RU2172886C1

RU2172886C1 - Method for pipeline repairs

Info

Publication number: RU2172886C1
Application number: RU2000125088/06A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Протасов; В.Н. Коваль; В.А. Фатихов
Original assignee: Ооо "Фолеон"; Протасов Виктор Николаевич
Priority date: 2000-10-06
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2001-08-27

Abstract

FIELD: construction engineering; repairing and reinforcing pipelines carrying gas or liquid. SUBSTANCE: method involves detection of damage area of pipeline, opening of pipeline, stripping of its insulation, and mechanical cleaning of affected area on pipeline surface. Filling material is introduced while in non-solidified and deformable state in defective cavities and flexible deformable gasket is attached to this area so that it embraces the pipeline. Tape is tightly wound on gasket to ensure its gasket deformation so that reinforcing sleeve is formed. Width of tape is decreasing lengthwise and wound starting from wide end which is fastened to flexible gasket. In the course of winding tape is mechanically cleaned and covered with adhesive; narrow end of tape is fixed after winding of sleeve whose thickness decreases from center to its ends. Shrink ferrule is put on sleeve and heated thereby ensuring its shrinkage, hardening of adhesive and filling material. EFFECT: improved reliability of pipeline. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и используется при ремонте и упрочнении трубопровода, транспортирующего газ или жидкость, в частности, для снижения кольцевых и аксиальных напряжений, возникающих от действия внутреннего давления в местах дефектов трубопровода - коррозионных раковин и свищей, вмятин от механических воздействий и т.п. The invention relates to construction and is used in the repair and hardening of a pipeline transporting gas or liquid, in particular, to reduce ring and axial stresses arising from the action of internal pressure in places of pipeline defects - corrosion sinks and fistulas, dents from mechanical stress, etc. .

Известно техническое решение, направленное на предотвращение образования и развития трещин в трубопроводе (RU 2097646 C1, 27.11.97, F 16 L 57/00). В этом решении кольцевые напряжения снижают за счет сварки с трубопроводом стальной полноохватывающей муфты с определенной толщиной стенки; при проведении этих работ осуществляют снижение давления перекачиваемого по трубопроводу продукта на заданную величину. Недостатком известного решения является предотвращение развития дефекта только в осевом направлении. A technical solution is known aimed at preventing the formation and development of cracks in the pipeline (RU 2097646 C1, 11.27.97, F 16 L 57/00). In this solution, annular stresses are reduced by welding with a pipe a steel full sleeve coupling with a certain wall thickness; during these works, the pressure of the product pumped through the pipeline is reduced by a predetermined amount. A disadvantage of the known solution is to prevent the development of a defect only in the axial direction.

Известен способ ремонта трубопровода под давлением, заключающийся в очистке дефектной зоны, заполнении коррозионных несквозных раковин полимерным мастичным материалом, наложении на него бандажной муфты из армированного полимерного материала-ленты (RU 2108514 C1, 10/04/98, F 16 L 55/18). В процессе намотки на трубопровод ленты осуществляют склеивание ее витков (по меньшей мере двух последних), уплотнение обмотки с последующим отверждением заполняющего раковины полимерного мастичного материала. Однако 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. There is a method of repairing a pipeline under pressure, which consists in cleaning the defective zone, filling corrosion-free through-holes with polymer mastic material, applying a bandage sleeve from reinforced polymer material tape (RU 2108514 C1, 10/04/98, F 16 L 55/18) . In the process of winding the tape on the tape, gluing its coils (at least the last two), sealing the windings followed by curing of the polymer mastic material filling the shell. However, in this solution, at the ends of the fiberglass sleeve that is uniform in thickness, significant internal stresses arise that can cause cracking of the sleeve, delamination of its turns or peeling from the pipeline.

Кроме того, бандажная муфта, сформированная на поверхности трубопровода, находящегося под давлением, может отслоиться от трубопровода при снижении в нем давления, поскольку в этом случае происходит значительная радиальная деформация трубопровода. В известном решении работы ведут при положительных температурах воздуха, тогда как желательно вести ремонтные работы и при температуре воздуха ниже плюс 5^oC.In addition, the retaining sleeve formed on the surface of the pipeline under pressure can peel off from the pipeline when the pressure in it decreases, since in this case significant radial deformation of the pipeline occurs. In the known solution, the work is carried out at positive air temperatures, while it is desirable to carry out repair work and at an air temperature below plus 5 ^o C.

Также в известном решении существует опасность расслоения склеенных витков муфты, поскольку заранее изготовленная спиралевидная стеклопластиковая лента обладает достаточно слабой адгезией к адгезиву, склеивающему витки бандажной муфты, вследствие достаточно полной полимеризации связующего стеклопластиковой ленты в процессе ее изготовления и последующего хранения до применения. Also, in the known solution, there is a risk of delamination of the glued turns of the coupling, since the prefabricated spiral-shaped fiberglass tape has a rather weak adhesion to the adhesive gluing the turns of the retaining sleeve due to the sufficiently complete polymerization of the fiberglass adhesive tape during its manufacture and subsequent storage prior to use.

Заявленное изобретение направлено на устранение указанных недостатков. The claimed invention is aimed at eliminating these disadvantages.

Задачей изобретения является повышение надежности ремонтной муфты. The objective of the invention is to increase the reliability of the repair clutch.

Технический результат - выравнивание напряжения в муфте, улучшение адгезии между витками муфты и клеящим веществом, а также между муфтой и трубопроводом, возможность ведения работ при температуре ниже плюс 5^oC.EFFECT: equalization of stress in the coupling, improved adhesion between the turns of the coupling and the adhesive, as well as between the coupling and the pipeline, the ability to work at temperatures below plus 5 ^o C.

Задача решается тем, что после заполнения дефектных полостей (раковин) неотвержденным деформируемым материалом на дефектную полость приклеивают эластичную прокладку, охватывающую трубопровод, намотку ленты поверх прокладки ведут с заданным натяжением с помощью прижимного валика, обеспечивающего максимальную деформацию прокладки и плотное прилегание витков ленты, лента имеет ширину, постепенно убывающую по длине ленты, причем намотку ленты начинают с ее широкого конца, который закрепляют на трубопроводе хомутами по углам ленты, обе поверхности стеклопластиковой ленты до нанесения адгезива подвергают механической обработке шлифмашинкой или другим слесарно-механическим методом, а после намотки ленты ее узкий конец закрепляют одним или несколькими хомутами с их затяжкой, на муфту и прилегающие участки трубопровода накладывают термоусадочную манжету и ее прогревают, что обеспечивает отверждение адгезива, заполняющего материала и усадку манжеты. The problem is solved in that after filling the defective cavities (shells) with uncured deformable material, an elastic gasket covering the pipeline is glued to the defective cavity, the tape is wound over the gasket with a predetermined tension by means of a pressure roller providing maximum gasket deformation and a tight fit of the tape turns, the tape has the width gradually decreasing along the length of the tape, and the winding of the tape starts from its wide end, which is fixed on the pipeline with clamps at the corners of the tape, both the surfaces of the fiberglass tape before mechanical application of the adhesive are machined with a grinder or other mechanical-mechanical method, and after winding the tape, its narrow end is secured with one or more clamps and tightened, a heat-shrink sleeve is applied to the sleeve and adjacent sections of the pipeline and it is heated, which ensures adhesive curing filling material and shrink cuff.

Прижимной ролик, ось которого связана зубчатой передачей и храповым устройством с кольцеобразными направляющими, охватывающими трубопровод и закрепленными на нем по обе стороны наматываемой ленты, совершает планетарное движение (вращение вокруг своей оси и вокруг трубопровода) с помощью ручного или механизированного привода, осуществляя намотку муфты из ленты с заданным усилием натяжения и прижатия витков, создаваемым пружинами и регулировочными винтами. The pinch roller, the axis of which is connected by a gear and a ratchet device with ring-shaped guides covering the pipeline and fixed on it on both sides of the winding belt, makes a planetary movement (rotation around its axis and around the pipeline) using a manual or mechanized drive, by winding the coupling from tapes with a given tension and pressing force of the turns created by the springs and adjusting screws.

Намотка муфты из ленты переменной ширины обеспечивает получение муфты с уменьшением ее толщины от середины к концам, что позволяет снизить концентрацию напряжений по концам муфты. Winding the coupling from a tape of variable width provides a coupling with a decrease in its thickness from the middle to the ends, which reduces the stress concentration at the ends of the coupling.

Эластичная прокладка под муфтой выполняет роль компенсатора и при снижении давления в трубопроводе, приводящем к уменьшению его диаметра, обеспечивает надежный контакт муфты с трубопроводом без отслаивания. The elastic gasket under the coupling acts as a compensator and, when the pressure in the pipeline decreases, resulting in a decrease in its diameter, it provides reliable contact between the coupling and the pipeline without peeling.

Другим вариантом предотвращения отслаивания муфты от трубопровода при снижении давления перекачиваемого продукта является последовательное наматывание на трубопровод нескольких стеклопластиковых лент (не менее двух). Первая наматываемая стеклопластиковая лента образует на трубопроводе два начальных витка бандажной муфты, причем адгезив наносится только на ее нижний широкий конец, накладываемый на трубопровод и приклеиваемый к нему с последующим прижатием углов этого конца к трубопроводу хомутами, а также на верхний конец, приклеиваемый к соприкасающемуся витку с последующим прижатием верхнего конца хомутами, в результате начальные витки остаются несклеенными. Затем наматывается следующая стеклопластиковая лента с наложением адгезива на все соприкасающиеся поверхности витков с фиксацией хомутами нижнего и верхнего концов этой ленты. Несклеенные первые два начальных витка бандажной муфты разворачиваются при уменьшении диаметра трубопровода вследствие снижения давления перекачиваемого продукта, предотвращая тем самым отслаивание муфты. Another option to prevent peeling of the coupling from the pipeline while reducing the pressure of the pumped product is the sequential winding on the pipeline of several fiberglass tapes (at least two). The first winded fiberglass tape forms two initial turns of the retaining sleeve on the pipeline, and the adhesive is applied only to its lower wide end, applied to the pipe and glued to it with subsequent clamping of the corners of this end to the pipe with clamps, as well as to the upper end, glued to the contacting coil followed by pressing the upper end with clamps, as a result, the initial turns remain un glued. Then the next fiberglass tape is wound with adhesive applied to all contacting surfaces of the coils with fixing with clamps of the lower and upper ends of this tape. The non-glued first two initial turns of the retaining sleeve are deployed when the diameter of the pipe is reduced due to a decrease in the pressure of the product being pumped, thereby preventing peeling of the sleeve.

Для предотвращения вытекания при повышенной температуре окружающего воздуха мастичного материала, заполняющего обьем раковины, или другого вида дефекта до наложения и закрепления на трубопроводе широкого конца наматываемой ленты на поверхность трубопровода в месте дефекта накладывается после заполнения дефекта мастичным материалом стеклопластиковая накладка, обладающая достаточной адгезией по отношению к мастичному материалу и к адгезиву и имеющая по периметру размеры, превышающие размеры дефекта. To prevent leakage of mastic material filling the sink volume or other type of defect at elevated ambient temperature before applying and fixing the wide end of the wound tape on the pipeline at the defect site, a fiberglass patch is applied after filling the defect with mastic material, which has sufficient adhesion to mastic material and adhesive and having a perimeter larger than the defect.

Фиксация начального широкого конца ленты на трубопроводе позволяет получить необходимое обжатие эластичной прокладки, надежное заполнение раковин заполняющим мастичным материалом, качественное склеивание витков муфты и равномерное натяжение витков, высокое сопротивление муфты разрыву. Fixing the initial wide end of the tape on the pipeline allows you to obtain the necessary compression of the elastic gasket, reliable filling of the shells with filling mastic material, high-quality bonding of the coupling turns and uniform tension of the turns, high resistance of the coupling to rupture.

Механическая обработка поверхностей стеклопластиковой ленты до нанесения адгезива улучшает склеивание витков вследствие разрыва сшитых при полимеризации межмолекулярных связей в поверхностном слое связующего и образования свободных радикалов, обеспечивающих высокую адгезионную активность поверхностей ленты но отношению к адгезиву (эффект механодеструкции); одновременно возрастает фактическая площадь контакта адгезива со склеиваемыми поверхностями ленты. The mechanical treatment of the surfaces of the fiberglass tape before applying the adhesive improves the bonding of the coils due to the breaking of the intermolecular bonds crosslinked during polymerization in the surface layer of the binder and the formation of free radicals, which ensure high adhesive activity of the tape surfaces in relation to the adhesive (mechanical destruction effect); at the same time, the actual contact area of the adhesive with the adhesive surfaces of the tape increases.

Закрепление узкого конца ленты после ее намотки позволяет сохранить заданное обжатие эластичной прокладки и витков муфты. Fixing the narrow end of the tape after winding it allows you to save the specified compression of the elastic strip and the turns of the coupling.

Термоусадочная манжета герметизирует муфту, устраняет проникновение влаги к ее виткам и к восстановленному трубопроводу и последующее их расслоение. A heat-shrink sleeve seals the coupling, eliminates the penetration of moisture to its turns and to the restored pipeline and their subsequent delamination.

Прогрев обеспечивает отверждение адгезива и заполняющего дефект мастичного материала при отрицательных температурах и ускоряет отверждение при положительных. Warming up ensures curing of the adhesive and mastic material filling the defect at low temperatures and accelerates curing at positive temperatures.

Изобретение поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 изображена муфта (1 - труба с дефектом, 2 - заполняющий материал, 3 - эластичная прокладка, 4 - стеклопластиковая лента, намотанная на трубопровод, 5 - термоусадочная манжета, 6 - хомут), а на фиг. 2 - натяжной ролик (1 - труба с дефектом, 3 - эластичная прокладка, 4 - наматываемая на трубопровод лента, 7 - прижимной ролик, 8 - ось ролика, 2 - заполняющий материал). The invention is illustrated by graphic material, where in FIG. 1 shows a sleeve (1 - pipe with a defect, 2 - filling material, 3 - elastic gasket, 4 - fiberglass tape wound around the pipeline, 5 - heat shrink sleeve, 6 - clamp), and in Fig. 2 - tension roller (1 - defective pipe, 3 - elastic gasket, 4 - tape wound around the pipeline, 7 - pressure roller, 8 - roller axis, 2 - filling material).

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Известными методами, например катодным обследованием, определяют прокорродированную аварийную зону трубопровода. В этой зоне трубопровод вскрывают, удаляют изоляцию, зачищают дефектную зону с выявлением места и характера дефектных полостей-раковин на наружной поверхности трубопровода. Дефектные полости заполняют отверждаемым заполняющим материалом в неотвержденном деформируемом состоянии и наносят на поверхность трубы и заполняющий материал совместимый с ним адгезив, после чего на трубопровод в дефектной зоне приклеивают эластичную прокладку. Возможно нанесение адгезива на эластичную прокладку перед ее приклеиванием. Known methods, such as cathodic examination, determine the corroded emergency zone of the pipeline. In this zone, the pipeline is opened, insulation is removed, the defective zone is cleaned with the location and nature of the defective cavity-shells on the outer surface of the pipeline. Defective cavities are filled with a cured filling material in an uncured deformable state and a compatible adhesive is applied to the pipe surface and the filling material, after which an elastic gasket is glued to the pipeline in the defective zone. It is possible to apply adhesive to an elastic pad before gluing it.

Широкий конец стеклопластиковой ленты, образующей бандажную муфту, закрепляют на эластичной прокладке хомутами, например стеклопластиковыми, по углам конца ленты вне зоны намотки муфты. Намотку ленты ведут с заданным ее натяжением, обеспечивающим удельное контактное сдавливание склеиваемых поверхностей ленты в пределах от 0,4 до 6 кг/см². Поверхность ленты перед нанесением на нее адгезива обрабатывают механическим способом для разрушения тонкого поверхностного слоя.The wide end of the fiberglass tape forming the retaining sleeve is secured to the elastic gasket with clamps, for example fiberglass, at the corners of the end of the tape outside the sleeve winding area. The tape is wound with its predetermined tension, providing specific contact compression of the tape surfaces to be glued in the range from 0.4 to 6 kg / cm ² . The surface of the tape before applying the adhesive to it is treated mechanically to destroy a thin surface layer.

Поскольку лента выполнена с убывающей по длине шириной, то возможна намотка ленты с изменяемой величиной ее натяжения, что обеспечивается соответствующей регулировкой контактного давления прижимного ролика, осуществляющего прижим ленты к поверхности трубопровода в процессе ее наматывания. После окончания намотки ленты для сохранения созданного натяга в витках муфты узкий верхний конец ленты закрепляют одним или несколькими хомутами, например стеклопластиковыми, и затягивают хомуты для необходимого обжатия муфты. Since the tape is made with decreasing width along the length, it is possible to wind the tape with a variable value of its tension, which is ensured by the appropriate adjustment of the contact pressure of the pinch roller, which presses the tape to the surface of the pipeline during winding. After winding the tape to preserve the created interference in the turns of the coupling, the narrow upper end of the tape is fixed with one or more clamps, for example fiberglass, and tighten the clamps for the necessary compression of the coupling.

Термоусадочную манжету накладывают на муфту и прогревают манжету. A heat-shrink sleeve is applied to the sleeve and the sleeve is heated.

Длина манжеты должна быть достаточна для надежной герметизации концов муфты. The cuff length must be sufficient to reliably seal the ends of the coupling.

Нагрев ведут с обеспечением отверждения заполняющего материала, адгезива и необходимой усадки манжеты. Heating is carried out with the curing of the filling material, adhesive and the necessary shrinkage of the cuff.

Наиболее предпочтительны:
А.Материалы:
1) стеклопластиковые ленты типа ГАРС-1, ГАРС-2 (ТУ 2296-152-05786904-99) или КСЛ (ТУ 92-115-14-98);
2) адгезивы типа ККА "МОНОЛИТ+" (ТУ 2252-154-05786904-99) или "ПГР-4" (ТУ 2257-009-00396558-99);
3) заполняющие материалы типа РЭМ МОНОЛИТ+ (ТУ 2252-154-05786904-99) или РЭМ ЭК-2 (ТУ 5.966-11547-94) или РЭМ-Сталь (ТУ 2257-005- 00396558-98),
Б. Режимы натяжения ленты: 0,5-1,5 кг/см;
В. Прогрев термоусадочной манжеты: 140-180 град С.Most preferred:
A. Materials:
1) fiberglass tape type GARS-1, GARS-2 (TU 2296-152-05786904-99) or KSL (TU 92-115-14-98);
2) adhesives of the type KKA "MONOLITH +" (TU 2252-154-05786904-99) or "PGR-4" (TU 2257-009-00396558-99);
3) filling materials of the type REM MONOLITH + (TU 2252-154-05786904-99) or REM EK-2 (TU 5.966-11547-94) or REM-Steel (TU 2257-005-00396558-98),
B. Tape tension modes: 0.5-1.5 kg / cm;
B. Warming up the heat-shrink sleeve: 140-180 degrees C.

Claims

1. Способ ремонта трубопроводов, 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 наружной поверхности трубопровода, заполнении ее заполняющим материалом в неотвержденном деформируемом состоянии, обертывании дефектной зоны трубопровода витками ленты с высокой прочностью на разрыв с закреплением ее начального конца на трубопроводе, образованием охватывающей заполняющий материал муфты и склеивании путем нанесения адгезива на ленту, по меньшей мере, одного из витков с соседним витком, уплотнении витков ленты с последующим отверждением заполняющего материала и его переходом в жесткое состояние, отличающийся тем, что предварительно перед намоткой ленты на дефектную зону с заполняющим материалом приклеивают эластичную деформируемую прокладку, охватывающую трубопровод, а уплотнение витков ленты обеспечивают намоткой ленты с заданным натяжением, достаточным для максимального сжатия эластичной прокладки, при этом склеиваемые поверхности ленты перед нанесением на нее адгезива подвергают механической обработке, причем лента выполнена с шириной, убывающей постепенно по длине ленты, для образования муфты с плавным уменьшением толщины муфты от середины к ее концам, для чего намотку ленты начинают с широкого конца, углы которого закрепляют охватывающими трубопровод хомутами, а после намотки муфты верхний узкий конец ленты также закрепляют одним или несколькими хомутами с их затяжкой, на муфту и прилегающие участки трубопровода накладывают термоусадочную манжету и ее прогревают, обеспечивая усадку манжеты, отверждение адгезива и заполняющего материала. 1. A method of repairing pipelines, which consists in determining the emergency zone of the pipeline, opening it in this zone, removing the insulation coating, cleaning the defective zone with the location and nature of the defective cavity on the outer surface of the pipeline, filling it with filling material in an uncured deformable state, wrapping the defective zone pipelines with high tensile strength coils of the pipeline with the fastening of its initial end on the pipeline, forming couplings and adhesives covering the filling material by applying adhesive to the tape of at least one of the turns with an adjacent turn, sealing the turns of the tape with the subsequent curing of the filling material and its transition to a rigid state, characterized in that prior to winding the tape on the defective zone with the filling material, an elastic deformable the gasket covering the pipeline, and the sealing of the turns of the tape is provided by winding the tape with a predetermined tension sufficient to maximize the compression of the elastic gasket, while gluing the surface of the tape before applying the adhesive to it is subjected to mechanical processing, and the tape is made with a width gradually decreasing along the length of the tape, to form a sleeve with a smooth decrease in thickness of the sleeve from the middle to its ends, for which the tape is wound from the wide end, the corners of which are fixed covering the pipeline with clamps, and after winding the coupling, the upper narrow end of the tape is also fixed with one or more clamps with their tightening, a heat-shrink sleeve is applied to the coupling and adjacent sections of the pipeline it is heated, providing a shrink sleeve, curing the adhesive and filling material.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что намотку ленты осуществляют прижимным роликом, совершающим планетарное движение вокруг трубы для обеспечения заданного натяжения ленты при ее намотке на трубопровод. 2. The method according to claim 1, characterized in that the winding of the tape is carried out by a pinch roller making a planetary movement around the pipe to ensure a given tension of the tape when it is wound on the pipeline.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при снижении давления перекачиваемого продукта применяют последовательную намотку на трубопровод не менее чем двух лент, при этом первая лента, образующая два начальных витка муфты, приклеивается только нижним концом к трубопроводу, а верхним концом - к соприкасающемуся витку намотанной ленты, витки между собой остаются неприклеенными. 3. The method according to claim 1, characterized in that when reducing the pressure of the pumped product, sequential winding of at least two tapes is applied to the pipeline, while the first tape, forming two initial turns of the coupling, is glued only with the lower end to the pipeline, and the upper end - to the contacting coil of the wound tape, the coils remain unattached to each other.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для предотвращения вытекания из полости дефекта заполняющего материала сразу же после заполнения полости этим материалом устанавливается сверху стеклопластиковая накладка, перекрывающая дефект с заполняющим материалом и обладающая необходимой адгезией к заполняющему материалу и адгезиву, после чего приклеивается эластичная прокладка и наматывается лента. 4. The method according to claim 1, characterized in that in order to prevent leakage of the filling material defect from the cavity immediately after filling the cavity with this material, a fiberglass overlay is installed on top, covering the defect with the filling material and having the necessary adhesion to the filling material and adhesive, and then glued elastic pad and tape wound.