RU2642084C1 - Способ предохранения подземных трубопроводов от промерзания - Google Patents
Способ предохранения подземных трубопроводов от промерзания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2642084C1 RU2642084C1 RU2017110762A RU2017110762A RU2642084C1 RU 2642084 C1 RU2642084 C1 RU 2642084C1 RU 2017110762 A RU2017110762 A RU 2017110762A RU 2017110762 A RU2017110762 A RU 2017110762A RU 2642084 C1 RU2642084 C1 RU 2642084C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipeline
- trench
- layer
- sand
- soil
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
- E03B7/00—Water main or service pipe systems
- E03B7/09—Component parts or accessories
- E03B7/10—Devices preventing bursting of pipes by freezing
- E03B7/12—Devices preventing bursting of pipes by freezing by preventing freezing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L59/00—Thermal insulation in general
- F16L59/14—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems
- F16L59/15—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems for underground pipes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Pipeline Systems (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области коммунального строительства. Способ состоит в образовании на трубопроводе (3) антикоррозионного покрытия и теплозащитной изоляции, укладке его в земляную траншею (2) с последующей засыпкой траншеи грунтом. Теплозащитную изоляцию на трубопроводе (3) с антикоррозионным покрытием образуют после укладки его в траншею (2) путем засыпки ее предварительно слоем песка (4) до 2-х размеров диаметра (d) трубопровода (3) и смачиванием этого слоя известным способом водным соляным раствором заданной концентрации и последующей засыпкой окончательно траншеи грунтом (5). Обеспечивается повышение теплозащитных свойств трубопровода в траншее от воздействия перепада отрицательных температур. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области коммунального строительства, в частности к способам повышения эксплуатационной надежности подземных трубопроводов от перепада отрицательных температур.
Известно, что большинство трубопроводов в коммунальном хозяйстве предназначено для транспорта по ним воды различного назначения и отвода ее при необходимости после применения в канализационную сеть [1]. Однако вода как жидкое вещество при температуре ниже ноля градуса Цельсия (0°С) превращается в твердое тело в виде льда, изменяя тем самым свои физические свойства, например, как теплопроводность, удельная теплоемкость, коэффициент объемного расширения и др. [2], что требует учета при эксплуатации трубопроводов на территориях с разными климатическими условиями.
Так как подземная укладка трубопроводов в траншею на глубине, меньшей глубины промерзания грунта в данной климатической зоне, или аномальный перепад отрицательных температур приводит к его разрушению, т.е. потере герметичности, от создаваемого в нем избыточного давления за счет увеличения коэффициента объемного расширения воды при ее замерзании и превращении в лед в трубопроводе. При этом промерзание грунта (почвы) как явления природы с точки зрения субъекта по степени полезности можно рассматривать двояко, т.е. в положительной и отрицательной стороны, а сама глубина промерзания грунта зависит, в первую очередь, от состава грунта, его гигроскопичности и насыщения влагой, степени засоленности и места расположения грунта и др. Например, недостаток влаги в почве посева озимых культур и посадки плодовых кустарников перед их перезимованием ведет, как правило, к их последующей погибели из-за повреждения корневой системы от воздействия низкотемпературных факторов на грунт и его связи с ними, а для территорий северных широт, т.е. в зонах вечной мерзлоты, промерзание почвы признается за благо в избежание ее заболачивания и возможности использования для нужд жизнеобеспечения. Следовательно, решение задачи по предохранению подземного трубопровода от промерзания в общем случае с системной позиции находится в следующих областях (направления): изменение свойств транспортируемого вещества (продукта); изменение свойств траншеи; нанесение теплоизоляции на трубопровод; изменение теплозащитных свойств засыпного материала для траншеи и включение в него элементов, повышающих его тепловое сопротивление; комбинированные методы. Естественно, каждое из приведенных направлений решения стоящей задачи имеет свои специфические достоинства и недостатки, но их подлинное отражение возможно лишь только в конкретном случае для отдельного технического решения. Однако близкого аналога по предлагаемому техническому решению не обнаружено.
Задача изобретения - повышение теплозащитных свойств трубопровода в траншее от воздействия перепада отрицательных температур. Это достигается тем, что теплозащитную изоляцию на трубопроводе с антикоррозионным покрытием образуют после укладки его в траншею путем засыпки ее предварительно слоем песка до 2-х размеров диаметра трубопровода и смачиванием этого слоя известным способом водным соляным раствором заданной концентрации и последующей засыпкой окончательно траншеи грунтом.
Кроме этого предлагаемый способ в своем осуществлении отличается по следующим вариантам исполнения. В первом из них траншею с трубопроводом засыпают предварительно 2-х размеров диаметра трубопровода песчано-соляной смесью в заданной пропорции ее составляющих и затем эту смесь смачивают водой, например, путем орошения разбрызгиванием. Далее в другом случае его отличие состоит в том, что слой песка до 2-х размеров диаметра трубопровода в траншее после смачивания водным соляным раствором заданной концентрации накрывают водонепроницаемым пленочным материалом. В последнем случае вариант исполнения заключается в том, что траншею с трубопроводом вначале засыпают слоем песка до 2-х размеров диаметра трубопровода и затем накрывают этот слой плиточным гигроскопичным материалом, обеспечивая при этом предварительную пропитку его насыщенным водным соляным раствором с последующей поверхностной гидроизоляцией.
Достижение технического результата согласно поставленной задаче изобретения является закономерным следствием, вытекающим из объективных связей и взаимодействия между засыпанным слоем песка в траншею с размещенными в ней дополнительными элементами, способствующими повышению ее теплозащитных свойств, и трубопроводом.
На земельном участке 1 (фиг. 1, а) с заданными размерами, т.е. глубиной промерзания грунта h и шириной b, расположена траншея 2, в которой уложен трубопровод 3 диаметром d для транспорта воды с наружным антикоррозионным покрытием. Где траншея 2 с трубопроводом 3 засыпана слоем песка 4 толщиной до 2-х размеров диаметра трубопровода 3 и этот слой в ней смочен водным соляным раствором заданной концентрации, например, вплоть до его насыщения, а после произведена окончательная засыпка траншеи грунтом 5. В результате смачивания слоя песка 4 свободное пространство между отдельными песчинками в слое песка 4 заполняется водным соляным раствором, температура замерзания которого значительно ниже температуры замерзания воды (0°С) и составляет около минус 20°С. С учетом того, что теплозащитные свойства воды (водного соляного раствора) по сравнению со льдом в значительной мере выше [2], т.е. теплопроводность воды и льда соответственно равна 0,58 и 2,09 Вт/м⋅К и их удельная теплоемкость соответствует 4,19 и 2,23 кДж/кг⋅К, то при перепадах температур это позволяет избегать явления промерзания трубопровода, т.е. его разрушения.
Однако в процессе длительной эксплуатации трубопровода 3 за счет фильтрации осадочных вод в траншею 2 степень концентрации водного соляного раствора в слое песка 4 может снижаться (фиг. 1а) и, с целью сохранения ее на заданном уровне, смоченный слой песка 4 указанным раствором накрывается водонепроницаемым пленочным материалом 6 (фиг. 1,b) перед окончательной засыпкой траншеи 2 грунтом 5.
В другом случае реализации предлагаемого способа в избежание активного воздействия на трубопровод 3 водного соляного раствора предварительно засыпанный слой песка 7 заданной толщины накрывается пленочным гигроскопичным материалом 8 (фиг. 1, с), например из стекловаты, с обеспечением его пропиткой насыщенным водным соляным раствором и последующей поверхностной гидроизоляцией. Все варианты осуществления предлагаемого изобретения направлены на решение одной задачи, связанной с повышением теплового сопротивления составляющих элементов, которые используются при заполнении траншеи 2 с целью избежания промерзания в ней трубопровода 3.
Достоинствами данного технического решения является простота осуществления при низких материальных и трудовых затратах.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Эксплуатация систем водоснабжения, канализации и газоснабжения: Справочник / Под ред. В.Д. Дмитриева, Б.Г. Мишукова, - 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1988. - 383 с.
2. Кухлинг X. Справочник по физике: Пер. С нем. - М.: Мир, 1982. - 520 с.
Claims (4)
1. Способ предохранения подземных трубопроводов от промерзания, включающий образование на трубопроводе антикоррозионного покрытия и теплозащитной изоляции, укладку его в земляную траншею с последующей засыпкой траншеи грунтом, отличающийся тем, что теплозащитную изоляцию на трубопроводе с антикоррозионным покрытием образуют после укладки его в траншею путем засыпки ее предварительно слоем песка до 2-х размеров диаметра трубопровода и смачиванием этого слоя известным способом водным соляным раствором заданной концентрации и последующей засыпкой окончательно траншеи грунтом.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что траншею с трубопроводом засыпают предварительно до 2-х размеров диаметра трубопровода песчано-соляной смесью в заданной пропорции ее составляющих и затем эту смесь смачивают водой, например, путем орошения разбрызгиванием.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что слой песка до 2-х размеров диаметра трубопровода в траншее после смачивания водным соляным раствором заданной концентрации накрывают водонепроницаемым пленочным материалом.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что траншею с трубопроводом вначале засыпают слоем песка до 2-х размеров диаметра трубопровода и затем накрывают этот слой плиточным гигроскопичным материалом, обеспечивая при этом предварительную пропитку его насыщенным водным соляным раствором с последующей поверхностной гидроизоляцией.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017110762A RU2642084C1 (ru) | 2017-03-30 | 2017-03-30 | Способ предохранения подземных трубопроводов от промерзания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017110762A RU2642084C1 (ru) | 2017-03-30 | 2017-03-30 | Способ предохранения подземных трубопроводов от промерзания |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2642084C1 true RU2642084C1 (ru) | 2018-01-24 |
Family
ID=61023830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017110762A RU2642084C1 (ru) | 2017-03-30 | 2017-03-30 | Способ предохранения подземных трубопроводов от промерзания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2642084C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3675432A (en) * | 1971-01-28 | 1972-07-11 | Phillips Petroleum Co | Pipeline construction |
DD289660A7 (de) * | 1988-03-18 | 1991-05-08 | K Hoch U Tiefbau Tangerhuette | Erdkonstruktion zur verbesserung der waermedaemmung ueber medienfuehrenden rohrleitungen |
CA2062458A1 (en) * | 1992-03-06 | 1993-09-07 | Mikhail Pildysh | Environmental protection system for underground pipes |
RU2091654C1 (ru) * | 1993-03-10 | 1997-09-27 | Сибирский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации | Способ укладки трубопровода |
EP1319898B1 (de) * | 2001-12-11 | 2006-10-18 | KE-KELIT Kunststoffwerk Gesellschaft m.b.H. | Im Boden verlegte Rohrleitung für eine Fernwärmeanlage |
-
2017
- 2017-03-30 RU RU2017110762A patent/RU2642084C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3675432A (en) * | 1971-01-28 | 1972-07-11 | Phillips Petroleum Co | Pipeline construction |
DD289660A7 (de) * | 1988-03-18 | 1991-05-08 | K Hoch U Tiefbau Tangerhuette | Erdkonstruktion zur verbesserung der waermedaemmung ueber medienfuehrenden rohrleitungen |
CA2062458A1 (en) * | 1992-03-06 | 1993-09-07 | Mikhail Pildysh | Environmental protection system for underground pipes |
RU2091654C1 (ru) * | 1993-03-10 | 1997-09-27 | Сибирский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации | Способ укладки трубопровода |
EP1319898B1 (de) * | 2001-12-11 | 2006-10-18 | KE-KELIT Kunststoffwerk Gesellschaft m.b.H. | Im Boden verlegte Rohrleitung für eine Fernwärmeanlage |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhang et al. | An amplified signal of climatic change in soil temperatures during the last century at Irkutsk, Russia | |
Fedorov et al. | Estimating the water balance of a thermokarst lake in the middle of the Lena River basin, eastern Siberia | |
Gonzalez et al. | Interactions between the physical soil environment and a horizontal ground coupled heat pump, for a domestic site in the UK | |
Lin et al. | Development of a thermokarst lake and its thermal effects on permafrost over nearly 10 yr in the Beiluhe Basin, Qinghai-Tibet Plateau | |
Oveisy et al. | One-dimensional simulation of lake and ice dynamics during winter | |
CN202524735U (zh) | 一种盐碱地排盐降碱用复合式暗管 | |
RU2642084C1 (ru) | Способ предохранения подземных трубопроводов от промерзания | |
Ridefelt et al. | Local variations of solifluction activity and environment in the Abisko Mountains, Northern Sweden | |
Harris et al. | Very Large cryoturbation structures of last permafrost maximum age at the foot of Qilian Mountains (NE Tibet Plateau, China): A discussion | |
RU2009104123A (ru) | Способ определения температуры грунта по глубине промерзания при высоком уровне грунтовой воды | |
Terekhov et al. | Dynamics of Internal Pipeline Icing in Winter Period When Bringing It to Freezing | |
Mirzanamadi | Ice free roads using hydronic heating pavement with low temperature: Thermal properties of asphalt concretes and numerical simulations | |
Paterson | Temperature distribution in the upper layers of the ablation area of Athabasca Glacier, Alberta, Canada | |
Kawamura et al. | Field monitoring of embankment constructed by volcanic soil and its evaluation | |
RU2552253C1 (ru) | Способ устройства плитного фундамента на сваях для резервуара с низкотемпературным продуктом | |
Dubnick et al. | Controls on aufeis formation: lessons from a small Yukon stream | |
Cohen et al. | Predicting frost depth; Protecting underground pipelines | |
CN107542127B (zh) | 一种地下混凝土蓄水池的保温方法 | |
RU2592113C2 (ru) | Грунтовая плотина на многолетнемерзлом основании и способ ее создания | |
FI124915B (fi) | Järjestelmä jäätymisen estämiseksi vesi- ja viemäriputkistoissa | |
Shmueli | An Umayyad-Period Aqueduct for the Irrigation of Farmland South of Ramla | |
Miller et al. | Salt Migration in Mars-like Permafrost Soil. | |
RU2730754C1 (ru) | Способ предотвращения замерзания грунтовых вод в защитных футлярах газопроводов | |
Rode et al. | Shallow subsurface temperature and moisture monitoring at rock walls during freeze thaw cycles in the Northern Calcareous Alps, Austria | |
Darnault et al. | Soil Variable Permeability and Water Phase Change Dynamics in a Wastewater Spray Irrigation Agricultural System Located in a Seasonably Cold Climate |