RU2484359C1 - Method of pipeline repair and device to this end - Google Patents

Method of pipeline repair and device to this end Download PDF

Info

Publication number
RU2484359C1
RU2484359C1 RU2011144269/06A RU2011144269A RU2484359C1 RU 2484359 C1 RU2484359 C1 RU 2484359C1 RU 2011144269/06 A RU2011144269/06 A RU 2011144269/06A RU 2011144269 A RU2011144269 A RU 2011144269A RU 2484359 C1 RU2484359 C1 RU 2484359C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipeline
coupling
composite material
mastic
mineral filler
Prior art date
Application number
RU2011144269/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Вячеславович Еремкин
Владимир Иванович Кочетов
Владимир Ильич Павский
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ВолгаУралСпецстрой"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ВолгаУралСпецстрой" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ВолгаУралСпецстрой"
Priority to RU2011144269/06A priority Critical patent/RU2484359C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2484359C1 publication Critical patent/RU2484359C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Pipe Accessories (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: coupling composed of two semi-rings is fitted at pipeline damaged section to make annular clearance. Coupling ends are sealed by paste. Composite material is fed via inlet pipe into said annular clearance between coupling and pipeline unless it appears in outlet pipes. Said paste contains the following components in wt %: epoxy-diane resin - 20-35, hardener consisting of the mix of aliphatic amines - 8-15, aerosil - 2-4, mineral filler - 50-65. Composite material contains the following components in wt %: epoxy-diane resin - 20-35, hardener consisting of the mix of aliphatic amines - 4-10, plasticiser - 3-7, active diluent - 0.04-0.08, mineral filler - 50-70.
EFFECT: higher quality of repair, possibility to carry out repair at negative temperatures.
2 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при ремонте эксплуатирующихся трубопроводов с дефектами, преимущественно трещиноподобными, в частности газотрубопроводов и нефтетрубопроводов. Изобретение направлено на упрочнение коррелированного или иным образом поврежденного участка трубопровода без остановки перекачки продукта.The invention relates to pipeline transport and can be used in the repair of operating pipelines with defects, mainly crack-like, in particular gas pipelines and oil pipelines. The invention is aimed at hardening a correlated or otherwise damaged section of the pipeline without stopping the pumping of the product.

Аналогичным к заявляемому способу является способ предотвращения развития коррозионных дефектов стенок трубопроводов вдоль образующей труб, который заключается в определении местоположения и характера дефекта, вскрытии трубопровода, удалении изоляционного покрытия и зачистке дефекта, уменьшении давления в трубопроводе, установке на дефект разъемной муфты, сварке горизонтальными продольными швами половин муфты, закачке твердеющего не коррозионно-активного полимерного материала в пространство между муфтой и трубой, при этом предварительно снижают давление в трубопроводе (см., например, патент РФ №2097646, МПК F16L 57/00, 58/16, опубл. 27.11.97; Бюл. №33).Similar to the claimed method is a method of preventing the development of corrosion defects of the walls of the pipelines along the pipe generatrix, which consists in determining the location and nature of the defect, opening the pipeline, removing the insulation coating and stripping the defect, reducing the pressure in the pipeline, installing a detachable sleeve on the defect, welding with horizontal longitudinal seams half of the coupling, the injection of a hardening non-corrosive polymer material into the space between the coupling and the pipe, while itelno reduce the line pressure (for example, see RF patent №2097646, IPC F16L 57/00, 58/16, published 27/11/97;.. Bul №33.).

Недостатками известного способа является следующее. Установка муфты на дефект не гарантирует предотвращение развития трещиноподобных дефектов. Эксплуатирующийся трубопровод находится в сложнонапряженном состоянии, поэтому снижение муфтой кольцевых напряжений в области дефекта не всегда может предотвратить развитие трещиноподобного дефекта, например, при возникновении в трубопроводе напряжений изгиба.The disadvantages of this method is the following. Installing the coupling on a defect does not guarantee the prevention of the development of crack-like defects. The operating pipeline is in a difficult state, therefore, reducing the sleeve annular stresses in the defect area cannot always prevent the development of a crack-like defect, for example, when bending stresses occur in the pipeline.

Аналогичным к заявляемому способу является способ предотвращения развития трещиноподобных и коррозионных дефектов стенок трубопроводов вдоль образующей труб, заключающийся в определении местоположения и характера дефекта, вскрытии трубопровода, удалении изоляционного покрытия и зачистке дефекта, уменьшении давления в трубопроводе, установке разъемной муфты, сварке горизонтальными продольными швами половин муфты, закачке твердеющего некоррозионно-активного полимерного материала в пространство между муфтой и трубопроводом (см., например, патент РФ №2295088, МПК F16L 57/00 (2006.01), опубл. 10.03.2007 г.).Similar to the claimed method is a method for preventing the development of crack-like and corrosion defects of the walls of the pipelines along the pipe generatrix, which consists in determining the location and nature of the defect, opening the pipeline, removing the insulation coating and cleaning the defect, reducing the pressure in the pipeline, installing a detachable sleeve, welding with horizontal longitudinal seams of the halves couplings, the injection of hardening non-corrosive-active polymer material into the space between the coupling and the pipeline (see. Example, RF patent No. 2295088, IPC F16L 57/00 (2006.01), publ. 10.03.2007).

Недостатками известного способа являются следующие. В способе реализован ремонт магистральных газопроводов с осевым расположением трещиноподобных дефектов. Для применения данного метода требуются сложные вычисления, проводимые после вскрытия трубопровода с проведением испытаний на разрывных машинах. Длина муфты каждый раз рассчитывается исходя из этих расчетов, что не позволяет заранее подготовить муфту к ремонту, увеличивается время ремонта и время работы трубопровода при сниженном давлении (что дает дополнительные экономические потери).The disadvantages of this method are as follows. The method implements repair of gas pipelines with an axial arrangement of crack-like defects. The application of this method requires complex calculations performed after opening the pipeline with testing on tensile testing machines. The coupling length is calculated each time based on these calculations, which does not allow the coupling to be prepared for repair in advance, the repair time and the pipeline operating time at reduced pressure increase (which gives additional economic losses).

Ближайшим аналогом к заявляемому способу является способ ремонта трубопроводов, включающий установку цилиндрической муфты, состоящей из двух полуобечаек, с патрубками на поврежденный участок трубопровода с образованием зазора между ними, герметизацию торцов муфты на трубопроводе и подачу в кольцевой зазор между муфтой и трубопроводом через ее входные патрубки композитного материала на основе эпоксидной смолы до появления композитного материала в выходных патрубках (см., например, патент РФ №2191317, МПК F16L 55/18, дата публ. 20.10.2002).The closest analogue to the claimed method is a method of repairing pipelines, including installing a cylindrical coupling, consisting of two half shells, with nozzles on the damaged section of the pipeline with the formation of a gap between them, sealing the ends of the coupling on the pipeline and feeding into the annular gap between the coupling and the pipeline through its inlet nozzles a composite material based on epoxy resin before the composite material appears in the outlet pipes (see, for example, RF patent No. 2191317, IPC F16L 55/18, published on 10/20/2002).

Недостатками известного способа являются следующие. Ограниченный температурный диапазон, при котором возможно осуществление ремонта, а именно при температуре не ниже +5C°. Повышенное время отвердевания композиционного материала.The disadvantages of this method are as follows. Limited temperature range in which repairs can be carried out, namely at a temperature not lower than + 5C °. Increased curing time of the composite material.

Технический результат выражается в предотвращении роста трещиноподобных дефектов трубопроводов не только осевых, но и радиальных, в восстановлении работоспособности магистральных газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов после ремонта по композитно-муфтовой технологии, сокращении времени ремонта трубопровода и возможности проведения ремонта при отрицательных температурах прокачиваемого продукта и окружающего воздуха.The technical result is expressed in preventing the growth of crack-like defects of pipelines not only axial, but also radial, in restoring the working capacity of gas pipelines, oil pipelines and oil product pipelines after repair using composite-coupling technology, reducing the repair time of the pipeline and the possibility of repairing at low temperatures of the pumped product and ambient air .

Сущность заявленного способа выражается в том, что осуществляют установку цилиндрической муфты, состоящую из двух полуобечаек, с патрубками на поврежденный участок трубопровода с образованием кольцевого зазора между ними, герметизацию торцов муфты на трубопроводе мастикой и подачу в кольцевой зазор между муфтой и трубопроводом через ее входной патрубок композитного материала на основе эпоксидной смолы до появления композитного материала в выходных патрубках, отличающийся тем, что мастика содержит в мас.%:The essence of the claimed method is expressed in the fact that they carry out the installation of a cylindrical coupling, consisting of two half shells, with nozzles on the damaged section of the pipeline with the formation of an annular gap between them, sealing the ends of the coupling on the pipeline with mastic and feeding it into the annular gap between the coupling and the pipeline through its inlet pipe a composite material based on epoxy resin until a composite material appears in the outlet pipes, characterized in that the mastic contains in wt.%:

Смола эпоксидно-диановая 20-35Epoxy Diane Resin 20-35

Отвердитель смесь алифатических аминов 8-15Hardener mixture of aliphatic amines 8-15

Аэросил 2-4Aerosil 2-4

Минеральный наполнитель 50-65Mineral filler 50-65

а композитный материал содержит в мас.%:and the composite material contains in wt.%:

Смола эпоксидно-диановая 20-35Epoxy Diane Resin 20-35

Отвердитель смесь алифатических аминов 4-10Hardener mixture of aliphatic amines 4-10

Пластификатор 3-7Plasticizer 3-7

Активный разбавитель 0,04-0,08Active diluent 0.04-0.08

Минеральный наполнитель 50-70Mineral filler 50-70

Сущность заявленного устройства для ремонта трубопровода по заявленному способу характеризуется тем, что содержит цилиндрическую муфту, состоящую из двух полуобечаек, соединенных между собой по продольным участкам сваркой или болтовыми соединениями, мастику, расположенную по концам муфты с торцов и на внутренних концевых частях внутренней поверхности муфты с обеспечением герметичного контакта с внешней поверхностью трубопровода, и композитный материал, расположенный на внутренней стороне муфты с обеспечением герметичного контакта с внешней поверхностью трубопровода, и отличается от ближайшего аналога тем, что мастика содержит в мас.%:The essence of the claimed device for repairing the pipeline according to the claimed method is characterized in that it contains a cylindrical sleeve, consisting of two half-shells connected to each other along the longitudinal sections by welding or bolt joints, mastic located at the ends of the sleeve from the ends and on the inner end parts of the inner surface of the sleeve with providing tight contact with the outer surface of the pipeline, and a composite material located on the inner side of the coupling with ensuring tight contact with the outer surface of the pipeline, and differs from the closest analogue in that the mastic contains in wt.%:

смола эпоксидно-диановая 20-35epoxy diane resin 20-35

отвердитель смесь алифатических аминов 8-15hardener mixture of aliphatic amines 8-15

аэросил 2-4Aerosil 2-4

минеральный наполнитель 50-65mineral filler 50-65

а композитный материал содержит в мас.%:and the composite material contains in wt.%:

смола эпоксидно-диановая 20-35epoxy diane resin 20-35

отвердитель смесь алифатических аминов 4-10hardener mixture of aliphatic amines 4-10

пластификатор 3-7plasticizer 3-7

активный разбавитель 0,04-0,08active diluent 0.04-0.08

минеральный наполнитель 50-70mineral filler 50-70

Сущность заявленного способа ремонта трубопровода и устройства для ремонта трубопровод, посредством которого осуществляется заявленный способ, поясняется чертежами, на которых приведено следующее.The essence of the claimed method of repairing the pipeline and the device for repairing the pipeline, through which the claimed method is carried out, is illustrated by the drawings, which show the following.

На фиг.1 - вид на муфту, расположенную на трубопроводе, сбоку;Figure 1 is a side view of the coupling located on the pipeline;

на фиг.2 - вид поперечного разреза муфты и трубопровода;figure 2 is a cross-sectional view of the coupling and the pipeline;

на фиг.3 - вид А выпускного клапана и болта в контрольном отверстии;figure 3 is a view A of the exhaust valve and bolt in the control hole;

на фиг.4 - вид полумуфты с торца;figure 4 is a view of the coupling half from the end;

на фиг.5 - вид полумуфты сверху;figure 5 is a top view of the coupling half;

на фиг.6 - вид полумуфты в сечении А-А;Fig.6 is a view of a coupling half in section AA;

на фиг.7 - вид полумуфты в сечении Б-Б;Fig.7 is a view of a coupling half in section BB;

на фиг.8 - вид на муфту с болтовым соединением полуобечаек сбоку.Fig. 8 is a side view of a coupling with a bolted connection of half shells.

Из теории развития трещиноподобных дефектов на трубопроводном транспорте известно, что самыми опасными для нарушения работоспособности трубопровода являются радиальные дефекты. В связи с тем, что магистральные газопроводы, нефтепродуктопроводы и нефтепроводы не работают при постоянном давлении прокачиваемого продукта (происходят технологические скачки давления в определенных строго контролируемых параметрах), на стенку трубопровода действуют внутренние силы, направленные радиально наружу, которые имеют определенную цикличность. Кроме того, на трубопровод очень часто действуют дополнительно и напряжения изгиба. Так как вершина трещины является концентратором напряжений, то такое пространственное сочетание неблагоприятных факторов увеличивает вероятность развития трещины, что может привести к дальнейшему разрушению трубопровода.From the theory of the development of crack-like defects in pipeline transport, it is known that radial defects are the most dangerous for disruption of the pipeline. Due to the fact that main gas pipelines, oil product pipelines and oil pipelines do not work at a constant pressure of the pumped product (technological pressure surges occur in certain strictly controlled parameters), internal forces directed radially outward, which have a certain cyclicity, act on the wall of the pipeline. In addition, bending stresses very often also act on the pipeline. Since the crack tip is a stress concentrator, such a spatial combination of adverse factors increases the likelihood of crack development, which can lead to further destruction of the pipeline.

Заявленный способ осуществляется следующим образом. После выявления места нахождения дефекта на трубопроводе вскрывают участок трубопровода выполнением траншеи, очищения участка трубопровода от изоляции, при необходимости уточняют местонахождение дефекта и приступают к осуществлению действий заявленного способа. Устанавливают цилиндрическую муфту, состоящую из двух полуобечаек 1, 2, с патрубками 6, 7 на поврежденный участок трубопровода 4 с образованием кольцевого зазора между ними (фиг.1, 8). Соединяют полуобечайки 1, 2 по продольным участкам сваркой (фиг.1) или болтовыми соединениями (фиг.8). Посредством установочных болтов 11, ввернутых в полуобечайки 1, 2, выставляют равномерный зазор между трубопроводом 4 и муфтой. Герметизируют торцы муфты на трубопроводе 4 предварительно подготовленной мастикой 3, содержащей в мас.%:The claimed method is as follows. After identifying the location of the defect on the pipeline, the pipeline section is opened by performing a trench, the pipeline section is cleaned of insulation, if necessary, the location of the defect is clarified and the actions of the claimed method are carried out. A cylindrical coupling is installed, consisting of two half shells 1, 2, with nozzles 6, 7 on the damaged section of the pipeline 4 with the formation of an annular gap between them (Figs. 1, 8). Half-shells 1, 2 are connected along longitudinal sections by welding (Fig. 1) or bolted joints (Fig. 8). By means of the installation bolts 11 screwed into the half-shells 1, 2, a uniform clearance is set between the pipe 4 and the coupling. The ends of the coupling are sealed on the pipe 4 with a previously prepared mastic 3 containing in wt.%:

смола эпоксидно-диановая 20-35epoxy diane resin 20-35

отвердитель смесь алифатических аминов 8-15hardener mixture of aliphatic amines 8-15

аэросил 2-4Aerosil 2-4

минеральный наполнитель 50-65mineral filler 50-65

После отвердевания мастики 3 подают в кольцевой зазор между муфтой и трубопроводом 4 через ее входные патрубки 6 композитный материал 5 на основе эпоксидной смолы до появления композитного материала 5 в выходных патрубках 7 (фиг.1, 8). Предварительно подготовленный перед подачей в кольцевой зазор композитный материал 5 содержит в мас.%:After the hardening of the mastic 3 is fed into the annular gap between the coupling and the pipe 4 through its inlet pipes 6 composite material 5 based on epoxy resin until the appearance of composite material 5 in the output pipes 7 (Fig.1, 8). Composite material 5 pre-prepared before being fed into the annular gap contains in wt.%:

смола эпоксидно-диановая 20-35epoxy diane resin 20-35

отвердитель смесь алифатических аминов 4-10hardener mixture of aliphatic amines 4-10

пластификатор 3-7plasticizer 3-7

активный разбавитель 0,04-0,08active diluent 0.04-0.08

минеральный наполнитель 50-70mineral filler 50-70

Учитывая, что температура перекачиваемого газа может доходить до минус 12 градусов Цельсия, был разработан вышеуказанный композитный материал 5 на основе эпоксидной смолы ЭД-20 с добавлением необходимых присадок, который позволяет производить ремонт при данных температурах. Кроме этого, время желатинизации (для проведения закачки под муфту) увеличено до одного часа. Также был создана для ремонта по композитно-муфтовой технологии мастика 3 для герметизации на базе эпоксидной смолы ЭД-20 вышеуказанного состава. Время отвердевания указанной мастики 3 составляет 20 минут.Given that the temperature of the pumped gas can reach minus 12 degrees Celsius, the above composite material 5 based on epoxy resin ED-20 was developed with the addition of the necessary additives, which allows repairs at these temperatures. In addition, the gel time (for pumping under the sleeve) has been increased to one hour. It was also created for repair using composite-coupling technology mastic 3 for sealing on the basis of epoxy resin ED-20 of the above composition. The curing time of the specified mastic 3 is 20 minutes.

Использование смолы ЭД-20 как основы в композитном материале 5 и в мастике 3 выбрано неслучайно. Это сделано для устранения появления возможных температурных и прочих напряжений в месте стыка мастики 3 с композитным материалом 5 при проведении ремонтных работ. Кроме этого, разработанная мастика 3 работает, как и композитный материал 5, при отрицательных температурах до -12 C°. У известных аналогов (как, например, способ ремонта трубопроводов патент РФ №2191317, МПК F16L 55/18, опубл. 20.10.2002 г.), минимальная температура при которой производится закачка композиционного материала, плюс 5 градусов Цельсия, и время желатинизации 0,5 часа, что при большом объеме закачиваемого композиционного материала делает проблематичным качественное проведение ремонта трубопровода. Используемая в указанном аналогичном способе для герметизации мастика 3 на основе полиэфирной смолы имеет время отвердевания один час, в три раза большее, чем у мастики в заявленном способе, и также может быть использована в работах при отрицательных температурах.The use of ED-20 resin as a basis in composite material 5 and in mastic 3 was not chosen by chance. This is done to eliminate the appearance of possible temperature and other stresses at the junction of the mastic 3 with the composite material 5 during repair work. In addition, the developed mastic 3 works, like the composite material 5, at low temperatures up to -12 C °. Famous analogues (such as, for example, the method of repairing pipelines, RF patent No. 2191317, IPC F16L 55/18, published on October 20, 2002), the minimum temperature at which the composite material is injected, plus 5 degrees Celsius, and the gelatinization time is 0, 5 hours, which with a large volume of injected composite material makes quality repair of the pipeline problematic. Used in the specified similar method for sealing a mastic 3 based on a polyester resin has a curing time of one hour, three times longer than that of the mastic in the claimed method, and can also be used in work at low temperatures.

Устройство для ремонта трубопровода по заявленному способу содержит цилиндрическую муфту, состоящую из двух полуобечаек 1, 2 (фиг.1, 2, 4, 5, 8), соединенных между собой по продольным участкам сваркой или болтовыми соединениями 9, мастику 3, расположенную по концам муфты с торцов и на внутренних концевых частях внутренней поверхности муфты с обеспечением герметичного контакта с внешней поверхностью трубопровода 4, и композитный материал 5, расположенный на внутренней стороне муфты с обеспечением герметичного контакта с внешней поверхностью трубопровода 4, отличающееся от ближайшего аналога тем, что мастика 3 содержит в мас.%:A device for repairing a pipeline according to the claimed method comprises a cylindrical sleeve consisting of two half shells 1, 2 (Figs. 1, 2, 4, 5, 8), connected to each other along longitudinal sections by welding or bolted joints 9, mastic 3 located at the ends couplings from the ends and on the inner end parts of the inner surface of the coupling to ensure tight contact with the outer surface of the pipe 4, and composite material 5 located on the inside of the coupling to ensure tight contact with the outer surface of the pipe pipeline 4, which differs from the closest analogue in that the mastic 3 contains in wt.%:

смола эпоксидно-диановая 20-35epoxy diane resin 20-35

отвердитель смесь алифатических аминов 8-15hardener mixture of aliphatic amines 8-15

аэросил 2-4Aerosil 2-4

минеральный наполнитель 50-65mineral filler 50-65

а композитный материал 5 содержит в мас.%:and composite material 5 contains in wt.%:

смола эпоксидно-диановая 20-35epoxy diane resin 20-35

отвердитель смесь алифатических аминов 4-10hardener mixture of aliphatic amines 4-10

пластификатор 3-7plasticizer 3-7

активный разбавитель 0,04-0,08active diluent 0.04-0.08

минеральный наполнитель 50-70mineral filler 50-70

Муфта к трубопроводу не приваривается. Боковые кромки обеих полуобечаек 1, 2 имеют разделку под сварку при варианте соединения их сваркой (фиг.4, 6, 7).The coupling to the pipeline is not welded. The lateral edges of both half shells 1, 2 are cut for welding with the option of joining them by welding (Figs. 4, 6, 7).

Муфта состоит из двух цилиндрических полуобечаек 1, 2, которые устанавливаются на ремонтируемый трубопровод 4, полностью охватывая его (фиг.1). Затем обе полуобечайки 1, 2 свариваются встык продольными швами с предварительной разделкой кромок продольных сторон (фиг.1, 4, 6, 7). Внутренний диаметр муфты превышает внешний диаметр трубопровода 4 на величину, достаточную для образования кольцевого зазора между ними.The coupling consists of two cylindrical half-shells 1, 2, which are installed on the repaired pipeline 4, completely covering it (figure 1). Then both half-shells 1, 2 are butt welded with longitudinal seams with preliminary cutting of the edges of the longitudinal sides (Figs. 1, 4, 6, 7). The inner diameter of the coupling exceeds the outer diameter of the pipe 4 by an amount sufficient to form an annular gap between them.

В нижней полуобечайке 2 располагаются входные стальные патрубки 6 (фиг.1, 2, 8), предназначенные для подсоединения к ним гибких шлангов, по которым подается композитный материал 5.In the lower half-shell 2 there are steel inlet pipes 6 (Figs. 1, 2, 8) designed to connect flexible hoses to them, through which composite material 5 is fed.

В верхней полуобечайке 1 располагаются выходные стальные патрубки 7 (фиг.1, 2, 3, 8). Кроме того, в самой муфте имеются контрольные отверстия 8 с резьбой (фиг.1, 3, 4, 5, 8), предназначенные для выпуска воздуха и контроля уровня композитного материала 5 при заливке. По мере заполнения муфты композитным материалом 5 в контрольные отверстия 8 ввинчиваются болты (фиг.1, 2, 3, 5, 6, 8).In the upper half-shell 1 there are output steel pipes 7 (Figs. 1, 2, 3, 8). In addition, in the coupling itself there are control holes 8 with a thread (Figs. 1, 3, 4, 5, 8), designed to release air and control the level of composite material 5 during pouring. As the coupling is filled with composite material 5, bolts are screwed into the control holes 8 (Figs. 1, 2, 3, 5, 6, 8).

Кроме того, в обеих полуобечайках 1, 2 имеются резьбовые отверстия 10, в которые вворачиваются установочные болты 11 (фиг.2), предназначенные для регулировки зазора между муфтой и трубопроводом 4 до заполнения торцов муфты мастикой и выполняющие функцию опор при установке муфты на трубопровод 4.In addition, in both half-shells 1, 2 there are threaded holes 10 into which mounting bolts 11 are screwed (Fig. 2), designed to adjust the gap between the coupling and the pipe 4 until the ends of the coupling are filled with mastic and perform the function of supports when installing the coupling on the pipe 4 .

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

После установки муфты с зазором и на трубопровод 4 сваривают между собой две стальные полуобечайки 1, 2, установленные на трубопроводе 4 симметрично по отношению к дефекту с кольцевым зазором посредством болтов 11, ввернутых в отверстия 10 (фиг.1, 2, 8). Допуск на величину кольцевого зазора позволяет ремонтировать трубопроводы 4 с дефектами геометрии в поперечном сечении и изгибом продольной оси. Торцы муфты заполняют быстросхватывающейся мастикой 3 для герметизации кольцевого зазора на концах полуобечаек 1, 2 между ними и трубопроводом. Образовавшийся объем между трубопроводом 4 и муфтой через входные патрубки 6 в нижней полуобечайке 2 заполняется композитным материалом 5 на основе эпоксидной смолы, затвердевающим до требуемой прочности в течение 24 часов. Расположение входных патрубков 6 по краям полуобечайки 2 и выходных патрубков 7 по краям полуобечайки 1 позволяет контролировать процесс заполнения композитным материалом 5 объема между трубопроводом 4 и муфтой. В верхней полуобечайке 1 имеется несколько контрольных резьбовых отверстий 8, предназначенных для контроля уровня композитного материала 5, в которые вворачивают болты после выхода пузырьков воздуха и заполнения композитным материалом 5 объема между трубопроводом 4 и муфтой.After installing the coupling with a gap and on the pipe 4, two steel half shells 1, 2 are welded together, installed on the pipe 4 symmetrically with respect to the defect with an annular gap by means of bolts 11 screwed into the holes 10 (Figs. 1, 2, 8). The tolerance on the size of the annular gap allows repairing pipelines 4 with geometry defects in the cross section and bending of the longitudinal axis. The ends of the coupling are filled with quick-setting mastic 3 to seal the annular gap at the ends of the half shells 1, 2 between them and the pipeline. The resulting volume between the pipeline 4 and the coupling through the inlet pipes 6 in the lower half-shell 2 is filled with a composite material 5 based on epoxy resin, hardening to the required strength within 24 hours. The location of the inlet nozzles 6 along the edges of the half-shell 2 and the outlet nozzles 7 along the edges of the half-shell 1 allows you to control the process of filling the volume 5 between the pipeline 4 and the sleeve with composite material 5. In the upper half-shell 1 there are several control threaded holes 8, designed to control the level of the composite material 5, into which the screws are screwed after the release of air bubbles and filling the volume of the composite material 5 between the pipe 4 and the sleeve.

Композитный материал 5 готовится непосредственно перед заполнением объема между трубопроводом 4 и муфтой. Композитный материал затвердевает, и болты 11 вывертывают для исключения электрического контакта муфты и трубопровода. Для получения гладкой поверхности полуобечаек 1, 2 после срезания всех болтов остатки болтов могут быть оставлены в отверстиях 8, 10 трубопровода 4 и зачищены заподлицо.Composite material 5 is prepared immediately before filling the volume between the pipe 4 and the sleeve. The composite material hardens and the bolts 11 are turned out to prevent electrical contact between the sleeve and the pipe. To obtain a smooth surface of the half shells 1, 2 after cutting all the bolts, the remaining bolts can be left in the holes 8, 10 of the pipeline 4 and flush cleaned.

В результате проведенных исследований было установлено, что величина зазора между муфтой и трубопроводом 4 должна быть не менее 6 миллиметров и не более 40 миллиметров. Толщина стенки муфты должна быть увеличена на 20% от толщины стенки трубопровода ремонтируемого газопровода, нефтепровода или нефтепродуктопровода. Муфта в виде двух полуобечаек 1, 2 должна быть изготовлена в заводских условиях методом вальцовки с последующим термоотпуском в печах при температуре 700-900 градусов Цельсия или методом горячей штамповки (когда лист металла нагревается до температуры 700-900 градусов Цельсия с последующим формообразованием в штампе). Термический отпуск производится для снятия остаточных напряжений в полуобечайках 1, 2. Материал для изготовления полуобечаек 1, 2 муфты используется такой же, как и материал трубопровода 4. Допустимо использование стали, аналогичной стали ремонтируемого трубопровода (с эквивалентными механическими характеристиками). При большой величине дефекта допускается применение многосекционной (составной) муфты. Но длина ее не должна превышать 10,5 метров.As a result of the studies, it was found that the gap between the coupling and the pipe 4 should be at least 6 millimeters and not more than 40 millimeters. The wall thickness of the coupling should be increased by 20% of the wall thickness of the pipeline of the repaired gas pipeline, oil pipeline or oil product pipeline. The coupling in the form of two half shells 1, 2 must be manufactured in the factory by rolling and subsequent thermal tempering in furnaces at a temperature of 700-900 degrees Celsius or by hot stamping (when a sheet of metal is heated to a temperature of 700-900 degrees Celsius with subsequent shaping in a stamp) . Thermal tempering is carried out to relieve residual stresses in the half-shells 1, 2. The material for the manufacture of half-shells 1, 2 of the coupling is used the same as the material of the pipeline 4. It is permissible to use steel similar to the steel of the pipeline being repaired (with equivalent mechanical characteristics). With a large value of the defect, the use of a multi-section (composite) coupling is allowed. But its length should not exceed 10.5 meters.

При невозможности производства огневых (сварочных) работ при ремонте трубопровода 4 стальные полуобечайки 1, 2 выполняют с болтовыми соединениями 9 (фиг.8). На месте производства работ стальные полуобечайки 1, 2 муфты присоединяют друг к другу продольными сторонами болтовыми соединениями 9 (фиг.8). Все остальные действия способа осуществляют аналогично случаю соединения полуобечаек 1, 2 сваркой. Работу по установке устройства для реализации заявленного способа, содержащего муфту с полуобечайками 1, 2, соединенными между собой болтовыми соединениями 9 (фиг.8), осуществляют аналогично случаю соединения полуобечаек 1, 2 сваркой.If it is impossible to carry out fire (welding) work during the repair of the pipeline 4, steel half shells 1, 2 are performed with bolted joints 9 (Fig. 8). At the place of work, the steel half-shells 1, 2 of the coupling are connected to each other by the longitudinal sides of the bolted joints 9 (Fig. 8). All other steps of the method are carried out similarly to the case of connecting half-shells 1, 2 by welding. The installation of a device for implementing the inventive method, comprising a coupling with half shells 1, 2, interconnected by bolt joints 9 (Fig. 8), is carried out similarly to the case of connecting half shells 1, 2 by welding.

Во всех известных способах ремонта по композитно-муфтовой технологии не учтена возможность появления блуждающих токов и появление электрохимической коррозии. При необходимости для катодной защиты ремонтной конструкции выполняют соединение медным кабелем с закреплением на два болта, которые приваривают (один к телу трубопровода 4, другой к муфте) термической сваркой.In all known repair methods for composite-coupling technology, the possibility of the appearance of stray currents and the appearance of electrochemical corrosion is not taken into account. If necessary, for cathodic protection of the repair structure, a copper cable connection is made with fastening to two bolts, which are welded (one to the body of the pipeline 4, the other to the coupling) by heat welding.

В результате многочисленных лабораторных экспериментов и натурных, полевых испытаний было установлено, что для предотвращения развития дефекта длина ремонтной муфты должна быть: для осевых дефектов увеличена с каждой стороны от края трещины на 0,6 диаметра ремонтируемого трубопровода 4; для радиальных дефектов - на 1,3 диаметра ремонтируемого трубопровода 4. При этом ремонтная конструкция позволит принимать на себя возникающие нагрузки и остановить развитие трещиноподобных дефектов. В качестве иллюстрации этого можно привести данные, полученные при проведении полигонных испытаний трубной плети с нанесенными на нее трещиноподобными дефектами и отремонтированной по заявляемой композитно-муфтовой технологии. Дефекты были нанесены как в осевом направлении, так и в радиальном (пропилы на глубину в 50% от толщины стенки трубы).As a result of numerous laboratory experiments and field, field tests, it was found that to prevent the development of a defect, the length of the repair sleeve should be: for axial defects, it is increased on each side of the crack edge by 0.6 times the diameter of the pipeline 4 being repaired; for radial defects - by 1.3 times the diameter of the pipeline being repaired 4. At the same time, the repair structure will allow it to take on the arising loads and stop the development of crack-like defects. As an illustration of this, we can cite the data obtained during the testing of a tubular whip with crack-like defects deposited on it and repaired according to the inventive composite-coupling technology. Defects were applied both axially and radially (cuts to a depth of 50% of the pipe wall thickness).

Программа проведения испытаний следующая.The test program is as follows.

1. Опрессовка плети давлением 55 атм.1. Pressure testing of a whip with a pressure of 55 atm.

2. Циклическое нагружение плети гидропульсатором в два этапа:2. Cyclic loading of a whip by a hydro pulsator in two stages:

первый этап - 9800 циклов нагружения с давлением 60,5/50 атм;the first stage - 9800 loading cycles with a pressure of 60.5 / 50 atm;

второй этап - 200 циклов нагружения с давлением 70,5/50 атм.the second stage - 200 loading cycles with a pressure of 70.5 / 50 atm.

3. Статическое нагружение плети до разрушения.3. Static loading of the whip to failure.

В результате проведенного ремонта искусственных поверхностных пропилов муфтами композитными МК-1 трубная плеть выдержала 10000 циклов нагружения (что соответствует 30 годам эксплуатации трубопровода), в течение которых разрушения плети не произошло, а неплотностей и подтеков воды под муфтой внешним осмотром обнаружено не было.As a result of the repair of artificial surface cuts by composite MK-1 couplings, the pipe lash withstood 10,000 loading cycles (which corresponds to 30 years of operation of the pipeline), during which the lash was not destroyed, and leaks and water leaks under the coupling were not inspected by external inspection.

Удлинения периметров в различных сечениях трубы и муфты не произошло. Разрушение плети в результате статического нагружения произошло при давлении 120,5 атм. Разрушение произошло по основному металлу трубы. Очаг разрушения находился на расстоянии 1600 мм от края муфты. Распространения разрушения под муфту не произошло. Разрушения композиционного материала не произошло. Отслоения композиционного материала в местах искусственных дефектов не произошло. Разрушения стальных полуобечаек муфт не произошло. При проведении испытаний проводились замеры возникающих нагрузок на муфте и на трубе. Значения относительных деформаций, возникающих на муфте, в 1,86 раза меньше, чем в трубе.The elongation of the perimeters in various sections of the pipe and coupling did not occur. The destruction of the lash as a result of static loading occurred at a pressure of 120.5 atm. The destruction occurred on the base metal of the pipe. The destruction center was located at a distance of 1600 mm from the edge of the coupling. The spread of destruction under the coupling did not occur. The destruction of the composite material did not occur. Detachment of the composite material in places of artificial defects did not occur. Destruction of steel coupling half shells did not occur. During the tests, measurements were made of the emerging loads on the coupling and on the pipe. The values of the relative deformations arising on the coupling are 1.86 times less than in the pipe.

Заявленные способ ремонта трубопровода и устройство для его реализации благодаря отличительным признакам в виде конкретных материалов мастики и композиционного материала с указанными составами обеспечивают улучшенную адгезию мастики и композитного материала с материалом трубопровода и стальных полуобечаек 1, 2 муфты.The claimed method of repairing the pipeline and the device for its implementation due to the distinguishing features in the form of specific mastic materials and composite material with the specified compositions provide improved adhesion of the mastic and composite material with the material of the pipeline and steel half shells 1, 2 of the coupling.

Так как заявленный способ ремонта трубопровода и устройство для его реализации разработаны в первую очередь для ремонта трубопроводов с трещиноподобными дефектами, которые являются самыми сложными при проведении ремонтных работ на газопроводе, нефтепроводе или нефтепродуктопроводе, он также может быть рекомендован для ремонта трубопроводов с другими видами дефектов.Since the claimed method for repairing a pipeline and a device for its implementation are designed primarily for repairing pipelines with crack-like defects, which are the most difficult when carrying out repairs on a gas pipeline, oil pipeline or oil product pipeline, it can also be recommended for repairing pipelines with other types of defects.

Claims (2)

1. Способ ремонта трубопровода, включающий установку цилиндрической муфты, состоящей из двух полуобечаек, с патрубками на поврежденный участок трубопровода с образованием кольцевого зазора между ними, герметизацию торцов муфты на трубопроводе мастикой и подачу в кольцевой зазор между муфтой и трубопроводом через ее входной патрубок композитного материала на основе эпоксидной смолы до появления композитного материала в выходных патрубках, отличающийся тем, что мастика содержит, мас.%:
смола эпоксидно-диановая 20-35 отвердитель смесь алифатических аминов 8-15 аэросил 2-4 минеральный наполнитель 50-65,

а композитный материал содержит, мас.%:
смола эпоксидно-диановая 20-35 отвердитель смесь алифатических аминов 4-10 пластификатор 3-7 активный разбавитель 0,04-0,08 минеральный наполнитель 50-70
1. A method of repairing a pipeline, including the installation of a cylindrical sleeve consisting of two half shells, with nozzles on the damaged section of the pipeline with the formation of an annular gap between them, sealing the ends of the sleeve on the pipe with mastic and supplying an annular gap between the sleeve and the pipe through its composite material inlet pipe based on epoxy resin until a composite material appears in the outlet pipes, characterized in that the mastic contains, wt.%:
epoxy diane resin 20-35 hardener mixture of aliphatic amines 8-15 aerosil 2-4 mineral filler 50-65,

and the composite material contains, wt.%:
epoxy diane resin 20-35 hardener mixture of aliphatic amines 4-10 plasticizer 3-7 active diluent 0.04-0.08 mineral filler 50-70
2. Устройство для ремонта трубопровода по способу п.1, содержащее цилиндрическую муфту, состоящую из двух полуобечаек, соединенных между собой по продольным участкам сваркой или болтовыми соединениями, мастику, расположенную по концам муфты с торцов и на внутренних концевых частях внутренней поверхности муфты с обеспечением герметичного контакта с внешней поверхностью трубопровода, и композитный материал, расположенный на внутренней стороне муфты с обеспечением герметичного контакта с внешней поверхностью трубопровода, отличающееся тем, что мастика содержит, мас.%:
смола эпоксидно-диановая 20-35 отвердитель смесь алифатических аминов 8-15 аэросил 2-4 минеральный наполнитель 50-65,

а композитный материал содержит, мас.%:
смола эпоксидно-диановая 20-35 отвердитель смесь алифатических аминов 4-10 пластификатор 3-7 активный разбавитель 0,04-0,08 минеральный наполнитель 50-70
2. A device for repairing a pipeline according to the method of claim 1, comprising a cylindrical sleeve consisting of two half-shells connected to each other along longitudinal sections by welding or bolt joints, a mastic located at the ends of the sleeve from the ends and at the inner end parts of the sleeve inner surface with tight contact with the outer surface of the pipeline, and a composite material located on the inner side of the coupling to ensure tight contact with the outer surface of the pipeline, characterized it that the mastic comprises wt.%:
epoxy diane resin 20-35 hardener mixture of aliphatic amines 8-15 aerosil 2-4 mineral filler 50-65,

and the composite material contains, wt.%:
epoxy diane resin 20-35 hardener mixture of aliphatic amines 4-10 plasticizer 3-7 active diluent 0.04-0.08 mineral filler 50-70
RU2011144269/06A 2011-11-01 2011-11-01 Method of pipeline repair and device to this end RU2484359C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011144269/06A RU2484359C1 (en) 2011-11-01 2011-11-01 Method of pipeline repair and device to this end

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011144269/06A RU2484359C1 (en) 2011-11-01 2011-11-01 Method of pipeline repair and device to this end

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2484359C1 true RU2484359C1 (en) 2013-06-10

Family

ID=48785751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011144269/06A RU2484359C1 (en) 2011-11-01 2011-11-01 Method of pipeline repair and device to this end

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2484359C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2210134A (en) * 1987-09-21 1989-06-01 British Gas Plc Method of repairing a pipe
RU2097646C1 (en) * 1995-02-17 1997-11-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "ВНИИСТ-Сварка" Method of prevention of development of flaws in pipe line walls
RU2191317C2 (en) * 2001-01-05 2002-10-20 Лапицкая Татьяна Валентиновна Method of pipeline repairs
EA003615B1 (en) * 2002-08-13 2003-06-26 Энджикейэс Интернейшнл Корп. Method of repairing a pipe and arrangement therefor (variants)
RU2277561C1 (en) * 2005-04-14 2006-06-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Стеклопластик" Polymer composition
RU2295088C1 (en) * 2005-08-22 2007-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Уралтрансгаз" (ООО "Уралтрансгаз") Method of preventing pipeline walls against cracking

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2210134A (en) * 1987-09-21 1989-06-01 British Gas Plc Method of repairing a pipe
RU2097646C1 (en) * 1995-02-17 1997-11-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "ВНИИСТ-Сварка" Method of prevention of development of flaws in pipe line walls
RU2191317C2 (en) * 2001-01-05 2002-10-20 Лапицкая Татьяна Валентиновна Method of pipeline repairs
EA003615B1 (en) * 2002-08-13 2003-06-26 Энджикейэс Интернейшнл Корп. Method of repairing a pipe and arrangement therefor (variants)
RU2277561C1 (en) * 2005-04-14 2006-06-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение Стеклопластик" Polymer composition
RU2295088C1 (en) * 2005-08-22 2007-03-10 Общество с ограниченной ответственностью "Уралтрансгаз" (ООО "Уралтрансгаз") Method of preventing pipeline walls against cracking

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7673655B1 (en) Composite wrap repair of internal defects
US7472722B2 (en) Method of permanently repairing a pipeline section using a combination wrap and sleeve structure
US7900655B2 (en) Composite load transferring technique
CN104633377B (en) A kind of high-pressure glass fiber pipeline is installed and pipe breakage maintenance unit and process
WO2015023211A1 (en) Method for protecting a welded joint between pipes having an interior coating
TR201723001U5 (en) Composite conical felt.
MX2009008566A (en) Method and apparatus for repairing a core spray downcomer pipe slip joint coupling.
CN108980510B (en) Online leakage blocking device and method for gas pipe network
CN202852326U (en) Isolated seal fixture with pressure
RU2484359C1 (en) Method of pipeline repair and device to this end
RU2191317C2 (en) Method of pipeline repairs
CN103090153A (en) Compensative pipeline repair device
CN103470913B (en) The linkage structure of metglass Steel Lining rubber and plastic submerged pipeline and making connecting means
RU113811U1 (en) PIPELINE REPAIR COUPLING
RU129593U1 (en) PIPELINE REPAIR COUPLING
CN102878383A (en) Isolating belt pressure sealing clamp
CN203628139U (en) High-pressure fiberglass pipeline installing and damage maintenance device
RU2342588C1 (en) Corrosion safety method of weld connection of metal pipes with internal corrosion-resistant coating
RU2698537C2 (en) Method of repairing operating gas line with local through defect without interruption of gas supply
RU2375632C1 (en) Procedure of pipeline repair
CN111322486B (en) Pipeline leakage stopping device and leakage stopping method thereof
RU151348U1 (en) PIPELINE REPAIR COUPLING
RU2097646C1 (en) Method of prevention of development of flaws in pipe line walls
RU2198340C1 (en) Method of repair of main pipe lines
RU2563945C1 (en) Method of pipeline strengthening using soldered-welded coupling

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner