СПОСОБ МОНТАЖА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ СВАРНОГО СТЫКА ТРУБ ДЛЯ НАДЗЕМНОЙ ПРОКЛАДКИ
ASSEMBLY OF PIPE WELD HEAT ISOLATION FOR OVERHEAD LAYING

Изобретение относится к теплоизоляции труб и предназначено для обеспечения монтажа теплоизоляции сварных стыков труб нефтепровода, предназначенного для транспортировки нефти и нефтепродуктов.
Известно изобретение «Способ теплоизоляции трубы для воздушной, наземной и подземной прокладки» (см. патент RU №2386076, заявка №2007115515/06, опубликована 20.11.2009, МПК F16L 59/14, F16L 59/10), в которой для теплоизоляции трубы для воздушной, наземной и подземной прокладки устанавливают концентрично относительно изолируемой трубы, предварительно изготовленные секции тонколистовых вальцованных металлических обечаек, одновременно выполняющих функции формы и защитного покрытия теплоизоляции, заполняют через продольный стык находящейся в открытом состоянии обечайки кольцевую полость между трубой и обечайкой пенополиуретаном (ППУ) заливных марок, закрывают продольный стык обечайки с перехлестом краев и выдерживают время на структурирование теплоизоляционного материала. Однако этот способ неприменим в полевых условиях из-за невозможности использования ППУ заливных марок при отрицательных температурах.
Известно изобретение «Теплоизолированный стык предварительно теплоизолированных труб с полимерной оболочкой, способ его монтажа, полимерная муфта и способ ее изготовления» (см. патент RU №2389943, заявка №2008137715/06, опубликована 20.05.2010, МПК F16L 59/18, F16L 58/00), в которой предложен способ монтажа полимерной муфты, охватывающей концы полимерных оболочек смежных труб. Между наружными поверхностями охваченных муфтой концов оболочек труб и внутренней поверхностью концов муфты расположен герметик, а теплоизоляционный материал заполняет пространство муфты. Кромки муфты защищены эксплуатационным бандажом из гибких связей с раздельной фиксацией или лент, зафиксированных замком. Недостаток этого способа заключается в недостаточной долговечности полимерного материала муфты в сложных климатических условиях и защите теплоизоляционного материала стыка от внешних естественных и искусственных механических воздействий при надземном расположении трубопровода.
Известно изобретение «Способ нанесения на трубу термоизоляционного покрытия» (см. патент RU №2136495, заявка №97118577, опубликована 1999.09.10, МПК В29С 63/18, F16L 59/14), состоящий в том, что осуществляют нанесение теплоизоляционного покрытия из вспенивающегося материала - ППУ на наружную поверхность труб, сверху размещают на трубе эластичную оболочку. Однако способ неприменим на сваренных трубопроводах, так как требует дополнительного приспособления - формы, что усложняет и удорожает теплоизоляцию, требует дополнительных работ по герметизации. Кроме того, сохраняются недостатки предыдущего патента.
Наиболее близким к предлагаемому способу является изобретение «Теплоизоляционный стык предварительно теплоизолированных трубопроводов и способ его выполнения» (см. заявка RU, №2002108868/06, опубликована 27.11.2003, МПК F16L 59/18), которое принято за прототип изобретения.
Указанное изобретение включает способ выполнения теплоизоляционного стыка предварительно теплоизолированных трубопроводов, включающий соединение сваркой концов стальных трубопроводов друг с другом, предварительную установку симметрично относительно сварного стыка металлического кожуха, обернутого вокруг стыка, который заполняют ППУ между внутренней поверхностью кожуха, наружной поверхностью соединенных между собой трубопроводов и торцами теплоизолированного материала этих трубопроводов, после чего активируют поверхность стыка, прогревая ее пламенем газовой горелки и постепенно накладывают термоусадочное полотно, также прогревая его пламенем газовой горелки.
Однако этот способ неприменим в полевых условиях при отрицательных температурах, т.к. использование пенополиуретана заливных марок требует положительных температур. Кроме того, отсутствует антикоррозионное покрытие сварного стыка.
Задача предложенного изобретения заключается в обеспечении монтажа антикоррозионного покрытия и теплоизоляции сварного стыка теплоизолированных труб надземной прокладки в сложных климатических условиях (при отрицательных температурах).
Технический результат заключается в обеспечении антикоррозионной защиты (за счет применения термоусаживающейся полимерной ленты) и теплоизоляции сварного стыка теплоизолированных труб, при этом предложенный способ обеспечивает усовершенствование технологии монтажа теплоизоляции на трубопровод, что удешевляет ее монтаж и сокращает трудоемкость.
Технический результат достигается тем, что производят антикоррозионную защиту сварного стыка с помощью термоусаживающейся полимерной ленты, закрывают стык теплоизоляционными скорлупами из пенополиуретана и защищают с применением оцинкованного металлического кожуха.
Способ монтажа теплоизоляции сварного стыка теплоизолированных труб для надземной прокладки представлен на фиг.1 и фиг.2 и включает установку симметрично относительно сварного стыка оцинкованного металлического кожуха, обернутого вокруг стыка, который заполняют пенополиуретаном между внутренней поверхностью кожуха, наружной поверхностью соединенных между собой теплоизолированных труб и торцами теплоизоляционного материала этих труб, согласно изобретению предварительно производят антикоррозионную защиту сварного стыка труб 1 с помощью термоусаживающейся полимерной ленты с замковой пластиной 2, устанавливают на стык теплоизоляционные скорлупы из пенополиуретана 3, скрепляемые металлическими лентами 4 с замками 5, приклеивают по краям защитной оболочки 6 теплоизолированных труб 7 и 8 термоплавкую адгезионную ленту 9 с нахлестом на скорлупы из пенополиуретана 3 и устанавливают оцинкованный металлический кожух 10 симметрично относительно сварного стыка 1, перекрывающий место стыка и защитную оболочку теплоизолированных труб.
Перед установкой термоусаживающейся полимерной ленты производят подготовку поверхности сварного стыка и прилегающей зоны, включающую очистку, сушку с помощью газовой горелки до заданной температуры с ее контролем с помощью контактного термометра по четырем равноудаленным точкам по периметру стыка и очистку металлической поверхности абразивоструйным способом.
Перед установкой термоусаживающейся полимерной ленты на подготовленную поверхность с помощью поролонового валика или шпателя наносится равномерным слоем подготовленный праймер.
Величина нахлеста термоусаживающейся полимерной ленты на заводское покрытие 11 теплоизолированных труб должна составлять не менее 50 мм для трубопроводов диаметром до 530 мм включительно и не менее 75 мм - для трубопроводов диаметром свыше 530 мм.
Термоусаживающуюся ленту устанавливают с нахлестом верхнего края на нижний. В месте данного нахлеста устанавливают замковую пластину и прогревают ее пламенем горелки, после чего производят ее прикатку силиконовым роликом для удаления из-под нее пузырьков воздуха и выравнивания всего материала.
Производят контроль антикоррозионного покрытия сварного стыка, включающий контроль внешнего вида, величины нахлеста на заводское покрытие теплоизолированных труб, толщины покрытия, диэлектрической сплошности и адгезии покрытия к металлу стыка и в месте нахлеста верхнего края термоусаживающейся полимерной ленты на нижний.
На скорлупы устанавливают металлические ленты с замком в количестве не менее 3 шт. (одна по центру, две крайних - на расстоянии от 150 до 200 мм от края оболочки теплоизоляции соединяемых в месте сварного стыка теплоизолированных труб).
Термоплавкая адгезионная лента накладывается в два слоя по отметкам краев оцинкованного металлического кожуха на оболочках теплоизолированных труб, при этом второй край лент должен заходить с нахлестом на скорлупы из пенополиуретана.
Оцинкованный металлический кожух 10 устанавливают таким образом, чтобы нахлест края кожуха был ориентирован сверху вниз. Нахлест должен находиться в положениях, соответствующих 1, 2 или 10, 11 часов, и составлять не менее 100 мм. Положения необходимо представлять вдоль теплоизолированных труб по стрелкам часов.
Оцинкованный металлический кожух устанавливается симметрично относительно сварного стыка и должен полностью закрыть место стыка и перекрывать защитную оболочку теплоизолированных труб на расстояние не менее 100 мм.
В зонах нахлестов кожуха на теплоизолированные трубы и перехлеста краев кожуха его скрепляют оцинкованными винтами самонарезающими с пресшайбой 12 вдоль краев через каждые 80-100 мм. Расстояние от края кожуха - от 10 до 20 мм.
Проверка качества монтажа теплоизоляции и оцинкованного металлического кожуха включает проверку внешнего вида, величины нахлеста кожуха на защитную оболочку теплоизолированных труб, величину перехлеста кожуха, расстояние между винтами и расстояние между винтами и краем кожуха.
При наличии положительного заключения о качестве сварного стыка и выдачи разрешения службой технического надзора работы по теплоизоляции сварного стыка производится предварительная антикоррозионная защита сварного стыка термоусаживающейся полимерной лентой и ее контроль.
Работа способа.
Подготавливают поверхность сварного стыка и прилегающей зоны на расстояние не менее 200 мм. Поверхность очищается от грязи, пыли, влаги и жировых загрязнений, сушка поверхности делается путем нагрева с помощью газовой горелки до заданной температуры с ее контролем с помощью контактного термометра по четырем равноудаленным точкам по периметру стыка.
Производится очистка металлической поверхности абразивоструйным способом, включая очистку зоны заводского покрытия теплоизолированных труб, примыкающего к зачищенному участку на расстояние не менее 100 мм от кромки покрытия.
Параметры очистки:
- степень очистки 2 по ГОСТ 9.402 или Sa 2,5 по ИСО 8501-1;
- шероховатость поверхности Rz от 40 до 90 мкм по ИСО 8503-1;
- запыленность поверхности не выше эталона 3 по ИСО 8502-3.
С помощью газовой горелки подготовленная поверхность (сталь и заводское покрытие) нагревается до температуры, указанной производителем для данной марки термоусаживающейся полимерной ленты, с ее контролем с помощью контактного термометра по четырем равноудаленным точкам по периметру стыка.
На подготовленную поверхность наносится поролоновым валиком или шпателем равномерным слоем подготовленный праймер (время с момента начала смешения до нанесения не должно превышать времени, указанного в технологической документации производителя).
Производится установка термоусаживающейся полимерной ленты на обработанную праймером поверхность.
Толщина термоусаживающихся полимерных лент выбирается в зависимости от диаметров трубопровода (см. таблицу 1).
Таблица 1
Толщина покрытия зоны сварных стыков в зависимости от диаметра трубопровода
Диаметр трубопровода, мм
Минимальная толщина покрытия, мм, не менее
До 273 включ.
1,2
Свыше 273 до 530 включ.
1,8
Свыше 530 до 820 включ.
2,0
Свыше 820
2,4
Термоусаживающуюся полимерную ленту монтируют вокруг сварного стыка полиэтиленовым покрытием наверх, а клеевым слоем - к трубе. Величина нахлеста концов термоусаживающейся полимерной ленты друг на друга составляет не менее 100 мм.
Один конец термоусаживающейся полимерной ленты прогревают пламенем горелки со стороны клеевого слоя, не допуская усадки полиэтилена, а затем прижимают ее к праймированной поверхности сварного стыка.
Величина нахлеста термоусаживающейся полимерной ленты на заводское покрытие теплоизолированных труб составляет не менее 50 мм для трубопроводов диаметром до 530 мм включительно и не менее 75 мм - для трубопроводов диаметром свыше 530 мм.
Оборачивают полотно термоусаживающейся полимерной ленты вокруг изолируемой поверхности. Верхний край термоусаживающейся полимерной ленты прогревают горелкой со стороны клеевого слоя и прижимают к нижнему краю.
Нахлест краев термоусаживающейся полимерной ленты прокатывают силиконовым роликом для удаления возможных воздушных пузырьков из зоны нахлеста. Замкнутая таким образом в кольцо термоусаживающаяся полимерная лента имеет требуемый для дальнейшей усадки «провис» полотна у нижней образующей стыка.
Устанавливают замковую пластину и прогревают ее пламенем горелки, после чего производят ее прикатку силиконовым роликом для удаления из под нее пузырьков воздуха и выравнивания всего материала.
Усадку термоусаживающейся полимерной ленты начинают сразу после установки замковой пластины с помощью газовой горелки, равномерно распределяя пламя, начиная с нижней образующей стыка, то есть в зоне максимального провиса ленты.
Контроль антикоррозионного покрытия сварного стыка включает контроль внешнего вида, величины нахлеста на заводское покрытие теплоизолированных труб, толщины покрытия, диэлектрической сплошности и адгезии покрытия к металлу стыка и в месте нахлеста верхнего края термоусаживающейся полимерной ленты на нижний.
Далее производят установку теплоизоляционных скорлуп из ППУ. Для этого сварной стык с нанесенным покрытием очищается. При необходимости сегменты скорлупы подрезают до нужного размера по месту монтажа.
Количество сегментов скорлуп в зависимости от диаметра трубопровода соответствует значениям, приведенным в таблице 2.
При установке двух сегментов стыки скорлуп должны находиться в положениях, соответствующих 3, 9 ч, при установке трех - на 2, 6, 10 ч, при установке четырех - на 2, 5, 8, 11 ч. Положения необходимо представлять вдоль теплоизолированных труб по стрелкам часов.
Таблица 2
Количество сегментов скорлуп в зависимости от диаметра трубопровода
Диаметр трубопровода, мм
Количество сегментов скорлуп, шт.
До 820 включительно
2
Свыше 820 до 1020 включительно
3
Свыше 1020
4
Устанавливают на скорлупу ремни с натяжным механизмом, которые затягивают до плотного соединения скорлуп, не допуская повреждения сегментов скорлуп.
На скорлупы устанавливают металлические ленты с замком в количестве не менее 3 шт. (одна по центру, две крайних - на расстоянии от 150 до 200 мм от края оболочки теплоизолированных труб) и производят затяжку лент при помощи натяжителя.
Отмечают по краям защитных оболочек теплоизолированных труб расстояние, на которое будет установлен оцинкованный металлический кожух, после чего обезжиривают внутреннюю поверхность кожуха и поверхность на защитной оболочке теплоизолированной трубы на расстоянии не менее 150 мм от края растворителем.
Последовательно прогревая пламенем горелки края защитных оболочек теплоизолированных труб приклеивают по краям термоплавкую адгезионную ленту в два слоя. Ленты устанавливают по отметкам краев оцинкованного металлического кожуха на оболочках теплоизолированных труб, при этом второй край лент должен заходить с нахлестом на скорлупы. Прикатывают ленту роликом, чтобы она равномерно прилегала к оболочке.
Далее устанавливают оцинкованный металлический кожух таким образом, чтобы нахлест края кожуха был ориентирован сверху вниз. Нахлест должен находиться в положениях, соответствующих 1, 2 или 10, 11 ч, и составлять не менее 100 мм. Положения необходимо представлять вдоль теплоизолированных труб по стрелкам часов.
Кожух устанавливается симметрично относительно сварного стыка и должен полностью закрыть место стыка и перекрывать защитную оболочку теплоизолированных труб, образующих стык, на расстояние не менее 100 мм.
На расстоянии от 300 до 400 мм от краев кожуха устанавливают ремни с натяжным механизмом и производят их затяжку.
Прогревают пламенем газовой горелки края кожуха для расплавления термоплавкой адгезионной ленты и производят окончательную затяжку ремней с натяжным механизмом. После установки оцинкованный металлический кожух должен плотно облегать место сварного стыка.
В зонах нахлестов на теплоизолированные трубы и перехлеста краев кожуха его скрепляют оцинкованными винтами самонарезающими с пресшайбой вдоль краев через каждые 80-100 мм. Расстояние от края кожуха - от 10 до 20 мм. После установки винтов снимают временные ремни с натяжным механизмом.
Проверка качества монтажа теплоизоляции и оцинкованного металлического кожуха включает проверку внешнего вида, величины нахлеста кожуха на защитную оболочку теплоизолированных труб, величины перехлеста краев кожуха, расстояния между винтами и расстояния между винтами и краем кожуха.
Применение предложенного способа обеспечивает антикоррозионную защиту и теплоизоляцию сварного стыка теплоизолированных труб надземной прокладки при отрицательных температурах. Кроме того, предложенный способ обеспечивает усовершенствование технологии монтажа теплоизоляции на трубопровод, что, в свою очередь удешевляет ее монтаж и сокращает трудоемкость.