RU2343999C2 - System and method of pipe coating - Google Patents
System and method of pipe coating Download PDFInfo
- Publication number
- RU2343999C2 RU2343999C2 RU2006143568/12A RU2006143568A RU2343999C2 RU 2343999 C2 RU2343999 C2 RU 2343999C2 RU 2006143568/12 A RU2006143568/12 A RU 2006143568/12A RU 2006143568 A RU2006143568 A RU 2006143568A RU 2343999 C2 RU2343999 C2 RU 2343999C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- pipe
- tube device
- coating material
- housing
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Связанные заявкиRelated Applications
Настоящая заявка подается с истребованием приоритета согласно следующим находящимся на рассмотрении заявкам: предварительная заявка США №60/637,879, поданная 20 декабря 2004 г., предварительная заявка США №60/637,789, поданная 20 декабря 2004 г., и предварительная заявка США №60/580,930, поданная 18 июня 2004 г., в отношении объектов изобретения, общих для этих заявок. Содержание вышеупомянутых заявок полностью включено в настоящее описание посредством ссылки.This application is filed with a claim of priority according to the following pending applications: US Provisional Application No. 60 / 637,879, filed December 20, 2004, US Provisional Application No. 60 / 637,789, filed December 20, 2004, and US Provisional Application No. 60 / 580,930, filed June 18, 2004, with respect to the subject matter of the invention common to these applications. The contents of the above applications are fully incorporated into this description by reference.
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к покрытиям труб, более конкретно, к системе и способу нанесения покрытий и/или обновлению изношенных или изъязвленных труб для продления срока службы труб и улучшения их функционирования.The present invention relates to pipe coatings, and more particularly, to a system and method for coating and / or updating worn or ulcerated pipes to extend the service life of pipes and improve their performance.
Уровень техникиState of the art
Металлические трубы имеют множество различных функций в широком спектре промышленных применений. Одним из примеров является использование металлических труб в теплообменных системах. Жидкости или газы, передвигающиеся внутри и снаружи труб теплообменника, обеспечивают нагревание или охлаждение, по выбору. Одно из теплообменных применений относится к конденсатору. Конденсатор, как правило, используется для охлаждения пара, движущегося снаружи теплообменных труб, внутри которых пропускают охлаждающую воду. Коррозия, износ, эрозия, изъязвление и загрязнение труб конденсатора оказывают существенное влияние на эффективность теплообменного устройства. В дополнение к этому, затраты на обслуживание, воду, химические вещества, на замену деталей, а также простои на время ремонта являются важными факторами, относящимися к функционированию труб конденсатора или теплообменника.Metal pipes have many different functions in a wide range of industrial applications. One example is the use of metal pipes in heat exchange systems. Liquids or gases moving inside and outside the heat exchanger tubes provide heating or cooling of choice. One of the heat exchange applications relates to a condenser. A condenser is typically used to cool the steam moving outside the heat exchanger tubes, inside which cooling water is passed. Corrosion, wear, erosion, ulceration and contamination of the condenser pipes have a significant impact on the efficiency of the heat exchanger. In addition to this, the costs of maintenance, water, chemicals, part replacement, and downtime during repairs are important factors related to the functioning of the condenser or heat exchanger tubes.
Назначение труб в теплообменной системе состоит в том, чтобы служить барьером между охлаждающей средой (чаще всего в виде воды) и нагретым газом или жидкостью, а также облегчать тепловой обмен. С течением времени внутренние поверхности труб могут изъязвляться или подвергаться эрозии и в конце концов могут начать протекать и перестать служить эффективным барьером.The purpose of the pipes in the heat exchange system is to serve as a barrier between the cooling medium (most often in the form of water) and heated gas or liquid, as well as to facilitate heat exchange. Over time, the inner surfaces of the pipes may ulcerate or erode, and eventually may begin to leak and cease to serve as an effective barrier.
С целью предотвращения или замедления возникновения изъязвлений или эрозии внутри труб использовались эпоксидные покрытия и другие восстанавливающие соединения. В особенности покрытия использовались для труб из сплавов на основе меди, для защиты их внутренней поверхности на входном конце, где турбулентность воды в сочетании с действием взвешенных твердых частиц может вызывать вред от ускоренной эрозии. Успех в предотвращении разрушения в этой зоне имели покрытия, уходящие внутрь трубы на глубину от 3 до 24 дюймов.In order to prevent or slow the occurrence of ulceration or erosion inside the pipes, epoxy coatings and other reducing compounds were used. In particular, coatings were used for pipes made of copper-based alloys to protect their inner surface at the inlet end, where water turbulence combined with the action of suspended solids can cause harm from accelerated erosion. Success in preventing collapse in this area was with coatings extending into the pipe to a depth of 3 to 24 inches.
В дополнение к этому, с недавнего времени практикуется покрытие всей длины трубы. Поскольку покрытия часто существенно уменьшают загрязнение и коррозию внутренних поверхностей труб, долговременная служба труб с покрытием в конечном итоге может быть лучше, чем у труб без покрытия. Одним потенциальным побочным эффектом, связанным с использованием покрытий, является степень варьирования теплопередачи в связи с различными характеристиками покрытий. Различные факторы влияют на то, как покрытие воздействует на теплопередачу, включая, но не ограничиваясь такими факторами как теплопроводность покрытия, пограничные эффекты между покрытием и трубой, пограничные эффекты между множественными покрытиями, эффекты ламинарного потока, эффекты загрязнения и добавленной толщины. Теплопроводность покрытия является фактором, зависящим от смеси полимера и наполнителя, в дополнение к тому, насколько хорошо интегрированы между собой полимер и наполнитель. Пограничные эффекты являются функцией смачиваемости покрытия и параметров его нанесения, таких как температура, влажность, пылевой контроль и число слоев. В дополнение к этому толщина нанесенного покрытия варьируется в зависимости от количества слоев. Более конкретно, традиционно на внутреннюю поверхность труб наносится два слоя покрытия, однако один слой предпочтителен в силу уменьшения толщины и стоимости материала. В настоящее время покрытие на всю длину трубы в типичном случае наносится с использованием процесса распыления, в результате чего получается толщина покрытия порядка 2-5 тысячных дюйма. Такая толщина может отрицательно сказаться на способности к теплопередаче, понизив ее на величину от 15 до 38%, без учета фактора загрязнения.In addition to this, recently covering the entire length of the pipe has been practiced. Since coatings often significantly reduce the contamination and corrosion of pipe internal surfaces, long-term service of coated pipes can ultimately be better than uncoated pipes. One potential side effect associated with the use of coatings is the degree to which heat transfer varies due to the different characteristics of the coatings. Various factors influence how the coating affects heat transfer, including but not limited to factors such as thermal conductivity of the coating, boundary effects between coating and pipe, boundary effects between multiple coatings, laminar flow effects, fouling and added thickness effects. The thermal conductivity of the coating is a factor depending on the mixture of polymer and filler, in addition to how well the polymer and filler are integrated. Boundary effects are a function of the wettability of the coating and its application parameters, such as temperature, humidity, dust control and number of layers. In addition to this, the thickness of the applied coating varies depending on the number of layers. More specifically, traditionally two coating layers are applied to the inner surface of the pipes, however, one coat is preferred due to the reduction in thickness and cost of the material. Currently, the entire pipe length is typically coated using a spray process, resulting in a coating thickness of about 2-5 thousandths of an inch. This thickness may adversely affect the ability to heat transfer, lowering it by a value of 15 to 38%, without taking into account the pollution factor.
После того, как трубы задействуются в работу в теплообменнике, они образуют на своей поверхности защитные оксидные слои и начинают загрязняться. Если скорость загрязнения высокая, то выполнение трубой своей функции может быстро ухудшиться. В зависимости от конструкционных допусков на загрязнение и от наличной мощности труб такое ухудшение может до некоторой степени быть терпимым, до тех пор, пока теплообменник не должен быть вычищен или трубы в конце концов не должны быть заменены. Покрытия могут предотвратить формирование оксидов и также понизить скорость загрязнения.After the pipes are involved in the work in the heat exchanger, they form protective oxide layers on their surface and begin to become contaminated. If the rate of contamination is high, then the pipe's performance of its function can quickly deteriorate. Depending on the design tolerances for contamination and on the available capacity of the pipes, this deterioration can be tolerable to some extent, until the heat exchanger has to be cleaned or the pipes finally have to be replaced. Coatings can prevent the formation of oxides and also reduce the rate of contamination.
Существенной проблемой, связанной с ухудшением теплопередающих свойств и общего функционирования теплообменных труб, является эффект проколов или изъязвлений, вызванных коррозией внутренней поверхности трубы. В настоящее время обычные материалы, используемые для производства труб, включают медные сплавы, сплавы нержавеющей стали и титановые сплавы, а также углеродистую сталь. Такие трубы функционируют с помощью формирования пассивных пленок на их рабочей поверхности. Когда пассивная пленка разрывается, происходит коррозия. Покрытия, помещенные на внутреннюю поверхность труб, могут сделать ненужным формирование пассивационного слоя.A significant problem associated with the deterioration of the heat transfer properties and the overall functioning of the heat transfer pipes is the effect of punctures or ulcerations caused by corrosion of the inner surface of the pipe. Currently, common materials used for pipe production include copper alloys, stainless steel alloys and titanium alloys, as well as carbon steel. Such pipes function by forming passive films on their working surface. When the passive film is torn, corrosion occurs. Coatings placed on the inner surface of the pipes can make the formation of a passivation layer unnecessary.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Существует необходимость в создании улучшенной системы и способа нанесения покрытия на внутреннюю поверхность труб с целью как обеспечения защитного покрытия, так и ремонта или обновления коррелированных или изъязвленных внутренних поверхностей труб. Настоящее изобретение предлагает дальнейшие решения для удовлетворения этой потребности.There is a need to create an improved system and method for coating the inner surface of pipes with the goal of both providing a protective coating and repairing or updating correlated or ulcerated inner surfaces of the pipes. The present invention provides further solutions to meet this need.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предлагается внутритрубное устройство для нанесения материала покрытия на трубу, содержащее корпус. На первом конце корпуса расположен элемент для нанесения покрытия. Торцевой фланец расположен на втором конце корпуса. Элемент для нанесения покрытия выполнен с возможностью распределения материала покрытия по трубе, а торцевой фланец выполнен с возможностью удаления излишнего материала покрытия с трубы, для формирования покрытия на внутренней поверхности трубы.In accordance with one aspect of the present invention, there is provided an in-line device for applying coating material to a pipe comprising a housing. At the first end of the housing is an element for coating. The end flange is located at the second end of the housing. The coating element is configured to distribute the coating material throughout the pipe, and the end flange is configured to remove excess coating material from the pipe to form a coating on the inner surface of the pipe.
В одном варианте настоящего изобретения внутритрубное устройство выполнено таким образом, чтобы его можно было продуть через трубу с использованием газа-вытеснителя. Элемент для нанесения покрытия и торцевой фланец выполнены с возможностью нанесения покрытия на эпоксидной основе. Поверхность внутритрубного устройства модифицирована для регулирования процессом нанесения материала покрытия.In one embodiment of the present invention, the in-line device is designed so that it can be purged through the pipe using a propellant. The coating element and the end flange are adapted to be coated on an epoxy base. The surface of the in-tube device is modified to control the process of applying the coating material.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается способ покрытия внутренней поверхности трубы, включающий помещение материала покрытия в трубу. Внутритрубное устройство размещается в трубе таким образом, чтобы проталкивать материал покрытия через трубу. Внутритрубное устройство передвигают вдоль трубы для нанесения материала покрытия с образованием покрытия.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method for coating an inner surface of a pipe, the method comprising depositing coating material in a pipe. The in-tube device is placed in the pipe so as to push the coating material through the pipe. The in-tube device is moved along the pipe to apply the coating material to form the coating.
В предпочтительном варианте системы, способа и устройства для нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубы внутритрубное устройство выполнено с возможностью приведения в движение вдоль трубы с использованием движущего механизма. Этот движущий механизм может иметь разные формы выполнения, включая разность давления или механические средства. По мере продвижения внутритрубного устройства через трубу на внутреннюю поверхность трубы наносится покрытие. Нанесенное покрытие может иметь равномерную толщину и оказывает минимальное воздействие на характеристики теплопередачи трубы. Такое нанесенное покрытие может заполнять эродированные элементы в трубе, обновлять изношенные области трубы, перекрывать и залечивать трещины в трубе или может служить для нанесения равномерного покрытия на внутренние поверхности трубы, герметизируя материал трубы.In a preferred embodiment of the system, method and device for coating the inner surface of the pipe, the in-pipe device is configured to be driven along the pipe using a moving mechanism. This driving mechanism may take various forms of execution, including pressure difference or mechanical means. As the in-tube device moves through the pipe, a coating is applied to the inner surface of the pipe. The applied coating can have a uniform thickness and has a minimal effect on the heat transfer characteristics of the pipe. Such a coating can fill the eroded elements in the pipe, renew worn areas of the pipe, block and heal cracks in the pipe, or can serve to apply a uniform coating to the inner surfaces of the pipe, sealing the pipe material.
В предпочтительном варианте настоящего изобретения внутритрубное устройство, используемое для нанесения покрытия, может быть выполнено таким образом, что элемент для нанесения покрытия изготовлен из сжимаемого материала, или, альтернативно, элемент для нанесения покрытия изготовлен из несжимаемого материала. Сжимаемый элемент для нанесения покрытия, в одной реализации, может иметь такой размер, что он сжимается при воздействии движущего механизма на внутритрубное устройство. В другой реализации несжимаемый элемент для нанесения покрытия может быть снабжен рядом гребней и ребер, являющихся частью элемента для нанесения покрытия.In a preferred embodiment of the present invention, the in-line device used for coating may be configured such that the coating member is made of a compressible material, or, alternatively, the coating member is made of an incompressible material. The compressible coating member, in one implementation, may be of such a size that it is compressed by the action of the driving mechanism on the in-tube device. In another implementation, the incompressible coating element may be provided with a number of ridges and ribs that are part of the coating element.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Вышеупомянутые особенности и преимущества, а также другие черты и аспекты настоящего изобретения будут лучше понятны с помощью нижеследующих описаний и чертежей, где:The above features and advantages, as well as other features and aspects of the present invention will be better understood with the help of the following descriptions and drawings, where:
Фиг.1А - общий вид внутритрубного устройства согласно одному аспекту настоящего изобретения;1A is a perspective view of an in-line device in accordance with one aspect of the present invention;
Фиг.1В - общий вид внутритрубного устройства согласно альтернативному аспекту настоящего изобретения;1B is a perspective view of an in-line device according to an alternative aspect of the present invention;
Фиг.2 - альтернативный общий вид внутритрубного устройства согласно одному аспекту настоящего изобретения;Figure 2 is an alternative general view of an in-line device in accordance with one aspect of the present invention;
Фиг.3 - общий вид головки внутритрубного устройства согласно одному аспекту настоящего изобретения;Figure 3 is a General view of the head of the in-tube device according to one aspect of the present invention;
Фиг.4А - схематичное изображение внутритрубного устройства во время использования в трубе согласно одному аспекту настоящего изобретения;4A is a schematic illustration of an in-tube device during use in a pipe according to one aspect of the present invention;
Фиг.4В - схематичное изображение внутритрубного устройства во время использования в трубе согласно альтернативному аспекту настоящего изобретения;4B is a schematic illustration of an in-tube device during use in a pipe according to an alternative aspect of the present invention;
Фиг.5А, 5В, 5С, 5D и 5Е - схематичные изображения внутритрубного устройства во время использования согласно одному аспекту настоящего изобретения;5A, 5B, 5C, 5D, and 5E are schematic views of an in-tube device during use in accordance with one aspect of the present invention;
Фиг.6 - блок-схема, иллюстрирующая способ использования внутритрубного устройства согласно одному аспекту настоящего изобретения; и6 is a flowchart illustrating a method of using an in-tube device according to one aspect of the present invention; and
Фиг.7А, 7В, 7С, 7D, 7Е и 7F - общий вид альтернативных реализации внутритрубного устройства согласно аспектам настоящего изобретения.7A, 7B, 7C, 7D, 7E, and 7F are perspective views of alternative embodiments of an in-line device in accordance with aspects of the present invention.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Иллюстративная реализация настоящего изобретения относится к системе и способу нанесения покрытия и/или обновления внутренней поверхности трубы или трубки, такой как труба теплообменника. Система и способ включают внутритрубное устройство, выполненное с возможностью введения в трубу с выбранным количеством материала для покрытия. Внутритрубное устройство продувается сквозь трубу сжатым воздухом. Во время перемещения внутритрубного устройства вдоль внутренней поверхности трубы внутритрубное устройство передвигает материал для покрытия и наносит материал для покрытия на внутреннюю поверхность трубы для формирования покрытия. Если на внутренней поверхности трубы имеются изъязвления или другие участки износа или эрозии, покрытие заполняет эти участки, чтобы исправить или обновить поверхность трубы. Внутритрубное устройство может использоваться по месту применения труб, где трубы теплообменника установлены в своей конфигурации. Альтернативно, на трубы можно нанести покрытие с использованием того же устройства и процесса в производственных условиях, где трубы изготавливаются для последующий установки в теплообменнике, или для какого-либо другого применения, требующего трубу с покрытием.An illustrative implementation of the present invention relates to a system and method for coating and / or updating the inner surface of a pipe or tube, such as a heat exchanger pipe. The system and method include an in-tube device configured to be inserted into the pipe with a selected amount of coating material. The in-tube device is blown through the pipe with compressed air. As the in-tube device moves along the inner surface of the pipe, the in-tube device moves the coating material and applies the coating material to the inner surface of the pipe to form the coating. If there are ulcerations or other areas of wear or erosion on the inside of the pipe, the coating fills these areas to repair or update the surface of the pipe. The in-tube device can be used at the pipe application where the heat exchanger pipes are installed in their configuration. Alternatively, the pipes can be coated using the same device and process under production conditions where the pipes are manufactured for subsequent installation in a heat exchanger, or for any other application requiring a coated pipe.
Фиг.1-7F, на которых тождественные части обозначены одинаковыми номерами, иллюстрируют пример реализации системы и способа нанесения покрытия и/или ремонта внутренних поверхностей труб согласно настоящему изобретению. Хотя настоящее изобретения будет описано со ссылкой на примеры реализации, иллюстрированные чертежами, следует понимать, что многие альтернативные формы могут служить реализацией настоящего изобретения. Специалист в данной области техники дополнительно увидит другие пути изменения параметров описанных реализации, таких как размер, форма или тип элементов или материалов, причем эти изменения будут по-прежнему соответствовать духу и рамкам настоящего изобретения.1-7F, in which identical parts are denoted by the same numbers, illustrate an example implementation of a system and method for coating and / or repairing the inner surfaces of pipes according to the present invention. Although the present invention will be described with reference to examples of implementation illustrated by the drawings, it should be understood that many alternative forms can serve as an implementation of the present invention. The person skilled in the art will additionally see other ways of changing the parameters of the described implementation, such as the size, shape or type of elements or materials, and these changes will still be consistent with the spirit and scope of the present invention.
Технология внутритрубных подвижных устройств подпадает под разделы механики жидкостей и газов, технологии трубопроводов и химического машиностроения. Общее определение технологии внутритрубных подвижных устройств - это передвижение внутри трубы подвижного разделителя или устройства, которое может выполнять определенные действия внутри трубы или трубки. Такая технология может использоваться, например, для механической чистки трубы с применением приспособлений в виде скребка или ерша, или для контроля внутреннего состояния трубы с применением видеокамеры. При чистке труб содержимое трубопровода выталкивается плотно входящим в трубу снарядом, называемым скребком или свабом, с целью почти полного удаления содержимого трубопровода. Внутритрубное устройство передвигается по трубе под давлением газа или жидкости-вытеснителя. Внутритрубное устройство может быть шарообразным, удлиненным или состоящим из нескольких частей. Внутритрубное устройство имеет больший размер по отношению к трубе; таким образом, труба герметично закрыта впереди и сзади внутритрубного устройства. Это позволяет передвигать внутритрубное устройство по трубе давлением газа или жидкости-вытеснителя. Наиболее часто используемым газом является сжатый воздух, а жидкостью может быть вода или чистящее вещество или продукт.The technology of in-line mobile devices falls under the sections of fluid and gas mechanics, piping technology and chemical engineering. A general definition of the technology of in-line movable devices is the movement inside the pipe of a movable separator or device that can perform certain actions inside the pipe or tube. Such technology can be used, for example, for mechanical cleaning of a pipe using devices in the form of a scraper or ruff, or for monitoring the internal state of a pipe using a video camera. When cleaning pipes, the contents of the pipeline are pushed out tightly by a projectile called a scraper or swab, in order to almost completely remove the contents of the pipeline. The in-tube device moves along the pipe under gas or propellant pressure. The in-tube device may be spherical, elongated, or consisting of several parts. The in-tube device is larger in relation to the pipe; thus, the pipe is hermetically sealed in front and behind the in-tube device. This allows you to move the in-tube device through the pipe by the pressure of a gas or a propellant. The most commonly used gas is compressed air, and the liquid may be water or a cleaning agent or product.
Необходимо отметить, что нижеследующее описание использует теплообменник как пример конфигурации труб, которые могут нуждаться в использовании настоящего изобретения. Однако специалист в данной области техники поймет, что трубы теплообменника являются лишь одним примером применения конструкций из труб, по которым текут жидкости или газы и которые могут требовать покрытия или ремонта внутренней поверхности трубы. Соответственно, настоящее изобретение не ограничено использованием в трубах теплообменника, но может быть использовано с различными типами труб в различных конфигурациях, имеющих различные функции. Конечным результатом применения настоящего изобретения является получившая покрытие и/или отремонтированная или обновленная внутренняя поверхность трубы. Как таковое, изобретение, как ожидается, будет использоваться в любой области, где может потребоваться данный вид услуг.It should be noted that the following description uses a heat exchanger as an example of a pipe configuration that may require the use of the present invention. However, one skilled in the art will understand that heat exchanger tubes are just one example of the use of pipe structures through which liquids or gases flow and which may require coating or repair of the inner surface of the pipe. Accordingly, the present invention is not limited to the use of a heat exchanger in pipes, but can be used with various types of pipes in various configurations having different functions. The end result of the application of the present invention is the coated and / or repaired or updated inner surface of the pipe. As such, the invention is expected to be used in any field where this type of service may be required.
Фиг.1А показывает общий вид внутритрубного устройства 10 в соответствии с одной реализацией настоящего изобретения. Внутритрубное устройство 10 обычно имеет цилиндрическую форму, как показано, для использования в цилиндрической трубе обычной конфигурации. Однако специалист в данной области техники поймет, что цилиндрическая форма с круглым сечением может быть изменена при определенном применении, так что прямоугольные, вытянутые или другие сечения могут быть реализацией настоящего изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не ограничено в общем цилиндрической формой.Figa shows a General view of the in-
Внутритрубное устройство 10 включает корпус 12, имеющий один фланцевый конец 14. Фланцевый конец 14 увеличивает диаметральный размер внутритрубного устройства 10 на раструбе фланца для удаления излишков материала покрытия, как будет описано ниже. На противоположном конце от фланцевого конца 14 корпус 12 имеет элемент 16 для нанесения покрытия. Элемент 16 для нанесения покрытия может иметь многочисленные формы, как того требует нанесение покрытия, например, может быть выполнен в виде сжимаемой губки, показанной на Фиг.1А. В альтернативной реализации, как показано на Фиг.1В, элемент 16′ для нанесения покрытия может быть жесткой, по существу куполообразной или конической головкой, по размеру соответствующей трубе, в которую она вставляется для нанесения покрытия. Элемент 16 и 16′ для нанесения покрытия может изготавливаться из различных материалов, включая, но не ограничиваясь пластиками, композитными материалами, полимерами, резиной и т.п. В дополнение к этому, элемент для нанесения покрытия может иметь различные физические свойства, присущие элементу 16, 16′ для нанесения покрытия, включая небольшую сжимаемость для введения в трубу в соответствии с реализацией по Фиг.1А. В альтернативной реализации, как показано на Фиг.1В, элемент для нанесения покрытия может быть изготовлен из плотного материала, не являющегося легко сжимаемым. Специалист в данной области техники поймет, что имеются многочисленные вариативные физические качества, присущие элементу 16, 16′ для нанесения покрытия, причем эти физические качества диктуются конфигурацией труб и требованиями к нанесению покрытия. Как описано ниже, на элемент 16, 16′ наносят материал для покрытия внутренней поверхности трубы как первый шаг в способе нанесения покрытия и/или ремонта участков изъязвления или эродированных элементов в трубе.The in-
Фиг.2 является общим видом внутритрубного устройства 10 по Фиг.1, но показанного под другим углом. На чертежах внутритрубное устройство 10 показано не имеющим внутренних полостей. Однако специалист в данной области техники поймет, что главная задача корпуса 12 внутритрубного устройства 10 состоит в том, чтобы обеспечить функционирование устройства, которое будет двигаться, а не застревать внутри трубы, и нужным образом наносить желаемое покрытие. Таким образом, устройство согласно настоящему изобретению не обязательно имеет сплошную структуру или даже замкнутую структуру, но может иметь внутренние полости внутри внутритрубного устройства 10 для улучшения функционирования. Корпус 12 может быть изготовлен из ряда различных материалов, включая, но не ограничиваясь пластиками, композитными материалами, металлом, полимерами, их комбинациями и т.п.Figure 2 is a General view of the in-
Фиг.3 является общим видом элемента 16′ для нанесения покрытия внутритрубного устройства 10. Элемент 16′ для нанесения покрытия представлен на этом чертеже для иллюстративных целей. На Фиг.3 детально показанный элемент 16′ для нанесения покрытия - это тот же элемент 16′ для нанесения покрытия, который показан на Фиг.1В. Специалист в данной области техники легко поймет, как говорилось выше, что элемент для нанесения покрытия может иметь множество форм и видов и может быть изготовлен из различных совместимых материалов.Figure 3 is a General view of the
В иллюстрации примера элемент 16′ для нанесения покрытия является компонентом, отдельным от корпуса 12 внутритрубного устройства 10. Однако элемент 16′ для нанесения покрытия и корпус 12 могут быть одним целым, как поймет специалист в данной области техники. Элемент 16′ для нанесения покрытия, показанный на Фиг.3, имеет несколько отличительных черт, одной из которых является определенное число или количество ребер 40, соединяющих основание головки с вершиной головки. Толщина ребер 40 становится меньше по мере приближения к вершине головки, и сами ребра сходят на нет на вершине головки. Однако такое утонение не является необходимым для применения устройства.In the illustration of the example, the coating
Фиг.4А является схематичным изображением внутритрубного устройства 10, ранее показанного на Фиг.1В, после ввода в трубу 18 или трубку. Для наглядности, внутритрубное устройство 10 и присоединенный элемент 16′ для нанесения покрытия по Фиг.1В использовались для показа ориентации внутритрубного устройства 10, когда оно расположено в трубе 18 или трубке. Настоящая реализация, однако, не предполагается в качестве ограничивающей каким-либо образом, и специалист в данной области техники легко поймет, что целый ряд разнообразных внутритрубных устройств и связанных с ними элементов для нанесения покрытия могут быть похожим образом расположены во внутреннем пространстве трубы 18 или трубки. Например, как показано на Фиг.4В, внутритрубное устройство 10 и связанный с ним элемент 16 для нанесения покрытия с Фиг.1А могут легко быть введены в трубу 18 для нанесения покрытия.FIG. 4A is a schematic illustration of the in-
Труба 18 может быть изготовлена из ряда различных материалов, таких как металл, пластик, композитный материал, керамика, сплав и т.п. Однако в случае труб теплообменника наиболее общим материалом, используемым в настоящее время, является медный сплав, нержавеющая сталь или титановые сплавы. Труба 18 имеет внутреннюю поверхность 20, образованную стенками трубы 18. В иллюстрируемом примере труба 18 включает эродированные элементы или участки 22 эрозии (например, изъязвление, износ, эрозию, коррозию, проколы и т.п.). Участки 22 эрозии показывают типы дефектов, которые могут со временем возникать в трубе теплообменника или другой трубе. Участки эрозии, как описано выше, могут уменьшать эффективность и КПД теплопередачи трубы 18, а в конечном итоге приводить к образованию протечек и перекрестному смешению жидкостей и газов (изнутри теплообменника и извне его). Соответственно, часто возникает желание исправить такой участок 22 эрозии или в конце концов заменить любые трубы, содержащие такие участки 22 эрозии, для поддержания функционирования трубопровода.The
Возвращаясь к Фиг.3, следует отметить, что жесткое куполообразное или коническое выполнение элемента 16 для нанесения покрытия помогает ровно распределить покрытие, наносимое внутри трубы 18 или трубки, как будет описано дальше. Специалист в данной области техники легко поймет, что многочисленные альтернативные конструкции элемента 16 для нанесения покрытия применимы к настоящему изобретению, причем эти альтернативные элементы для нанесения покрытия имеют иные формы или изготавливаются из иных материалов по сравнению с тем элементом для нанесения покрытия, который здесь изображен.Returning to FIG. 3, it should be noted that the rigid domed or conical embodiment of the
Ребра 40 элемента для нанесения покрытия имеют функцию центрирования и стабилизации внутритрубного устройства 10, когда оно перемещается внутри трубы 18. Ребра 40 имеют размер и конфигурацию, приближающиеся к рабочему диаметру внутритрубного устройства 10 или чуть меньшие, чем диаметр трубы 18. Например, рабочий диаметр, измеренный от вершины гребня одного ребра 40 и продолжающийся до противоположной оконечности диаметра элемента 16 для нанесения покрытия, составляет величину примерно на 0,4 мм меньшую, чем диаметр прохода трубы 18 в соответствии с одним примером реализации настоящего изобретения. Специалист в данной области техники поймет, что точный размер 0,4 мм не является ограничивающим размером. Размер ребер 40 и элемента 16 для нанесения покрытия таковы, что элемент 16 для нанесения покрытия может скользить внутри трубы 18 и не заклиниваться из-за трения внутри трубы 18. В то же время, рабочий диаметр элемента 16 для нанесения покрытия должен быть достаточно большим для обеспечения стабильности и предотвращения болтания устройства 10 внутри трубы 18.The
В примере реализации ребра 40 размещены таким образом, что никакие два ребра не являются диаметрально противоположными или по существу диаметрально противоположными. Такое решение достигается размещением нечетного числа отстоящих друг от друга ребер 40, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга по окружности головки. Однако может быть четное число ребер 40, имеющих неравномерные промежутки между ребрами 40, что дает тот же эффект отсутствия диаметрально противоположных или по существу диаметрально противоположных ребер. Если бы два ребра были диаметрально противоположными, рабочий диаметр элемента 16 для нанесения покрытия был бы существенно увеличен в точке диаметрально противоположных ребер 40 (рабочий диаметр был бы суммой диаметра элемента для нанесения покрытия и высоты/толщины обоих ребер). Если два ребра 40 диаметрально противоположны, такая конструкция увеличивает вероятность застревания устройства 10 внутри трубы, если, например, одно из ребер проходит мимо выпуклой неровности на внутренней поверхности трубы, что прижимает диаметрально противоположное ребро к противоположной стенке трубы, таким образом из-за трения останавливая движение устройства 10 внутри трубы. Размещение ребер 40 в конфигурации, не имеющей диаметрально противоположных ребер, уменьшает вероятность такой ситуации.In an example embodiment, the
Элемент 16′ для нанесения покрытия далее содержит ободок 42, который выступает наружу от корпуса 44. Ободок 42 выступает на всей окружности элемента для нанесения покрытия вокруг основания головки. Ободок 42 имеет размер и конфигурацию, позволяющие ему прилегать к корпусу 12 внутритрубного устройства 10 таким образом, что, когда элемент 16 для нанесения покрытия присоединяется к корпусу 12 внутритрубного устройства, поверхность корпуса 12 находится вровень с ободком 42. Такая конфигурация создает по существу гладкую поверхность с внешней стороны внутритрубного устройства 10, таким образом избегая скопления материала покрытия в точке соединения элемента 16′ для нанесения покрытия и корпуса 12. Более того, элемент 16′ для нанесения покрытия может быть изготовлен из сжимаемого материала, так что при воздействии движущей силы на внутритрубное устройство 10 элемент 16′ для нанесения покрытия может сжаться и обеспечить прохождение покрытия снаружи элемента 16′ для нанесения покрытия.The coating
Диаметр корпуса 44 элемента 16′ для нанесения покрытия имеет такую величину и конфигурацию, чтобы плотно войти во внутреннюю полость корпуса 12 внутритрубного устройства 10. Для удобства совмещения элемента 16 для нанесения покрытия с корпусом 12 выполняется плоский участок 46 с одной стороны элемента 16 для нанесения покрытия. Плоский участок 46 позволяет выйти любому воздуху, который оказался внутри корпуса 12 внутритрубного устройства 10 в то время, как элемент 16 для нанесения покрытия присоединялся к корпусу 12. При этом облегчается присоединение элемента 16′ для нанесения покрытия к корпусу 12 внутритрубного устройства 10.The diameter of the
Как уже сказано, корпус 44 элемента 16′ для нанесения покрытия плотно входит в корпус 12 внутритрубного устройства. Соединение может осуществляться за счет силы трения, которая удерживает эти части вместе. Альтернативно, для присоединения элемента 16′ для нанесения покрытия к корпусу 12 внутритрубного устройства 10 могут использоваться клеящие составы или другие механические соединяющие средства, как поймет специалист в данной области техники.As already mentioned, the
Фиг.5А, 5В и 5С показывают внутритрубное устройство 10 в процессе применения в сочетании с трубой 18, а также показывают конечный результат ремонта, выполненного с применением настоящего изобретения. На Фиг.5А в одном конце трубы 18 показано внутритрубное устройство 10 с использованием сплошного, с ребрами, элемента для нанесения покрытия. Как говорилось выше, использование сплошного, с ребрами, элемента 16, 16′ для нанесения покрытия приведено лишь в качестве иллюстративного примера настоящего изобретения. Специалист в данной области техники легко поймет, что многочисленные альтернативные варианты элемента для нанесения покрытия прямым образом применимы к настоящему изобретению. Эти подходящие альтернативные конструкции и варианты выбора материала элемента 16, 16′ для нанесения покрытия могут основываться на различных факторах, включающих, но не ограничивающихся диаметром прохода трубы, используемым покрытием, предложенной толщиной покрытия и длиной трубы 18, которую должно пройти внутритрубное устройство 10.5A, 5B and 5C show an in-
До введения внутритрубного устройства 10 в трубу 18 выбранное количество материала 24 покрытия помещается в трубу 18. Альтернативно, материал 24 покрытия может быть помещен на головку элемента 16 для нанесения покрытия внутритрубного устройства 10. Количество помещаемого материала 24 покрытия зависит от ряда факторов, включая длину трубы 18, на которую должно быть нанесено покрытие, толщину покрытия, конкретную конфигурацию внутритрубного устройства 10, используемого для нанесения материала 24 для покрытия, факторы окружающей среды (такие как влажность и температура), тип материала 24 покрытия и связанные с ним свойства покрытия (такие как вязкость), и т.п. Примеры материалов 24 покрытия, включают, но не ограничиваются такими как эпоксидные смолы, фенолы, виниловые эфиры, полиэфиры, уретаны, другие полимеры и материалы для покрытия. Конкретный тип используемого материала покрытия будет зависеть, в основном, от назначения покрытия и от среды, в которой оно наносится и будет функционировать, как это поймет специалист в данной области техники. Например, материал покрытия может содержать многочисленные добавки для улучшения функционирования трубы или для уменьшения возникающих проблем. Не ограничивающий список подходящих добавок включает материалы типа воска, силикона и другие виды сухой смазки, такой как дисульфид молибдена.Prior to introducing the in-
Кроме того, для борьбы с развитием биологических организмов на внутренней поверхности трубы в покрытие могут быть добавлены различные альгициды, биоциды и фунгициды, которые убивают или препятствуют росту таких организмов. Развитие на внутренней поверхности труб биологических организмов, таких как водоросли, грибы, бактериальные и другие микроорганизмы, может приводить к загрязнению поверхностей труб, так же как к возникновению препятствий внутри труб. Подобные загрязнения и препятствия могут уменьшать теплопередачу в трубе, а также ограничивать или останавливать поток жидкости или газа. Более того, наличие биоорганизмов может способствовать усилению различных типов коррозии стенок труб, что может привести к износу и конечному отказу трубы. Добавление альгицидов, биоцидов и фунгицидов в материал покрытия, таким образом, предотвращает или минимизирует подобные проблемы. Подходящие вещества для предотвращения развития биоорганизмов включают, но не ограничиваются, такими как ортофенилфенол (OPPS); производные изотиазола (такие как 2-n-октил-4-изотиазолин-3-1 (OIT)); гуаниды и бигуаниды; карбаматы и дитиокарбаматы; пиритион меди, натрия или цинка; бензимидазолы; n-галоалкилтиосоединения; 1-(3-хлороаллил)-3,5,7-триаза-1-азиониаадамантан хлорид; тетрахлоро-изофталонитрилы; цис-[1-(3-хлороаллил)-3,5,7-триаза-1-азониаадамантан] хлорид и 2,2-дибромо-3-нитропропионамид(DBNPA); и четвертичные аммониевые соединения.In addition, to combat the development of biological organisms on the inner surface of the pipe, various algaecides, biocides and fungicides can be added to the coating, which kill or inhibit the growth of such organisms. The development on the inner surface of pipes of biological organisms, such as algae, fungi, bacterial and other microorganisms, can lead to contamination of the pipe surfaces, as well as to the occurrence of obstructions inside the pipes. Such contaminants and obstructions can reduce the heat transfer in the pipe, as well as restrict or stop the flow of liquid or gas. Moreover, the presence of bioorganisms can enhance various types of pipe wall corrosion, which can lead to wear and ultimate pipe failure. The addition of algicides, biocides and fungicides to the coating material thus prevents or minimizes such problems. Suitable substances for preventing the development of bioorganisms include, but are not limited to, such as orthophenylphenol (OPPS); isothiazole derivatives (such as 2-n-octyl-4-isothiazolin-3-1 (OIT)); guanides and biguanides; carbamates and dithiocarbamates; pyrithione of copper, sodium or zinc; benzimidazoles; n-haloalkylthio compounds; 1- (3-chloroallyl) -3,5,7-triaz-1-azioniaadamantane chloride; tetrachloro-isophthalonitriles; cis- [1- (3-chloroallyl) -3,5,7-triaz-1-azoniaadamantane] chloride and 2,2-dibromo-3-nitropropionamide (DBNPA); and quaternary ammonium compounds.
В дополнение к этому, материалы покрытия согласно настоящему изобретению могут иметь различную вязкость. В отличие от традиционных методов покрытия, в которых материал для покрытия в достаточной степени разбавлен с использованием растворителя, материал покрытия согласно настоящему изобретению может использоваться в неразбавленном высоковязком состоянии. Использование разбавляющего сольвента помогает перетеканию имеющегося материала покрытия по трубе и помогает контролировать время обработки. После покрытия трубы разбавленным материалом следует дождаться испарения растворителя из материала для того, чтобы покрытие застыло. Поскольку трубы теплообменников имеют очень низкое отношение диаметра к длине трубы для максимизации площади поверхности для теплопередачи, такое ограниченное пространство зачастую затрудняет покидание растворителем трубы. Еще больше увеличивают эту трудность любые изъязвления в стенке трубы, которые могут быть заполнены разбавленным покрытием, поэтому сильно увеличивается вероятность, что в этих полостях может остаться какое-то количество растворителя.In addition, the coating materials of the present invention may have different viscosities. Unlike traditional coating methods in which the coating material is sufficiently diluted using a solvent, the coating material of the present invention can be used in an undiluted, highly viscous state. The use of a diluent solvent helps overflow the existing coating material through the pipe and helps control the processing time. After coating the pipe with diluted material, wait for the solvent to evaporate from the material so that the coating freezes. Since heat exchanger pipes have a very low diameter to pipe length ratio to maximize surface area for heat transfer, such limited space often makes it difficult for solvent to leave the pipe. Any ulceration in the pipe wall that can be filled with a diluted coating further increases this difficulty, so the likelihood that some amount of solvent may remain in these cavities is greatly increased.
Напротив, когда по трубе проталкивается материал покрытия согласно настоящему изобретению, может использоваться покрытие с более высокими начальными показателями вязкости, в неразбавленном состоянии. Например, могут легко использоваться покрытия с вязкостью 100000 сантипуаз и более. В этом свете уничтожаются риски неполного удаления растворителя.In contrast, when a coating material of the present invention is pushed through a pipe, a coating with a higher initial viscosity can be used in an undiluted state. For example, coatings with a viscosity of 100,000 centipoises or more can easily be used. In this light, the risks of incomplete solvent removal are eliminated.
Как показано на Фиг.5В, внутритрубное устройство 10 проталкивается через трубу 18 в направлении стрелки А, оставляя позади покрытие 26, сформированное из тонкого слоя материала 24 покрытия. Направление, в котором внутритрубное устройство 10 проходит через трубу 18, безразлично для реализации изобретения до тех пор, пока впереди внутритрубного устройства 10 находится элемент 16, 16′ для нанесения покрытия. Действие внутритрубного устройства 10 описывается следующим образом. Материал 24 покрытия собирается вокруг элемента 16, 16′ для нанесения покрытия. Данный эффект вызывается силами сопротивления и трения, которые вжимают материал 24 покрытия во внутритрубное устройство 10 по мере его перемещения по трубе 18. Во время перемещения внутритрубного устройства 10 по трубе 18 промежутки между ребрами 40 элемента 16 для нанесения покрытия, в одной реализации, позволяют некоторому количеству материала 24 для покрытия перетечь или пройти через элемент 16 для нанесения покрытия и собраться вдоль корпуса 12 внутритрубного устройства 10, между корпусом 12 и внутренней поверхностью 20 трубы 18 перед фланцевым концом 14. По мере продолжения хода внутритрубного устройства 10 в направлении стрелки А фланцевый конец 14 также перемещается и удаляет излишки материала 24 для покрытия, чтобы сформировать покрытие 26. В другом примере реализации во время движения внутритрубного устройства 10 через трубу элемент 16 для нанесения покрытия сжимается, тем самым обеспечивая проход материала покрытия через область, определяемую элементом для нанесения покрытия.As shown in FIG. 5B, the in-
Ровное распределение материала 24 покрытия достигается объединенным действием элемента 16, 16′ для нанесения покрытия, контролирующего начальное количество материала 24 покрытия, которое впускается в область между корпусом 12, и фланцевого конца 14, прижимающегося к внутренней поверхности 20. Как сказано выше, специалист в данной области техники легко поймет, что элемент 16, 16′ для нанесения покрытия может иметь многочисленные формы и может изготавливаться из различных материалов. Независимо от выбора материала или формы элемента 16 для нанесения покрытия элемент для нанесения покрытия должен быть способен пропустить через себя заранее установленное количество материала покрытия в область, определяемую корпусом 12 и фланцевым концом 14.An even distribution of the
В случае наличия эродированного элемента или участка 22 эрозии внутритрубное устройство 10 может использоваться для наложения заплатки 28 покрытия. Коротко говоря, количество материала 24 покрытия регулируется элементом 16, 16′ для нанесения покрытия таким образом, чтобы достаточное его количество было в наличии для заполнения участка 22 эрозии в форме изъязвления или неровности, имеющейся в трубе 18, во время прохождения внутритрубного устройства 10 мимо изъязвления или неровности. При прохождении внутритрубного устройства 10 над участком 22 эрозии материал 24 покрытия заполняет любые впадины. Затем, когда фланцевый конец 14 проходит над участком 22 эрозии, любой излишний материал 24 покрытия удаляется, оставляя достаточно материала для образования заплатки 28 покрытия, заполняющей участок 22 эрозии. В областях с каждой стороны участка 22 эрозии покрытие 26 наносится на внутреннюю поверхность 20.In the case of an eroded element or
В соответствии с одним примером двигательный механизм, такой как сжатый газ или жидкость, может использоваться для проталкивания внутритрубного устройства 10 вдоль длины трубы 18. В примере реализации этот двигательный механизм воздействует на фланцевый конец 14 внутритрубного устройства 10. По мере приложения двигательной силы внутритрубное устройство 10 перемещается по трубе 18 до ее дальнего конца. В зависимости от конкретной конфигурации трубопровода внутритрубное устройство 10 может продолжать ход через соединительный элемент в следующую трубу или альтернативно покинуть трубу 18. Специалист в данной области техники поймет, что двигательный механизм, используемый для передвижения внутритрубного устройства 10 по длине трубы 18, может иметь многочисленные формы. Эти двигательные механизмы включают, но не ограничиваются такими как сжатые газы, жидкости и т.п., разность давлений, такая как вакуум, а также поршнеобразное устройство, которое может использоваться для ручного проталкивания внутритрубного устройства 10 через трубу. Заявитель установил, что сжатый газ-вытеснитель является в настоящее время наиболее эффективным; однако и другие двигательные механизмы или силы могут использоваться для передвижения внутритрубного устройства 10 по трубе.According to one example, a propulsion mechanism, such as compressed gas or liquid, can be used to push the in-
В дополнение к этому внутритрубное устройство 10 может быть протащено через трубу 18 с помощью тяги, такой как проволока, трос, лента, пруток и т.п., изготовленной из любого количества различных материалов, включающих синтетические, несинтетические, металлы, пластик, композитные материалы, тканые, нетканые и т.д. Соответственно, настоящее изобретение не ограничено конкретным материалом или структурой устройства, используемого для протягивания внутритрубного устройства 10 через трубу 18. Альтернативно, дифференциал отрицательного давления может использоваться для проталкивания внутритрубного устройства 10 через трубу 18.In addition to this, the in-
Использование внутритрубного устройства 10 дает пользователю возможность дополнительного контроля размеров конечного покрытия 26. Более конкретно, внутритрубное устройство 10 может быть видоизменено, путем изменения таких его деталей, как элемент 16, 16′ для нанесения покрытия или торцевой фланец 14, для достижения конкретного результата желательного покрытия, имеющего заранее установленную и существенно постоянную толщину, и распределения покрытия. Например, элемент 16, 16′ для нанесения покрытия может варьироваться по материалу, размеру и форме для того, чтобы позволить перетекание или проход мимо него выбранного количества покрывающего материала для нанесения покрытия. В дополнение к этому диаметр или ширина корпуса 12 может варьироваться, чтобы регулировать количество материала 24, пропускаемого к хвостовому фланцу 14. В дополнение к этому размеры и форма торцевого фланца 14 и корпуса 12 могут варьироваться, чтобы регулировать распределение и количество материала, наносимого на внутреннюю поверхность 20.The use of the in-
Конфигурация внутритрубного устройства 10, а также удаляющее действие торцевого фланца 14 дает возможность существенно улучшить контроль кроющей способности и толщины покрытия 26. В соответствии с одной реализацией настоящего изобретения внутритрубное устройство 10 позволяет нанести покрытие толщиной порядка 0,25 тысячной дюйма или менее указанной величины. В результате этого появляется возможность нанесения покрытия, оказывающего минимальное влияние на теплопередающие свойства трубы, в которой покрытие покрывает внутреннюю поверхность в областях, находящихся в хорошем состоянии, и в то же время исправляет изъязвления и другие участки 22 эрозии. Таким образом, общий эффект использования внутритрубного устройства 10 согласно настоящему изобретению в трубе хорошего состояния заключается в том, что обеспечивается покрытие гораздо меньшей толщины, чем в известных решениях, с минимальным влиянием на теплопередачу, но с улучшенной износостойкостью и способностью противостоять коррозии и другим элементам загрязнения или износа. Общий эффект от использования внутритрубного устройства 10 согласно настоящему изобретению в трубе, имеющей участки 22 эрозии, ухудшающие функционирование трубы, заключается в том, что труба исправляется и обновляется, и восстанавливается в значительно улучшенное состояние, что отодвигает необходимость остановки системы и замены труб. В дополнение к этому настоящее изобретение может использоваться для нанесения покрытия в трубе 18, которая не поражена участками эрозии или загрязнения, причем результирующее покрытие имеет минимальную толщину. Такое однородное покрытие с использованием настоящего изобретения является полезным в промышленных применениях, где материал, из которого изготовлена существующая труба, несовместим с предполагаемой к использованию в трубе жидкостью или газом. Например, в холодильной части обычный медный теплообменник, находящийся в рабочем состоянии, может быть снабжен покрытием согласно настоящему изобретению таким образом, что тонкое покрытие равномерно нанесено на все области внутри труб теплообменника. Это равномерное покрытие покрывает все открытые медные поверхности на внутренней стороне трубы. После нанесения такого покрытия может использоваться хладагент, несовместимый с медью, поскольку теперь внутренняя часть труб теплообменника не имеет областей открытой меди. Специалист в данной области техники легко поймет, что это представляет собой лишь иллюстративный пример использования настоящего изобретения для обеспечения совместимости внутренней поверхности труб с предполагаемой рабочей жидкостью или газом, которые будут содержаться внутри трубы. Такой пример явно не исчерпывает всех потенциальных применений труб с нанесением нового покрытия.The configuration of the in-
Фиг.5D и 5Е показывают альтернативную реализацию внутритрубного устройства, когда оно используется со сжимаемым элементом 16 для нанесения покрытия. Этот иллюстративный пример является альтернативной реализацией настоящего изобретения и не предназначен для того, чтобы сузить применимость настоящего изобретения. На Фиг.5D внутритрубное устройство 10 показано в одном конце трубы 18, в то время как выбранное количество покрывающего материала 24 уже помещено внутрь трубы 18. Как говорилось выше, количество используемого материала 24 покрытия зависит от ряда факторов, связанных с конкретным применением.5D and 5E show an alternative implementation of an in-line device when it is used with a
Как показано на Фиг.5Е, внутритрубное устройство 10 проталкивается по трубе 18 в направлении стрелки А, оставляя за собой равномерное покрытие 26. В настоящей реализации материал 24 покрытия собирается вокруг элемента 16 для нанесения покрытия. Данный эффект вызывается силами сопротивления и трения, которые вжимают материал 24 покрытия во внутритрубное устройство 10 по мере его перемещения по трубе 18. Во время перемещения внутритрубного устройства 10 по трубе 18 элемент 16 для нанесения покрытия отодвигается или сжимается в достаточной степени для того, чтобы позволить некоторому количеству материала 24 покрытия перетечь через элемент 16 для нанесения покрытия и собраться вдоль корпуса 12 внутритрубного устройства 10, между корпусом 12 и внутренней поверхностью 20 трубы 18, перед фланцевым концом 14. По мере продолжения движения внутритрубного устройства 10 в направлении стрелки А фланцевый конец 14 также перемещается и удаляет излишки материала 24 покрытия, чтобы сформировать покрытие 26. Использование сжимаемого элемента 16 для нанесения покрытия, как показано в данной реализации, так же как и жесткого, с ребрами элемента для нанесения покрытия, показанного на Фиг.5А, не является исчерпывающим списком потенциальных реализации элемента для нанесения покрытия. Специалист в данной области техники легко поймет, что существуют многочисленные альтернативные реализации элемента 16 для нанесения покрытия, которые применимы к настоящему изобретению. Эти альтернативные реализации могут иметь многие формы или виды и могут быть изготовлены из различных материалов, пригодных для нанесения покрытия.As shown in FIG. 5E, the in-
Фиг.6 представляет блок-схему, иллюстрирующую способ использования внутритрубного устройства 10 согласно варианту осуществлению настоящего изобретения. Материал 24 покрытия и внутритрубное устройство 10 вводятся внутрь трубы 18 (этап 100). Прикладывается движущая сила, продувающая внутритрубное устройство 10 через трубу 18 (этап 102). Во время перемещения внутритрубного устройства 10 по трубе 18 материал 24 для покрытия помещается на внутреннюю поверхность 20 трубы 18 для формирования покрытия 26 (этап 104). По желанию, процесс может быть повторен для нанесения дополнительных слоев материала 24 покрытия (этап 106). Следует отметить, что, если наносятся дополнительные слои материала 24 для покрытия, эти слои могут быть сформированы из покрывающего материала 24 другого типа либо того же самого, что и первоначальный материал 24 покрытия. В дополнение к этому, если процесс повторяется, то могут использоваться различные внутритрубные устройства 10, имеющие различные свойства или характеристики, для формирования слоев покрытия с различными свойствами. Более того, в зависимости от материала 24 покрытия может требоваться время для схватывания и застывания покрытия.6 is a flowchart illustrating a method of using the in-
Фиг.7А-F показывают несколько примеров альтернативных реализаций внутритрубного устройства 10 в форме внутритрубных устройств 10А-10F. Внутритрубные устройства 10А и 10D имеют дополнительную особенность в виде продольных поверхностных элементов 30. Внутритрубные устройства 10В и 10Е имеют дополнительную особенность в виде поперечных поверхностных элементов 32. Добавление продольных поверхностных элементов 30 и поперечных поверхностных элементов 32 служат примером вариативности различных альтернативных реализации, в которых поверхность корпуса 12 модифицирована для оказания влияния на распределение материала 24 покрытия с помощью внутритрубного устройства. Специалист в данной области техники поймет, что различные ориентации и комбинации поверхностных элементов, конструкций элемента для нанесения покрытия (т.е. форма, выбор материала и сжимаемость) в дополнение к тем, которые не были специально описаны или иллюстрированы, возможны в соответствии с настоящим изобретением. Соответственно, настоящее изобретение не ограничивается только иллюстрированными примерами реализации.7A-F show several examples of alternative implementations of the in-
На Фиг.7С и 7F торцевой фланец 34 внутритрубного устройства 10С содержит некоторое число углублений 36. При проходе фланца 34 над материалом 24 покрытия углубления 36 на торцевом фланце 34 образуют рифление на покрытии 26, образующемся на внутренней поверхности 20 трубы 18. Конкретный узор, образуемый на покрытии 26, может варьироваться, как поймет специалист в данной области техники, в зависимости от формы фланца. Такой фланец 34 может быть полезным, если требуется несколько проходов внутритрубного устройства. Первое нанесение материала 24 покрытия может иметь главной целью его наложение в форме заранее установленного рифленого узора, в то время как последующие проходы внутритрубного устройства могут разгладить или иным образом модифицировать получающееся в результате покрытие. Альтернативно, рифление или другой узор, образованный в покрытии, может стать окончательной конфигурацией покрытия, если такие рифления или узоры желательны.In FIGS. 7C and 7F, the
Первые применения внутритрубного устройства 10 для нанесения покрытия в трубе 18 привели в результате к нанесению покрытия толщиной приблизительно от 0,25 до 1 тысячной дюйма, причем покрытие внутренней поверхности 20 было равномерным. Анализ теплопередачи трубы с нанесенным покрытием показал минимальное влияние на теплопередающие свойства. Трубы, имеющие одно или более изъязвлений, были быстро исправлены путем использования внутритрубного устройства 10 и эпоксидного покрытия для нанесения на изъязвления стойкой заплатки, что таким образом продлило срок службы трубы.The first applications of the in-
Соответственно, настоящее изобретение полезно тем, что при применении внутритрубного устройства для нанесения покрытия или заплатки оно обеспечивает существенно лучший контроль кроющей способности и толщины покрытия на внутренней поверхности трубы. Там, где предыдущие способы давали в результате минимальную толщину покрытия от 2 до 5 тысячных дюйма, настоящее изобретение позволяет получить гораздо более тонкий одиночный слой покрытия порядка от 0,25 до 1 тысячной дюйма, достаточно тонкий, чтобы полученное покрытие не ухудшало в существенной степени характеристики теплопередачи трубы. В дополнение к этому внутритрубное устройство может быть пропущено через трубу несколько раз, что обеспечивает нескольких слоев покрытия, если нужно более долговечное или более толстое покрытие. Сжатый движитель в виде газа или жидкости быстро передвигает внутритрубное устройство по трубе, эффективно нанося покрытие на внутреннюю поверхность.Accordingly, the present invention is useful in that when using an in-line coating or patch device, it provides substantially better control of the hiding power and coating thickness on the inner surface of the pipe. Where the previous methods resulted in a minimum coating thickness of 2 to 5 thousandths of an inch, the present invention provides a much thinner single coating layer of the order of 0.25 to 1 thousandths of an inch, thin enough so that the resulting coating does not significantly degrade performance heat transfer pipe. In addition, the in-tube device can be passed through the pipe several times, which provides several layers of coating, if you need a more durable or thicker coating. A compressed propulsion device in the form of gas or liquid quickly moves the in-tube device along the pipe, effectively coating the inner surface.
Многочисленные модификации и альтернативные варианты настоящего изобретения очевидны для специалистов в данной области техники из вышеприведенного описания. Соответственно, данное описание должно пониматься только как иллюстративное, оно служит цели обучения специалистов в данной области техники наилучшему методу осуществления настоящего изобретения. Детали конструкции могут существенно варьироваться без отклонения от сущности настоящего изобретения, причем резервируется право на все модификации, подпадающие под объем прилагаемой формулы изобретения. Предполагается, что данное изобретения будет ограничено лишь в степени, определенной прилагаемой формулой и применимыми нормами права.Numerous modifications and alternative embodiments of the present invention are apparent to those skilled in the art from the above description. Accordingly, this description should be understood only as illustrative, it serves the purpose of training specialists in this field of technology the best method of implementing the present invention. The details of the construction can vary significantly without deviating from the essence of the present invention, and the right to all modifications falling within the scope of the attached claims is reserved. It is intended that this invention be limited only to the extent determined by the appended claims and applicable law.
Claims (15)
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US58093004P | 2004-06-18 | 2004-06-18 | |
| US60/580930 | 2004-06-18 | ||
| US63787904P | 2004-12-20 | 2004-12-20 | |
| US60/637789 | 2004-12-20 | ||
| US60/637879 | 2004-12-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006143568A RU2006143568A (en) | 2008-07-27 |
| RU2343999C2 true RU2343999C2 (en) | 2009-01-20 |
Family
ID=39810327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006143568/12A RU2343999C2 (en) | 2004-06-18 | 2005-06-17 | System and method of pipe coating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2343999C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2697079C2 (en) * | 2014-12-18 | 2019-08-12 | Кьюрапайп Систем Лтд. | Systems, compositions and methods for elimination of leaks in pipes |
| RU2697595C2 (en) * | 2014-12-18 | 2019-08-15 | Кьюрапайп Систем Лтд. | Pipeline sealing method by means of gel plug |
-
2005
- 2005-06-17 RU RU2006143568/12A patent/RU2343999C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2697079C2 (en) * | 2014-12-18 | 2019-08-12 | Кьюрапайп Систем Лтд. | Systems, compositions and methods for elimination of leaks in pipes |
| RU2697595C2 (en) * | 2014-12-18 | 2019-08-15 | Кьюрапайп Систем Лтд. | Pipeline sealing method by means of gel plug |
| RU2697911C2 (en) * | 2014-12-18 | 2019-08-21 | Кьюрапайп Систем Лтд. | Systems and method of sealing pipelines using a gel plug |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006143568A (en) | 2008-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7717056B2 (en) | System and method for coating tubes | |
| US20210291243A1 (en) | Apparatus and methods employing liquid-impregnated surfaces | |
| RU2704221C2 (en) | Self-cleaning optical pickup assembly | |
| US11492500B2 (en) | Apparatus and methods employing liquid-impregnated surfaces | |
| Hoque et al. | Life span of slippery lubricant infused surfaces | |
| RU2343999C2 (en) | System and method of pipe coating | |
| JP2010088960A (en) | Filter and air handling unit | |
| US7640969B2 (en) | Heat exchanger tube, heat exchanger and use | |
| US20200123394A1 (en) | USE OF SiO2 COATINGS IN WATER-CARRYING COOLING SYSTEMS | |
| CN110886887A (en) | Fluorine-lined ball valve | |
| US11235347B2 (en) | System and method for coating tubes | |
| JP2008298321A (en) | Heat exchanger and its manufacturing method | |
| Yu et al. | Water-repellent slippery surfaces for HVAC&R systems | |
| CN113218091A (en) | Graded cleaning type solar water pipe descaling and killing device | |
| JPH0310834B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160618 |