RU2474752C1

RU2474752C1 - Method for prevention of defect growth in pipeline walls

Info

Publication number: RU2474752C1
Application number: RU2012102020/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Кузьбожев; Иван Владимирович Шишкин; Федор Александрович Новоселов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Газпром"
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2013-02-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention refers to construction and operation of underground main pipelines from steel pipes with factory-applied corrosion-protection coating, and can be used for its repair and prevention of defect growth in pipeline walls at their operation. A hose clamp with holes above the coating stripping is installed, and pipe metal is heated at the stripping point from inside the pipe to the coating softening temperature. A stripping gap is increased owing to screwing transient tubes into the holes. The gap is cleaned, flushed and blown through the holes with compressed air and solvents. Adhesive compound is pumped to the gap; filling and curing of the compound is performed under conditions of ultrasonic treatment performed through the hose clamp.

EFFECT: improving the efficiency of the filling technology of coating stripping in pipelines with low value of gaps with noncorrosion-active polymer material, and ensuring the elimination quality of gaps and adhesion of polyethylene coating to the pipe metal.

3 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и эксплуатации подземных магистральных трубопроводов из стальных труб с антикоррозионным покрытием заводского нанесения и может быть использовано для его ремонта и предотвращения развития дефектов стенок трубопроводов при эксплуатации.The invention relates to the construction and operation of underground pipelines from steel pipes with a factory-applied anti-corrosion coating and can be used to repair it and prevent the development of pipeline wall defects during operation.

При строительстве трубопроводов из труб с полимерным покрытием при проведении сварочно-монтажных работ тепловое воздействие на покрытие приводит к временному размягчению покрытия и клеевого слоя, сдвигу и отслаиванию покрытия. В дальнейшем при эксплуатации трубопровода отслаивания покрытия приводят к развитию дефектов стенок трубопроводов - локальной коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением, которые являются основной причиной аварийных разрушений трубопроводов.During the construction of pipelines from pipes with a polymer coating during welding and installation work, the thermal effect on the coating leads to temporary softening of the coating and the adhesive layer, shear and peeling of the coating. Later, during operation of the pipeline, peeling coatings lead to the development of defects in the walls of the pipelines - local corrosion and stress corrosion cracking, which are the main cause of accidental destruction of pipelines.

Известен способ предотвращения развития дефектов стенок трубопроводов, заключающийся в проведении ремонта изоляционных покрытий трубопроводов путем удаления старых и поврежденных покрытий и нанесении новых покрытий (СТО Газпром 2-2.3-163-2007 Положение по организации системы ремонта изоляционных покрытий трубопроводов «высокой стороны» и подключающих шлейфов КС (ДКС, ГКС, СПХГ) ОАО «Газпром», с.9, М.: ИРЦ Газпром, 2007).There is a method of preventing the development of defects in the walls of pipelines, which consists in repairing the insulation coatings of pipelines by removing old and damaged coatings and applying new coatings (STO Gazprom 2-2.3-163-2007 Regulation on the organization of a system for repairing insulation coatings on high-side pipelines and connecting loops KS (DKS, GKS, SPHG) OAO Gazprom, p.9, M .: IRC Gazprom, 2007).

Недостатком способа является нецелесообразность его применения на трубах, имеющих небольшие локальные отслаивания антикоррозионного покрытия заводского нанесения в силу необоснованно избыточных финансовых и производственных затрат на реализацию.The disadvantage of this method is the inappropriateness of its use on pipes having small local delamination of the anticorrosion coating of the factory application due to unreasonably excessive financial and production costs for implementation.

Наиболее близким решением, принятым в качестве прототипа, является способ предотвращения развития дефектов стенок трубопроводов (патент РФ №2343337, МПК⁷ F16L 57/00, опубл. 10.01.2009).The closest solution adopted as a prototype is a method of preventing the development of defects in the walls of pipelines (RF patent No. 2343337, IPC ⁷ F16L 57/00, publ. 10.01.2009).

Известный способ осуществляют следующим образом. Уменьшают давление в трубопроводе, устанавливают разъемную муфту, сваривают горизонтальными продольными швами половины муфты, закачивают твердеющий некоррозионно-активный полимерный материал в пространство между муфтой и трубопроводом, восстанавливают давление, при этом после установки и сварки муфты выявляют зазоры между муфтой и трубопроводом в местах дефектов стенок трубопровода, устанавливают их контуры и контролируют заполнение зазоров методом ультразвукового неразрушающего контроля.The known method is as follows. Reduce the pressure in the pipeline, install a detachable coupling, weld horizontal longitudinal seams of the half of the coupling, pump the hardening non-corrosive-active polymer material into the space between the coupling and the pipeline, restore pressure, while after installing and welding the coupling, gaps between the coupling and the pipeline are detected in the places of wall defects pipeline, establish their contours and control the filling of gaps by ultrasonic non-destructive testing.

Недостатком способа является его неэффективность при устранении зазоров между полиэтиленовым покрытием заводского нанесения и трубопроводом по следующим причинам:The disadvantage of this method is its inefficiency in eliminating gaps between the polyethylene coating of the factory application and the pipeline for the following reasons:

1. Зазоры имеют небольшую величину раскрытия отслаивания 0,1-0,5 мм, равномерное заполнение которых некоррозионно-активным полимерным материалом по всему контуру отслаивания покрытия через отверстия в покрытии без дополнительных технических решений невозможно.1. The gaps have a small amount of peeling disclosure of 0.1-0.5 mm, uniform filling of which with a non-corrosive polymer material throughout the coating peeling circuit through openings in the coating is impossible without additional technical solutions.

2. Не предусмотрены меры по техническому обеспечению качества устранения зазоров и приклеивания полиэтиленового покрытия, которое плохо приклеивается к металлу трубы обычными способами.2. No measures are envisaged for the technical quality assurance of eliminating gaps and gluing a polyethylene coating that does not adhere well to pipe metal by conventional methods.

Перечисленные недостатки известного способа предотвращения развития дефектов стенок трубопроводов не позволяют проводить эффективный ремонт локальных отслаиваний полиэтиленового антикоррозионного покрытия заводского нанесения, что приводит к снижению качества нового строительства трубопроводов, вероятности развития коррозионных дефектов и разрушению трубопроводов при эксплуатации.The listed disadvantages of the known method for preventing the development of defects in the walls of pipelines do not allow for the effective repair of local peeling of factory-applied polyethylene anticorrosive coatings, which leads to a decrease in the quality of new pipeline construction, the likelihood of corrosion defects and the destruction of pipelines during operation.

Задачей изобретения является создание способа предотвращения развития дефектов стенок трубопроводов.The objective of the invention is to provide a method for preventing the development of defects in the walls of pipelines.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности технологии заполнения отслаивания покрытий трубопроводов с малой величиной зазоров некоррозионно-активным полимерным материалом и обеспечение качества устранения зазоров и приклеивания полиэтиленового покрытия к металлу трубы.The technical result of the invention is to increase the efficiency of the technology for filling peeling coatings of pipelines with small gaps by non-corrosive polymer material and to ensure the quality of eliminating gaps and gluing the polyethylene coating to the pipe metal.

Поставленная задача в способе предотвращения развития дефектов стенок трубопроводов, включающем выявление зазоров между полимерным покрытием и трубопроводом, выполнение отверстий в полимерном покрытии, через которые заполняют зазоры некоррозионно-активным полимерным материалом, решается тем, что над отслаиванием покрытия устанавливают обжимной хомут с отверстиями, металл трубы в месте отслаивания изнутри трубы нагревают до температуры размягчения покрытия, увеличивают зазор в отслаивании за счет вкручивания в отверстия переходных трубок, очищают и промывают зазор путем продувки через отверстия сжатым воздухом и растворителями, закачивают в зазор клеевой состав, заполнение и отверждение которого выполняют в условиях ультразвуковой обработки, осуществляемой через обжимной хомут.The problem in the method of preventing the development of defects in the walls of pipelines, including identifying gaps between the polymer coating and the pipeline, making holes in the polymer coating, through which the gaps are filled with a non-corrosive polymer material, is solved by installing a crimp clamp with holes over the peeling coating, the pipe metal at the place of exfoliation from the inside, the pipes are heated to the softening temperature of the coating, the gap in the exfoliation is increased by screwing in transition holes tubes, washed and purified by purging through clearance holes solvents and compressed air is pumped into the gap of the adhesive composition, and curing the filling is performed in which the ultrasonic treatment conditions carried by the crimp clamp.

Заявленное изобретение поясняется с помощью фиг.1-3. На фиг.1 показан общий вид трубы с установленным обжимным хомутом. На фиг.2 показана схема установки устройства для заполнения полости отслоения изоляционного покрытия реагентами. На фиг.3 показана схема установки излучателя для ультразвуковой обработки процесса заполнения, распределения и отверждения клеевого состава.The claimed invention is illustrated using figures 1-3. Figure 1 shows a General view of the pipe with a crimp clamp. Figure 2 shows the installation diagram of the device for filling the peeling cavity of the insulating coating with reagents. Figure 3 shows the installation diagram of the emitter for ultrasonic processing of the process of filling, distribution and curing of the adhesive composition.

Способ предотвращения развития дефектов стенок трубопроводов реализуется следующим образом.A method for preventing the development of defects in the walls of pipelines is implemented as follows.

Выявляют зазоры между полимерным покрытием и трубопроводом методом ультразвукового неразрушающего контроля. Определяют границы отслоения и условную центральную точку отслоения, обозначают их на внешней стороне покрытия 1.Gaps between the polymer coating and the pipeline are detected by ultrasonic non-destructive testing. Define the boundaries of exfoliation and the conditional central point of exfoliation, designate them on the outside of the coating 1.

На поверхность трубы 2 устанавливают обжимной хомут 3 (фиг.1), представляющий собой ленту из армированного композиционного материала, на одном конце которой располагается запирающее натяжное устройство, а на другом изогнутый зацепной элемент (не показаны). В центральной части обжимного хомута выполнено отверстие диаметром 40 мм для установки переходной трубки 4 (фиг.2) для подачи воздуха и клеевых реагентов в полость отслоения, а также установки пьезоэлектрического излучателя 5 (фиг.3).On the surface of the pipe 2, a crimp clamp 3 is installed (Fig. 1), which is a tape of reinforced composite material, at one end of which there is a locking tensioning device, and on the other a curved hook element (not shown). In the central part of the crimp clamp, a hole with a diameter of 40 mm was made for installing a transition tube 4 (Fig. 2) for supplying air and adhesive reagents to the delamination cavity, as well as installing a piezoelectric emitter 5 (Fig. 3).

Для доступа к изоляционному покрытию 1, расположенному под обжимным хомутом 3, на поверхности обжимного хомута 3 выполнены сквозные отверстия диаметром 10 мм, отстоящие друг от друга на 10 мм. Первоначально обжимной хомут 3 устанавливают без натяга и ориентируют таким образом, чтобы центр отверстия для установки переходной трубки 4 располагался точно над меткой, обозначающей центр отслоения, после чего в изоляционном покрытии выполняют сквозное отверстие. На границах отслоения в покрытии 1 через отверстия в обжимном хомуте 3, находящиеся над линией на изоляционном покрытии 1, обозначающей границы отслоения изоляционного покрытия 1, выполняют сквозные отверстия, количество которых определяют конфигурацией отслоения.To access the insulating coating 1, located under the crimp clamp 3, through holes 10 mm in diameter, 10 mm apart, are made on the surface of the crimp clamp 3. Initially, the crimp clamp 3 is installed without interference and oriented so that the center of the hole for installing the adapter tube 4 is located exactly above the mark indicating the center of exfoliation, after which a through hole is made in the insulation coating. At the delamination boundaries in the coating 1 through holes in the crimping collar 3, located above the line on the insulating coating 1, denoting the delamination boundaries of the insulation coating 1, through holes are made, the number of which is determined by the delamination configuration.

В центральное отверстие устанавливают переходную трубку 4, входной конец которой выполнен в виде штуцера с гайкой для подключения резинового шланга, предназначенного для подачи сжатого воздуха и клеевых реагентов, на выходном конце выполнена резьба, предназначенная для локального подъема изоляционного покрытия 1 над трубой 3, а также несколько торцевых радиальных проточек.An adapter tube 4 is installed in the central hole, the inlet end of which is made in the form of a fitting with a nut for connecting a rubber hose designed to supply compressed air and adhesive reagents, a thread is made at the outlet end for locally lifting the insulating coating 1 above the pipe 3, and several end radial grooves.

Перед началом закачки в полость отслоения изоляционного покрытия 1 сжатого воздуха трубу 2 локально прогревают с внутренней стороны в зоне расположения отслоения до 60-65°С. Переходную трубку 4 крепят к опорному элементу 6, установленному на обжимном хомуте 3, и с помощью гаечного ключа (не показан) вкручивают в покрытие, при этом резьба на выходном конце переходной трубки 4 врезается в покрытие, и после того, как переходная трубка 4 упирается в трубу 2, происходит небольшой подъем покрытия 1. Радиальные проточки на выходном торце переходной трубки 4 обеспечивают беспрепятственный проход воздуха и клеевых реагентов, прокачиваемых через переходную трубку 4, в полость отслоения изоляционного покрытия 1.Before the injection into the peeling cavity of the insulating coating 1 of compressed air, the pipe 2 is locally heated from the inside in the peeling zone to 60-65 ° C. The adapter tube 4 is attached to the support member 6 mounted on the crimp clamp 3, and screwed into the coating with a wrench (not shown), while the thread at the output end of the adapter tube 4 cuts into the coating, and after the adapter tube 4 abuts into the pipe 2, there is a slight rise in the coating 1. Radial grooves at the outlet end of the adapter tube 4 provide unhindered passage of air and adhesive reagents pumped through the adapter tube 4 into the delamination cavity of the insulation coating 1.

В полость отслоения изоляционного покрытия 1 подают сжатый воздух, после чего производят закачку растворителя. Заполнение продолжают до тех пор, пока растворитель не заполнит полость отслоения изоляционного покрытия 1 полностью. Контроль заполнения полости отслоения изоляционного покрытия 1 выполняют визуально, заполнение прекращают, когда истечение растворителя будет происходить из всех отверстий, выполненных на границе отслоения изоляционного покрытия 1. Для удаления растворителя в полость отслоения изоляционного покрытия 1 вновь подают сжатый воздух. После удаления остатков растворителя в полость отслоения изоляционного покрытия 1 закачивают клеевой состав. Контроль заполнения полости отслоения изоляционного покрытия 1 клеевым составом также выполняют визуально. В том случае, если из какого-либо отверстия на границе отслоения изоляционного покрытия 1 при заполнении полости отслоения клеевым составом истечение клеевого состава не происходит, следует, не прекращая закачки, производить герметизацию временными полиэтиленовыми пробками 7 тех отверстий на границе отслоения, из которых истечение происходит наиболее интенсивно, при этом поверхность полиэтиленовых пробок также должна быть обработана растворителем. После того как полость отслоения изоляционного покрытия 1 полностью заполнена клеевым составом, закачивающую систему демонтируют, и все отверстия герметизируют полиэтиленовыми пробками.Compressed air is supplied to the peeling cavity of the insulating coating 1, after which the solvent is injected. Filling is continued until the solvent fills the peeling cavity of the insulation coating 1 completely. The control of the filling of the delamination cavity of the insulation coating 1 is carried out visually, the filling is stopped when the solvent expires from all the holes made on the delamination boundary of the insulation coating 1. To remove the solvent, compressed air is again supplied to the delamination cavity of the insulation coating 1. After removal of solvent residues, an adhesive composition is pumped into the peeling cavity of the insulating coating 1. Monitoring the filling of the cavity of the delamination of the insulating coating 1 adhesive composition is also performed visually. In the event that the adhesive does not leak from any hole at the delamination boundary of the insulation coating 1 when filling the delamination cavity with adhesive, then, without stopping the injection, make temporary sealing with plastic plugs 7 of the holes at the delamination boundary from which the leak occurs most intensively, while the surface of the polyethylene plugs should also be treated with a solvent. After the peeling cavity of the insulating coating 1 is completely filled with adhesive, the injection system is dismantled and all openings are sealed with plastic plugs.

Обжимной хомут 3 затягивают, и в отверстие для установки переходной трубки 4 устанавливают пьезоэлектрический излучатель 5, который подключают к генератору ультразвуковых колебаний (не показан) и прижимают опорой с пружиной 8. Ультразвуковую обработку продолжают до тех пор, пока клеевой состав не затвердеет, после чего производят демонтаж обжимного хомута 4.The crimp clamp 3 is tightened, and a piezoelectric emitter 5 is installed in the hole for installing the adapter tube 4, which is connected to an ultrasonic oscillation generator (not shown) and pressed with a support with a spring 8. The ultrasonic treatment is continued until the adhesive composition hardens, after which dismantle the crimp clamp 4.

Пример. Необходимо устранить отслоение изоляционного покрытия трубы диаметром 1420 мм и толщиной стенки 16,8 мм. Труба изолирована покрытием заводского нанесения на основе экструдированного полиэтилена.Example. It is necessary to eliminate the peeling of the insulating coating of the pipe with a diameter of 1420 mm and a wall thickness of 16.8 mm. The pipe is insulated with a factory coating coating based on extruded polyethylene.

Выявляют зазоры между полимерным покрытием и трубопроводом методом ультразвукового неразрушающего контроля. Определяют границы отслоения и условную центральную точку отслоения, обозначают их маркером на внешней стороне покрытия.Gaps between the polymer coating and the pipeline are detected by ultrasonic non-destructive testing. Define the boundaries of exfoliation and the conditional central point of exfoliation, mark them with a marker on the outside of the coating.

Устанавливают без натяга обжимной хомут и ориентируют его так, чтобы центр отверстия для установки перекачивающей трубки на обжимном хомуте совпадал с меткой центральной точки отслоения изоляционного покрытия. Через отверстия, расположенные на обжимном хомуте и располагающиеся над границей отслоения, в покрытии выполняют отверстия - одно в центральной точке отслоения, остальные по границе отслоения. Число отверстий на границе отслоения изоляционного покрытия определяют его конфигурацией. Чем сложнее форма отслоения, тем больше отверстий на его границе необходимо выполнить. Диаметр центрального отверстия определяют диаметром переходной трубки, диаметр отверстий на границе отслоения выбирают таким, чтобы суммарная пропускная способность отверстий на границе отслоения не превышала пропускную способность центрального отверстия. Трубу подогревают газовой горелкой в области отслоения до 60-65°С. На опору устанавливают переходную трубку и вкручивают в покрытие, при этом покрытие в центральной части должно подняться над стенкой трубы не менее чем на 0,5 мм. В полость отслоения изоляционного покрытия закачивают сжатый воздух, после чего подают растворитель, в качестве которого выступает смесь, состоящая из 75 весовых частей двухромовокислого калия и 1500 весовых частей серной кислоты, растворенных в 120 весовых частях дистиллированной воды. После растворителя в полость отслоения вновь подают сжатый воздух, после чего производят закачку клеевого состава, в качестве которого может выступать феноло-каучуковый, резорцино-формальдегидный или полиуретановый клей. Контролируют заполнение полости отслоения изоляционного покрытия путем определения интенсивности истечения клея из отверстий на границе отслоения изоляционного покрытия. Если из какого-либо отверстия на границе отслоения изоляционного покрытия истечения клея не происходит, проводят герметизацию полиэтиленовыми пробками тех отверстий, из которых истечение происходит наиболее интенсивно. После того как полость отслоения изоляционного покрытия полностью заполнена клеевым составом, производят демонтаж переходной трубки, и центральное отверстие и открытые отверстия на границе отслоения изоляционного покрытия герметизируют полиэтиленовыми пробками, которые также предварительно обрабатывают растворителем.Install the crimp clamp without interference and orient it so that the center of the hole for installing the transfer tube on the crimp clamp coincides with the mark of the central point of delamination of the insulation coating. Through the holes located on the crimp collar and located above the delamination border, holes are made in the coating - one at the central delamination point, the rest along the delamination border. The number of holes at the delamination boundary of the insulation coating is determined by its configuration. The more complex the peeling form, the more holes at its boundary must be made. The diameter of the central hole is determined by the diameter of the adapter tube, the diameter of the holes at the delamination border is chosen so that the total throughput of the holes at the delamination border does not exceed the throughput of the central hole. The pipe is heated with a gas burner in the area of delamination to 60-65 ° C. An adapter tube is installed on the support and screwed into the coating, while the coating in the central part should rise above the pipe wall by at least 0.5 mm. Compressed air is pumped into the delamination cavity of the insulation coating, after which a solvent is supplied, which is a mixture consisting of 75 parts by weight of potassium dichromate and 1500 parts by weight of sulfuric acid dissolved in 120 parts by weight of distilled water. After the solvent, compressed air is again fed into the delamination cavity, after which an adhesive composition is injected, which may be phenol-rubber, resorcinol-formaldehyde or polyurethane adhesive. The filling of the peeling cavity of the insulating coating is controlled by determining the intensity of the outflow of glue from the holes at the peeling boundary of the insulating coating. If no outflow of glue occurs from any hole at the boundary of the peeling of the insulating coating, they seal the openings from which the outflow occurs most intensively with plastic plugs. After the peeling cavity of the insulation coating is completely filled with adhesive, the adapter tube is dismantled, and the central hole and open holes at the boundary of the peeling of the insulation coating are sealed with plastic plugs, which are also pre-treated with a solvent.

После завершения заполнения полости отслоившегося изоляционного покрытия клеевым составом и герметизации всех отверстий в изоляционном покрытии полиэтиленовыми пробками обжимной хомут затягивают, и в отверстие для установки переходной трубки устанавливают пьезокерамический ультразвуковой излучатель на подпружиненной опоре, с помощью которого производят ультразвуковую обработку, способствующую лучшей адгезии склеиваемых поверхностей. После отверждения клеевого состава пьезокерамический излучатель демонтируют.After completing the filling of the cavity of the exfoliated insulation coating with adhesive and sealing all the holes in the insulation coating with polyethylene plugs, the crimp clamp is tightened, and a piezoceramic ultrasonic emitter is mounted on the spring-loaded support into the hole for installing the adapter tube, by which ultrasonic treatment is performed, which contributes to better adhesion of the glued surfaces. After curing the adhesive composition, the piezoceramic emitter is dismantled.

Технический результат изобретения проявляется в том, что за счет обработки зазора в отслаивании полимерного покрытия от трубопровода промывочными растворами для химической обработки склеиваемой поверхности полиэтилена с целью придания ей полярности, закачивания в зазор клеевого состава, заполнение и отверждение которого выполняют в условиях ультразвуковой обработки, достигают увеличения адгезионной прочности отремонтированного участка покрытия с отслаиванием не менее чем на 75%.The technical result of the invention is that due to the processing of the gap in the peeling of the polymer coating from the pipeline with washing solutions for the chemical treatment of the glued surface of the polyethylene in order to give it polarity, injection into the gap of the adhesive composition, filling and curing of which is performed under ultrasonic treatment, increase adhesive strength of the repaired coating area with peeling of not less than 75%.

Claims

A method of preventing the development of defects in the walls of pipelines, including identifying gaps between the polymer coating and the pipeline, making holes in the polymer coating, through which the gaps are filled with a non-corrosive polymer material, characterized in that a crimp clamp with holes is installed above the peeling coating, the pipe metal in the place of peeling from the inside, the pipes are heated to the softening temperature of the coating, the peeling gap is increased by screwing into the holes of the transition tubes, cleaned and romyvayut gap by blowing compressed air through the openings and the solvent is pumped into the gap the adhesive composition, and curing the filling is performed in which the ultrasonic treatment conditions carried by the crimp clamp.