БЛОК НАНЕСЕНИЯ ИЗОЛЯЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ НА ТРУБОПРОВОД

Техническое решение относится к области защиты от коррозии металлических поверхностей, предпочтительно, трубопроводного транспорта, а именно к области строительства и ремонта подземных коммуникаций, и может быть использовано для изоляции металлических поверхностей от комбинированного действия влаги и кислорода, предпочтительно, для изоляции поверхностей стальных трубопроводов.
Известно (RU, патент 2218515) устройство для нанесения изоляционных ленточных покрытий на протяженные участки трубопровода, содержащее перемещающийся вдоль трубопровода по винтовой линии разборный поворотный ротор, при вращении которого лента сматывается с рулона, размещенного на обмоточной головке ротора, на поверхность трубопровода.
Известно (RU, патент 2303743) устройство для нанесения изоляционного покрытия на трубопровод, содержащее разъемный поворотный ротор, выполненный с возможностью опоры о поверхность трубопровода обрезиненными роликами и имеющий, по крайней мере, одну обмоточную головку, выполненную с возможностью установки на ней сменного рулона с исходной изоляционной лентой, а также приводную каретку с электроприводом, включающим электродвигатель, редуктор и зубчатые колеса, снабженную опорными роликами, предназначенными для взаимодействия с трубопроводом, причем приводная каретка связана с поворотным ротором посредством тяг. Известное устройство дополнительно содержит емкость для праймера, снабженную поршнем, дозатором и средством распределения праймера по поверхности трубопровода, выполненный с возможностью поступательного перемещения по трубопроводу узел нагрева изоляционного покрытия, опирающийся с одной стороны на поворотный ротор посредством пары колес, а с другой стороны имеющий возможность опоры на трубопровод с нанесенным на него изоляционным покрытием, поворотный ротор выполнен с возможностью подключения к источнику электрической энергии скользящими контактами, на поворотном роторе закреплены направляющие и разворачивающие ленту валики и направляющий ленту теплоизолирующий кожух, выполненный с возможностью формирования витка изоляционной ленты с диаметром, превышающим диаметр трубопровода, и соединенный воздухопроводом с проточным нагревателем воздуха, обеспечивающим разогрев изоляционной ленты со стороны адгезива, средство для распределения разогретого адгезива изоляционной ленты по поверхности трубопровода, выполненное с возможностью фиксации кромки ленты в месте нахлеста на предыдущий виток и приложения растягивающих усилий, возрастающих от кромки ленты в месте нахлеста до противоположной кромки ленты.
Недостатком известных технических решений следует признать необходимость частых и относительно длительных остановок процесса, обусловленных заменой рулона изолирующей ленты и соединения изолирующей ленты израсходованного рулона и изолирующей ленты нового рулона.
В качестве ближайшего аналога разработанного устройства можно признать (RU, патент 2389942) машину для нанесения изоляционного покрытия на поверхность трубопровода, содержащую агрегат для нанесения жидкотекучей составляющей изоляционного покрытия, кроме того машина снабжена агрегатом для нанесения ленточной изоляции, который содержит, по крайней мере, один накопитель для ленточных (рулонных) материалов, выполненный в виде расположенных по окружности, ориентированных аксиально (вдоль трубы) роликов с возможностью свободного вращения, а также устройство для направления и натяжения ленты.
трубы
Недостатком известного способа и машины, предназначенной для его реализации, следует признать необходимость прерывания процесса изоляции трубопровода на довольно значительный срок из-за необходимости присоединения к концу израсходованной ленты новой ленты. Указанный недостаток обусловлен тем, что максимальная длина накопленной ленты на накопителе, которая по факту является дополнительным витком на аксиально-ориентированных роликах, составляет πD+10-15% вне зависимости от диаметра изолируемой трубы. То есть при актуальной линейной скорости изоляционной машины - 1 метр/минута, стандартизованной ширине ленты - 225 мм и полезном линейном перемещении машины 200 мм/за 1 оборот (межвитковый нахлест -25 мм), угловая скорость машины составит около 5 оборотов в минуту. Это означает, что работа накопителя (время сматывания с накопителя накопленной ленты) составит максимально 1/5 минуты или около 12-15 секунд. Это цикл, в течение которого оператору необходимо последовательно провести следующие действия: остановка смотки заканчивающегося рулона, заправка конца рулона в механизм склейки, подготовка начала последующего рулона к склейке, заправка начала последующего рулона в механизм склейки, нанесение клея и распределение клея по какой-либо площади, соединение концов рулонов, прижим друг к другу рулонов, собственно цикл склейки, переустановка рулонов, запуск привода смотки. За столь короткое время все эти операции осуществить физически невозможно. Даже, если изоляцию вести лентой с шириной 450 мм - при скорости 1 м/мин время работы накопителя составит около 30 сек - все равно крайне проблематично все успеть сделать.
Технический результат, получаемый при реализации разработанного устройства, состоит в уменьшении потерь времени на остановку системы нанесения изолирующей ленты на поверхность трубопровода из-за необходимости соединения концов ленты использованного рулона и нового рулона.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный блок нанесения изоляционного покрытия на трубопровод. Разработанный блок содержит кожух, по меньшей мере, два шпуледержателя для размещения рулонов изолирующей ленты, средство прижима ленты к поверхности трубопровода, блок нагрева и накопительное устройство, причем накопительное устройство, представляет собой систему валов, установленных с возможностью смещения своего положения относительно друг друга, установлено между корпусом узла и шпуледержателями.
В наиболее предпочтительном варианте реализации накопитель и шпуледержатели установлены на кронштейне, закрепленном на корпусе используемого устройства, сбоку от трубопровода. Это облегчает совмещение по скоростям перемещения установки нанесения ленты на трубопровод и рулонов с накопителем. Однако не исключен вариант реализации, когда накопитель и шпуледержатели помещают на платформу самоходного транспортного средства, движущегося параллельно трубопроводу.
Разработанный блок может быть использован в совокупности с изоляционной лентой, на одну из поверхностей которых нанесен слой адгезива, а также в совокупности с лентой без адгезива.
В первом случае блок может дополнительно содержать систему направляющих и разворачивающих ленту валков, расположенных внутри корпуса, причем указанная система валков содержит не менее шести валков, ориентированных параллельно оси трубопровода и расположенных по окружности, при этом шпуледержатель используемого рулона в момент нанесения ленты ориентирован параллельно оси изолируемого трубопровода. Валки могут быть выполнены как неподвижными, так и с возможностью вращения вокруг их продольной оси под действием проходящей ленты, а также с возможностью принудительного вращения.
Во втором варианте реализации блок может дополнительно содержать агрегат для нанесения жидкотекучей составляющей изоляционного покрытия, а также устройство для направления и натяжения ленты. Агрегат для нанесения мастичного слоя предпочтительно содержит дозирующий узел, выполненный в виде цилиндрической подогреваемой камеры, образующей между ней и поверхностью трубопровода кольцевой зазор. Агрегат для нанесения ленточной изоляции предпочтительно содержит корпус, ротор и, по крайней мере, одно приспособление для установки рулона с изоляционной лентой, при этом приспособление для установки рулона закреплено на корпусе. Также машина может быть оснащена прикатывающим устройством.
Ниже приведен пример работы устройства по первому варианту.
На предварительно очищенную поверхность трубопровода наматывают по винтовой линии термопластичную двухслойную ленту, обращенную слоем полимерного адгезива от поверхности трубопровода. В процессе намотки изоляционной ленты от сменного рулона, установленного на ориентированном параллельно оси трубопровода шпуледержателе, ленту, ориентированную адгезивным слоем от поверхности изолируемого трубопровода, пропускают через накопитель, содержащий набор валов, ориентированных параллельно друг другу. Первоначально при сматывании первых витков рулона валы накопителя удаляются друг от друга, создавая запас смотанной с рулона ленты. После накопителя ленту пропускают внутри кожуха по внешней поверхности валков, установленных вокруг изолируемой поверхности трубопровода. При выходе на поверхность последнего валка двухслойную ленту разворачивают адгезивным слоем к изолируемой поверхности трубопровода. На одном из участков траектории движения ленты разогревают, предпочтительно потоком горячего воздуха, адгезивный слой. Затем разогретым слоем адгезива прижимают ленту к предварительно очищенной поверхности трубопровода внахлест с предыдущим витком и прижимают ленту к трубопроводу с целью удаления пузырей воздуха, оставшихся между лентой и поверхностью трубопровода. Затем ленту подвергают термоусадке предпочтительно действием потока горячего воздуха. При сматывании последнего витка с рулона валы накопителя начинают перемещать друг другу, освобождая ленту для намотки на поверхность трубопровода. В это время соединяют любым технологически приемлемым способом конец ленты закончившегося рулона с лентой сменного рулона. Процесс соединения проходит или без остановки процесса нанесения ленты на поверхность трубопровода, либо с остановкой на 12-15 секунд.
При этом обычно используют двухслойную ленту с термоусаживающейся основой «НРЛ-СТ60» 450×2.0 ТУ 2293-001-29200582-02 и ТУ 2245-002-29200582-2007. При смене рулона осуществляют механическое соединение конца изоляционной ленты предыдущего рулона с началом изоляционной ленты следующего рулона путем склеивания, что обеспечивает практически непрерывность процесса намотки.
Узел нанесения изоляционного покрытия монтируют на трубопроводе любым известным способом, причем способ монтажа в основном зависит от дополнительно используемого оборудования.
Разработанный узел для нанесения изоляционного покрытия на протяженный участок трубопровода может быть использован следующим образом.
Перед началом движения узла нанесения изоляционного покрытия край ленты, предварительно отмотанный со сменного рулона, пропускают, адгезивным слоем наружу, через валы накопителя, а затем с внешней стороны системы валков, на последнем валке разворачивают адгезивным слоем в сторону изолируемого трубопровода, протягивают к поверхности изолируемого трубопровода и закрепляют на трубопроводе. Включают подачу теплого воздуха от узла для разогрева слоя адгезива. Перемещая узел нанесения изоляции вдоль трубопровода, разматывают ленту с рулона, наматывая ее одновременно на поверхность трубопровода. При этом валы накопителя перемещаются с удалением друг от друга, создавая запас ленты. На ленту, повернутую слоем разогретого адгезива к поверхности трубопровода, в момент контакта с указанной поверхностью, воздействуют средством распределения адгезива со стороны наружной поверхности. При этом адгезив распределяют по поверхности трубопровода до заполнения ее неровностей и вытеснения воздуха с одновременной фиксацией кромки ленты в месте нахлеста ее на предыдущий виток с приложением растягивающих усилий, возрастающих от кромки в месте нахлеста до противоположной кромки. Фиксацию кромки ленты в месте нахлеста на предыдущий виток предпочтительно обеспечивают прижатием ее эластичными коническими втулками, ось вращения ориентирована перпендикулярно кромке ленты. При приложении давления к наружной поверхности ленты происходит ее растягивание в стороны от вершин конусов втулок. Затем действием горячего воздуха или радиационным способом производят термоусаживание ленты. При сматывании последнего витка рулона валы накопителя начинают перемещаться навстречу друг друга, высвобождая запас ленты и обеспечивая непрерывность процесса термоизоляции.
При смене рулона осуществляют механическое соединение конца изоляционной ленты предыдущего рулона с началом изоляционной ленты последующего рулона. При реализации полного рабочего цикла разработанного устройства для нанесения изоляционного покрытия получают гарантированное вытеснение воздуха из неровностей на поверхности трубопровода с одновременным заполнением их адгезивом и плотным облеганием рельефа поверхности трубопровода, что повышает качество изоляции трубопровода.
ког.
ког.
В частности, при использовании разработанного технического решения и термопластичной двухслойной ленты «НРЛ-СТ60» 225×1,8 ТУ 2293-001-29200582-02 на отрезке трубопровода диаметром 1420 мм получено без остановок технологического процесса более чем на 15 секунд однородное качественное изоляционное покрытие с когезионным отрывом от полимерного покрытия в месте нахлеста А=60-65 Н/см и с когезионным отрывом по металлической поверхности с предварительным праймированием А=70-75 Н/см.