УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕМОНТА ИЗГИБНЫХ УЧАСТКОВ ТРУБОПРОВОДА

Полезная модель относится к области ремонта трубопроводов и, в частности, рассматривает конструкцию устройства, предназначенного для ремонта повреждений трубопроводов таких, которые вызвали изгиб труб или их деформацию, приводящую у отклонению линии трубы от прямолинейного направления. Или для ремонта таких участков трубопровода, которые проектно выполнялись с изгибами для обеспечения схода трубопровода. В частности речь идет не только наземных или размещенных в грунте трубопроводов, но и трубопроводов, проложенных под водой.
Современные технологии устранения повреждений стенок проложенных под водой трубопроводов, приводящих к изгибу труб, используют практически одинаковый принцип, заключающийся в зачистке стенки трубопровода вокруг зоны повреждения - изгиба, наложении на место изгиба саркофага, заполнении его полимеризирующимся герметиком или изоляционным агентом и фиксации его внутри саркофага до застывания этого герметика или агента. Необходимость восстановления живучести таких изгибных участков обусловлена тем, что на данном участке в силу внешнего воздействия нагрузки превысили допустимую прочность металла трубы на участке ее упругой деформации и металл подошел к началу пластической деформации. То есть именно на этих изгибных участках трубопровода механическая прочность ослаблена и дальнейшее увеличение нагрузки может привести к разрыву стенок трубопровода.
При этом используются различные конструкции самих саркофагов - муфт.
Так, известна муфта для ремонта подводного трубопровода, содержащая две полумуфты, средства крепления и стягивания полумуфт между собой и узлы герметизации со стороны торцов, муфта выполнена с возможностью ее установки на трубопровод с образованием полости между внешней поверхностью трубопровода и внутренней поверхностью муфты, а в полумуфтах выполнены отверстия для подачи цемента и воздуха в указанную полость и для вывода из нее воды, каждый из узлов герметизации состоит из торцевого фланца, выступающего внутрь каждой из полумуфт, в котором выполнены отверстия для размещения прижимных шпилек, и упорного выступа в виде полукольца, выполненного на внутренней поверхности каждой из полумуфт, а между торцевым фланцем и упорным выступом расположены по меньшей мере одна манжета и гибкое поджимное полукольцо (RU 2287105, F16L 1/26, F16L 55/18, опубл. 10.11.2006 г.). Это решение принято в качестве прототипа.
В закрытом виде муфту посредством грузоподъемного устройства и каната опускают под воду, центрируют ее размещение над зачищенным ремонтируемым участком трубопровода, затем раскрывают ее и закрывают вокруг трубопровода. Производят обтяжку корпуса муфты по продольным фланцам при помощи гидронатяжителей, устанавливаемых последовательно на каждую шпильку. После проведения окончательной затяжки всех шпилек на продольных фланцах проводят герметизацию муфты с ее торцов. После завершения установки и обтяжки муфты проводят испытание внутреннего пространства муфты на герметичность: гидравлическим насосом подают давление 2,0 МПа в полость между внутренней поверхностью муфты и наружной поверхностью трубопровода и по стабильным показаниям манометров в течение установленного промежутка времени судят о герметичности установки муфты. После испытания на герметичность производят сброс давления в системе. Затем производят подготовку к заливке: при помощи шлангов подсоединяются воздушный компрессор, гидравлический насос и пневмодозирующая установка. Для продувки и осушки полости подают компрессором воздух с давлением большим, чем давление воды на глубине залегания трубопровода на 2-3 атмосферы. Появление пузырьков воздуха на поверхности воды свидетельствует о заполнении полости воздухом и выходе его из полости.
Для осуществления заливки полости расширяющимся цементом заливают расширяющийся цемент в пневмодозирующее устройство и подают его в полость. Заливку цемента производят до тех пор, пока он не появится из сливного шланга. Затем для создания давления в межтрубном пространстве, на выходе пневмодозирующего устройства создают давление 2,0 МПа, тем самым, обеспечивая уплотнение цемента в полости. Далее демонтируют систему установки и заливки муфты.
Известная технология герметизации и укрепления поврежденного участка подводного трубопровода хорошо отработана для прямолинейных участков трубопровода, но она не пригодна для усиления изгибного участка трубопровода. Главная трудность состоит в том, что саркофаг должен повторять изгиб трубы и успешно герметизировать соединения по торцам устанавливаемой на трубу муфты. В реальности, это представляет собой сложную задачу, так как повторение в саркофаге контура изгиба трубы требует многочисленных «примерок» заготовок саркофага. А так как саркофаг готовится в заводских условиях, то форма саркофага всегда приблизительна к реальной форме изгиба. Кроме того, проблемой становится герметизация торцевых уплотнений. Практика показала, что даже при почти точном повторении контура изгиба в саркофаге удачно на трубопровод можно посадить только один торец саркофага, посадка в торцевое уплотнение второго торца практически невозможна из-за невозможности точного повторения профиля трубы на этом участке.
Поэтому как изготовление саркофага, так и его монтаж на трубопровод относятся к категории сложных и длительных по времени мероприятий.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в упрощении конструкции устройства за счет создания сборного саркофага для сокращения времени постановки саркофага на участок изгиба трубопровода.
Указанный технически результат достигается тем, что в устройстве для ремонта изгибных участков трубопровода, представляющем собой саркофаг, выполненный с узлами герметизации со стороны торцов саркофага в месте охвата трубопровода и с образованием полости между трубопроводом и стенками саркофага, а так же смонтированные на саркофаге узел подачи внутрь саркофага отверждающегося состава и по крайней мере один узел вывода воды и/или отверждающегося состава, саркофаг выполнен из последовательно соединяемых фланцами между собой отдельных муфт, по крайней мере две из которых, выполнены с гнездами для узлов герметизации со стороны торцов саркофага и представляет собой каждая две соединяемые по боковым фланцам полутрубы, несущие параллельно установленные относительно друг друга фланцы в виде дисков, а между ними размещена другая часть отдельных муфт, связанных последовательно друг с другом и каждая из которых представляет собой две соединяемые по боковым фланцам полутрубы, несущие фланцы с каждого торца, один из которых расположен в плоскости, расположенной наклонно к плоскости другого фланца, при этом отдельные муфты с узлами герметизации присоединены к крайне расположенным отдельным муфтам с непараллельно установленными фланцами.
В этом устройстве узел вывода воды и/или отверждающегося состава смонтирован на отдельной муфте, выполненной с гнездами для узлов герметизации. Все соединенные через фланцы в виде дисков отдельных секций примыкают друг к другу через уплотнения.
Устройство может быть снабжено дополнительной отдельной муфтой, представляющей собой две соединяемые по боковым фланцам полутрубы, несущие по торцевым сторонам фланцы в виде дисков с отверстиями. А узел подачи отверждающегося состава может быть смонтирован именно на этой отдельной муфте.
Фланцы муфт, выполненных с гнездами для узлов герметизации, могут быть расположены параллельно друг другу. В отдельной муфте, имеющей фланцы с отверстиями и в виде диска, один из фланцев может быть расположен перпендикулярно продольной оси соединенных между собой полутруб. Или в отдельной муфте, имеющей фланцы с отверстиями и в виде диска, оба фланца расположены наклонно к продольной оси соединенных между собой полутруб.
Указанные признаки являются существенными для достижения технического результата.
Полезная модель поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заданного технического результата.
На фиг. 1 - общий вид устройства в сборе;
фиг. 2 - общий вид устройства в сборе при снятой одной части саркофага;
фиг. 3 - вид на торцевую крышку;
фиг. 4 - фрагмент закрепления крышки на фланце корпуса саркофага;
фиг. 5 - вид на фланец саркофага;
фиг. 6 - вид на крепежные сектора.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция устройства для ремонта изгибных дефектов трубопроводов не только наземных или размещенных в грунте трубопроводов, но и трубопроводов, проложенных под водой. Речь идет о саркофаге, используемом для охвата трубопровода в зоне его изгиба, нанесении полимеризирующегося агента для образования рубашки вокруг этого участка трубопровода. На саркофаге так же смонтированы узел подачи внутрь саркофага отверждающегося состава и по крайней мере один узел вывода воды и/или отверждающегося состава
Устройство для ремонта изгибных участков трубопровода 1 представляет собой саркофаг 2 (фиг. 1 и 2), выполненный с узлами 3 герметизации со стороны торцов саркофага в месте охвата трубопровода и с образованием полости между трубопроводом и стенками саркофага. Особенностью саркофага является то, что он собирается по месту производства ремонтных работ путем последовательного соединения между собой отдельных муфт, выполненных так же сборными. Эти муфты соединяются между собой путем примыкания фланцев друг к другу через уплотнения стыка.
По крайней мере одна часть из этих отдельных муфт 4 (фиг. 4-6) представляет собой каждая две соединяемые по боковым фланцам полутрубы 5 и 6, несущие фланцы 7 и 8 с каждого торца. Один фланец расположен в плоскости, расположенной наклонно к плоскости другого фланца. При этом один из фланцев 7 выполнен с отверстиями 9 по окружности под болты 10, а другой 8 в виде диска выполнен меньшего диаметра, чем диаметр фланца 7 с отверстиями 9. Полутрубы соединяются между собой боковыми фланцами 11.
В отдельной муфте, имеющей фланцы с отверстиями и в виде диска, один из фланцев может быть расположен перпендикулярно продольной оси соединенных между собой полутруб. Или в отдельной муфте, имеющей фланцы с отверстиями и в виде диска, оба фланца расположены наклонно к продольной оси соединенных между собой полутруб.
При создании саркофага из таких муфт одну муфту фланцем в виде диска присоединяют к фланцу с отверстиями смежно расположенной отдельной муфты. Так как фланцы или по крайней мере один из них распложен наклонно к продольно оси соединенных между собой полутруб, то при соединении фланцев образуется угловое смещение продольной оси одной муфты по отношению к смежной муфте. Поворачивая муфты относительно друг друга можно изменять угол наклона оси или выровнять его до прямой. Этот принцип позволяет на месте установки отдельных муфт на трубопроводе четко следовать изгибу самого трубопровода.
Другая часть отдельных муфт 12 (фиг. 3), которая выполняется с гнездами 13 для узлов 3 герметизации, размещается со стороны торцов саркофага для герметизации образованной полости между стенками саркофага и поверхностью трубопровода. Каждая такая отдельная муфта представляет собой две соединяемые по боковым фланцам полутрубы 14 и 15, несущие фланцы 16 в виде дисков с каждого торца. Эти фланцы выполнены диаметром, равным диаметру фланца в виде диска у отдельных муфт из первой части. В этом устройстве узел 17 вывода воды и/или отверждающегося состава может быть смонтирован на такой отдельной муфте, которая выполнена с гнездами для узлов герметизации. Фланцы 16 муфт, выполненных с гнездами для узлов герметизации, могут быть расположены параллельно друг другу. Возможен вариант исполнения, когда один из фланцев расположен наклонно по отношению к другому фланцу (для случая присоединения этой муфты к муфте со стороны наклонного фланца).
Устройство для ремонта изгибных участков трубопровода может быть снабжено дополнительной отдельной муфтой 18, представляющей собой две соединяемые по боковым фланцам 19 и 20 полутрубы, несущие по торцевым сторонам фланцы в виде дисков с отверстиями 9 (фиг. 7). В такой муфте на одной из полутруб может быть смонтирован узел 21 подачи отверждающегося состава. Такая муфта может вставляться в секционный саркофаг в качестве срединной или центрально муфты (фиг. 1 и 2), относительно которой по обе ее стороны будут монтироваться муфты 4 из первой части, заканчивающиеся муфтами 12 из второй части (фиг. 1 и 2). Фланцы такой муфты могут быть расположены параллельно друг другу или только один из фланцев расположен перпендикулярно продольной оси соединенных между собой полутруб (а другой наклонно или оба фланца расположены наклонно по отношению к продольной оси соединенных полутруб).
В саркофаге каждая отдельная муфта присоединена фланцем в виде диска к фланцу с отверстиями смежно расположенной отдельной муфты и соединена с ней болтами 10. При этом болты несут дисковые шайбы 22 со стороны головок болтов, выполненные радиусом, большим расстояния от геометрического центра отверстия до фланца в виде диска, который располагают между шайбами и фланцем с отверстием смежно расположенной отдельной муфты. Таким образом, в системе саркофага фланец в виде диска прижимается шайбой или похожим опорным элементом к фланцу с отверстиями. То есть используется система крепления, при которой один из фланцев можно поворачивать относительно другого на любой угол поворота. Это позволяет легко следовать изгибу трубопровода, с высокой точностью повторяя его линию. Применение дисковых шайб представляет собой самый простое решение, при котором нет необходимости думать об ориентировании этого элемента относительно скрепляемых фланцев. Но возможно применение элементов квадратной или прямоугольно формы или иной формы. Главное, чтобы хотя бы по одному поперечному размеру этот элемент имел размер, больший расстояния от геометрического центра отверстия на одном фланце до фланца в виде диска. Болты закрепляются гайками с обратной стороны фланца с отверстиями.
Рассмотренный пример крепления относится к одному из вариантов крепления. Возможно применение и других приемов скрепления, вплоть до прямого болтового соединения фланцев между собой через совмещаемые отверстия в дисках.
При проведении ремонтных работ посредством грузоподъемного устройства все части муфт опускают в зону проведения монтажа или по мере исполнения работ погружают только необходимые части требуемых муфт.
Например, центрируют дополнительную муфту по фиг. 7 и начинают к ней присоединять муфты по фиг. 4-6, располагая каждую муфту путем ее поворота относительно ранее установленных строго по линии изгиба трубопровода. После перекрытия участка, подлежащего ремонту, монтируют на оконцовках саркофага муфты по фиг. 3. Осуществляют затяжку всех крепежей. После завершения установки и обтяжки саркофага проводят испытание внутреннего пространства муфты на герметичность: гидравлическим насосом подают давление в полость между внутренней поверхностью саркофага и наружной поверхностью трубопровода и по стабильным показаниям манометров в течение установленного промежутка времени судят о герметичности установки муфты. После испытания на герметичность производят сброс давления в системе. Затем производят подготовку к заливке: при помощи шлангов подсоединяются гидравлический насос и дозирующая установка к узлам подачи внутрь саркофага отверждающегося состава и узлу или узлам вывода воды и/или отверждающегося состава.
Заявленное устройство для ремонта трубопроводов промышленно применимо, неоднократно испытано и показала резкое сокращение времени на установку саркофага на участках со сложным характером изгиба трубопровода.