EA002564B1 - Способ ремонта трубопровода и устройство для его осуществления - Google Patents

Abstract

Способ ремонта трубопровода, включающий установку цилиндрической муфты (3) с патрубками (8, 9, 10, 11) на поврежденный участок трубопровода (1) с образованием кольцевого зазора между ними, герметизацию торцов муфты (3) на трубопроводе (1) и подачу в кольцевой зазор между муфтой (3) и трубопроводом (1) композитного материала (6) на основе эпоксидной смолы. Подачу композитного материала (6) осуществляют в два этапа. На первом этапе перед подачей композитного материала (6) перекрывают периферийные патрубки (9, 11) и открывают средний патрубок (10), а на втором этапе - перекрывают средний патрубок (10) и открывают периферийные патрубки (9, 11) муфты (3). Устройство для ремонта трубопровода, выполнено в виде цилиндрической муфты (3) с патрубками (8, 9, 10, 11), один из которых (10) расположен в средней части муфты (3). Внутренний диаметр муфты (3) превышает внешний диаметр трубопровода (1) на величину, достаточную для образования кольцевого зазора между ними.

Description

Настоящее изобретение относится к способам ремонта трубопроводов без остановки перекачки продукта, а именно, к способу ремонта трубопровода и устройству для его осуществления.

Наиболее эффективно настоящее изобретение может быть использовано для трубопроводов, транспортирующих нефть, нефтепродукты и/или газ.

Кроме того, изобретение может быть использовано для трубопроводов, транспортирующих любую другую жидкую среду, например воду.

Статистика аварий показывает, что после 20-25 лет эксплуатации трубопроводов начинается рост аварийности, обусловленный ухудшением их технического состояния. Причины такого ухудшения связаны с воздействиями на трубопровод перекачиваемого продукта и окружающей среды, которые вызывают накопление и развитие усталостных и коррозионных повреждений в металле труб.

Применяемые на магистральных трубопроводах интеллектуальные средства внутритрубной диагностики позволяют обнаруживать в линейной части трубопроводов дефекты различных типов. По результатам расчета на прочность те из дефектов, которые представляют опасность для целостности трубопроводов, подлежат ремонту.

Известен способ ремонта трубопровода, заключающийся в вырезке вышедшего из строя участка трубопровода и врезке на его место нового участка. Этот способ имеет существенные недостатки из-за сложности и высокой стоимости, а также из-за того, что он выводит из действия на время ремонта весь трубопровод на длительное время.

Известен способ ремонта трубы и устройство для его осуществления (А.Г. Гумеров, Х.А. Азметов, Р.С. Гумеров, М.Г. Векштейн Аварийновосстановительный ремонт магистральных трубопроводов М., Недра, 1998, стр. 81-95). Муфта приваривается к трубе герметизирующими сварными кольцевыми швами. В процессе сварки труб в зоне сварки возникают остаточные (сварочные) напряжения, которые, складываясь с напряжениями от внутреннего давления, могут привести к образованию трещин. Трещины могут возникать как в процессе нагрева и кристаллизации металла, так и после его остывания.

В другом известном способе (СВ, А, № 2 210 134) ремонта трубопровода муфта устанавливается на поврежденной трубе (симметрично относительно дефекта) с кольцевым зазором, например в 16 мм, чтобы скомпенсировать овальность трубы и муфты. Кольцевой зазор заполняется композитным материалом на основе эпоксидной смолы, который сцепляется с трубопроводом и муфтой, и обеспечивает достаточно эффективную разгрузку трубопровода в зоне дефекта.

Устройство для осуществления этого способа включает в себя цилиндрическую муфту, состоящую из двух полумуфт, верхней и нижней, которые соединяются между собой сварными швами при монтаже муфты на трубопровод. При этом сама муфта к трубопроводу не приваривается. Боковые кромки обеих полумуфт имеют разделку под сварку. В верхней полумуфте имеется три ряда контрольных отверстий, предназначенных для выпуска воздуха и контроля уровня композитного состава при заливке. По мере заполнения муфты композитным составом в контрольные отверстия ввинчиваются болты.

В обеих полумуфтах имеются по четыре резьбовых отверстия, в которые вворачиваются установочные болты, предназначенные для регулировки зазора между муфтой и трубой и выполняющие функцию опор при установке муфты на трубопровод.

Перед началом работы в нижнюю полумуфту ввинчивается входной стальной патрубок, предназначенный для подсоединения к нему гибкого шланга, по которому подается композитный состав, а в верхнюю ввинчиваются два выходных стальных патрубка. Затем полумуфты устанавливают с кольцевым зазором на трубе симметрично по отношению к дефекту и сваривают их между собой. Допуск на величину кольцевого зазора позволяет ремонтировать трубопроводы с дефектами геометрии в поперечном сечении и изгибом продольной оси. Торцы муфты заполняют затвердевающим в течение часа герметиком.

Устройство работает следующим образом.

Выходные патрубки открывают и через входной патрубок в кольцевой зазор между муфтой и трубопроводом подают композитный материал на основе эпоксидной смолы. Процесс заполнения кольцевого зазора производится до появления материала в выходных патрубках, после чего входной и выходные патрубки перекрывают. Композитный материал в кольцевом зазоре затвердевает до требуемой прочности в течение 24 ч.

Существенным недостатком указанного способа и устройства является то обстоятельство, что при заполнении композитным составом кольцевого зазора в зоне дефекта может оставаться воздушный пузырь, ухудшающий адгезию композитного состава к муфте и, соответственно, разгрузку трубы в зоне дефекта и эксплуатационную надежность дефектного участка трубопровода.

В основу настоящего изобретения положена задача создания такого способа ремонта трубопровода и устройство для его осуществления, который обеспечивал бы исключение появления воздушного пузыря при заполнении кольцевого зазора композитным материалом для обеспечения полной адгезии композитного состава к муфте и трубопроводу в зоне дефекта.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе ремонта трубопровода, включающем установку цилиндрической муфты с патрубками на поврежденный участок трубопровода с образованием кольцевого зазора между ними, герметизацию торцов муфты на трубо3 проводе и подачу в кольцевой зазор между муфтой и трубопроводом композитного материала на основе эпоксидной смолы согласно изобретению, перед подачей композитного материала в кольцевой зазор с помощью дополнительного выходного патрубка, расположенного в средней части муфты, сообщают кольцевой зазор с окружающей атмосферой, остальные выходные патрубки муфты перекрывают, затем через входной патрубок подают композитный материал и процесс заполнения производят до тех пор, пока композитный материал не появится в дополнительном патрубке, после чего его перекрывают и открывают остальные выходные патрубки и процесс заполнения продолжают до появления в них композитного материала, после чего эти и входной патрубки перекрывают.

Предлагаемый способ позволяет исключить образование воздушного пузыря при заполнении композитным материалом кольцевого зазора за счет максимального заполнения последнего, что, в свою очередь, обеспечивает полную адгезию композитного материала к муфте и трубопроводу. Это обстоятельство обеспечивает эффективную разгрузку трубопровода в зоне дефекта и существенно повышает эксплуатационную надежность дефектного участка трубопровода.

Поставленная задача решается также и за счет того, что в устройстве для ремонта трубопровода, содержащем цилиндрическую муфту с патрубками для подачи и отвода композитного материала, устанавливаемую на дефектном участке трубопровода, при этом внутренний диаметр муфты превышает внешний диаметр трубопровода на величину, достаточную для образования кольцевого зазора между муфтой и трубопроводом, согласно изобретению, в средней части муфты установлен дополнительный патрубок.

Другие цели и преимущества настоящего изобретения станут понятны из следующего детального описания примера его выполнения и прилагаемых чертежей, на которых фиг. 1 изображает участок трубопровода с полумуфтами;

фиг. 2 - устройство согласно изобретению, установленное на трубопроводе;

фиг. 3 - продольный разрез трубопровода с установленной муфтой;

фиг. 4 изображает перераспределение потоков композитного материала при заполнении кольцевого зазора.

Первый этап при проведении ремонта сводится к обнаружению дефектного участка трубопровода, в результате, например, коррозии или вмятины. Для обнаружения дефекта может быть использовано, например, интеллектуальное средство внутритрубной диагностики. Участок трубопровода в зоне дефекта очищается от изоляции и обрабатывается с помощью дробеструйной установки.

На участок трубопровода 1 (фиг. 1-3), имеющий повреждение 2 типа вмятина, симметрично по отношению к дефекту 2 устанавливается цилиндрическая муфта 3, охватывающая трубопровод 1 и состоящая из нижней 4 и верхней 5 полумуфт. Полумуфты 4, 5 соединяются между собой сварными швами при монтаже муфты 3 на трубопроводе 1, при этом сама муфта 3 к трубопроводу 1 не приваривается. Внутренний диаметр муфты 3 превышает внешний диаметр трубопровода 1 на величину, достаточную для образования кольцевого зазора между ними.

Перед закачиванием в кольцевой зазор композитного материала 6 на основе эпоксидной смолы торцы муфты 3 герметизируются герметиком 7 (фиг. 3) на основе полиэфирной смолы, затвердевающим в течение часа. В качестве герметика 7 может быть использован любой из известных материалов, пригодных для этой цели.

В нижнюю полумуфту 4 ввинчивается входной стальной патрубок 8. В верхнюю полумуфту 5 ввинчиваются три выходных стальных патрубка 9, 10, 11, один из которых, 10, расположен в средней части муфты 3, а другие - по ее краям. Кроме того, в верхней полумуфте 5 имеется три ряда контрольных отверстий, в которые вворачиваются контрольные болты 12, предназначенных для контроля уровня композитного материала при заполнении.

В обеих полумуфтах 4, 5 имеются по четыре резьбовых отверстия, в которые вворачиваются установочные болты 13, предназначенные для регулировки зазора между муфтой 3 и трубопроводом 1 и выполняющие функцию опор при установке муфты 3 на трубопровод 1. После выполнения технологической операции герметизации торцов муфты 3 (фиг. 3) установочные болты 13 выворачиваются заподлицо с краями муфты 3.

На патрубок 8 надевают один из концов армированного шланга 14 длиной не менее 0,5 м, закрепляют его на патрубке 8 с помощью хомута 15, затем устанавливают на шланге 14 зажим 16, при этом другой конец шланга 14 подсоединяют к нагнетательному насосу (на фигуре не показан).

На патрубки 9, 10 и 11 надевают шланги 17, 18, 19 длиной не менее 0,5 м, закрепляют их с помощью хомутов 20, 21, 22 и надевают на них соответственно зажимы 23, 24 и 25.

Устройство работает следующим образом.

С помощью зажимов 23 и 25 перекрывают патрубки 9 и 11, а с помощью зажима 24 открывают патрубок 10, сообщая кольцевой зазор с окружающей атмосферой. Включают насос и через шланг 14 нагнетают композитный материал 6 в кольцевой зазор до тех пор, пока в шланге 18 среднего патрубка 10 не покажется композитный материал 6. После этого останавливают насос и с помощью зажима 24 перекрывают патрубок 10. Затем с помощью зажимов 23 и 25 открывают патрубки 9, 11, включают насос и продолжают заполнение композитным материалом 6 кольцевого зазора до тех пор, пока шланги 17 и 19 крайних выходных патрубков 9 и 11 не будут заполнены композитным материалом 6. После чего останавливают насос и с помощью зажимов 16, 23 и 25 перекрывают патрубки 8, 9, 11 и отключают насос от шланга 14. Композитный материал 6 в кольцевом зазоре затвердевает до требуемой прочности в течение 24 ч.

Давление на выходе насоса при подаче композитного материала 6 в кольцевой зазор поддерживается на уровне 7-10 атм.

На фиг. 4 изображено перераспределение потоков композитного материала 6 при заполнении кольцевого зазора. Вначале композитный материал 6 (основной поток) поступает от входного патрубка 8 к выходному патрубку 10 (в зону дефекта), а в дальнейшем к патрубкам 9 и 11, заполняя полностью периферийное пространство кольцевого зазора.

Claims (2)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ ремонта трубопровода, включающий установку цилиндрической муфты (3) с патрубками (8, 9, 10, 11) на поврежденный участок трубопровода (1) с образованием кольцевого зазора между ними, герметизацию торцов муфты (3) на трубопроводе (1) и подачу в коль цевой зазор между муфтой (3) и трубопроводом (1) композитного материала (6) на основе эпоксидной смолы, отличающийся тем, что перед подачей композитного материала (6) в кольцевой зазор с помощью дополнительного выходного патрубка (10), расположенного в средней части муфты (3), сообщают кольцевой зазор с окружающей атмосферой, остальные выходные патрубки (9, 11) муфты (3) перекрывают, затем через входной патрубок (8) подают композитный материал (6) и процесс заполнения производят до тех пор, пока композитный материал (6) не появится в дополнительном выходном патрубке (10), после чего его перекрывают и открывают остальные выходные патрубки (9, 11) и процесс заполнения продолжают до появления в них композитного материала (6), после чего эти и выходной патрубки (8, 9, 11) перекрывают.

2. Устройство для ремонта трубопровода, содержащее цилиндрическую муфту (3) с патрубками (8, 9, 11) для подачи и отвода композитного материала (6), устанавливаемую на дефектном участке трубопровода (1), при этом внутренний диаметр муфты (3) превышает внешний диаметр трубопровода (1) на величину, достаточную для образования кольцевого зазора между муфтой (3) и трубопроводом (1), отличающееся тем, что в средней части муфты (3) установлен дополнительный патрубок (10).