RU2236632C2 - Method and device for strengthening pipeline - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: expandable bushing is set into the part of a pipeline to be strengthened. The bushing is made of assemble of spring arc-shaped belts covered with a polymeric binder and is locked by the stop member. The locker is removed, bushing expands and presses the band to the inner side of the part of a pipeline to be strengthened.

EFFECT: expanded functional capabilities.

4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и ремонта трубопроводов и может быть использовано для усиления ослабленных противокоррозионной защиты и герметичности внутренних зон отдельных труб, трубных секций и трубопроводов, а также для повышения прочности этих зон.The invention relates to the field of construction and repair of pipelines and can be used to strengthen weakened corrosion protection and tightness of the inner zones of individual pipes, pipe sections and pipelines, as well as to increase the strength of these zones.

Известны способ и устройство для внутреннего усиления ослабленной противокоррозионной защиты зоны сварного стыка трубопровода (Патент РФ №2128800, кл. F 16 L 58/02, заявка 97112410.06 от 25.07.97 г., опубликован 10.04.99 г. авторы: Моисеенков В.А., Шведов В.В., Шведов В.Н. Патентообладатель: Научно-производственное объединение “Тарис”). В соответствии с этим способом материал защитного покрытия размещают на эластичной оболочке транспортного модуля, вводят его в зону сварного стыка, раздувают эластичную оболочку и прижимают материал к внутренней поверхности трубопровода до отвердения материала.A known method and device for the internal strengthening of the weakened corrosion protection of the zone of the welded joint of the pipeline (RF Patent No. 2128800, class F 16 L 58/02, application 97112410.06 from 07.25.97, published on 04/10/99, authors: Moiseenkov V.A. ., Shvedov VV, Shvedov VN Patentee: Scientific and Production Association “Taris”). In accordance with this method, the protective coating material is placed on the elastic sheath of the transport module, introduced into the welded joint zone, the elastic sheath is inflated and the material is pressed against the inner surface of the pipeline until the material hardens.

Недостатком известных способа и устройства является то, что для его выполнения требуется присутствие транспортного модуля в усиливаемой зоне в процессе отвердения материала, что увеличивает продолжительность работ.A disadvantage of the known method and device is that it requires the presence of a transport module in the reinforced area during the hardening of the material, which increases the duration of the work.

Желательно иметь способ и устройство, не требующие присутствия транспортного модуля в усиливаемой зоне в процессе отвердения материала.It is desirable to have a method and device that does not require the presence of a transport module in the reinforced zone during the curing of the material.

За прототип предлагаемого решения как по способу, так и устройству принят способ внутреннего усиления ослабленной противокоррозионной защиты зоны сварного соединения труб и устройство для его выполнения (Патент РФ №2133908, кл. F 16 L 58/02, заявка 97117309/06 от 16.10.97 г., опубликован 27.07.99 г. Авторы: Моисеенков В.А., Шведов В.В., Шведов В.Н. Патентообладатель: Научно-производственное объединение “Тарис”). Способ осуществляется следующим образом. Внутрь трубопровода в зону сварного стыка вводят разжимное устройство с раздуваемой изнутри эластичной оболочкой, на которой последовательно размещены спирально свернутая металлическая лента с замковым соединением и пропитанный полимерным связующим бандаж. В эластичную оболочку подают под давлением рабочую среду. Эластичная оболочка, расширяясь, разжимает спирально свернутую ленту и спирально свернутый бандаж и прижимает их к внутренней поверхности трубы. После достижения расчетной степени обжатия бандажа происходит фиксация обжатия в замковом соединении ленты, вследствие чего присутствие транспортного модуля в усиливаемой зоне в процессе отвердения материала не требуется.For the prototype of the proposed solution, both by the method and the device, the method of internal amplification of the weakened anticorrosive protection of the welded pipe joint zone and a device for its implementation was adopted (RF Patent No. 213908, class F 16 L 58/02, application 97117309/06 from 10.16.97 , published July 27, 1999. Authors: Moiseenkov V.A., Shvedov V.V., Shvedov V.N. Patentee: Scientific and Production Association “Taris”). The method is as follows. Inside the pipeline, an expansion device is introduced into the welded joint zone with an elastic membrane inflated from the inside, on which a spiral-rolled metal strip with a locking joint and a polymer bandage impregnated are sequentially placed. A working medium is fed into the elastic membrane under pressure. The elastic shell, expanding, unclenches the spirally folded tape and the spirally folded bandage and presses them to the inner surface of the pipe. After reaching the calculated degree of compression of the bandage, the compression is fixed in the castle connection of the tape, as a result of which the presence of the transport module in the reinforced zone during the hardening of the material is not required.

Необходимость наличия эластичной оболочки и подачи в нее под давлением рабочей среды усложняет способ и устройство. Предложенные конструкции фиксаторов спирально свернутой ленты усложняют технологию фиксации достигнутого обжатия. Усиление производится всей зоны в равной степени, а на практике часто бывает ослаблен в значительной степени лишь фрагмент зоны, например верх или низ трубы. В этом случае следование данному способу будет приводить к неэкономичному использованию материалов элементов устройства.The need for an elastic shell and supplying it under the pressure of the working medium complicates the method and device. The proposed design of the clamps of a spirally rolled tape complicate the technology of fixing the achieved compression. Strengthening is performed throughout the zone equally, and in practice, only a fragment of the zone, for example, the top or bottom of the pipe, is often weakened to a large extent. In this case, following this method will lead to the uneconomical use of materials of the elements of the device.

Желательно иметь способ и устройство для внутреннего усиления ослабленной зоны трубопровода, позволяющие исключить эластичную оболочку и необходимость подачи в нее рабочей среды, упростить технологию фиксации достигнутого обжатия и, в случае необходимости, позволяющие усилить зону неравномерно, то есть в каком то месте зоны в большей степени, а в каком то в меньшей.It is desirable to have a method and device for internal strengthening of the weakened zone of the pipeline, which eliminates the elastic shell and the need for supplying a working medium into it, simplifies the technology of fixing the achieved compression and, if necessary, makes it possible to strengthen the zone unevenly, that is, in some place of the zone to a greater extent , but in some less.

Поставленная задача решается тем, что в способе внутреннего усиления ослабленной зоны трубопровода, заключающемся в размещении в усиливаемой зоне устройства, содержащего разжимную втулку, а также спирально свернутый бандаж, пропитанный полимерным связующим, с возможностью его прижатия втулкой к внутренней поверхности трубопровода с расчетным усилием и фиксацией достигнутого обжатия, новым является то, что в устройстве разжимная втулка, выполненная в виде набора пружинных дугообразных полос, покрытых полимерным связующим, сгруппированных необходимым образом с целью максимально эффективного распределения усиления по внутренней зоне, оснащена сомкнутым стопорным элементом, блокирующим ее от саморазвертывания с возможностью разблокирования и последующей самофиксации разжимной втулкой достигнутого обжатия, устройство вводят в усиливаемую зону трубопровода, производят разблокирование разжимной втулки путем размыкания стопорного элемента одним из известных приемов, вследствие чего разжимная втулка саморазвертывается, прижимает разомкнутый стопорный элемент и спирально свернутый бандаж к внутренней поверхности трубопровода с расчетным усилием, обеспечивая при этом и самофиксацию достигнутого обжатия.The problem is solved in that in the method of internal reinforcement of the weakened zone of the pipeline, which consists in placing in the amplified zone a device containing an expandable sleeve, as well as a spirally rolled band impregnated with a polymer binder, with the possibility of pressing it by the sleeve to the inner surface of the pipeline with the calculated force and fixing achieved compression, new is that in the device expandable sleeve, made in the form of a set of spring arcuate strips coated with a polymer binder, grouped necessary in order to maximize the distribution of gain in the inner zone, it is equipped with a closed locking element that blocks it from self-deployment with the possibility of unlocking and subsequent self-fixing by the expansion sleeve of the achieved compression, the device is inserted into the amplified zone of the pipeline, the expansion sleeve is unlocked by opening the locking element by one of known techniques, as a result of which the expansion sleeve is self-expanding, presses the open locking element and with WASHING rolled band to an inner surface of the pipeline with the calculated force and providing a snap-compression achieved.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для внутреннего усиления ослабленной зоны трубопровода, содержащем разжимную втулку, а также спирально свернутый бандаж, пропитанный полимерным связующим, с возможностью его прижатия разжимной втулкой к внутренней поверхности трубопровода с расчетным усилием и фиксацией достигнутого обжатия, новым является то, что в устройстве разжимная втулка, выполненная в виде набора пружинных дугообразных полос, покрытых полимерным связующим, сгруппированных необходимым образом с целью максимально эффективного распределения усиления по внутренней зоне, оснащена сомкнутым стопорным элементом, блокирующим ее от саморазвертывания с возможностью разблокирования и последующей самофиксации разжимной втулкой достигнутого обжатия. Пружинные дугообразные полосы могут быть изготовлены в коррозионно-стойком исполнении. Стопорный элемент может быть выполнен в виде ограничительного ремня с замком.The problem is solved in that in the device for internal strengthening of the weakened zone of the pipeline containing the expansion sleeve, as well as a spirally rolled band impregnated with a polymer binder, with the possibility of pressing the expansion sleeve to the internal surface of the pipeline with the calculated force and fixing the achieved compression, is new that in the device, an expanding sleeve made in the form of a set of spring arcuate strips coated with a polymer binder, grouped as necessary in order to maximize In order to effectively distribute the gain in the inner zone, it is equipped with a closed locking element that blocks it from self-deployment with the possibility of unlocking and subsequent self-fixing by the expanding sleeve of the achieved compression. Spring arcuate strips can be made in a corrosion-resistant design. The locking element can be made in the form of a restrictive belt with a lock.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлено устройство в состоянии, когда разжимная втулка, которая составленная так, чтобы в большей степени усилить нижнюю часть трубопровода, находится в свернутом положении, блокируемом сомкнутым стопорным элементом; на фиг.2 представлено устройство в состоянии, когда стопорный элемент разомкнут и разжимная втулка, составленная так, чтобы в большей степени усилить нижнюю часть трубопровода, прижимает стопорный элемент и бандаж к внутренней поверхности трубопровода; на фиг.3 представлен стопорный элемент в сомкнутом состоянии; на фиг.4 представлен тот же стопорный элемент в разомкнутом состоянии.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a device in a state where an expandable sleeve, which is designed to reinforce the lower part of the pipeline to a greater extent, is in a folded position blocked by an closed locking element; figure 2 presents the device in a state where the locking element is open and the expansion sleeve, designed so as to strengthen the lower part of the pipeline, presses the locking element and the brace to the inner surface of the pipeline; figure 3 presents the locking element in a closed state; figure 4 presents the same locking element in the open state.

Устройство содержит разжимную втулку 1, выполненную в виде набора пружинных дугообразных полос, покрытых полимерным связующим, оснащенную сомкнутым стопорным элементом 2, блокирующим ее от саморазвертывания с возможностью разблокирования и пропитанного полимерным связующим бандажа 3. Сомкнутый стопорный элемент 2 включает в себя ограничительный ремень 5 с замком в виде скобы 6.The device comprises an expanding sleeve 1, made in the form of a set of spring arcuate strips coated with a polymer binder, equipped with a closed locking element 2, blocking it from self-deployment with the possibility of unlocking and a bandage impregnated with a polymer binder 3. The closed locking element 2 includes a restrictive belt 5 with a lock in the form of a bracket 6.

Способ осуществляется следующим образом. Устройство размещают внутри трубопровода в усиливаемой зоне. При этом обеспечивают зазор между внешней поверхностью бандажа 3 и внутренней поверхностью трубопровода 4. Разблокируют разжимную втулку 1, размыкая стопорный элемент 2 путем извлечения скобы 6 из ограничительного ремня 5 одним из известных приемов, под действием сил упругости разжимная втулка саморазвертывается, прижимает ограничительный ремень 5 разомкнутого стопорного элемента 2 и спирально свернутый бандаж 3 к внутренней поверхности трубопровода 4 с расчетным усилием, обеспечивая при этом и самофиксацию достигнутого обжатия. Расчетная величина усилия прижатия разжимной втулкой 1 ограничительного ремня 5 и бандажа 3 к внутренней поверхности трубопровода 4 обеспечивает повышение прочности, а также необходимую степень герметизации усиливаемой зоны трубопровода от перекачиваемого по нему продукта и препятствует излишнему выдавливанию полимерного связующего из бандажа 3. Расчетная сила прижатия зависит от диаметра трубопровода, ширины бандажа, его физико-механических свойств и других характеристик, в соответствии с которыми рассчитываются и подбираются требуемые параметры разжимной втулки 1. Полимерное связующее, частично выдавленное из бандажа 3, формирует защитные валики по всему периметру бандажа, что дополнительно повышает герметичность и надежность противокоррозионной защиты ослабленной зоны трубопровода, наличие прижатого ограничительного ремня 5, выполняющего при этом роль армирующего элемента, дополнительно повышает прочность ослабленной зоны.The method is as follows. The device is placed inside the pipeline in a reinforced area. In this case, a gap is provided between the outer surface of the bandage 3 and the inner surface of the pipeline 4. Unlock the expansion sleeve 1 by opening the locking element 2 by removing the bracket 6 from the restriction belt 5 using one of the known methods, under the action of elastic forces, the expandable sleeve is self-expanding, presses the restrictive belt 5 of the open the locking element 2 and the spirally rolled band 3 to the inner surface of the pipe 4 with the design force, while ensuring self-fixation of the achieved compression. The estimated value of the pressing force by the expanding sleeve 1 of the restriction belt 5 and the band 3 to the inner surface of the pipeline 4 provides increased strength, as well as the necessary degree of sealing of the reinforced zone of the pipeline from the product pumped through it and prevents excessive extrusion of the polymer binder from the band 3. The calculated pressing force depends on the diameter of the pipeline, the width of the bandage, its physical and mechanical properties and other characteristics in accordance with which the requirements are calculated and selected parameters of the expanding sleeve 1. A polymer binder, partially extruded from the band 3, forms protective rollers around the entire perimeter of the band, which further increases the tightness and reliability of the anticorrosive protection of the weakened zone of the pipeline, the presence of a pressed restrictive belt 5, which serves as a reinforcing element, further increases strength of the weakened zone.

Пример конкретного выполнения устройства. Разжимная втулка состоит из полос длиной 1000 мм, выполненных из пружинной холоднокатаной нагартованной стальной ленты по ГОСТ 2283-79. Толщина полос 0,35 мм, ширина 250 мм. Полосы покрыты полимерным связующим толщиной 0,4 мм на основе эпоксидной эмали. Бандаж выполнен из нетканного объемного полиэфирного материала, пропитанного полимерным связующим на основе эпоксидной эмали. Стопорный элемент представляет собой ограничительный ремень с замком. Устройством производят внутреннее усиление неравномерно ослабленной зоны сварного стыка трубопровода, изготовленного из стальных электросварных труб ГОСТ 20295-85. Наружный диаметр труб 530 мм, толщина стенки 10 мм.An example of a specific implementation of the device. The expanding sleeve consists of strips with a length of 1000 mm made of spring cold-rolled caged steel tape according to GOST 2283-79. The thickness of the strips is 0.35 mm, the width is 250 mm. The strips are coated with a 0.4 mm thick polymer binder based on epoxy enamel. The bandage is made of a non-woven bulk polyester material impregnated with a polymeric binder based on epoxy enamel. The locking element is a restrictive belt with a lock. The device produces internal reinforcement of the unevenly weakened zone of the welded joint of the pipeline made of steel electric-welded pipes GOST 20295-85. The outer diameter of the pipes is 530 mm, the wall thickness is 10 mm.

Claims (4)

1. Способ внутреннего усиления ослабленной зоны трубопровода, заключающийся в размещении в этой зоне устройства, содержащего разжимную втулку, а также спирально свернутый бандаж, пропитанный полимерным связующим, с возможностью его прижатия разжимной втулкой к внутренней поверхности трубопровода с расчетным усилием и фиксацией достигнутого обжатия, отличающийся тем, что в устройстве разжимная втулка выполнена в виде набора пружинных дугообразных полос, покрытых полимерным связующим, сгруппированных необходимым образом с целью максимально эффективного распределения усиления по внутренней зоне, оснащена сомкнутым стопорным элементом, блокирующим ее от саморазвертывания с возможностью разблокирования и последующей самофиксации разжимной втулкой достигнутого обжатия, устройство вводят в усиливаемую зону трубопровода, производят разблокирование разжимной втулки путем размыкания стопорного элемента одним из известных приемов, вследствие чего разжимная втулка саморазвертывается, прижимает разомкнутый стопорный элемент и спирально свернутый бандаж к внутренней поверхности трубопровода с расчетным усилием, обеспечивая при этом и самофиксацию достигнутого обжатия.1. The method of internal strengthening of the weakened zone of the pipeline, which consists in placing in this zone a device containing an expandable sleeve, as well as a spirally rolled band impregnated with a polymer binder, with the possibility of pressing it with an expandable sleeve to the inner surface of the pipeline with a design force and fixing the achieved compression, characterized the fact that in the device the expanding sleeve is made in the form of a set of spring arcuate strips coated with a polymer binder, grouped as necessary for the purpose of maxi of the effective distribution of gain over the inner zone, it is equipped with a closed locking element that blocks it from self-deployment with the possibility of unlocking and subsequent self-fixing by the expansion sleeve of the achieved compression, the device is introduced into the amplified zone of the pipeline, the expansion sleeve is unlocked by opening the locking element with one of the known techniques, as a result of which the expansion sleeve is self-expanding, presses the open locking element and the spirally rolled band to the inner overhnosti pipeline with the calculated force and providing a snap-compression achieved. 2. Устройство для усиления ослабленной зоны трубопровода, содержащее разжимную втулку, а также спирально свернутый бандаж, пропитанный полимерным связующим, с возможностью его прижатия лентой к внутренней поверхности трубопровода с расчетным усилием и фиксацией достигнутого обжатия, отличающееся тем, что в устройстве разжимная втулка выполнена в виде набора пружинных дугообразных полос, покрытых полимерным связующим, сгруппированных необходимым образом с целью максимально эффективного распределения усиления по внутренней зоне, оснащена сомкнутым стопорным элементом, блокирующим ее от саморазвертывания с возможностью разблокирования и последующей самофиксации разжимной втулкой достигнутого обжатия.2. A device for strengthening the weakened zone of the pipeline, containing an expandable sleeve, as well as a spirally rolled band impregnated with a polymer binder, with the possibility of pressing it with a tape to the inner surface of the pipeline with a calculated force and fixing the achieved compression, characterized in that the device has an expandable sleeve made in in the form of a set of spring arcuate strips coated with a polymer binder, grouped as necessary in order to maximize the effective distribution of gain in the inner zone, equipped with It is closed with a locking element, blocking it from self-deployment with the possibility of unlocking and subsequent self-fixing by the expanding sleeve of the achieved compression. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что разжимная втулка изготовлена в коррозионно-стойком исполнении.3. The device according to claim 2, characterized in that the expansion sleeve is made in a corrosion-resistant design. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что стопорный элемент может быть выполнен в виде ограничительного ремня с замком.4. The device according to claim 2, characterized in that the locking element can be made in the form of a restrictive belt with a lock.

Images