RU2677016C2 - Method of repair of pressure pipelines and flat shell therefor - Google Patents

Method of repair of pressure pipelines and flat shell therefor Download PDF

Info

Publication number
RU2677016C2
RU2677016C2 RU2017101825A RU2017101825A RU2677016C2 RU 2677016 C2 RU2677016 C2 RU 2677016C2 RU 2017101825 A RU2017101825 A RU 2017101825A RU 2017101825 A RU2017101825 A RU 2017101825A RU 2677016 C2 RU2677016 C2 RU 2677016C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flat shell
flat
pipe
shell
repaired
Prior art date
Application number
RU2017101825A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017101825A (en
RU2017101825A3 (en
Inventor
Михаил Георгиевич Жданов
Original Assignee
Михаил Георгиевич Жданов
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 Михаил Георгиевич Жданов filed Critical Михаил Георгиевич Жданов
Priority to RU2017101825A priority Critical patent/RU2677016C2/en
Publication of RU2017101825A publication Critical patent/RU2017101825A/en
Publication of RU2017101825A3 publication Critical patent/RU2017101825A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2677016C2 publication Critical patent/RU2677016C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C63/00Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/26Lining or sheathing of internal surfaces
    • B29C63/34Lining or sheathing of internal surfaces using tubular layers or sheathings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/16Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders
    • F16L55/162Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe
    • F16L55/165Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe a pipe or flexible liner being inserted in the damaged section
    • F16L55/1652Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe a pipe or flexible liner being inserted in the damaged section the flexible liner being pulled into the damaged section
    • F16L55/1653Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe a pipe or flexible liner being inserted in the damaged section the flexible liner being pulled into the damaged section and being pressed into contact with the pipe by a tool which moves inside along the pipe
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/16Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders
    • F16L55/162Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe
    • F16L55/165Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe a pipe or flexible liner being inserted in the damaged section
    • F16L55/1656Devices for covering leaks in pipes or hoses, e.g. hose-menders from inside the pipe a pipe or flexible liner being inserted in the damaged section materials for flexible liners

Abstract

FIELD: transportation.SUBSTANCE: invention relates to pipeline transport and can be used to repair pressure water, sewage, heating, steam, etc. networks. In pipes (3) and (5) to be repaired, flat shell (1), glued with glue (4), is stretched. Flat shell, stratified by glue under the pressure of the working medium, is pressed against the pipe with the formation of a longitudinal fold, pressed against the pipe. Stock material in the glued part excludes the rupture of a flat shell when it hits a section where the internal diameter of the pipe being repaired is greater than the original one. Variants of manufacturing a flat shell of various materials are indicated.EFFECT: invention restores the tightness of pipes having a large residual structural strength, allows repairing pipelines consisting of pipes with different diameters, it can be used as a universal emergency facility for repair of different diameter pipelines.7 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к способам ремонта напорных трубопроводов и может быть использовано в коммунальном хозяйстве при ремонтах напорных сетей водопровода и канализации, горячей воды и отопления, в нефтегазодобыче, химическом производстве при ремонтах технологических трубопроводов, при бестраншейном ремонте подземных трубопроводов.The invention relates to methods for repairing pressure pipelines and can be used in utilities for repairs of pressure networks of water supply and sewerage, hot water and heating, in oil and gas production, chemical production during repairs of process pipelines, and trenchless repairs of underground pipelines.

Известен способ ремонта напорных трубопроводов путем протяжки внутрь старой трубы, потерявшей герметичность, новой полиэтиленовой трубы меньшего диаметра с толщиной стенок, рассчитанной на требуемое давление рабочей среды.There is a method of repairing pressure pipelines by drawing inside an old pipe that has lost its tightness, a new polyethylene pipe of smaller diameter with a wall thickness calculated for the required pressure of the working medium.

Недостатками данного способа является большая материалоемкость и стоимость новой трубы, большое снижение сечения новой трубы, трудность протяжки новой трубы из-за малого зазора между старой и новой трубой, большие затраты на перевозку новых труб.The disadvantages of this method are the large consumption of materials and the cost of a new pipe, a large reduction in the cross section of a new pipe, the difficulty of drawing a new pipe due to the small gap between the old and new pipes, and the high cost of transporting new pipes.

Напорные трубопроводы из стали и чугуна обычно теряют герметичность из-за свищей, электрокоррозии, питтинговой коррозии, трещин, разгерметизации стыков и т.п., но потеряв герметичность, трубопровод, за редким исключением, имеет большую остаточную конструкционную прочность. Ремонт трубопровода путем замены на новую напорную трубу ведет к перерасходу материала и средств. Для ремонта трубопровода в таких случаях достаточно восстановить его герметичность.Pressure pipelines made of steel and cast iron usually lose their tightness due to fistulas, electrocorrosion, pitting corrosion, cracks, joint leakages, etc., but having lost their tightness, the pipeline, with rare exceptions, has a large residual structural strength. Repair of the pipeline by replacing it with a new pressure pipe leads to an overspending of material and funds. To repair the pipeline in such cases, it is enough to restore its tightness.

Одним из таких способов восстановления герметичности является известный способ ремонта напорных трубопроводов по технологии санации фирмы Subterra, путем протяжки внутрь старой трубы полиэтиленового "чулка" - новой полиэтиленовой тонкостенной трубы диаметром, равным внутреннему диаметру старой трубы. "Наружный диаметр (строго говоря, длина окружности) облицовочного чулка выбирается так, чтобы он был немного меньше, чем минимальный диаметр канала приемного трубопровода, подлежащего облицовке" (стр. 4, статья "ПОСЛЕДНИЕ ДОСТИЖЕНИЯ В ОБЛАСТИ ТЕХНОЛОГИИ САНАЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ МЕТОДОМ ПЛОТНОЙ ПОДГОНКИ ПОЛИЭТИЛЕНОВОГО ЧУЛКА". 29-я Международная конференция и выставка international No-Dig 2011», Берлин, 5 мая 2011 г., [Электронный ресурс], режим доступа: http://subterra-pipelines.com/uploadedfiles/knowledge-bank/12-1419269337-recent_advances_in _close-fit_pe_pipe_lining_technology_080311_russ.pdf).One of such methods for restoring tightness is the well-known method of repairing pressure pipelines using Subterra sanitation technology by pulling inside an old polyethylene "stocking" pipe - a new thin-walled polyethylene pipe with a diameter equal to the inner diameter of the old pipe. "The outer diameter (strictly speaking, the circumference) of the lining stocking is chosen so that it is slightly smaller than the minimum diameter of the receiving pipe channel to be lined" (p. 4, article "RECENT ACHIEVEMENTS IN THE FIELD OF PIPELINES SANITATION TECHNIQUE BY TIGHT LEASTING) ". 29th International Conference and Exhibition international No-Dig 2011", Berlin, May 5, 2011, [Electronic resource], access mode: http://subterra-pipelines.com/uploadedfiles/knowledge-bank/12- 1419269337-recent_advances_in _close-fit_pe_pipe_lining_technology_080311_russ.pdf).

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является чулок фирмы Subterra.The closest analogue of the proposed technical solution is a stocking company Subterra.

Недостатком данного способа является необходимость точного подбора диаметра новой тонкостенной трубы к ремонтируемой трубе. Если тонкостенная груба, расправляясь, не ляжет на стенки старой трубы, она при подаче перекачиваемой среды под давлением или растянется до требуемого размера, или порвется. Растяжение стенок тонкостенной трубы уменьшит их толщину и создаст в материале напряжения, которые в дальнейшем могут привести к его разрыву, т.е. аварии.The disadvantage of this method is the need for accurate selection of the diameter of the new thin-walled pipe to the repaired pipe. If the thin-walled coarse, spreading out, does not lie on the walls of the old pipe, it, when the pumped medium is supplied under pressure, will either stretch to the required size or break. Stretching the walls of a thin-walled pipe will reduce their thickness and create stresses in the material, which can subsequently lead to its rupture, i.e. accident.

Стальные трубы одного диаметра могут иметь разные толщины стенок, внутренний диаметр которых из-за этого меняется, а учитывая, что на стальных трубопроводах могут быть участки труб с разными диаметрами, установленные при строительстве или ремонте трубопровода, изменения диаметров даже между ближайшими диаметрами труб могут доходить до 60%. Естественно, стенка тонкостенной трубы не выдержит таких изменений, а делать вставки разного диаметра в тонкостенной трубе невозможно. Кроме этого, делать фильеры для экструзии полиэтиленовой тонкостенной трубы каждого возможного диаметра очень дорого. Поэтому в способе фирмы Subterra допускается растяжение тонкостенной трубы, как для наименьшего, так и для наибольшего диаметра, но при этом эти изменения допускаются очень небольшие. Это ведет к увеличению толщины стенок тонкостенной трубы и предъявляет особые требования к материалу, он должен растянуться и оставаться в таком состоянии очень долгое время.Steel pipes of the same diameter can have different wall thicknesses, the inner diameter of which changes due to this, and given that steel pipelines may have sections of pipes with different diameters installed during the construction or repair of the pipeline, changes in diameters even between the nearest pipe diameters can reach up to 60%. Naturally, the wall of a thin-walled pipe will not withstand such changes, and it is impossible to make inserts of different diameters in a thin-walled pipe. In addition, it is very expensive to make dies for extrusion of a thin-walled polyethylene pipe of every possible diameter. Therefore, in the method of the company Subterra allowed the extension of a thin-walled pipe, both for the smallest and for the largest diameter, but these changes are allowed very small. This leads to an increase in the wall thickness of a thin-walled pipe and makes special demands on the material, it must stretch and remain in this state for a very long time.

Тонкостенная экструдированная полиэтиленовая труба изготавливается на заводе, после чего ее надо доставить к месту работ, не сломав тонкие стенки в месте перегиба по ширине и длине, что создает определенные проблемы и ограничивает возможную длину тонкостенной трубы для перевозки.A thin-walled extruded polyethylene pipe is manufactured at the factory, after which it must be delivered to the place of work without breaking the thin walls at the bend in width and length, which creates certain problems and limits the possible length of the thin-walled pipe for transportation.

Основной задачей изобретения является нахождение способа ремонта напорных трубопроводов, путем протяжки внутрь ремонтируемой грубы тонкостенной сложенной трубы, свободного от вышеуказанных недостатков, а именно:The main objective of the invention is to find a method of repairing pressure pipelines, by pulling into the repaired coarse thin-walled folded pipe, free from the above disadvantages, namely:

1) должна быть полностью исключена возможность растяжения материала тонкостенной трубы по периметру, чтобы не создавать напряжения в стенке тонкостенной трубы, что увеличит надежность отремонтированной трубы в процессе эксплуатации;1) the possibility of stretching the material of a thin-walled pipe around the perimeter should be completely excluded so as not to create stress in the wall of the thin-walled pipe, which will increase the reliability of the repaired pipe during operation;

2) должна быть возможность тонкостенной трубой одного размера ремонтировать трубопроводы с разными внутренними диаметрами, изменение внутреннего диаметра которых происходит за счет использования труб с разной толщиной стенки и с разными диаметрами;2) it should be possible to repair pipelines with different internal diameters with a thin-walled pipe of the same size, the change in the internal diameter of which occurs due to the use of pipes with different wall thicknesses and with different diameters;

3) толщина стенки тонкостенной трубы должна быть максимально тонкой, только из расчета прочности материала, внутреннего давления перекачиваемой среды, размеров перекрываемых отверстий и коэффициента запаса прочности;3) the wall thickness of a thin-walled pipe should be as thin as possible, only on the basis of the strength of the material, the internal pressure of the pumped medium, the size of the overlapped holes and the safety factor;

4) должны быть и другие способы изготовления тонкостенной трубы, кроме экструзии полиэтилена, более подходящие для изготовления тонкостенной трубы на месте работ;4) there should be other ways of manufacturing a thin-walled pipe, except for the extrusion of polyethylene, more suitable for the manufacture of a thin-walled pipe at the place of work;

5) должна быть возможность изготовления тонкостенной трубы из других материалов.5) it should be possible to manufacture a thin-walled pipe from other materials.

Основная задача решена, и технический результат достигнут за счет того, что:The main task is solved, and the technical result is achieved due to the fact that:

1. Способ ремонта напорных трубопроводов, заключающийся в протягивании внутрь ремонтируемой трубы свернутой тонкостенной трубы, отличающийся тем, что тонкостенная труба изготовлена в виде плоской оболочки со стенкой из плоского рулонного материала, сложенного вдвое, сложенные стенки плоской оболочки соединены между собой от кромки к линии Перегиба, с несоединенной частью у линии перегиба, плоская оболочка расправляется давлением рабочей среды внутри нссоединенной части, с расслаиванием соединенных стенок от разрывающего усилия в плоской оболочке до момента, пока расправленная часть плоской оболочки не увеличится до диаметра ремонтируемой трубы и полностью не ляжет на ее стенки, после чего разрывающее усилие от давления рабочей среды исчезает и расслоение соединенных стенок плоской оболочки прекращается, продольная складка, образованная оставшейся соединенной частью плоской оболочки, оказывается прижатой к стенке ремонтируемой трубы расправленной стенкой плоской оболочки и не мешает потоку рабочей среды, запас материала в соединенной части плоской оболочки исключает разрыв стенки плоской оболочки или полное расслоение при попадании плоской оболочки на участок, где внутренний диаметр ремонтируемого трубопровода больше первоначального.1. The method of repair of pressure pipelines, which consists in pulling inside the repaired pipe a rolled thin-walled pipe, characterized in that the thin-walled pipe is made in the form of a flat shell with a wall of flat rolled material folded in half, the folded walls of the flat shell are interconnected from the edge to the Inflection line , with the unconnected part at the inflection line, the flat shell is expanded by the pressure of the working medium inside the unconnected part, with the delamination of the connected walls from the breaking force into the flat casing until the straightened part of the flat casing increases to the diameter of the pipe being repaired and completely lies on its walls, after which the breaking force from the pressure of the working medium disappears and the delamination of the connected walls of the flat casing ceases, the longitudinal fold formed by the remaining connected part of the flat casing , it turns out to be pressed against the wall of the repaired pipe by the straightened wall of the flat shell and does not interfere with the flow of the working medium, the stock of material in the connected part of the flat shell is excluded It means a rupture of the wall of a flat shell or complete delamination when a flat shell hits a section where the internal diameter of the pipeline being repaired is larger than the original.

Данное решение дает возможность использовать плоскую оболочку одного размера для ремонта всего трубопровода с разными внутренними диаметрами, размер плоской оболочки должен быть достаточен для самого большого диаметра ремонтируемого трубопровода. Данное решение позволяет одной плоской оболочкой ремонтировать целый ряд диаметров труб, например, от трубы диаметром 133 мм, с толщиной стенки 5,5 мм, до трубы диаметром 325 мм, с толщиной стенки 3,5 мм. Между этими крайними размерами находятся стандартные диаметры труб - 159 мм, 219 мм, 273 мм. Кроме этого каждый указанный диаметр трубы имеет целый ряд труб с разной толщиной стенки, что также меняет внутренние диаметры.This solution makes it possible to use a flat shell of the same size to repair the entire pipeline with different internal diameters, the size of the flat shell should be sufficient for the largest diameter of the pipeline being repaired. This solution allows repairing a number of pipe diameters with one flat shell, for example, from a pipe with a diameter of 133 mm, with a wall thickness of 5.5 mm, to a pipe with a diameter of 325 mm, with a wall thickness of 3.5 mm. Between these extreme sizes are standard pipe diameters - 159 mm, 219 mm, 273 mm. In addition, each specified pipe diameter has a number of pipes with different wall thicknesses, which also changes the internal diameters.

Конечно, таких изменений диаметров в одном трубопроводе быть не может, но ближайшие диаметры труб довольно часто используются. Благодаря такой универсальности плоской оболочки, появляется возможность ремонтировать разные трубопроводы разных диаметров одним размером плоской оболочки. Одна плоская оболочка может использоваться как аварийное средство для ремонта труб различных диаметров.Of course, there can be no such diameter changes in one pipeline, but the nearest pipe diameters are often used. Due to such universality of a flat shell, it becomes possible to repair different pipelines of different diameters with the same size of a flat shell. One flat shell can be used as an emergency tool for repairing pipes of various diameters.

Эта возможность широкого изменения диаметров ремонтируемых труб доступна из-за склеенной или соединенной другим способом стенок плоской оболочки и прижатой продольной складки, образующейся при расправлении плоской оболочки под напором рабочей среды в ремонтируемой трубе. Усилие от давления рабочей среды на стенки расправляющейся части плоской оболочки направлена на отрыв соединенных стенок плоской оболочки друг от друга по всей длине плоской оболочки вдоль ремонтируемой трубы, характеристика такого отрыва для склеенных стенок имеет термин "прочность клеевого соединения при расслаивании" (ГОСТ 28789-90, стр. 7, п. 50, Москва, Государственный комитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам, 1990 г.). Данное усилие отрыва действует, пока расслоенная часть плоской оболочки под напором рабочей среды не увеличится и полностью не ляжет на стенки ремонтируемой трубы. Как только это произойдет, все давление рабочей среды будет передано на ремонтируемую трубу и усилие, направленное на расслаивание исчезнет, расслаивание плоской оболочки прекратится. Там, где внутренний диаметр ремонтируемой трубы больше, расслаивание соединения стенок продолжится до момента, пока расслоенная часть плоской оболочки не увеличит свой периметр до размера ремонтируемой трубы, и т.д.This possibility of a wide change in the diameters of the pipes being repaired is available due to the walls of the flat shell glued or otherwise bonded and the longitudinal folds pressed when the flat shell is expanded under the pressure of the working medium in the repaired pipe. The force from the pressure of the working medium on the walls of the expandable part of the flat shell is directed to tear off the connected walls of the flat shell from each other along the entire length of the flat shell along the pipe being repaired, the characteristic of such a gap for glued walls is the term "adhesive strength during delamination" (GOST 28789-90 , p. 7, p. 50, Moscow, USSR State Committee for Product Quality and Standards Management, 1990). This separation force acts until the delaminated part of the flat shell under the pressure of the working medium increases and completely lies on the walls of the pipe being repaired. As soon as this happens, all the pressure of the working medium will be transferred to the pipe being repaired and the effort directed to delamination will disappear, delamination of the flat shell will stop. Where the inner diameter of the pipe being repaired is larger, the delamination of the wall connection will continue until the layered part of the flat shell increases its perimeter to the size of the pipe being repaired, etc.

Величина прочности соединения стенок плоской оболочки при расслаивании должна быть гораздо меньше прочности материала плоской оболочки на разрыв, чтобы не создавать остаточных растягивающих напряжений в стенке плоской оболочки. Так как после того, как свободная часть плоской оболочки легла на отремонтированную трубу и расслоение стенок прекратилось, на соединение стенок воздействует только сила, равная давлению рабочей среды на площадь шва, учитывая малую толщину шва и то, что оставшаяся соединенная часть плоской оболочки зажата между стенкой ремонтируемой трубы и стенкой плоской оболочки, прижатой давлением рабочей среды, давление рабочей среды не может разорвать соединение стенок При любом значении прочности соединения отличным от нуля, прочность соединения стенок должна быть минимальна, но достаточно прочной от расслаивания плоской оболочки во время производства работ по затяжке в ремонтируемую трубу, разрыва фиксаторов и расправления свернутой плоской оболочки.The value of the bond strength of the walls of the flat shell during delamination should be much less than the tensile strength of the flat shell material so as not to create residual tensile stresses in the wall of the flat shell. Since after the free part of the flat shell lay on the repaired pipe and the separation of the walls ceased, only the force equal to the pressure of the working medium on the seam area acts on the connection of the walls, given the small thickness of the seam and the fact that the remaining connected part of the flat shell is sandwiched between the wall the pipe being repaired and the wall of the flat shell pressed by the pressure of the working medium, the pressure of the working medium cannot break the connection of the walls. At any value of the joint strength other than zero, the joint strength the walls should be minimal, but strong enough from delamination of the flat shell during the tightening of the pipe to be repaired, rupture of the clamps and expansion of the rolled flat shell.

Продольная складка исключает возникновение тангенциального напряжения в плоской оболочке, что дает возможность уменьшить толщину стенки плоской оболочки, минимальная толщина стенки рассчитывается от максимальной величины свищей (отверстий) в ремонтируемой трубе, внутреннего давления, прочности материала плоской оболочки и коэффициента запаса прочности.The longitudinal fold eliminates the occurrence of tangential stress in the flat shell, which makes it possible to reduce the wall thickness of the flat shell, the minimum wall thickness is calculated from the maximum fistula (holes) in the pipe being repaired, internal pressure, strength of the material of the flat shell and safety factor.

Размер радиусов изгибов материала плоской оболочки в продольной складке зависит от прочности материала на изгиб, его толщины и внутреннего давления в трубе.The size of the bending radii of the material of the flat shell in a longitudinal fold depends on the strength of the material in bending, its thickness and internal pressure in the pipe.

2. Способ ремонта напорных трубопроводов по п. 1, отличающийся тем, что плоская оболочка выполнена из полиэтилена, или полипропилена, или полихлорвинила, или полиэтилентерефталата, или армированной резины, или полиуретана, или нержавеющей фольги, или латунной фольги.2. The method of repairing pressure pipelines according to claim 1, characterized in that the flat shell is made of polyethylene, or polypropylene, or polyvinyl chloride, or polyethylene terephthalate, or reinforced rubber, or polyurethane, or stainless foil, or brass foil.

Отсутствие растяжения плоской оболочки дает возможность использовать разные материалы для изготовления плоской оболочки, эти материалы должны быть достаточно гибки, чтобы образовать продольную складку в отремонтированной трубе. Это дает возможность изготавливать плоскую оболочку, используя материалы с особыми свойствами, которыми можно ремонтировать трубы для горячей воды и пара, высокого давления, химических продуктов и т.п.The absence of stretching of the flat shell makes it possible to use different materials for the manufacture of a flat shell, these materials must be flexible enough to form a longitudinal fold in the repaired pipe. This makes it possible to produce a flat shell using materials with special properties that can be used to repair pipes for hot water and steam, high pressure, chemical products, etc.

3. Способ ремонта напорных трубопроводов по п. 1. отличающийся тем, что плоская оболочка изготовлена из сложенного вдвое плоского рулонного материала, где кромки материала сдвинуты относительно друг друга для более плавного изгиба стенки плоской оболочки при ее наложении на это место.3. The method of repairing pressure pipelines according to claim 1. characterized in that the flat shell is made of double folded flat roll material, where the edges of the material are shifted relative to each other for a more smooth bending of the wall of the flat shell when it is applied to this place.

4. Способ ремонта напорных трубопроводов по п. 1, отличающийся тем, что плоская оболочка изготовлена из сложенного вдвое плоского рулонного материала, где кромки материала закруглены для более плавного изгиба стенки плоской оболочки при ее наложении на это место.4. The method of repairing pressure pipelines according to claim 1, characterized in that the flat shell is made of double folded flat roll material, where the edges of the material are rounded for a more smooth bending of the wall of the flat shell when it is applied to this place.

Решения по п. 3 и п. 4 направлены на увеличения радиуса изгиба стенки плоской оболочки в месте перехода кромки плоской оболочки, увеличение радиуса создает более плавный переход, уменьшает нагрузку на стенку плоской оболочки в месте перехода и увеличивает надежность отремонтированной трубы.The solutions according to p. 3 and p. 4 are aimed at increasing the bending radius of the wall of the flat shell at the junction of the edge of the flat shell, increasing the radius creates a smoother transition, reduces the load on the wall of the flat shell at the junction and increases the reliability of the repaired pipe.

5. Способ ремонта напорных трубопроводов по п. 1, отличающийся тем, что плоская оболочка изготовлена из сложенного вдвое плоского рулонного материала, где кромки материала дополнительно сварены между собой по длине.5. The method of repairing pressure pipelines according to claim 1, characterized in that the flat shell is made of double folded flat roll material, where the edges of the material are additionally welded together along the length.

Сварка кромки материала увеличивает надежность плоской оболочки в случае наличия сквозных пор в соединительном слое, защищает плоскую оболочку от расклеивания со стороны кромок при механическом воздействии при транспортировке или при производстве работ.Welding the edges of the material increases the reliability of the flat shell in the case of through pores in the connecting layer, protects the flat shell from sticking from the edges during mechanical impact during transportation or during work.

6. Способ ремонта напорных трубопроводов по п. 1, отличающийся тем, что плоская оболочка для затягивания в ремонтируемую трубу сворачивается С-образно или спиралеобразно.6. The method of repairing pressure pipelines according to claim 1, characterized in that the flat shell for drawing into the pipe being repaired is folded C-shaped or spiral.

Минимальная толщина стенки и форма плоской оболочки дает возможность сворачивать ее для затяжки в ремонтируемую трубу С-образно или более плотно - спиралеобразно, что дает большие преимущества при затяжке и уменьшается риск повреждения плоской оболочки. Кроме этого уменьшение толщины стенки уменьшает количество и толщину кольцевых фиксаторов, удерживающих плоскую оболочку в свернутом состоянии и разрывающихся при ее расправлении.The minimum wall thickness and the shape of the flat shell makes it possible to fold it for tightening into the pipe being repaired C-shaped or more tightly-helix, which gives great advantages when tightening and reduces the risk of damage to the flat shell. In addition, a decrease in wall thickness reduces the number and thickness of annular retainers that hold the flat shell in a folded state and tear when it is straightened.

7. Способ ремонта напорных трубопроводов по п. 1, отличающийся тем, что сложенные стенки в плоской оболочке соединены склеиванием, или сшивкой, или пайкой, или сваркой.7. A method of repairing pressure pipelines according to claim 1, characterized in that the folded walls in a flat shell are connected by gluing, or stitching, or soldering, or welding.

Это дает возможность использовать другие материалы, например, для изготовления плоской оболочки из медной фольги при изготовлении плоской оболочки при помощи припоя, и т.п.This makes it possible to use other materials, for example, for the manufacture of a flat shell of copper foil in the manufacture of a flat shell using solder, etc.

Клей, используемый для склеивания плоской оболочки, должен быть стойким к воздействию рабочей среды, эластичным, гладким и не липким на открытых участках, где произошло расслаивание плоской оболочки, клей не должен повреждать материал плоской оболочки при расслаивании, должен выдерживать параметры рабочей среды, например температуру.The glue used for bonding the flat shell must be resistant to the influence of the working environment, flexible, smooth and not sticky in open areas where peeling of the flat shell occurred, the glue should not damage the material of the flat shell during peeling, it must withstand the parameters of the working medium, for example temperature .

Способы изготовления плоской оболочки по п. 1, 3, 4, 5 очень просты и позволяют производить плоскую оболочку на месте производства работ, складывать плоский рулонный материал, склеивать его, если требуется сваривать кромку, сворачивать плоскую оболочку, крепить кольцевыми фиксаторами из тонких ленточек или упаковочной пленки, от разворачивания и затягивать в ремонтируемую трубу. Данные операции вполне можно механизировать для производства плоской оболочки на месте производства работ.The methods for manufacturing a flat shell according to Claims 1, 3, 4, 5 are very simple and make it possible to produce a flat shell at the place of work, to fold a flat roll material, to glue it if it is necessary to weld an edge, fold a flat shell, fasten with ring clips from thin ribbons or packaging film, from unrolling and tightening into the pipe being repaired. These operations can be mechanized to produce a flat shell at the place of work.

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

На Фиг. 1 изображена склеенная плоская оболочка 1, с толщиной стенки 2 мм. Плоская оболочка 1 склеена от т.С до т.В по всей длине. Кромки плоской оболочки 1 сдвинуты относительно друг друга.In FIG. 1 shows a glued flat shell 1, with a wall thickness of 2 mm. The flat shell 1 is glued from t.C to t.V along the entire length. The edges of the flat shell 1 are shifted relative to each other.

На Фиг. 2 плоская оболочка 1 свернута спиралеобразно в компактный рукав максимальным диаметром 95 мм и закреплена по периметру кольцевыми фиксаторами 2, из тонких ленточек или упаковочной пленки, от разворачивания. Плоская оболочка 1, свернутая спиралеобразно затянута в стальную трубу 3 наружным диаметром 133 мм, с толщиной стенки 5,5 мм.In FIG. 2, the flat shell 1 is folded helically into a compact sleeve with a maximum diameter of 95 mm and is fixed around the perimeter by ring clips 2, made of thin ribbons or packaging film, from being deployed. A flat shell 1, rolled up in a spiral manner, is tightened into a steel pipe 3 with an outer diameter of 133 mm, with a wall thickness of 5.5 mm.

На Фиг. 3 плоская оболочка 1 расправлена внутренним давлением и, с образованием продольной складки, легла на стенку стальной трубы 3 наружным диаметром 133 мм, с толщиной стенки 5,5 мм, и стальной трубы 5 наружным диаметром 273 мм, с толщиной стенки 9 мм. Клей 4, склеивающий стенки плоской оболочки и оставшийся на одной стенке, после расслаивания склеенных стенок, показан заштрихованным и увеличенным по толщине. Без увеличения клей 4 на чертеже не видно. Стальные трубы размещены концентрично, для наглядности пропорций и размеров.In FIG. 3, the flat shell 1 is straightened by internal pressure and, with the formation of a longitudinal fold, lies on the wall of steel pipe 3 with an outer diameter of 133 mm, with a wall thickness of 5.5 mm, and steel pipe 5 with an outer diameter of 273 mm, with a wall thickness of 9 mm. Glue 4, gluing the walls of a flat shell and remaining on one wall, after delamination of the glued walls, is shown shaded and increased in thickness. Without magnification, adhesive 4 is not visible in the drawing. Steel pipes are placed concentrically for clarity of proportions and sizes.

На Фиг. 4 плоская оболочка 1 расправлена внутренним давлением и, с образованием продольной складки, легла - на стенку стальной трубы 8 наружным диаметром 159 мм, с толщиной стенки 9 мм, - на стенку стальной трубы 7 наружным диаметром 219 мм, с толщиной стенки 9 мм, - на стенку стальной трубы 5 наружным диаметром 273 мм, с толщиной стенки 9 мм, - на стенку стальной трубы 6 наружным диаметром 325 мм, с толщиной стенки 3,5 мм. Стальные трубы размещены концентрично, для наглядности пропорций и размеров.In FIG. 4, the flat shell 1 is straightened by internal pressure and, with the formation of a longitudinal fold, lies on the wall of the steel pipe 8 with an outer diameter of 159 mm, with a wall thickness of 9 mm, on the wall of the steel pipe 7 with an outer diameter of 219 mm, with a wall thickness of 9 mm, - on the wall of steel pipe 5 with an outer diameter of 273 mm, with a wall thickness of 9 mm, - on the wall of steel pipe 6 with an outer diameter of 325 mm, with a wall thickness of 3.5 mm. Steel pipes are placed concentrically for clarity of proportions and sizes.

Примечание: На всех чертежах плоская оболочка имеет один и тот же периметр и толщину стенки, т.е. это одна и та же плоская оболочка, но в разных положениях.Note: In all the drawings, the flat shell has the same perimeter and wall thickness, i.e. it is the same flat shell, but in different positions.

Осуществление изобретения.The implementation of the invention.

Испытания изобретения произведено на опытном участке трубопровода, собранного из отрезков стальных труб с приваренными переходами и фланцами. Использованы следующие стальные трубы:Tests of the invention were made on the experimental section of the pipeline, assembled from segments of steel pipes with welded transitions and flanges. The following steel pipes are used:

- наружным диаметром 219 мм, с толщиной стенки 4 мм;- outer diameter 219 mm, with a wall thickness of 4 mm;

- наружным диаметром 273 мм, с толщиной стенки 8 мм;- outer diameter 273 mm, with a wall thickness of 8 mm;

- наружным диаметром 325 мм, с толщиной стенки 3,5 мм.- an outer diameter of 325 mm, with a wall thickness of 3.5 mm.

Произведен расчет требуемой толщины стенки плоской оболочки.The required wall thickness of the flat shell is calculated.

Так как все давление плоская оболочка передает на стенки ремонтируемой трубы, то нагрузка на стенки плоской оболочки ложится только на участках, прилегающих к отверстиям (свищам) на ремонтируемой трубе, где:Since the flat shell transfers all the pressure to the walls of the repaired pipe, the load on the walls of the flat shell lies only in areas adjacent to the holes (fistulas) on the repaired pipe, where:

r - радиус отверстия свища;r is the radius of the fistula opening;

D - диаметр отверстия свища;D is the diameter of the hole of the fistula;

Р - внутреннее давление в трубе;P is the internal pressure in the pipe;

δ - толщина стенки плоской оболочки;δ is the wall thickness of the flat shell;

σ - предел текучести ПНД при растяжении;σ is the yield strength of HDPE under tension;

Sсв - площадь отверстия свища;Ssv is the fistula opening area;

Sбок - площадь стенки плоской оболочки, работающей на сдвиг;S side is the wall area of a shear sheath;

F1 - предельная сила, которую выдержит материал плоской оболочки;F 1 - ultimate force which the material of a flat shell will withstand;

F2 - сила, которая действует на участок с данным давлением;F 2 - the force that acts on the area with a given pressure;

τ - прочность материала плоской оболочки на сдвиг.τ is the shear strength of the flat shell material.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

F1 больше F2, следовательно, материал плоской оболочки выдержит нагрузку. Причем, при толщине стенки плоской оболочки 2 мм существует почти шестикратный запас прочности.F1 is larger than F2, therefore, the material of the flat shell will withstand the load. Moreover, with a wall thickness of a flat shell of 2 mm, there is an almost six-fold safety margin.

Плоская оболочка склеена из рулонного полиэтилена низкого давления (ПНД) толщиной 2,0 мм, выпускающегося как геомембрана марки МЕАПЛАСТ. Лист шириной 1080 мм перегнут вдвое, ширина склеенной части 230 мм. Клей марки "DP-8005 Структурный адгезив для пластиков" с прочностью на отслаивания 28 Н/см, тип разрушения шва - когезионный, т.е. по клею без повреждения материала.The flat shell is glued from low-pressure polyethylene (HDPE) 2.0 mm thick, manufactured as a MEAPLAST geomembrane. The sheet with a width of 1080 mm is doubled bent, the width of the glued part is 230 mm. Adhesive of the brand "DP-8005 Structural adhesive for plastics" with a peeling strength of 28 N / cm, the type of joint failure is cohesive, i.e. on glue without damaging the material.

Плоская оболочка свернута спиралеобразно в рулон диаметром 150 мм и перевязана упаковочной лентой. После укладки в опытный трубопровод плоская оболочка расправлена давлением воды 6 атм. и выдержана под давлением 72 часа. В просверленные в трубах отверстия видно, что плоская оболочка везде плотно легла по периметру труб, ни в одном отверстии течи нет, отверстия диаметром 6 мм. После сброса давления и слива воды, трубопровод разобран. Обнаружено, что плоская оболочка в каждой трубе легла согласно расчетам, радиус изгиба стеки оболочки на складке остался в пределах 5 мм (без давления), небольшие морщины высотой до 10 мм образовались только в местах перехода диаметров стальных труб.The flat sheath is spirally folded into a roll with a diameter of 150 mm and tied with packing tape. After laying in the pilot pipeline, the flat shell is straightened with a water pressure of 6 atm. and kept under pressure for 72 hours. It can be seen in the holes drilled in the pipes that the flat shell everywhere densely laid along the perimeter of the pipes, there is no leak in any hole, holes with a diameter of 6 mm. After depressurizing and draining the water, the pipeline is disassembled. It was found that the flat shell in each pipe was laid according to calculations, the bending radius of the shell stacks on the fold remained within 5 mm (without pressure), small wrinkles up to 10 mm high were formed only at the transition points of the steel pipe diameters.

Claims (7)

1. Способ ремонта напорных трубопроводов, заключающийся в протягивании внутрь ремонтируемой трубы свернутой тонкостенной трубы, отличающийся тем, что тонкостенная труба изготовлена в виде плоской оболочки со стенкой из плоского рулонного материала, сложенного вдвое, сложенные стенки плоской оболочки соединены между собой от кромки к линии перегиба с несоединенной частью у линии перегиба, плоская оболочка расправляется давлением рабочей среды внутри несоединенной части с расслаиванием соединенных стенок от разрывающего усилия в плоской оболочке до момента, пока расправленная часть плоской оболочки не увеличится до диаметра ремонтируемой трубы и полностью не ляжет на ее стенки, после чего разрывающее усилие от давления рабочей среды исчезает и расслоение соединенных стенок плоской оболочки прекращается, продольная складка, образованная оставшейся соединенной частью плоской оболочки, оказывается прижатой к стенке ремонтируемой трубы расправленной стенкой плоской оболочки и не мешает потоку рабочей среды, запас материала в соединенной части плоской оболочки исключает разрыв стенки плоской оболочки или полное расслоение при попадании плоской оболочки на участок, где внутренний диаметр ремонтируемого трубопровода больше первоначального.1. A method of repairing pressure pipelines, which consists in pulling a rolled-up thin-walled pipe inside the pipe being repaired, characterized in that the thin-walled pipe is made in the form of a flat shell with a wall of flat rolled material folded in half, the folded walls of the flat shell are interconnected from the edge to the inflection line with the unconnected part at the inflection line, the flat shell is smoothed out by the pressure of the working medium inside the unconnected part with the delamination of the connected walls from the breaking force in the plane casing until the expanded part of the flat casing increases to the diameter of the pipe being repaired and completely lies on its walls, after which the breaking force from the pressure of the working medium disappears and the delamination of the connected walls of the flat casing ceases, the longitudinal fold formed by the remaining connected part of the flat casing , it turns out to be pressed against the wall of the repaired pipe by the expanded wall of the flat shell and does not interfere with the flow of the working medium, I exclude the supply of material in the connected part of the flat shell It causes a rupture of the wall of a flat shell or complete delamination when a flat shell hits a section where the internal diameter of the pipeline being repaired is larger than the original. 2. Способ ремонта напорных трубопроводов по п. 1, отличающийся тем, что плоская оболочка выполнена из полиэтилена, или полипропилена, или полихлорвинила, или полиэтилентерефталата, или армированной резины, или полиуретана, или нержавеющей фольги, или латунной фольги.2. The method of repairing pressure pipelines according to claim 1, characterized in that the flat shell is made of polyethylene, or polypropylene, or polyvinyl chloride, or polyethylene terephthalate, or reinforced rubber, or polyurethane, or stainless foil, or brass foil. 3. Способ ремонта напорных трубопроводов по п. 1, отличающийся тем, что плоская оболочка изготовлена из сложенного вдвое плоского рулонного материала, где кромки материала сдвинуты относительно друг друга для более плавного изгиба стенки плоской оболочки при ее наложении на это место.3. The method of repairing pressure pipelines according to claim 1, characterized in that the flat shell is made of double folded flat roll material, where the edges of the material are shifted relative to each other for a more smooth bending of the wall of the flat shell when it is applied to this place. 4. Способ ремонта напорных трубопроводов по п. 1, отличающийся тем, что плоская оболочка изготовлена из сложенного вдвое плоского рулонного материала, где кромки материала закруглены для более плавного изгиба стенки плоской оболочки при ее наложении на это место.4. The method of repairing pressure pipelines according to claim 1, characterized in that the flat shell is made of double folded flat roll material, where the edges of the material are rounded for a more smooth bending of the wall of the flat shell when it is applied to this place. 5. Способ ремонта напорных трубопроводов по п. 1, отличающийся тем, что плоская оболочка изготовлена из сложенного вдвое плоского рулонного материала, где кромки материала дополнительно сварены между собой по длине.5. The method of repairing pressure pipelines according to claim 1, characterized in that the flat shell is made of double folded flat roll material, where the edges of the material are additionally welded together along the length. 6. Способ ремонта напорных трубопроводов по п. 1, отличающийся тем, что плоская оболочка для затягивания в ремонтируемую трубу сворачивается С-образно или спиралеобразно.6. The method of repairing pressure pipelines according to claim 1, characterized in that the flat shell for drawing into the pipe being repaired is folded C-shaped or spiral. 7. Способ ремонта напорных трубопроводов по п. 1, отличающийся тем, что сложенные стенки в плоской оболочке соединены склеиванием, или сшивкой, или пайкой, или сваркой.7. A method of repairing pressure pipelines according to claim 1, characterized in that the folded walls in a flat shell are connected by gluing, or stitching, or soldering, or welding.
RU2017101825A 2017-01-20 2017-01-20 Method of repair of pressure pipelines and flat shell therefor RU2677016C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017101825A RU2677016C2 (en) 2017-01-20 2017-01-20 Method of repair of pressure pipelines and flat shell therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017101825A RU2677016C2 (en) 2017-01-20 2017-01-20 Method of repair of pressure pipelines and flat shell therefor

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017101825A RU2017101825A (en) 2018-07-23
RU2017101825A3 RU2017101825A3 (en) 2018-07-23
RU2677016C2 true RU2677016C2 (en) 2019-01-15

Family

ID=62981370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017101825A RU2677016C2 (en) 2017-01-20 2017-01-20 Method of repair of pressure pipelines and flat shell therefor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2677016C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2726985C1 (en) * 2019-10-28 2020-07-17 Акционерное общество "НИПИгазпереработка" (АО "НИПИГАЗ") Method of sleeve manufacturing for protection and repair of pipeline inner surface

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5186987A (en) * 1990-04-10 1993-02-16 Ashimori Industry Co., Ltd. Lining material for pipe lines and a process for providing pipe lines therewith
US5334429A (en) * 1991-06-24 1994-08-02 Ashimori Industry Co., Ltd. Lining material for pipe lines and a process for providing pipe lines therewith
RU2145028C1 (en) * 1997-04-10 2000-01-27 Сибирский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации Method for pipe-line lining with fabric
US6254709B1 (en) * 1998-10-26 2001-07-03 Shonan Gosei-Jushi Seisakusho K.K. Method of manufacturing a pipe liner bag
RU2597088C2 (en) * 2012-04-12 2016-09-10 Асимори Индастри Ко., Лтд. Method of lining pipeline and lining material for pipeline

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5186987A (en) * 1990-04-10 1993-02-16 Ashimori Industry Co., Ltd. Lining material for pipe lines and a process for providing pipe lines therewith
US5334429A (en) * 1991-06-24 1994-08-02 Ashimori Industry Co., Ltd. Lining material for pipe lines and a process for providing pipe lines therewith
RU2145028C1 (en) * 1997-04-10 2000-01-27 Сибирский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации Method for pipe-line lining with fabric
US6254709B1 (en) * 1998-10-26 2001-07-03 Shonan Gosei-Jushi Seisakusho K.K. Method of manufacturing a pipe liner bag
RU2597088C2 (en) * 2012-04-12 2016-09-10 Асимори Индастри Ко., Лтд. Method of lining pipeline and lining material for pipeline

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2726985C1 (en) * 2019-10-28 2020-07-17 Акционерное общество "НИПИгазпереработка" (АО "НИПИГАЗ") Method of sleeve manufacturing for protection and repair of pipeline inner surface

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017101825A (en) 2018-07-23
RU2017101825A3 (en) 2018-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11092262B2 (en) Mechanically lined pipe having an inner polymer liner
US10428992B2 (en) Cured in place liner system and installation methods
US20220341516A1 (en) Swaged pipe fitting systems and methods
RU2677016C2 (en) Method of repair of pressure pipelines and flat shell therefor
US8372229B2 (en) Method for coupling corrugated pipe segments
AU2015370589B2 (en) Improving the bending behaviour of mechanically-lined rigid pipe
US10975990B2 (en) Apparatus and method for strengthening welded-lap joints for steel pipeline
EP0787940B1 (en) Methods of and arrangements for lining pipes
US20210088171A1 (en) System and method for forming a pipe assembly
CN110691939A (en) High-pressure fitting
EP4058708B1 (en) Improved methods for joining lined pipes and associated apparatus
EP0728976B1 (en) Improvements in and relating to pipe joints
WO2019239298A1 (en) Trenchless mechanical lining apparatus for continuous repair of underground pipes and culverts, and method of installation
Bontus et al. Innovations in Watermain Renewal

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210121