RU2570538C1

RU2570538C1 - Heat insulated pipe for transportation of liquid and gaseous substances

Info

Publication number: RU2570538C1
Application number: RU2014126270/06A
Authority: RU
Inventors: Ренат Ардинатович Нугайбеков; Рустам Раисович Багманов; Ольга Юрьевна Будник; Рафаэль Мавлавиевич Шаммасов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина; Управляющая компания общество с ограниченной ответственностью "ТМС групп"
Priority date: 2014-10-21
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2015-12-10

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: heat-insulated pipe for transportation of liquid and gaseous substances contains the working pipe with external anticorrosive coating and centralizers, heat insulation from combustible material with the fire-prevention insert and external shell. The fire-prevention insert has the length 3 m minimum, but no more than a half of the pipe length. The fire-prevention insert is located in the middle part of the pipe pre-cleaned from external anticorrosive coating. From end faces of the fire-prevention insert the sealing sleeves are located which isolate space with the fire-prevention insert along internal surface of external shell and along external surface of the working pipe. The fire-prevention insert can be made in the form of the connected semi-cylinders from non-flammable material. Semi-cylinders from non-flammable material can be fitted with labyrinth locks along the connection surface. The fire-prevention insert can be fitted with the heat reflecting external coating.

EFFECT: exception of possibility of fire propagation along the whole length of the heat-insulated pipe in case of ignition of its thermal insulation from combustible material.

5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводному транспорту с наружным теплоизоляционным покрытием для транспортирования высокотемпературных и низкотемпературных сред жидких и газообразных веществ.The invention relates to pipeline transport with an external heat-insulating coating for transporting high-temperature and low-temperature media of liquid and gaseous substances.

Известна труба стальная с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочкой (ГОСТ 30732-2006), включающая внешнюю оболочку, центраторы, стянутые к трубе металлической или полимерной лентой, и тепловую изоляцию из пенополиуретана между трубой и внешней оболочкой. Внешняя оболочка выполнена из тонколистовой оцинкованной стали спиральновитой с завальцованным герметичным швом.Known steel pipe with thermal insulation from polyurethane foam with a protective sheath (GOST 30732-2006), including the outer shell, centralizers, tightened to the pipe with metal or polymer tape, and thermal insulation from polyurethane foam between the pipe and the outer shell. The outer shell is made of galvanized sheet steel spiral-wound with a sealed sealed seam.

Недостатком теплоизолированной трубы является то, что пенополиуретан является горючим материалом. В конструкции тепловой изоляции отсутствует возможность предотвращения распространения ее горения по всей длине трубопровода при локальном возгорании пенополиуретана.A disadvantage of a thermally insulated pipe is that polyurethane foam is a combustible material. In the design of thermal insulation there is no possibility of preventing the spread of its combustion along the entire length of the pipeline with local ignition of polyurethane foam.

Известна труба для транспортировки нефтепродукта (патент RU №2453758, МПК F16L 9/00, опубл. в Бюл. №33 от 20.06.2012 г.), включающая рабочую трубу, покрытую антикоррозионным и антистатическим защитным покрытием, внешнюю оболочку, теплоизоляционный слой из пенополиуретана, расположенный между рабочей трубой и внешней оболочкой, центраторы, размещенные в теплоизоляционном слое, по меньшей мере одну противопожарную вставку и нагревательный элемент. Отношение длины одной противопожарной вставки к диаметру рабочей трубы составляет не менее чем 3,5:1. Внешняя оболочка выполнена в виде спиральновитой или спиральнонавивной трубы, предпочтительно из оцинкованной стали. Противопожарная вставка выполнена из негорючего материала, предпочтительно из минерального волокна (например, из базальтовых пород). Защитное покрытие рабочей трубы является эпоксидным или полиуретановым.A known pipe for transporting petroleum products (patent RU No. 2453758, IPC F16L 9/00, published in Bul. No. 33 of June 20, 2012), including a working pipe coated with an anticorrosive and antistatic protective coating, an outer shell, a heat-insulating layer of polyurethane foam located between the working tube and the outer shell, centralizers placed in the heat-insulating layer, at least one fire insert and a heating element. The ratio of the length of one fire insert to the diameter of the working pipe is not less than 3.5: 1. The outer shell is made in the form of a spiral-wound or spiral-wound pipe, preferably galvanized steel. The fire insert is made of non-combustible material, preferably mineral fiber (for example, basaltic rocks). The protective coating of the working pipe is epoxy or polyurethane.

Недостатком данной трубы является то, что эпоксидное или полиуретановое защитное покрытие рабочей трубы относится к горючим материалам. Покрытие наносится по всей длине рабочей трубы, в том числе и в месте расположения противопожарной вставки из негорючего материала. Расположение горючего материала в зоне противопожарной вставки может привести к распространению огня вдоль ее оси. Кроме того, длина одной противопожарной вставки, составляющая к диаметру рабочей трубы 3,5:1, может оказаться неэффективной при борьбе с распространением воспламенения пенополиуретана вдоль всей длины рабочей трубы. Например, длина противопожарной вставки для трубы диаметром 89 мм составит всего 312 мм. Увеличение количества противопожарных вставок в теплоизоляционном слое из пенополиуретана проблему не решает. Если воспламенение пенополиуретана произойдет через одну вставку, то же самое произойдет на следующей вставке. К недостаткам трубы относится прямой контакт пенополиуретановой изоляции с противопожарной вставкой. Известно, что пенополиуретан образуется вспениванием жидких компонентов. При этом вспенивание в замкнутом пространстве создает избыточное давление, под действием которого пенополиуретан может проникать в монтажные зазоры между противопожарной вставкой и внешней оболочкой. Присутствие пенополиуретана, как горючего материала, в зоне противопожарной вставки так же нарушает требования противопожарной безопасности. Кроме того, противопожарная вставка в конструкции изоляции находится в скрытом положении, что усложняет контроль их местоположения в составе трубопровода в процессе монтажа и эксплуатации.The disadvantage of this pipe is that the epoxy or polyurethane protective coating of the working pipe refers to combustible materials. The coating is applied along the entire length of the working pipe, including at the location of the fire insert of non-combustible material. The location of combustible material in the area of the fire insert can lead to the spread of fire along its axis. In addition, the length of one fire insert, amounting to a diameter of the working pipe of 3.5: 1, may be ineffective in controlling the spread of ignition of polyurethane foam along the entire length of the working pipe. For example, the length of the fire insert for a pipe with a diameter of 89 mm will be only 312 mm. An increase in the number of fire inserts in the insulating layer of polyurethane foam does not solve the problem. If the ignition of the polyurethane foam occurs through one insert, the same will happen on the next insert. The disadvantages of the pipe include direct contact of polyurethane foam insulation with a fire insert. It is known that polyurethane foam is formed by foaming of liquid components. In this case, foaming in an enclosed space creates excessive pressure, under the influence of which polyurethane foam can penetrate into the mounting gaps between the fire insert and the outer shell. The presence of polyurethane foam, as a combustible material, in the area of the fire insert also violates the fire safety requirements. In addition, the fire insert in the insulation design is in a hidden position, which complicates the control of their location in the pipeline during installation and operation.

Задачей изобретения является обеспечение надежной пожарной безопасности теплоизолированной трубы за счет исключения возможности распространения огня по всей длине при возгорании ее теплоизоляции из горючего материала.The objective of the invention is to ensure reliable fire safety of a thermally insulated pipe by eliminating the possibility of the spread of fire along its entire length when igniting its thermal insulation from combustible material.

Поставленная задача решается теплоизолированной трубой для транспортирования жидких и газообразных веществ, содержащей рабочую трубу с наружным антикоррозионным покрытием и центраторами, теплоизоляцию из горючего материала с противопожарной вставкой и внешней оболочкой.The problem is solved by a thermally insulated pipe for transporting liquid and gaseous substances, containing a working pipe with an external anti-corrosion coating and centralizers, thermal insulation from combustible material with a fire insert and an outer shell.

Новым является то, что противопожарная вставка выполнена длиной не менее 3 м, но не более половины длины трубы и расположена в средней предварительно освобожденной от наружного антикоррозионного покрытия части трубы, причем с торцов противопожарной вставки расположены герметизирующие манжеты, изолирующие пространство с противопожарной вставкой по внутренней поверхности внешней оболочки и по наружной поверхности рабочей трубы.New is that the fire insert is made at least 3 m long, but not more than half the pipe length and is located in the middle part of the pipe previously freed from the external anti-corrosion coating, and from the ends of the fire insert there are sealing cuffs that insulate the space with the fire insert on the inner surface outer shell and on the outer surface of the working pipe.

Противопожарная вставка выполнена в виде соединенных полых полуцилиндров из негорючего материала.The fire insert is made in the form of connected hollow half-cylinders of non-combustible material.

Полые полуцилиндры из негорючего материала оснащены лабиринтными замками по поверхности соединения между полуцилиндрами.Hollow half cylinders of non-combustible material are equipped with labyrinth locks on the connection surface between the half cylinders.

Противопожарная вставка оснащена теплоотражающим наружным покрытием.The fire insert is equipped with a heat-reflecting outer coating.

На фиг. 1 изображен продольный разрез теплоизолированной трубы для транспортирования жидких и газообразных веществ.In FIG. 1 shows a longitudinal section through a thermally insulated pipe for transporting liquid and gaseous substances.

На фиг. 2 изображен поперечный разрез теплоизолированной трубы для транспортирования жидких и газообразных веществ в месте расположения противопожарной вставки.In FIG. 2 shows a cross-section of a thermally insulated pipe for transporting liquid and gaseous substances at the location of the fire insert.

Теплоизолированная труба для транспортирования жидких и газообразных веществ (фиг. 1) состоит из рабочей трубы 1, имеющей наружное антикоррозионное покрытие 2, внешней оболочки 3, теплоизоляционного слоя 4, например, из пенополиуретана, пенополистирола и т.п., расположенного между рабочей трубой 1 и внешней оболочкой 3, центраторов 5, размещенных в теплоизоляционном слое 4. Внешняя оболочка 3 выполнена в виде спиральновитой или спиральнонавивной трубы, предпочтительно из оцинкованной стали. В средней части теплоизоляционного слоя из пенополиуретана 4 расположена противопожарная вставка 6 из негорючего материала. Длина противопожарной вставки составляет не менее 3 м, но не более половины рабочей трубы 1. Между теплоизоляционным слоем из пенополиуретана 4 и противопожарной вставкой 6 установлены разделительные манжеты 7 из эластичного материала (например, из резины). Противопожарная вставка 6 представляет собой готовые полуцилиндры из негорючего теплоизоляционного материала, например из минерального волокна, пеностекла, пенобетона и так далее. Наружная поверхность противопожарной вставки 6 может иметь теплоотражающее покрытие 8, например, из алюминиевой фольги. Теплоотражающее покрытие 8 может применяться при транспортировке по рабочей трубе 1 высокотемпературных сред для снижения тепловых потерь, происходящих при тепловом излучении. Толщина полуцилиндров противопожарной вставки 6 равна зазору между рабочей трубой 1 и внешней оболочкой 3. Плоскости разъема полуцилиндров противопожарной вставки 6 (фиг. 2) могут быть выполнены с лабиринтными замками 9 по принципу шип-паз для снижения тепловых потерь через них за счет более плотного контакта. Если наружное антикоррозионное защитное покрытие 2 (фиг. 1) рабочей трубы 1 выполнено из горючего материала (например, из эпоксидного, полиуретанового, полипропиленового и т.п.), в зоне расположения противопожарной вставки 6 на длине L данное покрытие 2 удалено.The heat-insulated pipe for transporting liquid and gaseous substances (Fig. 1) consists of a working pipe 1 having an outer anti-corrosion coating 2, an outer shell 3, a heat-insulating layer 4, for example, of polyurethane foam, polystyrene foam, etc., located between the working pipe 1 and the outer shell 3, centralizers 5, placed in the insulating layer 4. The outer shell 3 is made in the form of a spiral-wound or spiral-wound pipe, preferably galvanized steel. In the middle part of the insulating layer of polyurethane foam 4 is a fire insert 6 made of non-combustible material. The length of the fire insert is at least 3 m, but not more than half of the working pipe 1. Between the heat-insulating layer of polyurethane foam 4 and the fire insert 6, cuffs 7 are made of elastic material (for example, rubber). Fire insert 6 is a ready-made half-cylinder made of non-combustible heat-insulating material, for example, mineral fiber, foam glass, foam concrete and so on. The outer surface of the fire insert 6 may have a heat-reflecting coating 8, for example, of aluminum foil. The heat-reflecting coating 8 can be used during transportation of high-temperature media through the working pipe 1 to reduce heat losses that occur during heat radiation. The thickness of the half-cylinders of the fire insert 6 is equal to the gap between the working pipe 1 and the outer shell 3. The connector planes of the half-cylinders of the fire insert 6 (Fig. 2) can be made with labyrinth locks 9 according to the spike-groove principle to reduce heat loss through them due to more tight contact . If the outer anti-corrosion protective coating 2 (Fig. 1) of the working pipe 1 is made of combustible material (for example, epoxy, polyurethane, polypropylene, etc.), this coating 2 is removed in the area of the fire insert 6 along the length L.

Теплоизолированная труба для транспортирования жидких и газообразных веществ может быть изготовлена следующим образом.A thermally insulated pipe for transporting liquid and gaseous substances can be made as follows.

На наружную поверхность рабочей трубы 1 (фиг. 1) наносят наружное антикоррозионное защитное покрытие 2. В средней части рабочей трубы 1 на длине L покрытие 2 удаляют, если оно выполнено из горючего материала. На участок с удаленной изоляцией устанавливают противопожарную вставку 6 в виде готовых полуцилиндров из негорючего теплоизоляционного материала методом обхвата рабочей трубы 1 до смыкания лабиринтных замков 9 (фиг. 2). На наружной поверхности готовых полуцилиндров может быть нанесено теплоотражающее покрытие 8. На торцы противопожарной вставки 6 устанавливают разделительные манжеты 7 (фиг. 1). На свободные участки рабочей трубы 1 устанавливают центраторы 5. На центраторы 5 и на противопожарную вставку 6 надевают внешнюю оболочку 3. Для свободного монтажа внешней оболочки 3 высоту центраторов 5 и толщину противопожарной вставки 6 выполняют равной зазору между рабочей трубой 1 и внешней оболочкой 3 с минусовым допуском. Образовавшиеся пространства между рабочей трубой 1 и внешней оболочкой 3 заполняют теплоизоляционным слоем 4 из пенополиуретана путем закачки его компонентов, смешанных в жидком состоянии. После закачки компоненты вспениваются и затвердевают. При этом вспенивание в замкнутом пространстве создает давление, способное закачать пенополиуретан в зазоры между рабочей трубой 1 и противопожарной вставкой 6 и между противопожарной вставкой 6 и внешней оболочкой 3. Этому процессу препятствуют установленные разделительные манжеты 7. Пенополиуретан в процессе вспенивания прилипает к наружной поверхности рабочей трубы 1 и к внутренней поверхности внешней оболочки 3, что защищает от проникновения влаги к зоне установки противопожарной вставки 6. Таким образом, пенополиуретан защищает от коррозии наружную поверхность рабочей трубы 1 в зоне расположения противоположной вставки, с которой удалено наружное антикоррозионное защитное покрытие 2. Расположение противопожарной вставки 6 в средней части рабочей трубы 1 и ограничение ее длины не более половины рабочей трубы 1 обеспечивают равномерную герметичность пенополиуретана с обоих торцов противопожарной вставки 6.An external anticorrosive protective coating 2 is applied to the outer surface of the working pipe 1 (Fig. 1). In the middle part of the working pipe 1, coating 2 is removed along the length L if it is made of combustible material. A fire insert 6 in the form of finished half-cylinders made of non-combustible heat-insulating material is installed on a section with removed insulation by grasping the working pipe 1 until the labyrinth locks 9 are closed (Fig. 2). On the outer surface of the finished half-cylinders a heat-reflecting coating can be applied 8. On the ends of the fire insert 6, dividing cuffs 7 are installed (Fig. 1). The centralizers 5 are installed on the free sections of the working pipe 1. The outer shell 3 is put on the centralizers 5 and the fire insert 6. For the free installation of the outer shell 3, the height of the centralizers 5 and the thickness of the fire insert 6 are equal to the gap between the working pipe 1 and the outer shell 3 with a negative admission. The resulting space between the working tube 1 and the outer shell 3 is filled with a heat-insulating layer 4 of polyurethane foam by pumping its components mixed in a liquid state. After injection, the components foam and harden. In this case, foaming in a confined space creates a pressure that can pump polyurethane foam into the gaps between the working pipe 1 and the fire insert 6 and between the fire insert 6 and the outer shell 3. This is prevented by the installed separation cuffs 7. Polyurethane foam adheres to the outer surface of the working pipe 1 and to the inner surface of the outer shell 3, which protects against moisture penetration to the installation area of the fire insert 6. Thus, the polyurethane foam protects against The outer surface of the working pipe 1 in the area of the opposite insert with which the external anti-corrosion protective coating 2 is removed. The location of the fire insert 6 in the middle part of the working pipe 1 and the restriction of its length to no more than half of the working pipe 1 provide uniform tightness of the polyurethane foam from both ends of the fire insert 6.

Таким образом, в зоне противопожарной вставки полностью отсутствуют горючие материалы, что в совокупности с достаточной длиной противопожарной вставки исключает возможность распространения огня по всей длине теплоизолированной трубы в случае возгорания ее теплоизоляции из горючего материала. Все это обеспечивает надежную пожарную безопасность при применении теплоизолированной трубы.Thus, combustible materials are completely absent in the area of the fire insert, which, together with a sufficient length of the fire insert, excludes the possibility of the spread of fire along the entire length of the insulated pipe in case of ignition of its heat insulation from combustible material. All this provides reliable fire safety when using a thermally insulated pipe.

Claims

1. Thermally insulated pipe for transporting liquid and gaseous substances, containing a working pipe with an external anti-corrosion coating and centralizers, thermal insulation of combustible material with a fire insert and an outer shell, characterized in that the fire insert is made at least 3 m long, but not more than half the length pipes and is located in the middle part of the pipe previously previously freed from the external anti-corrosion coating, and sealing cuffs are located at the ends of the fire insert, zoliruyuschie fire space with an insert on the inner surface of the outer shell and the outer surface of the carrier pipe.

2. The heat-insulated pipe according to claim 1, characterized in that the fire insert is made in the form of connected half-cylinders of non-combustible material.

3. The heat-insulated pipe according to claim 2, characterized in that the half-cylinders of non-combustible material are equipped with labyrinth locks on the connection surface between the half-cylinders.

4. The heat-insulated pipe according to claim 1, characterized in that the fire insert is equipped with a heat-reflecting outer coating.

5. The heat-insulated pipe according to claim 2 or 3, characterized in that the fire insert is equipped with a heat-reflecting outer coating.