способ ремонта трубопровода и полимерная лента для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ ремонта трубопровода, заключающийся в определении аварийной зоны трубопровода, вскрытии его в этой зоне, удалении изоляционного покрытия, зачистке дефектной зоны с выявлением места и характера дефектной полости на поверхности трубопровода, нанесении на нее заполняющего материала в неотвержденном деформируемом состоянии, намотке с заданным натяжением на дефектную зону витков многослойной ленты с высокой прочностью на разрыв из стеклоткани и закреплении последнего витка ленты с образованием охватывающей заполняющий материал бандажной муфты, установке изоляционной манжеты, нагреве и отверждении заполняющего материала и адгезива ленты, отличающийся тем, что используют для намотки бандажной муфты непрерывную липкую с двусторонней оберткой из полиэтиленовой пленки многослойную армированную слоем ровинга ленту, предварительно пропитанную связующим, причем при намотке ленты обертку удаляют, нагрев муфты для отверждения связующего и заполняющего материалов осуществляют до установки изоляционной манжеты, при этом отношение пределов прочности при растяжении армированной ровингом ленты вдоль нее и поперек равно соответственно отношению действующих в трубопроводе кольцевых и осевых напряжений.

2. Липкая армированная лента из композитного материала, содержащая несколько пропитанных связующим слоев стеклоткани, отличающаяся тем, что содержит внутренний армирующий слой из ровинга с отношением количества прядей вдоль ленты, по основе, и в перпендикулярном направлении, по утку, равным отношению действующих в трубопроводе соответственно кольцевых и осевых напряжений, причем слои ленты пропитаны адгезивом и подсушены до состояния препрега, а лента выполнена непрерывной с двусторонней оберткой из полиэтиленовой пленки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и используется при ремонте транспортирущих под давлением жидкость или газ трубопроводов, в частности для снижения кольцевых и аксиальных напряжений, возникающих от внутреннего давления в местах дефектов трубопровода вследствие коррозионных раковин, свищей, вмятин от механического воздействия.

Известен способ ремонта трубопровода под давлением, заключающийся в очистке дефектной зоны, заполнении коррозионных раковин и вмятин мастичным полимерным материалом, наложении на него бандажной муфты из армированного полимерного материала-ленты (RU 2108514 C1, 10.04.1998). В процессе намотки ленты осуществляют склеивание ее витков, уплотнение с последующим отверждением заполняющего местные дефекты мастичного полимерного материала.

В этом решении на концах равномерной по толщине стеклопластиковой муфты возникают значительные внутренние напряжения, способные вызвать растрескивание муфты, расслоение ее витков или отслаивание от трубопровода. Кроме того, муфта, сформированная на поверхности находящегося под давлением трубопровода, может отслоится от него при снижении давления в трубопроводе, поскольку в этом случае происходит значительная радиальная деформация трубопровода.

В этом известном решении существует опасность расслоения склеенных витков, поскольку предварительно изготовленная спиралевидная стеклопластиковая лента обладает слабой адгезионной связью между витками.

Известно техническое решение, направленное на устранение указанных недостатков (RU 2172886 C1, 27.10.2001). В указанном решении перед намоткой ленты на дефектную зону с заполняющим материалом приклеивает эластичную деформируемую прокладку, охватывающую трубопровод, а уплотнение витков ленты ведут с заданным натяжением, достаточным для максимального сжатия эластичной прокладки, при этом склеиваемые поверхности ленты подвергают механической обработке перед нанесением на них клея. Лента выполнена с убывающей по длине шириной для образования муфты с плавным уменьшением ее толщины к концам муфты, для чего намотку ленты начинают с ее широкого конца, который закрепляют хомутами. После намотки муфты закрепляют ее верхний узкий конец, на муфту и прилегающие участки трубопровода накладывают термоусадочную манжету, прогревают ее, обеспечивая усадку манжеты, отверждение адгезива и заполняющего материала.

Недостатками известных изобретений являются:

- использование для формирования бандажной муфты окончательно сформированной многослойной стеклопластиковой ленты, обладающей высокой жесткостью, затрудняющей требуемое натяжение ее витков при наматывании ленты на трубопровод;

- необходимо наносить на поверхность ленты адгезив для склеивания ее витков при наматывании, а контролировать в полевых условиях качество смешения компонентов адгезива и его дозирование сложно.

Известные конструкции полимерных лент не позволяют получить композиционный материал с заданным свойством в требуемых направлениях и тем самым создать бандажную муфту с оптимальным комплексом свойств, обеспечивающих восстановление несущей способности ремонтируемого участка трубопровода.

Задачей изобретения является повышение надежности и несущей способности бандажной муфты, а также повышение технологичности ее формирования.

Достигаемый при осуществлении заявленной группы изобретений результат заключается в снижении жесткости ленты, что приводит к значительному уменьшению усилия натяжения ленты при ее намотке, плотному прилеганию витков, не требует нанесения адгезива на поверхность ленты при ее намотке на трубопровод. Кроме того, повышаются физико-механические характеристики бандажной муфты с получением заданного отношения пределов прочности при растяжении в окружном и аксиальном направлениях.

Указанная задача решается тем, что при осуществлении способа определяют аварийную зону трубопровода, вскрывают его в этой зоне, удаляют изоляционное покрытие, зачищают дефектную зону с выявлением места и характера дефектной полости на поверхности трубопровода, наносят на нее заполняющий материал в неотвержденном деформируемом состоянии, наматывают с заданным натяжением на дефектную зону витки ленты с высокой прочностью на разрыв и закрепляют последний виток ленты с образованием охватывающей заполняющий материал муфты, устанавливают изоляционную манжету, нагревают и отверждают заполняющий материал и адгезив ленты, при этом используют для намотки бандажной муфты непрерывную липкую с двусторонней оберткой из полиэтиленовой пленки многослойную ленту, предварительно пропитанную связующим, причем при намотке ленты обертку удаляют, нагрев муфты для отверждения связующего и заполняющего материала осуществляют до установки изоляционной манжеты, при этом отношение пределов прочности при растяжении армированной ровингом ленты вдоль нее и поперек равно соответственно отношению действующих в трубопроводе кольцевых и осевых напряжений.

Кроме того, задача решается тем, что липкая армированная лента из композитного материала, содержащая несколько пропитанных связующим слоев стеклоткани, содержит армирующий внутренний слой из ровинга с отношением количества прядей вдоль ленты, по основе, и в перпендикулярном направлении, по утку, равным отношению действующих в трубопроводе соответственно кольцевых и осевых напряжений как 3:1, причем слои ленты пропитаны адгезивом и подсушены до состояния препрега, а лента выполнена непрерывной с двусторонней оберткой из полиэтиленовой пленки.

Основным отличием изобретения является использование липкой стеклопластиковой армированной ровингом с определенным соотношением прядей по основе и утку ленты с пропиткой ее слоев неотвержденным адгезивом в состоянии препрега.

Известно, что в бездефектной стальной трубе, нагруженной внутренним давлением, имеет место плоское напряженное состояние с соотношением действующих кольцевых и осевых напряжений примерно 3:1. Такое соотношение главных напряжений должно быть и в бандажной муфте. Этого можно достичь за счет оптимального соотношения армирующего материала в ленте с соотношением количества нитей вдоль ленты (по основе) и в перпендикулярном направлении (по утку).

Армирование ленты выполняют сочетанием однонаправленного армирующего материала в виде ровинга, то есть прядей, изготовленных из стекловолокна, со стеклотканью наружных покрывающих слоев в виде комбинации ламината из ровинга и стеклоткани с требуемой анизотропией свойств ленты в заданных направлениях.

Липкая армированная лента изготавливается в виде непрерывного полотна с двусторонней оберткой из полиэтиленовой пленки с предварительной пропиткой ее слоев адгезивом. В процессе наматывания ленты на трубопровод обертка удаляется.

Способ осуществляют следующим образом. Известными методами, например катодным обследованием, определяют прокорродированную зону трубопровода. В этой зоне трубопровод вскрывают, удаляют изоляцию, зачищают дефектную зону с выявлением места и характера дефектных полостей-раковин на наружной поверхности трубопровода. На дефектные полости наносят заполняющий материал в неотвержденом деформируемом состоянии. Накладывают на поверхность трубопровода в зоне дефекта конец липкой ленты, освобожденный от полиэтиленовой обертки, и производят намотку с небольшим натяжением ленты с одновременным удалением с нее обертки.

После окончания намотки ленты ее временно закрепляет хомутом и сформированную бандажную муфту обертывает электрогрелкой из графитовой стеклоткани с клеммами во взрывопожаробезопасном исполнении или другим аналогичным нагревательным элементом, облегающим бандажную муфту.

Производят нагрев муфты при заданной температуре для отверждения связующего (адгезива) ленты и заполняющего дефектные места материала, после чего нагревающий элемент удаляют и на бандажную муфту устанавливают изоляционную манжету из термоусаживающейся или липкой полиэтиленовой ленты.