RU2622727C2

RU2622727C2 - Heat-insulating coating of underground pipeline for installation in highway conditions

Info

Publication number: RU2622727C2
Application number: RU2015146414A
Authority: RU
Inventors: Павел Александрович Ревель-Муроз; Павел Олегович Ревин; Инна Яковлевна Фридлянд
Original assignee: Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть")
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2015-10-28
Publication date: 2017-06-19
Also published as: RU2015146414A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: heat-insulating pipeline coating includes at least one layer of heat insulation made from tightly united styrofoam segments fixed on the pipeline surface using steel galvanized bandage tapes so that at least two bandage tapes are arranged on each segment. A bitumen-polymer tape is applied on top of the styrofoam segments. On top of the bitumen-polymer tape a protective shell from rock shields is arranged, which are fixed on the pipeline surface using bandage tapes so that at least two bandage tapes are installed on each rock shield.

EFFECT: increasing the durability and lifetime of the pipeline.

7 cl, 1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к области строительства и капитального ремонта трубопроводов, а именно к способам монтажа теплоизоляции подземного нефтепровода в трассовых условиях.The invention relates to the field of construction and overhaul of pipelines, and in particular to methods of installing thermal insulation of an underground oil pipeline in route conditions.

Уровень техникиState of the art

Известен элемент теплоизоляции трубопровода, представляющий собой фрагмент оболочки, выполненный из экструдированного листа или плиты из вспененного полимерного материала и имеющий продольные прорези, отходящие от поверхности, обращенной к трубопроводу, и частично разделяющие элемент на секторы. Стенки прорези имеют форму, обеспечивающую образование продольных каналов при наложении элемента на трубопровод (патент RU 73052 U1, дата публикации 10.05.2008).A known element of the thermal insulation of the pipeline, which is a fragment of the shell made of an extruded sheet or plate of foamed polymeric material and having longitudinal slots extending from the surface facing the pipeline, and partially dividing the element into sectors. The walls of the slots have a shape that ensures the formation of longitudinal channels when the element is applied to the pipeline (patent RU 73052 U1, publication date 05/10/2008).

Недостаток элемента теплоизоляции заключается в том, что скорлупы теплоизоляционного материала имеют прорези, приводящие к ослаблению механической прочности конструкции в зонах прорезей и возможному разрушению конструкции при нескольких циклах монтажа-демонтажа. Кроме того, в предлагаемой конструкции элемента теплоизоляции отсутствует внешняя оболочка, защищающая теплоизоляционный материал от механических воздействий, атмосферных осадков и грунтовых вод. Кроме того, предлагаемую конструкцию невозможно использовать для теплоизоляции фасонных изделий, например отводов, тройников.The disadvantage of the insulation element is that the shells of the insulating material have slots, leading to a weakening of the mechanical strength of the structure in the zones of the slots and the possible destruction of the structure during several installation-dismantling cycles. In addition, in the proposed design of the thermal insulation element there is no outer shell protecting the thermal insulation material from mechanical stress, precipitation and groundwater. In addition, the proposed design cannot be used for thermal insulation of shaped products, such as bends, tees.

Известен способ осуществления сборно-разборной теплоизоляции для подземной и надземной бесканальной прокладки трубопровода, по которому межтрубное пространство между покровной защитной оболочкой и изолируемой трубой заполняют съемными скорлупами, имеющими два слоя: внутренний - температурогасящий и наружный, обеспечивающий механическую прочность и дополнительную тепло- и влагозащиту, скорлупы скрепляют бандажами, а покровную оболочку свободно надвигают на скорлупы (заявка RU 2000106633 А, дата публикации 10.04.2002).A known method for the implementation of collapsible thermal insulation for underground and above-ground channelless pipe laying, in which the annular space between the protective sheath and the insulated pipe is filled with removable shells having two layers: the inner one is heat-extinguishing and the outer one provides mechanical strength and additional heat and moisture protection, the shells are fastened with bandages, and the integument is freely pushed onto the shells (application RU 2000106633 A, publication date 10.04.2002).

Недостатком данного способа является трудоемкость сборки, связанная с установкой покровной оболочки, и низкая эффективность тепловой защиты в связи с подверженностью повреждениям теплоизоляционных слоев из-за наличия зазоров и конструктивным выполнением скорлуп, не обеспечивающим эффективной тепловой защиты стыков.The disadvantage of this method is the complexity of the assembly associated with the installation of the integument shell and the low efficiency of thermal protection due to susceptibility to damage to the insulating layers due to the presence of gaps and constructive shells that do not provide effective thermal protection of the joints.

Известен способ осуществления сборно-разборного теплоизоляционного покрытия трубопровода, включающий установку композитных скорлуп в качестве покрытия по длине трубопровода, скрепление их бандажами и защиту соединительных швов. В качестве композитных скорлуп используют монолитный модульный элемент с двумя теплоизоляционными слоями и защитной покровной оболочкой, внутренний слой которого, обращенный к трубопроводу, выполнен из жесткого пенополиизоцианурата, имеющего температуру размягчения 170°С, а наружный слой выполнен формованным пенополиуретаном при взаимном смещении слоев относительно друг друга, обеспечивающем наличие элементов тепловых замковых соединений типа выступ-впадина по всему контуру модульного элемента. Установку скорлуп осуществляют их сшиванием по периметру и в длину с использованием поперечных и продольных тепловых замковых соединений и со смещением поперечных швов на половину длины скорлупы, а швы герметизируют (патент RU 2343340 C1, дата публикации 10.01.2009).A known method for the implementation of collapsible heat-insulating coating of the pipeline, including the installation of composite shells as a coating along the length of the pipeline, fastening them with bandages and protecting connecting joints. As composite shells, a monolithic modular element with two heat-insulating layers and a protective cover is used, the inner layer of which facing the pipeline is made of rigid polyisocyanurate foam having a softening temperature of 170 ° C, and the outer layer is made of molded polyurethane foam when the layers are mutually displaced relative to each other providing the presence of elements of thermal locking joints of the protrusion-cavity type over the entire contour of the modular element. The installation of the shells is carried out by stitching them around the perimeter and in length using transverse and longitudinal thermal locking joints and with a shift of the transverse seams by half the length of the shell, and the seams are sealed (patent RU 2343340 C1, publication date 01/10/2009).

Недостаток способа заключается в том, что оцинкованная оболочка двух скорлуп при их соединении устанавливается встык без нахлеста, при этом место стыка не имеет герметизации, что создает условия для проникновения влаги, оказывающей негативное воздействие на элементы теплоизоляции, что приводит к сокращению сроков ее эксплуатации. Кроме того, скорлупы не соединены между собой механически, что снижает конструкционную прочность установленного теплоизоляционного слоя. Конструкция внешней оболочки из оцинкованного листа не обеспечивает защиту от подземной коррозии.The disadvantage of this method is that the galvanized shell of two shells, when connected, is installed end-to-end without overlapping, while the junction does not have a seal, which creates conditions for moisture to penetrate, which has a negative effect on the insulation elements, which leads to a reduction in its service life. In addition, the shells are not mechanically interconnected, which reduces the structural strength of the installed heat-insulating layer. The outer shell structure of galvanized sheet does not provide protection against underground corrosion.

Известен способ монтажа теплоизоляции технологических трубопроводов, включающий установку композитных скорлуп в качестве покрытия на трубы и соединительные детали, скрепление их бандажами и защиту соединительных швов. В качестве теплоизоляции труб и деталей технологических трубопроводов применяется вспененный каучук в виде трубок или рулонов, который устанавливают в несколько слоев в зависимости от необходимой толщины теплоизоляции. При этом для теплоизоляции соединительных деталей применяют сегменты или секции, швы теплоизоляции проклеивают клеем, а в качестве защитной оболочки применяют кожух из оцинкованной стали, который закрепляют с использованием самонарезающих винтов (патент RU 2530985 C1, дата публикации 10.10.2003).A known method of mounting thermal insulation of technological pipelines, including the installation of composite shells as a coating on pipes and fittings, fastening them with bandages and protecting the joint seams. As the thermal insulation of pipes and parts of technological pipelines, foamed rubber is used in the form of tubes or rolls, which are installed in several layers, depending on the required thickness of the thermal insulation. At the same time, segments or sections are used for thermal insulation of the connecting parts, the insulation joints are glued with glue, and a galvanized steel casing is used as a protective sheath, which is fixed using self-tapping screws (patent RU 2530985 C1, publication date 10.10.2003).

Недостаток данного способа заключается в том, что он не предназначен для теплоизоляции трубопровода подземной прокладки, поскольку защитная оболочка из оцинкованного листа не обеспечивает защиту от подземной коррозии. Кроме того, применение каучука в качестве теплоизоляции не обеспечивает необходимую жесткость конструкции, поскольку мягкий каучук легко сминается при механическом воздействии, что снижает долговечность теплоизоляционного покрытия.The disadvantage of this method is that it is not intended for thermal insulation of the underground pipeline, since the protective shell made of galvanized sheet does not provide protection against underground corrosion. In addition, the use of rubber as thermal insulation does not provide the necessary structural rigidity, since soft rubber is easily crumpled by mechanical stress, which reduces the durability of the thermal insulation coating.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в создании теплоизоляционного покрытия для подземного трубопровода для монтажа в трассовых условиях с повышенными эксплуатационными характеристиками.The problem to which the invention is directed, is to create a thermal insulation coating for an underground pipeline for installation in route conditions with enhanced performance characteristics.

Технический результат, достигаемый при реализации заявляемого изобретения, заключается в повышении долговечности и срока эксплуатации трубопровода за счет обеспечения конструкционной прочности теплоизоляционного покрытия и герметичности, обеспечивающей предотвращение попадания влаги под изоляцию.The technical result achieved by the implementation of the claimed invention is to increase the durability and life of the pipeline by ensuring the structural strength of the heat-insulating coating and tightness, which prevents the ingress of moisture under the insulation.

Заявляемый технический результат достигается за счет того, что теплоизоляционное покрытие подземного трубопровода для монтажа в трассовых условиях включает по меньшей мере один слой теплоизоляции, выполненный из герметично соединенных сегментов пенополистирола, зафиксированных на поверхности трубопровода с помощью стальных оцинкованных бандажных лент таким образом, что на каждом сегменте размещено не менее двух бандажных лент, битумно-полимерную ленту шириной не более 450 мм и толщиной не менее 0,6 мм, нанесенную поверх сегментов пенополистрирола с нахлестом смежных витков шириной не менее 30 мм, и защитную оболочку, выполненную из скальных листов, расположенных поверх битумно-полимерной ленты, которые фиксируются на поверхности трубопровода с помощью бандажных лент таким образом, что на каждый скальный лист установлено не менее двух бандажных лент.The claimed technical result is achieved due to the fact that the heat-insulating coating of the underground pipeline for installation in route conditions includes at least one layer of thermal insulation made of sealed segments of polystyrene foam, fixed on the surface of the pipeline with steel galvanized bandages so that on each segment at least two banding tapes are placed, a bitumen-polymer tape with a width of not more than 450 mm and a thickness of not less than 0.6 mm, applied over the foam segments olistrirol with an overlap of adjacent coils with a width of at least 30 mm and a protective shell made of rock sheets located on top of the bitumen-polymer tape, which are fixed on the surface of the pipeline using bandage bands so that at least two bandage bands are installed on each rock sheet .

Кроме того, в частном случае реализации изобретения сегменты второго слоя теплоизоляции устанавливают с перекрытием швов предыдущего слоя с расстоянием между швами не менее 50 мм.In addition, in the particular case of the invention, the segments of the second insulation layer are installed with overlapping seams of the previous layer with a distance between the joints of at least 50 mm.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения стальная оцинкованная бандажная лента имеет толщину не менее 0,7 мм и ширину 12-20 мм.In addition, in the particular case of the invention, the steel galvanized bandage tape has a thickness of at least 0.7 mm and a width of 12-20 mm.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения расстояние между стальными оцинкованными бандажными лентами составляет не более 500 мм.In addition, in the particular case of the invention, the distance between the steel galvanized bandage tapes is not more than 500 mm

Кроме того, в частном случае реализации изобретения скальный лист имеет толщину не менее 3 мм.In addition, in the particular case of the invention, the rock sheet has a thickness of at least 3 mm.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения в качестве бандажных лент для фиксации скальных листов используют полиэфирные ленты шириной не менее 19 мм.In addition, in the particular case of the invention, polyester tapes with a width of at least 19 mm are used as bandage tapes for fixing rock sheets.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения расстояние между бандажными полиэфирными лентами составляет не более 500 мм.In addition, in the particular case of the invention, the distance between the bandage polyester tapes is not more than 500 mm

Сведения, подтверждающие реализацию изобретенияInformation confirming the implementation of the invention

Фиг. 1 - общий вид теплоизоляционного покрытия подземного трубопровода на основе сегментов из пенополистиролаFIG. 1 is a general view of the thermal insulation coating of an underground pipeline based on polystyrene foam segments.

Теплоизоляционное покрытие подземного трубопровода (фиг. 1) включает сегменты 1 из пенополистирола, размеры которых (ширина, толщина и длина) зависят от конкретных характеристик труб и соединительных деталей технологических трубопроводов. Сегменты 1 пенополистирола имеют пазы по всему периметру для соединения между собой. Если расчетная толщина теплоизоляционного покрытия превышает толщину, предусмотренную номенклатурой сегментов 1, то покрытие выполняют в виде двух или трех слоев последовательно устанавливаемых сегментов 1. Монтаж второго слоя 2 покрытия производят с перекрытием швов 3 предыдущего слоя с расстоянием l между швами не менее 50 мм. При монтаже все швы 3 между сегментами 1 теплоизоляции герметизируют при помощи герметика 4, обеспечивающего возможность производства работ при температуре до минус 30°С. Установленные на поверхности трубы 5 сегменты 1 скрепляют с помощью оцинкованных стальных бандажных лент 6, что обеспечивает надежную фиксацию покрытия сегментов 1 на поверхности трубы. В предпочтительном варианте реализации изобретения оцинкованная стальная бандажная лента 6 должна иметь толщину не менее 0,7 мм для обеспечения ее механической прочности и ширину 12-20 мм. При толщине бандажной ленты 6 менее 0,7 мм существует вероятность ее разрыва, что может привести к нарушению фиксации сегментов 1 на поверхности трубы 5. Расстояние L между бандажными лентами 6 должно составлять не более 500 мм, при этом на каждом сегменте 1, образующем внешний слой теплоизоляции, должно быть установлено не менее двух бандажных лент 6 для повышения надежности фиксации сегментов 1 на поверхности трубы 5, т.к. в случае разрыва одной из бандажных лент 6 вторая будет продолжать выполнять свои удерживающие функции. Поверх слоя сегментов 1 пенополистирола нанесена битумно-полимерная лента 7 шириной не более 450 мм и толщиной 0,6 мм, предназначенная для обеспечения механической стяжки покрытия сегментов 1 и предотвращения попадания влаги под теплоизоляцию. Минимальная толщина ленты 7 выбирается исходя из ее механической прочности, т.е. исключение разрыва при намотке, а минимальная ширина выбирается исходя из обеспечения минимального количества нахлестов смежных витков ленты при намотке и удобства намотки ленты в процессе монтажа. Предпочтительный нахлест смежных витков ленты 7 составляет не менее 30 мм. Поверх битумно-полимерной ленты 7 наносят защитную оболочку 8 из скального листа, предпочтительно толщиной не менее 3 мм, обеспечивающую защиту трубопровода от динамических (ударных) воздействий, а также от абразивного воздействия на теплоизоляцию трубопровода твердыми включениями грунта. Нанесение защитной оболочки поверх битумно-полимерной ленты 7 также обеспечивает надежную адгезию оболочки 8 к сегментам 1 пенополистирола. Скальный лист 8 фиксируется на поверхности трубопровода с помощью бандажных полиэфирных лент 9 шириной не менее 19 мм. Расстояние L₁ между бандажными лентами 9 должно составлять не более 500 мм, при этом на каждом скальном листе 9 должно быть установлено не менее двух бандажных лент 9, что повышает надежность фиксации скальных листов 9 на поверхности трубопровода, т.к. в случае разрыва одной из бандажных лент 9 вторая будет продолжать выполнять свои удерживающие функции.The thermal insulation coating of the underground pipeline (Fig. 1) includes polystyrene segments 1, the dimensions of which (width, thickness and length) depend on the specific characteristics of the pipes and connecting parts of the process pipelines. Segments 1 of expanded polystyrene have grooves around the entire perimeter for connection with each other. If the calculated thickness of the heat-insulating coating exceeds the thickness provided by the nomenclature of segments 1, then the coating is performed in the form of two or three layers of sequentially installed segments 1. Installation of the second layer 2 of the coating is performed with overlapping joints 3 of the previous layer with a distance l between joints of at least 50 mm. During installation, all seams 3 between segments 1 of the insulation are sealed with sealant 4, which provides the possibility of work at temperatures up to minus 30 ° C. The segments 1 mounted on the surface of the pipe 5 are fastened with galvanized steel banding tapes 6, which ensures reliable fixation of the coating of segments 1 on the pipe surface. In a preferred embodiment of the invention, the galvanized steel banding tape 6 should have a thickness of at least 0.7 mm to ensure its mechanical strength and a width of 12-20 mm. When the thickness of the retaining tape 6 is less than 0.7 mm, there is a possibility of its rupture, which can lead to a violation of the fixation of segments 1 on the surface of the pipe 5. The distance L between the retaining tapes 6 should be no more than 500 mm, with each segment 1 forming an thermal insulation layer, must be installed at least two retaining bands 6 to increase the reliability of fixing segments 1 on the surface of the pipe 5, because in the event of a rupture of one of the retaining bands 6, the second will continue to carry out its retention functions. A bitumen-polymer tape 7 with a width of not more than 450 mm and a thickness of 0.6 mm was applied over the layer of polystyrene foam segments 1, designed to provide mechanical screed for the coating of segments 1 and to prevent moisture from entering under thermal insulation. The minimum thickness of the tape 7 is selected based on its mechanical strength, i.e. exclusion of a gap during winding, and the minimum width is selected on the basis of ensuring a minimum number of overlaps of adjacent turns of the tape during winding and the convenience of winding the tape during installation. A preferred overlap of adjacent turns of tape 7 is at least 30 mm. On top of the bitumen-polymer tape 7, a protective sheath 8 is made of rock sheet, preferably at least 3 mm thick, which protects the pipeline from dynamic (shock) impacts, as well as from abrasive effects on the thermal insulation of the pipeline with solid inclusions of soil. Applying a protective sheath over the bitumen-polymer tape 7 also provides reliable adhesion of the sheath 8 to the polystyrene segments 1. Rock sheet 8 is fixed on the surface of the pipeline using bandage polyester bands 9 with a width of at least 19 mm. The distance L ₁ between the retaining bands 9 should be no more than 500 mm, while at least two retaining bands 9 should be installed on each rock sheet 9, which increases the reliability of fixing the rock sheets 9 on the surface of the pipeline, because in the event of a rupture of one of the retaining bands 9, the second will continue to carry out its retention functions.

Таким образом, реализация изобретения позволяет повысить долговечность трубопровода и срок его эксплуатации.Thus, the implementation of the invention improves the durability of the pipeline and its life.

Claims

1. Теплоизоляционное покрытие подземного трубопровода для монтажа в трассовых условиях, включающее по меньшей мере один слой теплоизоляции, выполненный из герметично соединенных сегментов пенополистирола, зафиксированных на поверхности трубопровода с помощью стальных оцинкованных бандажных лент таким образом, что на каждом сегменте размещено не менее двух бандажных лент, битумно-полимерную ленту шириной не более 450 мм и толщиной не менее 0,6 мм, нанесенную поверх сегментов пенополистирола с нахлестом смежных витков шириной не менее 30 мм, и защитную оболочку, выполненную из скальных листов, расположенных поверх битумно-полимерной ленты, которые фиксируются на поверхности трубопровода с помощью бандажных лент таким образом, что на каждый скальный лист установлено не менее двух бандажных лент.1. Thermal insulation coating of an underground pipeline for installation in route conditions, comprising at least one layer of thermal insulation made of hermetically connected segments of expanded polystyrene, fixed on the surface of the pipeline using steel galvanized bandage tapes in such a way that at least two bandage tapes are placed on each segment , bitumen-polymer tape with a width of not more than 450 mm and a thickness of not less than 0.6 mm, deposited on top of polystyrene foam segments with an overlap of adjacent coils with a width of at least 30 m And a protective cover made of sheet rock overlying bitumen-polymer tape, which are fixed on the pipeline surface via binding bands so that each sheet rock set of at least two binding bands.

2. Теплоизоляционное покрытие по п. 1, отличающееся тем, что сегменты второго слоя теплоизоляции устанавливают с перекрытием швов предыдущего слоя с расстоянием между швами не менее 50 мм.2. Thermal insulation coating according to claim 1, characterized in that the segments of the second thermal insulation layer are installed with overlapping seams of the previous layer with a distance between the seams of at least 50 mm.

3. Теплоизоляционное покрытие по п. 1, отличающееся тем, что стальная оцинкованная бандажная лента имеет толщину не менее 0,7 мм и ширину 12-20 мм.3. The heat-insulating coating according to claim 1, characterized in that the steel galvanized bandage tape has a thickness of at least 0.7 mm and a width of 12-20 mm.

4. Теплоизоляционное покрытие по п. 1, отличающееся тем, что расстояние между стальными оцинкованными бандажными лентами составляет не более 500 мм.4. Thermal insulation coating according to claim 1, characterized in that the distance between the steel galvanized bandage tapes is not more than 500 mm.

5. Теплоизоляционное покрытие по п. 1, отличающееся тем, что скальный лист имеет толщину не менее 3 мм.5. The heat-insulating coating according to claim 1, characterized in that the rock sheet has a thickness of at least 3 mm.

6. Теплоизоляционное покрытие по п. 1, отличающееся тем, что в качестве бандажных лент для фиксации скальных листов используют полиэфирные ленты шириной не менее 19 мм.6. The heat-insulating coating according to claim 1, characterized in that polyester tapes with a width of at least 19 mm are used as retaining tapes for fixing the rock sheets.

7. Теплоизоляционное покрытие по п. 6, отличающееся тем, что расстояние между бандажными полиэфирными лентами составляет не более 500 мм.7. Thermal insulation coating according to claim 6, characterized in that the distance between the bandage polyester tapes is not more than 500 mm.