RU2525103C1 - Pipeline repair procedure and device to this end - Google Patents
Pipeline repair procedure and device to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2525103C1 RU2525103C1 RU2013129461/06A RU2013129461A RU2525103C1 RU 2525103 C1 RU2525103 C1 RU 2525103C1 RU 2013129461/06 A RU2013129461/06 A RU 2013129461/06A RU 2013129461 A RU2013129461 A RU 2013129461A RU 2525103 C1 RU2525103 C1 RU 2525103C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tensioners
- layer
- pipe
- compound
- loop
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к способам ремонта трубопроводов как с остановкой, так и без остановки перекачки продукта. Наиболее эффективно настоящее изобретение может быть использовано для трубопроводов, транспортирующих газ, нефть и/или нефтепродукты.The invention relates to methods for repairing pipelines with and without stopping the pumping of the product. Most effectively, the present invention can be used for pipelines transporting gas, oil and / or oil products.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Известно решение «Способ ремонта трубы и отремонтированная труба» по патенту РФ №2380606.The known solution "Method of pipe repair and repaired pipe" according to the patent of the Russian Federation No. 2380606.
По патенту способ заключается в следующем: для ремонта трубы накладывают конструкцию из волокна, например, углеродного на подлежащий упрочнению или ремонту участок трубы, затем закрепляют ее специальными приспособлениями, после чего устанавливают на границах торцевые уплотнения, например резиновые прокладки, металлические элементы и др., затем устанавливают наружную оболочку, например муфту, кожух, корпус, контейнер и т.д. Дополнительная оболочка образует вместе с уплотнениями герметичную конструкцию с внутренней полостью. После этого полость заполняют полимерным материалом, которым пропитывается волокно, после чего полимерный материал отверждается. Наружные оболочки снабжены отверстиями для ввода полимерного материала. Пропитку полимером производят после размещения оболочки на трубе.According to the patent, the method consists in the following: for repairing a pipe, a fiber structure, for example carbon fiber, is placed on the pipe section to be strengthened or repaired, then it is fixed with special devices, after which mechanical seals are installed at the borders, for example rubber gaskets, metal elements, etc., then install the outer shell, such as a sleeve, casing, housing, container, etc. The additional shell together with the seals forms a sealed structure with an internal cavity. After that, the cavity is filled with a polymer material, which impregnates the fiber, after which the polymer material is cured. The outer shells are provided with openings for introducing a polymer material. The polymer is impregnated after placing the shell on the pipe.
Полимерный материал насыщает армирующий материал, а именно конструкцию из волокна, после этого он отверждается до получения упрочненного полимерного композита.The polymer material saturates the reinforcing material, namely the fiber structure, after which it is cured to obtain a hardened polymer composite.
Отремонтированная труба, или устройство, или оболочка для ремонта трубопровода по данному изобретению содержит один или несколько слоев волокна, охватывающего трубу, и отвержденный полимерный материал, размещенный внутри компонента оболочки, при этом отвержденный полимерный материал, которым пропитано волокно, достигает наружной поверхности трубы.A repaired pipe or pipe repair device or sheath of the invention comprises one or more layers of fiber covering the pipe and a cured polymer material placed inside the sheath component, while the cured polymer material impregnated with the fiber reaches the outer surface of the pipe.
Недостатком данной конструкции является следующее:The disadvantage of this design is the following:
- ремонт возможен только для участка небольшой протяженности, при необходимости ремонта протяженных участков трубопровода процесс становится очень трудоемким из-за использования большого количества дополнительного оборудования;- repair is possible only for a section of small length, if necessary, repair of extended sections of the pipeline, the process becomes very time-consuming due to the use of a large number of additional equipment;
- при использовании данного устройства возможно недостаточное прилегание пропитанного полимером волокна, что приводит к образованию на поверхности трубопровода пустот, в которых будут развиваться коррозионные процессы;- when using this device, it is possible that the polymer-impregnated fiber may not adhere sufficiently, which leads to the formation of voids on the surface of the pipeline in which corrosion processes will develop;
- после завершения процесса полимеризации на краях отремонтированного участка появляются дополнительные концентраторы напряжений из-за использования формообразующего элемента (муфты, кожуха), которые в итоге могут привести к разрушению трубопровода;- after the completion of the polymerization process, additional stress concentrators appear at the edges of the repaired section due to the use of the forming element (couplings, casing), which may ultimately lead to the destruction of the pipeline;
- невозможно получить качественно пропитанную полимерным материалом структуру из-за того, что полимерный материал проходит через конструкцию из волокна к поверхности объекта под действием силы тяжести, или капиллярных сил, или их комбинированного воздействия, а пропитывание волокон под действием силы тяжести и/или за счет капиллярного действия возможно только в верхней части трубы. В нижней же ее части сила тяжести будет действовать в противоположную сторону и создание дополнительного давления при подаче смолы также не сможет решить проблему качественной пропитки без создания специальных систем удаления воздуха из под волокнистой структуры, что не предусмотрено данным патентом.- it is impossible to obtain a structure that is qualitatively impregnated with a polymeric material due to the fact that the polymeric material passes through the structure from the fiber to the surface of the object under the action of gravity, or capillary forces, or their combined effect, and the impregnation of the fibers under the influence of gravity and / or due to capillary action is possible only in the upper part of the pipe. In its lower part, gravity will act in the opposite direction and the creation of additional pressure during resin supply will also not be able to solve the problem of high-quality impregnation without creating special systems for removing air from under the fibrous structure, which is not provided for by this patent.
Известен также способ ремонта трубы трубопровода и устройство для его осуществления, патент на изобретение РФ №2438065. Данное решение выбрано авторами за прототип.There is also known a method of repairing a pipe pipe and a device for its implementation, patent for the invention of the Russian Federation No. 2438065. This solution is chosen by the authors for the prototype.
В заявленном способе осуществляют наложение волокнистой структуры на участок трубы, подлежащий упрочнению; нагнетают смолу через волокнистую структуру к участку трубы, чтобы по существу пропитать волокнистую структуру смолой; обеспечивают возможность отверждения смолы при условиях окружающей среды. Способ отверждение смолы включает в себя отверждение смолы при условиях окружающей среды без применения внешнего источника тепла. В данном способе при нагнетании смолы устанавливают гибкий формообразующий элемент вокруг волокнистой структуры; устанавливают упрочняющий удерживающий элемент вокруг гибкого формообразующего элемента; заливают смолу через упрочняющий удерживающий элемент и в формообразующий элемент поверх волокнистой структуры и осуществляют сжатие гибкого формообразующего элемента для нагнетания смолы через волокнистую структуру к трубе. При этом упрочняющий удерживающий элемент образует кольцевое пространство вместе с трубой, он облегчает регулирование толщины смолы вокруг трубы. Упрочняющий удерживающий элемент является гибким в радиальном направлении и обеспечивает жесткость в аксиальном направлении. По способу наложение волокнистой структуры осуществляют на поверхность объекта (трубы); смолу наносят на волокнистую структуру, расположенную на поверхности объекта, чтобы по существу пропитать волокнистую структуру и образовать слой смолы на волокнистой структуре и обеспечивают возможность отверждения смолы для образования композиционного материала из сухой волокнистой структуры и смолы на поверхности объекта.In the inventive method, the fibrous structure is superimposed on the pipe section to be hardened; pumping the resin through the fibrous structure to a portion of the pipe to substantially impregnate the fibrous structure with the resin; provide the ability to cure the resin under environmental conditions. The method of curing the resin includes curing the resin under ambient conditions without using an external heat source. In this method, when injecting the resin, a flexible forming element is installed around the fibrous structure; establish a reinforcing holding element around a flexible forming element; the resin is poured through the reinforcing holding element and into the forming element over the fibrous structure, and the flexible forming element is compressed to pump the resin through the fibrous structure to the pipe. At the same time, the reinforcing holding element forms an annular space together with the pipe, it facilitates the regulation of the thickness of the resin around the pipe. The reinforcing holding member is radially flexible and provides rigidity in the axial direction. According to the method, the imposition of a fibrous structure is carried out on the surface of the object (pipe); the resin is applied to the fibrous structure located on the surface of the object to substantially impregnate the fibrous structure and form a layer of resin on the fibrous structure and allow the resin to cure to form a composite material from a dry fibrous structure and resin on the surface of the object.
Устройство представляет собой трубу с наложенной на нее волокнистой структурой, при этом волокнистая структура включает в себя намотку вокруг наружной поверхности трубы. Волокнистую структуру не смачивают смолой перед наложением или во время наложения ее на поверхность объекта. Тканевый формообразующий элемент накладывают вокруг волокнистой структуры; после этого устанавливают барабан в заданном положении вокруг тканевого формообразующего элемента и размещают полимерный материал внутри тканевого формообразующего элемента, после чего нагнетают полимерный материал в волокнистую структуру, чтобы пропитать волокнистую структуру. Отверждение полимерного материала для образования композиционного материала из волокнистой структуры и полимерного материала происходит на поверхности объекта (трубы).The device is a pipe with a fibrous structure superimposed on it, while the fibrous structure includes winding around the outer surface of the pipe. The fibrous structure is not wetted with resin before application or during application to the surface of the object. A fabric forming element is applied around the fibrous structure; thereafter, the drum is installed in a predetermined position around the fabric forming element and the polymer material is placed inside the fabric forming element, after which the polymer material is injected into the fibrous structure to impregnate the fibrous structure. The curing of the polymer material to form the composite material from the fibrous structure and the polymer material occurs on the surface of the object (pipe).
Система для ремонта трубы, содержащая армирующий материал, выполненный с возможностью его наматывания вокруг трубы, позволяющей ему принимать смолу после размещения армирующего материала вокруг трубы; податливый формообразующий элемент, выполненный с возможностью размещения его вокруг армирующего материала, намотанного вокруг трубы, при этом податливый формообразующий элемент выполнен с возможностью приема и удерживания смолы вокруг армирующего материала; опорную конструкцию, выполненную с возможностью образования оболочки вокруг, по меньшей мере, части податливого формообразующего элемента и обеспечения опоры для, по меньшей мере, части податливого формообразующего элемента, расположенного на трубе; и смолу с химическим составом, обеспечивающим возможность заливки ее внутрь податливого формообразующего элемента для пропитывания волокна и для образования композиционного материала вместе с армирующим материалом на трубе.A pipe repair system comprising a reinforcing material configured to be wound around a pipe, allowing it to receive resin after placing the reinforcing material around the pipe; malleable forming element made with the possibility of placing it around the reinforcing material wound around the pipe, while the malleable forming element is made with the possibility of receiving and holding resin around the reinforcing material; a support structure configured to form a sheath around at least a portion of the ductile forming element and provide support for at least a portion of the ductile forming element located on the pipe; and a resin with a chemical composition that allows it to be poured into the ductile forming element to impregnate the fiber and to form a composite material together with a reinforcing material on the pipe.
Недостатком данной конструкции является следующее:The disadvantage of this design is the following:
- ремонт возможен только для участка небольшой протяженности, при необходимости ремонта протяженных участков трубопровода процесс становится очень трудоемким из-за использования большого количества дополнительного оборудования;- repair is possible only for a section of small length, if necessary, repair of extended sections of the pipeline, the process becomes very time-consuming due to the use of a large number of additional equipment;
- при использовании данного устройства возможно недостаточное прилегание пропитанного полимером волокна, что приводит к образованию на поверхности трубопровода пустот, в которых будут развиваться коррозионные процессы;- when using this device, it is possible that the polymer-impregnated fiber may not adhere sufficiently, which leads to the formation of voids on the surface of the pipeline in which corrosion processes will develop;
- после завершения процесса полимеризации на краях отремонтированного участка появляются дополнительные концентраторы напряжений из-за использования формообразующего элемента, которые в итоге могут привести к разрушению трубопровода;- after the completion of the polymerization process, additional stress concentrators appear at the edges of the repaired section due to the use of the forming element, which may ultimately lead to the destruction of the pipeline;
- невозможно получить качественно пропитанную полимерным материалом структуру из-за того, что полимерный материал проходит через конструкцию из волокна к поверхности объекта под действием силы тяжести, или капиллярных сил, или их комбинированного воздействия, а пропитывание волокон под действием силы тяжести и/или за счет капиллярного действия возможно только в верхней части трубы. В нижней же ее части сила тяжести будет действовать в противоположную сторону и создание дополнительного давления при подаче смолы также не сможет решить проблему качественной пропитки без создания специальных систем удаления воздуха из под волокнистой структуры, что не предусмотрено данным патентом.- it is impossible to obtain a structure that is qualitatively impregnated with a polymeric material due to the fact that the polymeric material passes through the structure from the fiber to the surface of the object under the action of gravity, or capillary forces, or their combined effect, and the impregnation of the fibers under the influence of gravity and / or due to capillary action is possible only in the upper part of the pipe. In its lower part, gravity will act in the opposite direction and the creation of additional pressure during resin supply will also not be able to solve the problem of high-quality impregnation without creating special systems for removing air from under the fibrous structure, which is not provided for by this patent.
Большая трудоемкость при осуществлении способа. Невозможность осуществить ремонт трубопровода большой протяженности из-за того, что в способе и устройстве не решен вопрос реализации упрочнения мест стыка при последовательной накладке заявленного устройства.Great complexity in the implementation of the method. The inability to repair a pipeline of long length due to the fact that the method and device has not resolved the issue of implementing hardening of joints at a sequential overlay of the claimed device.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей данного изобретения является создание устройства, обеспечивающего надежное прилегание покрытия упрочняющего листового к поверхности трубы трубопровода, обеспечивающего отсутствие на краях отремонтированного участка концентраторов напряжений, а также обеспечение возможности ремонта протяженных участков трубопровода при небольшой трудоемкости процесса.The objective of the invention is to provide a device that provides a reliable fit of the coating of the reinforcing sheet to the surface of the pipe pipe, ensuring the absence of stress concentrators on the edges of the repaired section, and also makes it possible to repair extended sections of the pipeline with a small laborious process.
Указанная задача решается за счет того, что устройство для ремонта трубопровода состоит из гибкого листового материала, содержащего слои ткани и композита, которым пропитана ткань, при этом гибкий листовой материал содержит как минимум два слоя гибридной ткани, состоящей, например, из карбоновых нитей и нитей кевлара, а каждый последующий слой ткани прикреплен к предыдущему, например, клеем, причем третий слой представляет собой слой полимера, например полиэтилена, нанесенного на гибридную ткань, например, наплавлением, четвертый же слой представляет собой компаунд на основе, например, эпоксидной смолы, при этом четвертый слой расположен на устройстве со стороны, противоположной слою полимера, кроме того, один конец гибкого листового материала выполнен в виде петель с одной и с другой стороны, а внутри каждой петли, а также по обеим наружным сторонам петель расположены продольные металлические пластины, закрепленные к петлям, кроме того, петли с металлическими пластинами снабжены натяжителями. При этом натяжители представляют собой металлическую конструкцию П-образную в сечении с продольным пазом, в котором размещается петля с металлическими пластинами, при этом натяжители имеют также сквозное отверстие, параллельное основанию, для обеспечения крепления натяжителей, расположенных друг против друга, между собой при использовании устройства, причем натяжители установлены на противоположных петлях друг против друга вдоль устройства на заранее расчетных расстояниях. В устройстве конец петли с одной стороны устройства выполнен выступающим за пределы натяжителей на заданную длину, то есть свободным, при этом с другой стороны конец петли не выступает за пределы основания натяжителей, при этом натяжители предварительно зафиксированы на петлях с металлическими пластинами, например, заклепками.This problem is solved due to the fact that the device for repairing the pipeline consists of a flexible sheet material containing layers of fabric and a composite, which is impregnated with the fabric, while the flexible sheet material contains at least two layers of a hybrid fabric, consisting, for example, of carbon fibers and threads Kevlar, and each subsequent layer of fabric is attached to the previous one, for example, with glue, and the third layer is a layer of polymer, for example polyethylene, deposited on a hybrid fabric, for example, by deposition, the fourth layer represents a compound based on, for example, epoxy resin, with the fourth layer located on the device from the side opposite to the polymer layer, in addition, one end of the flexible sheet material is made in the form of loops on one and the other side, and inside each loop, and also on both outer sides of the hinges there are longitudinal metal plates fixed to the hinges, in addition, hinges with metal plates are equipped with tensioners. In this case, the tensioners are a U-shaped metal structure with a longitudinal groove in which a loop with metal plates is placed, and the tensioners also have a through hole parallel to the base to secure the tensioners located opposite each other when using the device and the tensioners are mounted on opposite loops against each other along the device at predetermined distances. In the device, the end of the loop on one side of the device is protruding beyond the tensioners to a predetermined length, that is, free, while on the other hand, the end of the loop does not extend beyond the base of the tensioners, while the tensioners are pre-fixed on loops with metal plates, for example, rivets.
Способ ремонта трубопровода заключается в использовании заявленного устройства, при этом он включает следующие последовательности: устройство в сборе с предварительно нанесенным слоем компаунда, например эпоксидной смолы с отвердителем, выдерживают на открытом воздухе в течение заданного времени, необходимого для пропитки слоев гибридной ткани и частичного отверждения компаунда, то есть до получения заданной вязкости компаунда, после этого устройство берут за натяжители, либо вручную, либо с помощью механизмов и производят накладывание устройства на участок трубы, подлежащий ремонту, после этого прижимают плотно к трубе гибким листовым материалом со стороны, на которую нанесен компаунд, то есть со стороны, противоположной стороне со слоем полимерного покрытия, затем фиксируют с помощью болтового соединения и осуществляют натяжение, причем усилие натяжения в центральной части устройства производят больше, чем на концах его.A method of repairing a pipeline is to use the inventive device, and it includes the following sequences: an assembled device with a previously applied layer of a compound, for example, epoxy resin with a hardener, is kept outdoors for a predetermined time required for impregnation of layers of hybrid fabric and partial curing of the compound , that is, until the specified viscosity of the compound is obtained, after that the device is taken by the tensioners, either manually or using mechanisms and overlay The device is placed on the pipe section to be repaired, then it is pressed tightly to the pipe with flexible sheet material from the side on which the compound is applied, that is, from the side opposite to the side with the polymer coating layer, then it is fixed using a bolted connection and tension is applied, and tension in the central part of the device produce more than at the ends of it.
Кроме того, в способе при осуществлении ремонта больших линейных участков трубопровода перед накладыванием каждого последующего устройства на трубу предварительно любым способом, например намоткой полимерного материала, устанавливают накладку, а после установки накладки устанавливают второе устройство внахлест таким образом, чтобы гибкий листовой материал второго устройства заходил на свободный от натяжителя гибкий листовой материал первого устройства, а все последующие наложения осуществляются аналогично предыдущему.In addition, in the method, when repairing large linear sections of the pipeline before applying each subsequent device to the pipe, a cover plate is preliminarily installed by any method, for example by winding polymer material, and after installing the cover plate, the second device is overlapped so that the flexible sheet material of the second device contacts the tension-free flexible sheet material of the first device, and all subsequent overlays are carried out similarly to the previous one.
Трубопроводы, находящиеся в земле, подвергаются разрушению под воздействием почвенной коррозии, которая в свою очередь подразделяется на химическую и электрохимическую, а также электрической коррозии, внешних воздействий и дефектов труб, сварных швов и монтажа.Pipelines located in the ground are destroyed by soil corrosion, which in turn is divided into chemical and electrochemical, as well as electrical corrosion, external influences and pipe defects, welds and installation.
Статистика аварий показывает, что вышеперечисленные факторы могут стать причиной появления коррозионных язв и трещин в трубе. Поэтому для протяженных в осевом направлении конструкций, характеризующихся наличием внутренней силы, направленной радиально наружу, точнее для трубопроводов, по которым под давлением перемещается газ, нефть или нефтепродукты, особо важно создать конструкцию, направленную на упрочнение коррозированного или иным образом поврежденного участка трубопровода как с остановкой, так и без остановки транспорта продукта.Accident statistics show that the above factors can cause corrosion ulcers and cracks in the pipe. Therefore, for axially extended structures characterized by the presence of an internal force directed radially outward, more precisely for pipelines through which gas, oil or oil products move under pressure, it is especially important to create a structure aimed at hardening a corroded or otherwise damaged section of the pipeline as if it were stopped and without stopping the transport of the product.
Заявляемые устройство и способ ремонта трубопровода предназначены для переизоляции и выборочного ремонта линейных участков магистральных трубопроводов с возможностью ремонтировать за критические дефекты (в том числе и сквозные) на короткий период для организации проведения последующего капитального ремонта.The inventive device and method of repairing the pipeline are intended for reinsulation and selective repair of linear sections of trunk pipelines with the ability to repair for critical defects (including through) for a short period to organize the subsequent overhaul.
Краткое описание фигурBrief Description of the Figures
На фиг.1 изображено устройство покрытия упрочняющего листового в сечении.In Fig.1 shows a coating device reinforcing sheet in cross section.
На фиг.2 изображены натяжители в сечении:Figure 2 shows the tensioners in cross section:
а) - левого натяжителя, б) - правого натяжителя.a) - the left tensioner, b) - the right tensioner.
На фиг.3 изображен вид А левого натяжителя.Figure 3 shows a view A of the left tensioner.
На фиг.4 изображено устройство покрытия упрочняющего листового в сечении с натяжителями.Figure 4 shows a coating device for reinforcing sheet in cross section with tensioners.
На фиг.5 изображен болт для соединения натяжителей.Figure 5 shows a bolt for connecting tensioners.
На фиг.6 изображен вид В болта по фиг.5.Figure 6 shows a view In the bolt of figure 5.
На фиг.7 изображена в аксонометрии труба трубопровода с закрепленным на ней покрытием упрочняющим листовым в поперечном сечении.Fig. 7 shows a perspective view of a pipeline pipe with a coating fixed to it by a reinforcing sheet in cross section.
На фиг.8 изображена труба трубопровода с закрепленным на ней покрытием упрочняющим листовым в продольном сечении.On Fig depicts a pipeline pipe with a coating fixed to it by a reinforcing sheet in longitudinal section.
На фиг.9 изображено сечение по А-А по фиг.8.In Fig.9 shows a section along aa in Fig.8.
Изображения на фигурах выполнены не в соответствии с масштабами каждая фигура по отношению к другой, что сделано для максимального понимания заявленного способа и конструкции устройства.The images in the figures are not made in accordance with the scale of each figure in relation to the other, which is done to maximize understanding of the claimed method and device design.
Примеры конкретного исполненияExamples of specific performance
Заявленное устройство представляет собой покрытие упрочняющее листовое, которое состоит из гибкого листового материала 1 заданного расчетного размера по длине и ширине. Основой листового материала 1 является гибридная ткань 2, состоящая, например, из карбоновых нитей и нитей кевлара, при этом карбоновые нити имеют большой предел прочности при растяжении, а нити кевлара дополнительно позволяют воспринимать нагрузки в радиальном направлении.The claimed device is a reinforcing sheet coating, which consists of a
Покрытие листовое упрочняющее содержит как минимум два слоя гибридной ткани 2. Каждый последующий слой ткани 2 прикрепляется к предыдущему, например, специальным клеем. Третий слой представляет собой слой полимера 3, например полиэтилена, который наносится на гибридную ткань, например, наплавлением. Четвертый слой 4 представляет собой компаунд на основе эпоксидной смолы, при этом четвертый слой 4 наносят на устройство со стороны, противоположной слою полимера 3, перед использованием устройства. Один конец гибкого листового материала 1 выполнен в виде петли 5 с одной стороны и петли 6 с другой стороны. Внутри каждой петли 5 и петли 6, а также по обеим наружным сторонам петли 5 и петли 6 расположены продольные металлические пластины 7, закрепленные к петле 5 и петле 6 посредством, например, клепки 8, произведенной через заданное расстояние, при этом для более надежного соединения петли 5 с пластинами 7 и петли 6 с пластинами 7 листовой материал перед формированием петель 6 и 7 смазывают компаундом 4. Петля 5 с металлическими пластинами 7 снабжена натяжителями 9. Петля 6 с металлическими пластинами 7 снабжена натяжителями 10. Натяжители 9 представляют собой металлическую конструкцию П-образную в сечении с продольным пазом 11 и фаской 12 со стороны основания 13 (см. фиг.2, б). На заданном расстоянии от основания 13 выполнено сквозное отверстие 14, параллельное основанию 13. Натяжители 10 представляют собой металлическую конструкцию П-образную в сечении с продольным пазом 15 и скосом 16 со стороны основания 17 (см. фиг.2, а). На заданном расстоянии от основания 17 выполнено сквозное отверстие 18, параллельное основанию 17. Натяжители 9 и 10 устанавливаются на петлях 5 и 6 соответственно вдоль устройства на заранее расчетных расстояниях.Strengthening sheet coating contains at least two layers of
Фаска 12 натяжителя 9 и скос 16 натяжителя 10 (см. фиг.2, а и б) выполнены для обеспечения плотной посадки заявленного устройства на трубе 19 трубопровода.
Сквозное отверстие 14 выполнено круглым в сечении и имеет резьбу, а сквозное отверстие 18 выполнено большего размера по высоте, чем сквозное отверстие 14, и имеет форму овала для обеспечения посадки болта 20, который имеет в конечной части кроме резьбы дополнительно продольные засечки 21, обеспечивающие надежную фиксацию болта в натяжителях 9 и 10 при сборке устройства на трубе 19 трубопровода. Центральные оси сквозного отверстия 14 и сковозного отверстия 18 смещены на величину «Н».The through
Особенностью петли 5, расположенной в продольном пазу 11 натяжителя 9, является то, что конец петли выполнен на одном уровне с пластиной 7. Особенностью петли 6, расположенной в продольном пазу 15 натяжителя 10, является то, что конец петли выполнен выступающим за пределы пластины 7 на заданную длину, то есть свободным. Для обеспечения удобства работ, производимых при фиксации покрытия упрочняющего листового на трубопроводе, натяжители 9 и 10 предварительно фиксируются на петле 5 с пластинами 7 и петле 6 с пластинами 7 заклепками 22. Натяжители 9 и 10, расположенные на устройстве друг против друга, устанавливают на петли 5 и 6 по длине таким образом, что левый натяжитель устанавливают на одном уровне с краем гибкого листового материала, а последний с на расстоянии от другого края гибкого листового материала, обеспечивающем возможность соединения каждого последующего покрытия упрочняющего листового внахлест при ремонте больших линейных участков трубопровода. Готовое к использованию устройство - покрытие упрочняющее листовое, а именно гибкий листовой материал 1, перед установкой его на трубе 19 ремонтируемого трубопровода покрывается слоем компаунда 4 со стороны, противоположной слою полимера 3. Для фиксации на трубе 19 ремонтируемого трубопровода натяжители 9 и 10 стягивают между собой, используя болтовое соединение 20. Натяжители 9 и 10 рассчитаны на нагрузку до 25 МПа. При ремонте больших линейных участков трубопровода используют наложение одного конца гибкого листового материала 1 на другой, при этом в местах соединения гибких листовых материалов 1 на поверхность трубы 19 располагают накладку 23, например, из полимерного материала для более надежной фиксации гибких листовых материалов между собой.A feature of the
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Покрытие упрочняющее листовое предназначено для переизоляции и выборочного ремонта линейных участков магистральных трубопроводов с возможностью ремонтировать за критические дефекты, в том числе и сквозные, на короткий период для организации проведения последующего капитального ремонта.The reinforcing sheet coating is intended for re-insulation and selective repair of linear sections of trunk pipelines with the ability to repair for critical defects, including through ones, for a short period for organizing subsequent overhauls.
Предварительно очищенную поверхность части трубы 19, которая будет подвержена ремонту, обрабатывают ингибитором для устранения имеющихся очагов коррозии и покрытия поверхности части трубы 19 защитной пленкой. Ингибитор выбирается таким образом, чтобы на обработанную им поверхность хорошо мог наноситься слой композита 4 и после завершения процесса полимеризации которого была обеспечена высокая адгезия гибкого листового материала 1 к трубе 19. На гибкий листовой материал 1 наносится слой композита 4 и после пропитки композитом 4 в течение определенного времени слоев ткани 2 и растворения в композите слоя клея, используемого для фиксации одного слоя ткани 2 по отношению к другому, что зависит от состава композита 4 и его свойств по текучести. При этом происходит частичное отверждение композита 4, а следовательно, увеличение его вязкотекучих свойств. После этого покрытие упрочняющее листовое устанавливают на предварительно обработанном ингибитором участке трубы 19 трубопровода и стягивают посредством болтового соединения 20 расположенные друг против друга натяжители 9 и 10. Причем при установке покрытия упрочняющего листового на трубе 19 выступающий конец листового материала 1 петли 6 заводят под основание 17 натяжителя 10. Именно это обеспечивает герметичность установленной на трубе 19 конструкции после стягивания болтовыми соединениями 20 натяжителей 9 и 10 попарно. Стягивание производят с заранее рассчитанным усилием, причем оно разное по величине в центральной части по длине покрытия упрочняющего листового и на концах его. Это выполняется для того, чтобы разгрузить после завершения процесса полимеризации возникающие на краях отремонтированного участка трубы 19 трубопровода дополнительные концентраторы напряжений, из-за которых может произойти разрушение трубопровода. После завершения процесса полимеризации композита 4 получается монолитная упрочняющая конструкция на поверхности трубопровода с армирующим слоем из гибридной ткани 2. Композит 4 подобран таким образом, чтобы он полностью пропитывал волокна гибридной ткани 2 и при отверждении позволял конструкции компенсировать возникающие в трубопроводе напряжения. В качестве композита может быть использована эпоксидная смола с отвердителем, подобранная таким образом, чтобы достичь вязкости ее, необходимой и достаточной для пропитки гибридной ткани и обеспечения надежной адгезии к трубе 19 со слоем ингибирора.The previously cleaned surface of the part of the
В связи с тем, что заявленное устройство - покрытие упрочняющее листовое - устанавливается на трубопровод гибридной тканью 2 к трубе 19, то поверхность трубы 19 снаружи получается покрыта слоем полиэтилена 3, что исключает из технологии ремонта трубопровода последующее нанесение изоляционных материалов.Due to the fact that the claimed device — a reinforcing sheet coating — is installed on the pipeline with a
Для проведения капитального и других видов ремонта трубопроводов ремонтная конструкция должна принимать на себя нагрузку и разгружать дефектную область как в радиальном, так и в осевом направлении, тем самым не давая развиваться далее имеющемуся дефекту. Предлагаемая конструкция решает эту задачу за счет двух слоев высокопрочной гибридной ткани 2, при помощи которой производится стягивание действующего трубопровода с обеспечением возможности регулирования степени натяжения при проведении ремонта под давлением. Также после проведения ремонта трубопровода методом переизоляции (при сброшенном давлении внутри трубопровода) он будет воспринимать возникающие нагрузки после поднятия давления в трубопроводе и начала транспортировки продукта.To carry out major and other types of pipeline repairs, the repair structure must take the load and unload the defective area both in the radial and axial directions, thereby preventing the existing defect from developing further. The proposed design solves this problem due to two layers of high-
Гибридная ткань 2 с предварительно нанесенным на поверхность композитом 4 при стягивании вдавливается в трубу 19 трубопровода, не оставляя на поверхности трубопровода пустот, что в комплексе с нанесенной на поверхность газопровода пленкой ингибитора предохраняет поверхность от дальнейшего появления коррозии и развития имеющихся дефектов.
Способ ремонта трубопровода, заключающийся в использовании заявленного устройства, включает в себя следующие последовательности. Устройство в сборе с предварительно нанесенным слоем компаунда 4, например эпоксидной смолы с отвердителем, выдерживают на открытом воздухе в течение заданного времени, необходимого для пропитки слоев гибридной ткани 2 и частичного отверждения компаунда 4, то есть до получение заданной вязкости компаунда 4. После этого устройство берут за натяжители 9 и 10, либо вручную, либо с помощью механизмов (зависит от диаметра трубы 19 и, соответственно, размера устройства) и производят накладывание устройства на участок трубы 19, подлежащий ремонту, после этого прижимают плотно к трубе гибким листовым материалом 1 со стороны, на которую нанесен компаунд, то есть со стороны, противоположной стороне со слоем полимерного покрытия 3, затем фиксируют с помощью болтового соединения 20 и осуществляют натяжение, степень которого является расчетной величиной, причем усилие натяжения в центральной части устройства больше, чем на концах его. При осуществлении ремонта больших линейных участков трубопровода перед накладыванием каждого последующего устройства на трубу 19 предварительно любым способом, например намоткой полимерного материала, устанавливают накладку 23 с расположением ее по центру между краями устройств, то есть таким образом, чтобы после накладывания второго устройства на первое накладка 23 обеспечила герметичность созданной конструкции. После установки накладки 23 устанавливают второе устройство внахлест, чтобы гибкий листовой материал второго устройства заходил на свободный от натяжителя 9 и 10 гибкий листовой материал 1 первого устройства. Все последующие наложения осуществляются аналогично предыдущему.A method of repairing a pipeline, which consists in using the claimed device, includes the following sequences. The device is assembled with a pre-deposited layer of
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Заявленные способ и устройство ремонта трубопровода промышленно применимы, т.к. устройство создано из доступных материалов. Способ и устройство могут найти широкий потребительский спрос из-за простоты использования и высокой технологичности при решении особо важных задач при ремонте трубопроводов.The claimed method and device for repairing a pipeline are industrially applicable, because The device is made from available materials. The method and device can find wide consumer demand due to ease of use and high technology for solving especially important problems in the repair of pipelines.
Таким образом, техническая задача, а именно создание устройства, обеспечивающего надежное прилегание покрытия упрочняющего листового к поверхности трубы трубопровода, обеспечивающего отсутствие на краях отремонтированного участка концентраторов напряжений, а также обеспечение возможности ремонта протяженных участков трубопровода при небольшой трудоемкости процесса, решена в данном техническом решении.Thus, the technical problem, namely, the creation of a device that provides a reliable fit of the coating of the reinforcing sheet to the surface of the pipeline pipe, ensuring the absence of stress concentrators at the edges of the repaired section, as well as the possibility of repairing extended sections of the pipeline with a small laboriousness of the process, is solved in this technical solution.
Claims (5)
отличающееся тем, что
гибкий листовой материал содержит как минимум два слоя гибридной ткани, состоящей, например, из карбоновых нитей и нитей кевлара, а каждый последующий слой ткани прикреплен к предыдущему, например, клеем, причем третий слой представляет собой слой полимера, например полиэтилена, нанесенного на гибридную ткань, например, наплавлением, четвертый же слой представляет собой компаунд на основе, например, эпоксидной смолы, при этом четвертый слой расположен на устройстве со стороны, противоположной слою полимера, кроме того, один конец гибкого листового материала выполнен в виде петель с одной и с другой стороны, а внутри каждой петли, а также по обеим наружным сторонам петель расположены продольные металлические пластины, закрепленные к петлям, кроме того, петли с металлическими пластинами снабжены натяжителями.1. Device for repairing a pipeline, consisting of a flexible sheet material containing layers of fabric and composite, which is impregnated with fabric,
characterized in that
the flexible sheet material contains at least two layers of hybrid fabric, consisting, for example, of carbon fibers and Kevlar threads, and each subsequent layer of fabric is attached to the previous one, for example, by glue, the third layer being a layer of polymer, for example polyethylene, applied to the hybrid fabric , for example, by deposition, the fourth layer is a compound based on, for example, epoxy resin, while the fourth layer is located on the device from the side opposite to the polymer layer, in addition, one end of the flexible zealous material is in the form of loops with one on each side, and inside each loop, and on both outer sides of loops disposed longitudinal metal plates are fixed to the hinges, in addition, a loop with metal plates equipped with tensioners.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013129461/06A RU2525103C1 (en) | 2013-06-27 | 2013-06-27 | Pipeline repair procedure and device to this end |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013129461/06A RU2525103C1 (en) | 2013-06-27 | 2013-06-27 | Pipeline repair procedure and device to this end |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2525103C1 true RU2525103C1 (en) | 2014-08-10 |
Family
ID=51355223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013129461/06A RU2525103C1 (en) | 2013-06-27 | 2013-06-27 | Pipeline repair procedure and device to this end |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2525103C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2156397C1 (en) * | 1999-06-30 | 2000-09-20 | Государственное предприятие "Производственное объединение "Авангард" | Method of repair of pipe lines (versions) |
RU2208195C1 (en) * | 2002-02-22 | 2003-07-10 | Протасов Виктор Николаевич | Method of and polymeric tape for repair of pipeline |
RU2240468C1 (en) * | 2003-04-17 | 2004-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Севергазпром" | Coupling for pipeline repairing and mounting method therefore |
RU2296264C1 (en) * | 2005-08-24 | 2007-03-27 | Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственного Предприятия "Экковод" | Device for sealing pipes and pipe joints |
US7500494B2 (en) * | 2004-12-03 | 2009-03-10 | Illinois Tool Works Inc. | System and method for pipe repair |
US8141592B2 (en) * | 2004-12-03 | 2012-03-27 | Illinois Tool Works Inc. | System and method for pipe repair |
-
2013
- 2013-06-27 RU RU2013129461/06A patent/RU2525103C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2156397C1 (en) * | 1999-06-30 | 2000-09-20 | Государственное предприятие "Производственное объединение "Авангард" | Method of repair of pipe lines (versions) |
RU2208195C1 (en) * | 2002-02-22 | 2003-07-10 | Протасов Виктор Николаевич | Method of and polymeric tape for repair of pipeline |
RU2240468C1 (en) * | 2003-04-17 | 2004-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Севергазпром" | Coupling for pipeline repairing and mounting method therefore |
US7500494B2 (en) * | 2004-12-03 | 2009-03-10 | Illinois Tool Works Inc. | System and method for pipe repair |
US8141592B2 (en) * | 2004-12-03 | 2012-03-27 | Illinois Tool Works Inc. | System and method for pipe repair |
RU2296264C1 (en) * | 2005-08-24 | 2007-03-27 | Закрытое Акционерное Общество Научно-Производственного Предприятия "Экковод" | Device for sealing pipes and pipe joints |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2706663C2 (en) | Composite system with unidirectional fibres for repair and reinforcement of structures | |
US7900655B2 (en) | Composite load transferring technique | |
AU2014101650A4 (en) | Stand-off clamp for pipeline repair | |
US7673655B1 (en) | Composite wrap repair of internal defects | |
US11209112B2 (en) | Fiber composite system and method for pipe reinforcement | |
RU174392U1 (en) | COMPOSITE CONE COUPLING | |
US20090038702A1 (en) | Cost effective repair of piping to increase load carrying capability | |
US9163757B2 (en) | High-pressure pipe element having an assembly of hooped tubes and method of manufacture | |
JP5876245B2 (en) | Repair method of flange joint and jig for repair | |
US20220268389A1 (en) | Pre-tightening force repairing method, repairing method involving combination of pre-tightening force and clamp, and repaired pipeline | |
RU2525103C1 (en) | Pipeline repair procedure and device to this end | |
JP2018109268A (en) | Method to reinforce concrete structure, concrete structure and flexible continuous fiber reinforcement material | |
RU145538U1 (en) | STRENGTHENING SHEET COATING FOR PIPELINE REPAIR | |
RU165798U1 (en) | DEVICE FOR SEALING JOINTS AND SURFACE PIPELINE DEFECTS | |
US3893878A (en) | Method for making a composite structure | |
KR101809945B1 (en) | mortar pad for repairing and reinforcing pipe without digging and construction method using the same | |
RU2729581C1 (en) | Method of local repair of operating pipeline | |
RU2208195C1 (en) | Method of and polymeric tape for repair of pipeline | |
RU195573U1 (en) | Coating the inner surface of the pipeline | |
RU2796417C2 (en) | Method for pipeline restoring using liner | |
NL2021972B1 (en) | Method for rehabilitating a pipeline with a liner and alignment device for use in the method | |
RU2805717C1 (en) | Method of cold composite repair by permanent method of through defects in pipelines without changing pumping modes | |
RU2619954C1 (en) | Method for repairing concreted portion of underwater pipeline and device for its implementation | |
US10774974B2 (en) | In-situ rebuild method for in-situ rebuilding and repairing pipes and containment structure | |
Ehsani | FRP 101: Taking the Mystery out of Trenchless Repair of Pressure Pipes with Carbon FRP |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200628 |