способ ремонта трубопроводов и других металлоконструкций

Формула изобретения

1. Способ ремонта трубопроводов и других металлоконструкций, который включает в случае необходимости земляные работы, а также удаление старой изоляции, подготовку поверхности под нанесение нового изоляционного пласта и, собственно, нанесение новой изоляционной конструкции, который отличается тем, что участок трубопровода, который нуждается в ремонте, предварительно отделяется от трубопровода и околотрубная зона насыщается реагентами химически- или биологически активного взаимодействия на пограничный пласт «металл - старая изоляция», а земляные работы и удаление старой изоляции выполняются после окончательного разрушения упомянутого пограничного пласта, при этом подготовка поверхности для нанесения новой изоляционной конструкции выполняется с полным удалением остатков упомянутых химических и биологических реагентов.

2. Способ по п.1, который отличается тем, что отделенный участок трубопровода, который подлежит ремонту на период химического или биологического разрушения пограничного пласта «металл - старая изоляция», обеспечивается повышенными показателями токов электрохимической защиты.

Описание изобретения к патенту

Предполагаемое изобретение принадлежит к области ремонта трубопроводов и касается выполнения ремонтов трубопроводов разнообразного функционального назначения с выполнением замены изоляционного или лакокрасочного пласта и переизолирование и перекрашивание других металлических конструкций подземного и надземного залегания.

Известные химические составные части и элементы биологически активного взаимодействия, которые возникают во время эксплуатации трубопроводов с имеющимся изоляционным или лакокрасочным пластом, или без него (Крыжановский Е.И., Федорович Я.Т., Полутренко М.С. и др.: «Обеспечение микробиологической стойкости битумно-полимерного изоляционного покрытия»).

Эти факторы, пользуясь недостатками предварительно нанесенных изоляционных конструкций, в первую очередь продолжительным сроком эксплуатации и механическими повреждениями, вызывают неконтролируемую коррозию металла труб, которая приводит к досрочному выводу из эксплуатации трубопроводов, или необходимости срочного ремонта как самого трубопровода, так и изоляционного пласта, а чаще всего с полной заменой изоляции на трубопроводе.

Наиболее близким по технической сути к решению, которое заявляется, есть способ капитального ремонта (Правила производства работ при капитальном ремонте магистральных газопроводов ВСН 51-1-97, Москва 1997 г, дополн. 2, раздел III стр.60-65), который включает в себя выполнение работ по восстановлению трубопровода и освобождению от остатков грунта, снятие старого изоляционного пласта водоструйными или механическими средствами, подготовка поверхности абразивоструйным оборудованием и инструментами, собственно, нанесение новой изоляционной конструкции и работы по закапыванию трубопровода и рекультивации производственной полосы.

Это техническое решение принимаем за ближайший аналог (прототип).

Основным недостатком такого решения есть сверхвысокие технологические и эксплуатационные затраты по выполнению операций удаления старого изоляционного пласта и подготовка поверхности, особенно в случаях выполнения работ без остановки транспорта взрывоопасных продуктов, в первую очередь газа и нефти.

В местах, где технологический праймер, который является адгезивным пластом между металлом трубы и изоляцией, локализовано остается неразрушенным, возникает значительная сложность с удалением изоляции в этих зонах, особенно битумной, ленточной, красочной, а главное приводит к значительным потерям абразивного материала при подготовке поверхности под дальнейшее нанесение новой изоляционной конструкции, которая в зависимости от условий, в несколько раз, а иногда и на порядок, снижает скорость выполнения капитального ремонта трубопроводов.

Задачей изобретения, которое заявляется, есть сокращение затрат на выполнение ремонтов трубопроводов при одновременном повышении производительности и качества ремонтных операций.

Данный технический результат достигается в способе ремонта трубопроводов и других металлоконструкций, который включает выполнение следующих операций: земляные работы (в случае необходимости), удаление старой изоляции (старого изоляционного покрытия), подготовка поверхности под нанесение нового изоляционного пласта и нанесение новой изоляционной конструкции, участок трубопровода, который подлежит ремонту (нуждается в ремонте), предварительно отделяют от трубопровода (от остаточной нити трубопровода).

Дальше, зона вокруг трубы (околотрубная зона) насыщается реагентами химически активного или биологически активного взаимодействия на пограничный пласт «металл - старая изоляция», а земляные работы и удаление старой изоляции выполняются после окончательного разрушения упомянутого пограничного пласта (адгезийных связей пограничного пласта), при этом подготовка поверхности для нанесения новой изоляционной конструкции выполняется с полным удалением остатков упомянутых химических и биологических реагентов.

Кроме того, отделенный участок трубопровода на период химического, или биологического разрушения пограничного пласта «металл - старая изоляция», обеспечивается повышенными показателями токов электрохимической защиты.

На фиг.1 изображена общая схема выполнения ремонта трубопровода 1 по способу, который представлен к заявлению.

На фиг.2 изображена зона, которая подлежит инъекцированию химически- или биологически активными материалами-реагентами 2 контролируемого разрушительного действия.

На фиг.3 изображен вариант разрушения слоя праймера 3 под действием биологически активных реагентов.

На фиг.4 изображен вариант разрушения металла стенки 4 трубопровода 1 под действием химических и биологических реагентов.

На фиг.5 изображена дальнейшая схема выполнения земляных работ, работ по удалению старого изоляционного пласта 5 (старой изоляции), работ по подготовке поверхности трубопровода 1 и нанесению новой изоляционной конструкции 6.

Предварительно, с обеих сторон участка трубопровода 1, который подлежит ремонту, создаются известными способами переходные зоны, которые отделяют упомянутый участок от остаточной нити трубопровода 1. Средствами такого обособления трубопровода 1 может быть вырезка участка, или дополнительное комплексное изолирование переходных зон 7. Дальше, в зону близлежащую к трубопроводу 1, через грунтовый массив 8 с помощью инжекторов 9 в нескольких участках вдоль трубопровода 1 инъекцируется материал-реагент 2. Материал-реагент представляет смесь известных химических веществ, которые повышают скорость процессов разрушения неметалла старого изоляционного пласта 5, а точнее адгезийного пограничного пласта, или скорость коррозийных процессов металла стенки 4 трубопровода 1 в пограничном пласте. Биологически активными реагентами могут быть (применяться) штаммы известных бактериальных образований, которые распространяются и размножаются в пограничной зоне «металл - старая изоляция», вызывая разрушение адгезийного пограничного пласта, который создает целостную конструкцию «старый изоляционный пласт 5 - стенка 4 трубопровода 1». На период химического, биологического или биохимического разрушения адгезийного пограничного пласта «старый изоляционный пласт 5 - стенка 4 трубопровода 1» неконтролируемые коррозийные процессы на трубопроводе 1 предотвращаются за счет подъема силовых характеристик, в первую очередь токов катодной станции 10 электрохимической защиты трубопровода 1.

Штатные операции по переизоляции трубопровода 1 выполняются известной техникой общего и специального использования, например земляные работы - экскаваторами и бульдозерами (на фиг. не показаны), удаление старого изоляционного пласта 5 - водоструйной очисткой под высоким давлением, подготовка поверхности под нанесение нового изоляционного пласта - абразивоструйным оборудованием 12, нанесение покрытия (новой изоляционной конструкции) - изоляционными комплексами 13.

Способ, который заявляется, реализуется следующим образом: Сначала отделяют участок трубопровода 1 от другой части трубопровода 1 за счет переходных зон 7, что препятствуют попаданию продуктов деятельности материалов-реагентов 2 и самих материалов с обеих сторон участка, а именно в зоне, где разрушение изоляции недопустимо и ремонт изоляции не запланирован. Дальше, материалы-реагенты 2 с помощью силовых инжекторов 9 инъекцируются в околотрубную зону трубопровода 1. Химически- и биологически активные материалы, которые являются составляющими материалов-реагентов 2, через повреждения, расслоения, пористые включения, и текстурные поры попадают в пограничный слой «старый изоляционный пласт 5 - стенка 4 трубопровода 1», где воссоздают разрушительные химические, биологические или биохимические процессы, которые гарантируют нарушение адгезии между металлом трубопровода 1 и старым изоляционным покрытием (старым изоляционным пластом 5). При этом скорость этих процессов регулируется за счет возможности большого диапазона изменения токов катодной станции 10 электрохимической защиты трубопровода 1. При этом повышение токов электрохимической защиты гарантирует устранение выноса металла стенки 4 трубопровода 1 на период разрушения адгезийного пограничного слоя.

По истечении расчетного времени на разрушение адгезийного пограничного слоя и в связи с этим, обеспечением «нулевой» адгезии старого изоляционного покрытия (старого изоляционного пласта 5) к металлу стенки 4 трубопровода 1 выполняется ремонт изоляционного покрытия трубопровода с выполнением земляных работ по обновлению трубопровода 1, скоростного удаления старого изоляционного пласта 5, который не имеет адгезийных связей с металлом стенки 4.

Удаление старого изоляционного пласта проводится в частности механическими щетками или скребками, а также может быть применено водоструйное или абразивоструйное удаление внешнетрубными передвижными машинами.

Дальше выполняется подготовка поверхности трубопровода 1 без остатков предыдущего слоя праймера, что обеспечивает быструю подготовку поверхности механическими или абразивоструйными средствами с помощью зачищающих головок или вручную, с обязательным обеспечением удаления остатков реагентов и продуктов их деятельности.

Предшествует обратной рекультивации грунта нанесение новой изоляционной конструкции с помощью механизированного оборудования, например, самоходных многосопловых головок, распыление под высоким давлением изоляционных полиуретанов и эпоксидов.

Предложенное решение разрешает значительно сократить затраты на выполнение ремонтов трубопроводов за счет сокращения технологических затрат на удаление старого изоляционного слоя и подготовку поверхности под нанесение новой изоляционной конструкции, и повысить при этом одновременно производительность и качество ремонтных операций.

Предложенное решение, на сегодня, прошло лабораторно-исследовательские испытания на трубопроводах местного значения и лабораторных трубопроводах. Предложены для дальнейшей разработки планово-регламентные мероприятия при капитальном ремонте трубопроводов большого диаметра и металлических конструкций другого назначения.