СПОСОБ РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДА ПУТЕМ УСТАНОВКИ КОМПОЗИТНОЙ МУФТЫ
METHOD OF PIPELINE REPAIR BY COMPOSITE COUPLING INSTALLATION

Изобретение относится к способу ремонта трубопроводов и может быть использовано для ремонта поврежденных участков нефтепроводов без остановки перекачки продукта.
Из уровня техники известна композитно-муфтовая технология ремонта трубопровода, при которой на поврежденный участок трубопровода устанавливают цилиндрическую муфту с патрубками с образованием кольцевого зазора между ними, герметизируют торцы муфты на трубопроводе, после чего подают в кольцевой зазор между муфтой и трубопроводом через входной патрубок композитный материал на основе эпоксидной смолы до его появления в выходных патрубках. При этом муфту сваривают из двух полумуфт с обеспечением охвата трубопровода. Перед установкой муфты внутреннюю поверхность муфты, а также поверхность поврежденного участка трубопровода подвергают дробеструйной обработке (см. Патент РФ RU 2191317 С2, 20.10.2002).
Недостатком известного способа является низкий уровень адгезии композитного материала к поверхностям муфты и трубопровода, а также невысокая прочность сварного соединения, что может отрицательно сказаться на надежности отремонтированного участка трубопровода при его последующей эксплуатации.
Задачей заявленного изобретения является создание экономичного способа для ремонта поврежденных участков трубопровода без остановки перекачки продукта.
Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении эксплуатационной надежности отремонтированного участка трубопровода, а также в повышении экономичности способа.
Указанный технический результат достигается за счет того, что способ ремонта трубопровода включает установку на его поврежденном участке цилиндрической муфты, имеющей по меньшей мере один входной и по меньшей мере один выходной патрубки, с образованием кольцевого зазора между внутренней поверхностью муфты и внешней поверхностью трубопровода, герметизацию торцов муфты на трубопроводе и подачу в упомянутый кольцевой зазор через входной патрубок муфты композитного материала до появления композитного материала в выходном патрубке муфты, при этом перед установкой муфты ее внутреннюю поверхность, а также поверхность поврежденного участка трубопровода подвергают дробеструйной обработке, а установку муфты на трубопровод осуществляют путем размещения вокруг трубопровода двух полумуфт, имеющих разделку кромок под сварку, и их последующего соединения сваркой, муфту устанавливают с образованием кольцевого зазора величиной 6-40 мм, при этом угол разделки кромок под сварку составляет 10-30°, а дробеструйную обработку осуществляют абразивным материалом, имеющим размер частиц 0,5-2,5 мм, при давлении воздуха 0,6-0,8 МПа и расстоянии от выходного
отверстия сопла дробеструйной установки до обрабатываемой поверхности 200-300 мм.
Кроме того, указанный технический результат достигается в частных формах реализации изобретения за счет того, что:
- свариваемые кромки полумуфт имеют симметричную разделку под
сварку с углом разделки 25-30°;
- свариваемые кромки полумуфт имеют несимметричную разделку под
сварку с углами разделки 25-30° и 10-15°;
- абразивную обработку осуществляют под углом между направлением абразивной струи и плоскостью обрабатываемой поверхности, составляющим
45°;
- в качестве композитного материала используют материал на основе эпоксидной смолы.
Авторами изобретения было неожиданно обнаружено, что указанные условия проведения дробеструйной обработки в сочетании с величиной кольцевого зазора между трубопроводом и муфтой обеспечивают хорошую (равномерную) наполняемость кольцевого зазора композитным материалом, а также его улучшенную адгезию к поверхностям трубопровода и муфты, что позволяет повысить надежность отремонтированного участка (ремонтного узла) при дальнейшей эксплуатации трубопровода. При этом использование полумуфт с кромками, имеющими разделку под сварку с углом 10-30°, обеспечивает хорошее заполнение металлом сварочного шва между свариваемыми кромками и повышает прочность сварного соединения, что также позволяет повысить надежность отремонтированного участка.
Схема реализация заявленного способа показана на фиг.1-4, при этом на фиг.1, 2 показана схема установки муфты, на фиг.3 - схема заполнения кольцевого зазора композитным составом, на фиг.4 - отремонтированный участок трубопровода, а на фиг.5 - схема разделки кромок полумуфт.
Способ осуществляется следующим образом.
При обнаружении дефектного участка трубопровода 1 в результате, например, коррозии или вмятины, поврежденный участок очищается от изоляции. Поверхность трубопровода в зоне повреждения, а также внутренняя поверхность муфты подвергаются дробеструйной обработке посредством пневматической дробеструйной установки. Дробеструйную обработку осуществляют абразивным материалом с размером частиц 0,5-2,5 мм. В качестве абразивного материала используют, например, измельченный шлак, белый электрокорунд и т.п. В качестве рабочей среды дробеструйной установки используется сжатый воздух, давление которого должно составлять 0,6-0,8 МПа. При давлении ниже 0,6 МПа резко снижается скорость очистки поверхности, а при давлении выше 0,8 МПа резко возрастает расход абразивного материала без заметного увеличения скорости очистки. Расстояние от выходного отверстия сопла дробеструйной установки до обрабатываемой поверхности должно составлять 200-300 мм. При этом предпочтительно проводить обработку под углом 45° между направлением абразивной струи и плоскостью обрабатываемой поверхности.
После дробеструйной обработки осуществляют установку цилиндрической муфты 2 (см. фиг.1, 2), которая охватывает трубопровод 1 и состоит из нижней 3 и верхней 4 полумуфт. Полумуфты 3 и 4 соединяют между собой сварными швами 5 при монтаже муфты 2 на трубопроводе 1, при этом сама муфта 2 к трубопроводу 1 не приваривается.
При этом кромки свариваемых полумуфт 3 и 4 имеют разделку под сварку с углом разделки, равным 10-30° (см. фиг.5). При этом предпочтительными являются два варианта разделки кромок:
- симметричная разделка с углом 25-30° (фиг.5, а),
- несимметричная разделка с углами 25-30° и 10-15° (фиг.5, б). Внутренний диаметр муфты 2 превышает внешний диаметр трубопровода 1 на величину, достаточную для образования кольцевого зазора, величина которого устанавливается в пределах от 6 до 40 мм. Регулировку величины зазора между трубой и муфтой проводят установочными болтами 6 с учетом геометрии трубы. Контроль величины установленного зазора осуществляют в нескольких местах с каждой стороны муфты через технологические отверстия в ней.
После установки необходимого кольцевого зазора осуществляют герметизацию торцов муфты с целью создания замкнутого объема между трубой и муфтой для последующего заполнения его композитным составом. Для этого по краям кольцевого зазора размещают быстротвердеющий герметик 7 (например, на основе полиэфирной смолы). Предпочтительно проводить герметизацию в два слоя: первым слоем герметика непосредственно заполняют боковой зазор между трубопроводом 1 и муфтой 2 на глубину 25 мм, а вторым слоем формируют внешний скос Т ремонтной конструкции, обеспечивающий плавный переход от внешней цилиндрической поверхности муфты 2 к внешней цилиндрической поверхности трубопровода 1 (см. фиг.4), необходимый для качественного нанесения изоляционного покрытия на ремонтную конструкцию. При формировании скоса угол между перпендикуляром к оси трубопровода 2 и линией, образуемой скосом 7, должен быть не менее 30°.
Далее осуществляют заполнение кольцевого зазора композитным составом 8, в качестве которого может быть использована, например, эпоксидная смола. Для заполнения кольцевого зазора в муфте 2 предусмотрены входные 9, 10 и выходные 11, 12 патрубки. При этом входной патрубок 9 является основным, а патрубок 10 - резервным (необходим в случае закупорки основного входного патрубка 9). Перед заполнением один армированный прозрачный шланг 13 (наливной) подсоединяют к нагнетательному насосу 14, а другой шланг 15 - к резервному патрубку 10. На верхние выходные патрубки 11 и 12 надевают контрольный прозрачный шланг 16 и в его верхней точке делают сквозной пропил 17 для выхода воздуха.
Затем заполняют бункер нагнетательного насоса 14 композитным составом, и включают его. Насос должен работать, пока композитный состав не покажется из наливного шланга 13 и не вытеснит из него воздух. После чего подключают шланг 13 к входному патрубку 9, включают насос 14, и нагнетают композитный состав в муфту до полного заполнения шланга 15 резервного патрубка 10 (чтобы в шланге 15 не оставался воздух). Зажимом 18 пережимают шланг 15.
Далее заполняют композитным составом муфту до тех пор, пока он не покажется в контрольном шланге 16 на высоте от выходных патрубков 30-40 см, и останавливают насос. При закачке композитного состава необходимо поддерживать его постоянный уровень в бункере насоса для предотвращения попадания воздуха в заполняемый кольцевой зазор.
Зажимами 19 и 20 перекрывают шланг 13 и перерезают его между зажимами. Остатки композитного состава откачивают из насоса 14 в контейнер.
Композитный материал затвердевает до требуемой прочности в течение 24 часов. После его отверждения все выступающие детали на внешней поверхности муфты удаляют и, если это необходимо, наносят на поверхность муфты изоляционную ленту для противокоррозионной защиты отремонтированного участка трубопровода.
Таким образом, заявленный способ позволяет производить экономичный ремонт поврежденных участков трубопровода без остановки перекачивания продуктов, при этом отремонтированный участок характеризуется повышенной надежностью при дальнейшей эксплуатации трубопровода.
Следует отметить, что заявленное изобретение не ограничено частными формами его реализации, раскрытыми в описании. Возможны также иные формы исполнения изобретения в объеме приведенных существенных признаков.