ТЕПЛОИЗОЛИРОВАННАЯ ТРУБА

Заявляемая полезная модель относится к трубопроводной техники, а именно к теплоизолированным трубам, и направлена на повышение их эксплуатационных и физико-механических характеристик, и может быть использована при строительстве трубопроводов с длительным сроком службы.
Из уровня техники известна теплоизолированная труба с центраторами внутри оболочки с образованием кольцевой полости, заполняемую теплоизолирующим материалом, торцы труб загерметизированы съемными заглушками, при этом расстояние между смежными центраторами выбирают, исходя из условия несминаемости оболочки частью массы трубы, приходящейся на один центратор, и перед установкой трубы в оболочку центраторы помещают в емкость в горизонтальном положении на опоры, и путем подачи жидкости за счет ее выталкивающей силы добиваются их соосности (патент №2273787 на изобретение «Способ изготовления теплоизолированной трубы», дата приоритета 17.01.2003 г., опубликовано 10.04.2006 г.).
Известна конструкция теплоизолированной трубы, включающая металлическую трубу, на поверхность которой предварительно нанесено антикоррозионное покрытие, затем полимерные теплоизоляционное материалы, выполненные в виде сегментов на основе прямоугольной формы или скорлуп и над или под которые установлены центрирующие опоры, затем слой вспененного материала - пенополиуретана, который закрывают защитной оболочкой для получения конструкции «труба в трубе», при этом центрирующие опоры выполнены из материала с коэффициентом теплопроводности, подобным коэффициенту теплопроводности пенополиуретана (патент №2602942 на изобретение «Способ изготовления теплоизолированной трубы», дата приоритета 09.12.2015 г., опубликовано 20.11.2016 г.).
Известна центрирующая опора, содержащая хомут в виде жесткой пластины, имеющей форму незамкнутого кольца и стяжной замок, состоящий из двух частей, закрепленных соответственно на концах пластины, в первую часть стяжного замка входит направляющая, выполненная в виде прижимной пружины и снабженная ограничителями и первая зубчатая гребенка, расположенная с зазором под прижимной пружиной, а во вторую часть замка входит пружинный элемент, работающий на стягивание и закрепленный на хомуте и на свободном конце которого закреплена вторая зубчатая гребенка (патент №171404 на полезную модель «Центрирующая опора», дата приоритета 28.09.2016 г., опубликовано 30.05.2017 г.).
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой к защите полезной модели является теплоизолированная труба, содержащая внутреннюю рабочую трубу с установленными по всему ее периметру центрирующими элементами, размещенную во внешней гидрозащитной трубе-оболочке, слой теплоизоляции, заполняющий межтрубное пространство между упомянутыми трубами, а также две торцевые заглушки, каждая из которых выполнена с осевым отверстием под рабочую трубу, установлена на ней и соединена с внешней гидрозащитной трубой-оболочкой с обеспечением герметичности межтрубного пространства, при этом в каждой торцевой заглушке выполнены отверстия (патент №142892 на полезную модель «Теплоизолированная труба и отдельный участок трубопровода с гидрозащитой по наружной поверхности и по торцам», дата приоритета 28.02.2014 г., опубликовано 10.07.2014 г.).
3
Недостатком известных решений, прежде всего, является неравномерное распределение полимерного материала в межтрубном пространстве. Данное обстоятельство связано с тем, что центраторы, размещенные по всему периметру металлической трубы, являются препятствием при прохождении вспененного материала в межтрубное пространство и оказывают ему сопротивление, что, в свою очередь, негативно влияет на плотность заполнения кольцевой зоны. Известны случаи, когда показатели плотности полимерного материла на входе трубы и на выходе из нее имели значения, например, 80 и 60 г/смсоответственно.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое устройство, является повышение равномерной плотности распределения полимерного материала в межтрубном пространстве при изготовлении теплоизолированной трубы.
Дополнительными результатами являются повышение технологичности изделия, а также повышение его качества.
Указанный результат достигается тем, что теплоизолированная труба, содержащая внутреннюю металлическую трубу с установленными на нее центрирующими опорами, размещенную внутри внешней трубы-оболочки с образованием межтрубного пространства, заполненного полимерным материалом, согласно полезной модели центрирующие опоры выполнены в виде незамкнутого кольца, по внешнему периметру которого равномерно закреплены вертикальные стойки, при этом разрез незамкнутого кольца находится со стороны зоны заливки полимерного материала.
Заявляемое устройство поясняется чертежами, где
Фиг. - поперечный разрез теплоизолированной трубы.
Теплоизолированная труба состоит из внутренней металлической трубы 1, на которой смонтированы, по меньшей мере, две центрирующие опоры 2, выполненные в виде незамкнутых колец, на которых закреплены вертикальные стойки (ножки), при этом кольца плотно облегают наружную поверхность внутренней металлической трубы. В случае использования только двух центрирующих опор, их размещают на концах металлической трубы. Центраторы устанавливают на стальную трубу перед ее заливкой вспененным полимерным материалом, в качестве которого преимущественно используют пенополиуретан. Вертикальные стойки могут быть выполнены, например, с отверстиями или проушинами для прокладки сигнального провода системы оперативного дистанционного контроля (ОДК), с помощью которой осуществляется постоянный и непрерывный контроль за состоянием теплопровода и обнаружения скрытых протечек. Контроль ведется во все время эксплуатации теплотрассы.
Для изготовления центрирующих опор могут быть использованы литьевые марки пластмасс высокой прочности, в частности, полиэтилена, соответствующего ГОСТ-16338 или полипропилена, соответствующего ГОСТ-26996.
Опора центрирующая для внутренней трубы необходима для сохранения соосности трубопровода и защитной оболочки. Центраторы поддерживают ровное положение трубы и обеспечивают равномерное распределение теплоизолирующего материала по всей длине трубопровода. Центрирующую опору закрепляют на трубе после зачистки поверхности таким образом, чтобы разрез незамкнутого кольца находился со стороны заливки вспененного материала.
Затем на конструкцию одевают внешнюю трубу-оболочку 3 из оцинкованной стали или полиэтилена, на торцы устанавливают заливочные заглушки. После этого в образовавшуюся полость под большим давлением подаются компоненты полимерного материала ППУ. Центраторы удерживают внутреннюю трубу на месте во время полимеризации ППУ и создания теплоизолирующего слоя, способствуют однородному распределению материала по поверхности. Центрирующая опора повышает общую прочность сборной конструкции. Типоразмер центратора выбирают в зависимости от диаметра внутренней трубы и типа ППУ изоляции - обычного или усиленного. Высота вертикальных стоек центрирующей кольцевой опоры, как правило, составляет от 50 до 120 мм. Высота вертикальных стоек определяется в зависимости от соотношения диаметров металлической трубы и трубы-оболочки и может находиться в следующих соотношениях: от 1: 1,1 до 1: 2,2.
После закрепления на металлической трубе 1 центрирующих опор 2 на конструкцию монтируют внешнюю защитную трубу-оболочку 3, которая может быть выполнена или металлической, или из полимерного, или композитного, или фольгированного материала.
В межтрубное пространство под большим давлением подают полимерный материал, преимущественно универсальной группы полимеров - пенополиуретанов, заполняющих зазор между трубами и образующих слой теплоизоляции 4, при этом, заливку, осуществляют со стороны разреза незамкнутого кольца, как правило, снизу. При прохождении в межтрубное пространство полимерный материал не встречает никаких препятствий, что обеспечивает более равномерное распределение плотности заполнения. После заполнения пространства между трубами происходит вспенивание и отверждение полимерного материала.
Теплоизоляция из пенополиуретана имеет ряд преимуществ, в частности:
- относительно других способов утепления монтируется достаточно легко;
- уровень защиты от теплопотерь не зависит от влажности, как у стекловаты;
- при использовании полиэтиленового покрытия изделия из пенополиуретана можно укладывать в грунт, для этого не понадобятся никакие дополнительные способы изоляции;
- имея водонепроницаемую оболочку, пенополиуретан в меньшей степени поддается коррозии.
Благодаря предлагаемому к защите устройству заявляемой конструкции, повышается равномерная плотность распределения полимерного материала в межтрубном пространстве при изготовлении теплоизолированной трубы по сравнению с известными решениями, у которых разница показателей по плотности на входе/выходе составляет приблизительно 60-80%.
Сравнительные данные приведены в Таблице.
После изготовления теплоизолированной трубы торцовые заглушки демонтируют.
Готовую продукцию перемещают на склад.
Примеры конкретного выполнения
Для производства теплоизолированной трубы использовали установку, включающую оправку, на которой с помощью, например, кран-балки размещали металлическую внутреннюю трубу диаметром 325 мм. С периодичностью 1 метр устанавливали центрирующие опоры в виде незамкнутого кольца с закрепленными на нем вертикальными стойками, высота которых составляла 80 мм. Затем натягивали трубу-оболочку диаметром 500 мм. В образовавшееся межтрубное пространство под давлением подавали пенополиуретан, после отверждения которого трубу снимали и направляли на склад.
Заявляемая конструкция обеспечивает повышение равномерной плотности распределения полимерного материала в межтрубном пространстве при изготовлении теплоизолированной трубы, что, в свою очередь, придает всему объему стабильную форму, которая при заливке противостоит давлению металла. Помимо этого, внутри происходит равномерное распределение напряжений. Все указанные преимущества повышают качество теплоизолированной трубы, ее технологичность, а также срок службы.