до величины, составляющей от 0,001 до 0,0001 МПа. Затем в рабочую камеру с плазменным очистным устройством 5 напускают с помощью индивидуальной системы напуска 9 рабочих газов аргон и устанавливают в этой рабочей камере давление от 0,02 до 0,01 МПа, после чего плазменным очистным устройством 5 проводят очистку внутренней поверхности трубы 1 трубопровода и одновременно в процессе очистки индивидуальной системой 7 откачки поддерживают указанное выше давление. После этого приводом стяжки ослабляют прижатие герметизирующего кольца подвижной перегородки 4 к внутренней поверхности трубы 1, смещают внутреннюю подвижную перегородку 4, уменьшая объем рабочей камеры с плазменным очистным устройством 5 и увеличивая объем рабочей камеры с многокомпонентным магнетронным испарителем 3, поддерживая при этом в ней индивидуальной системой откачки 8 давление 0,001 до 0,0001 МПа. После смещения внутренней подвижной перегородки 4 с помощью привода стяжки вновь сжимают герметизирующее кольцо, фиксируя таким образом внутреннюю подвижную перегородку 4 на новом месте, напускают с помощью индивидуальной системы 10 напуска рабочих газов в эту рабочую камеру кислород, устанавливая давление от 0,05 до 0,01 МПа, и производят многокомпонентным магнетронным испарителем 3 нанесение защитного покрытия на очищенную плазменным очистным устройством 5 внутреннюю поверхность трубы 1 трубопровода. Затем с помощью индивидуальных систем напуска 9 и 10 рабочих газом повышают давление в рабочих камерах до давления окружающей среды. С помощью приводов стяжки дисков уменьшают радиальное деформирование герметизирующих колец и перемещают перегородки 2, 4 и 6, одна из которых - 4 внутренняя, с расположенными в рабочих камерах плазменным очистным устройством 5 и многокомпонентным магнетронным испарителем 3 на новое место, после чего повторяют описанный выше цикл очистки внутренней поверхности трубы 1 трубопровода и нанесения на нее защитного покрытия.The way to protect against hydrogen bothering the inner surface of the metal pipes of oil and gas pipelines is that in the pipeline 1 there are three movable partitions 2, 4 and 6, two of which (2 and 6) are external and one (4) is internal. By means of the movable partitions 2, 4 and 6, two adjacent working chambers are formed inside the pipeline 1, with a plasma purification device 5 being placed in one working chamber and a multicomponent magnetron evaporator 3 in the other. Using disk coupler drives for the movable partitions 2, 4 and 6, due to radial deformation of the sealing rings and pressing them to the inner surface of the pipe 1, the working chambers are sealed relative to the rest of the pipe 1 of the pipeline. After that, using individual pumping systems 7 and 8, the working chambers are evacuated with the simultaneous formation of oppositely directed forces resulting from the difference in atmospheric pressure and vacuum pressure inside the working chambers acting on the external movable partitions 2 and 6. Evacuation begins in the position of the internal movable partition 4 with the maximum volume of the working chamber in which the plasma cleaning device 5 is located and, accordingly, the minimum volume of the working chamber in which okomponentny evaporator magnetron 3 and then lowered in both working chambers of the pressure to a value of from 0.001 to 0.0001 MPa. Then, argon is introduced into the working chamber with the plasma treatment device 5 using an individual inlet system 9 of the working gas 9 and a pressure from 0.02 to 0.01 MPa is set in this working chamber, after which the plasma treatment device 5 cleans the inner surface of the pipe 1 of the pipeline and at the same time, during the cleaning process by the individual pumping system 7, the above pressure is maintained. After that, the screed drive loosens the pressing of the sealing ring of the movable partition 4 to the inner surface of the pipe 1, displaces the inner movable partition 4, reducing the volume of the working chamber with a plasma cleaning device 5 and increasing the volume of the working chamber with a multicomponent magnetron evaporator 3, while maintaining an individual system in it pumping 8 pressure of 0.001 to 0.0001 MPa. After the internal movable partition 4 has been displaced by means of a screed drive, the sealing ring is again compressed, thus fixing the internal movable partition 4 in a new place, oxygen is introduced into the working chamber using an individual system 10, setting the pressure from 0.05 to 0, 01 MPa, and a multicomponent magnetron evaporator 3 is produced 3 applying a protective coating to the inner surface of the pipe 1 of the pipeline, cleaned by a plasma cleaning device 5. Then, using individual inlet systems 9 and 10, the gas workers increase the pressure in the working chambers to ambient pressure. Using drives, the disk couplers reduce the radial deformation of the sealing rings and move the partitions 2, 4 and 6, one of which is 4 internal, with a plasma cleaning device 5 and a multi-component magnetron evaporator 3 located in the working chambers, and then repeat the cycle described above cleaning the inner surface of the pipe 1 of the pipeline and applying a protective coating to it.
Настоящее изобретение может быть использовано при создании надежных распределительных и транспортных систем газа и нефти, в частности систем, используемых ОАО «Газпром» и «Оргнефтегаз».The present invention can be used to create reliable distribution and transportation systems for gas and oil, in particular the systems used by Gazprom and Orgneftegaz.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008105483/06A RU2362084C1 (en) | 2008-02-15 | 2008-02-15 | Method of protecting surface of metallic pipes of oil and gas pipelines from hydrogen saturation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008105483/06A RU2362084C1 (en) | 2008-02-15 | 2008-02-15 | Method of protecting surface of metallic pipes of oil and gas pipelines from hydrogen saturation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2362084C1 true RU2362084C1 (en) | 2009-07-20 |
Family
ID=41047227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008105483/06A RU2362084C1 (en) | 2008-02-15 | 2008-02-15 | Method of protecting surface of metallic pipes of oil and gas pipelines from hydrogen saturation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2362084C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2581975C1 (en) * | 2014-12-10 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Device for automated control of heat consumption on heaters of heat supply systems |
-
2008
- 2008-02-15 RU RU2008105483/06A patent/RU2362084C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2581975C1 (en) * | 2014-12-10 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Device for automated control of heat consumption on heaters of heat supply systems |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9206919B2 (en) | Corrosion and deposition protected valve apparatus and method | |
| JP4010314B2 (en) | Gate valve device, processing system, and seal member replacement method | |
| KR20140015409A (en) | Method and apparatus for forming a cylindrical target assembly | |
| KR101588565B1 (en) | Method and apparatus for sealing an opening of a processing chamber | |
| JP2008298280A (en) | Slit valve | |
| KR20180002250U (en) | Load lock chamber with slit valve doors | |
| US11810766B2 (en) | Protection of aluminum process chamber components | |
| RU2362084C1 (en) | Method of protecting surface of metallic pipes of oil and gas pipelines from hydrogen saturation | |
| US6488992B1 (en) | Product having a thin film polymer coating and method of making | |
| TW201020335A (en) | Vacuum processing apparatus and vacuum processing method | |
| CN203794981U (en) | Connecting device between remote plasma system and chemical vapor deposition device | |
| JP2006038121A (en) | Gate valve and vacuum gate valve | |
| CN102605319A (en) | Method for modifying and depositing diamond-like film on surface of aluminum alloy | |
| JP2020528491A (en) | Substrate processing equipment and method | |
| RU2362938C2 (en) | Device for vacuum-tight sealing interior of main pipelines | |
| JPS58117372A (en) | Superhigh vacuum pump using cryogenic pump and bulk getter pump in combination | |
| JP2007277667A (en) | Vacuum chamber, and substrate treatment apparatus having the same | |
| JPH0640571U (en) | Vacuum flange joint | |
| RU2349829C1 (en) | Device to apply protective coatings on main line inner surface | |
| CN109659213A (en) | Reaction chamber and semiconductor processing equipment | |
| TWI759183B (en) | Methods for cleaning a vacuum chamber, method for cleaning a vacuum system, method for vacuum processing of a substrate, and apparatuses for vacuum processing a substrate | |
| KR101642077B1 (en) | Vaccum chamber and manufacturing method thereof | |
| KR20220168461A (en) | Opening and closing velve device for large gas pipe and structure of large gas pipe using the same | |
| JP2007292273A (en) | Vacuum gate valve | |
| CN113271708B (en) | Pipeline connecting device for accelerator strong radiation area |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140216 |