ВРЕМЕННОЕ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ГАЗОПРОВОДА

Полезная модель относится к области эксплуатации газопроводного транспорта и предназначена для временного перекрытия сечения газопровода при производстве ремонтно-восстановительных работ.
При проведении работ на действующем трубопроводе возникает необходимость временной локализации участка газопровода для предотвращения попадания газов или жидкостей в зону ведения огневых работ. Данную операцию проводят с установкой в тело трубы временных герметизирующих устройств (ВГУ). Для уменьшения времени простоя газопровода необходимо использовать ВГУ, которое легко и быстро устанавливается в газопровод, обеспечивает герметичное перекрытие газопровода и быстро и легко удаляется по завершению ремонтных работ.
В качестве прототипа выбран тампон-герметизатор для временного перекрытия трубопровода, выполненный в виде пенополимерного цилиндра с диаметром несколько меньше диаметра трубопровода, по меньшей мере, один торец указанного цилиндра снабжен защитным слоем из органического вещества, обеспечивающего защиту пенополимерного цилиндра от разрушения агрессивными компонентами среды, находящейся в трубопроводе, а пенополимерный цилиндр выполнен из пенополистирола или вспененного полиметилметакрилата (RU № 2341721, МПК F16L 55/10, опубл. 2008). В качестве защитного слоя из органического вещества тампон-герметизатор снабжен слоем парафина или стеарина.
Данное ВГУ предназначено для временного перекрытия трубопровода, заполненного нефтью, и неприменимо для газопровода, поскольку тампон и клей являются пористыми и не обладают достаточной прочностью для того, чтобы выдержать давление газа в газопроводе.
Задача полезной модели заключается в создании временного герметизирующего устройства (ВГУ) для перекрытия газопровода, которое обеспечивает надежную герметизацию газопровода и легко и просто удаляется по окончании ремонтных работ.
Задача решается временным герметизирующим устройством для перекрытия газопровода, выполненным в виде цилиндра из пенополистирола с диаметром меньше внутреннего диаметра газопровода, один торец указанного цилиндра снабжен жестким диском из эпоксидной смолы толщиной 3-5 мм, а на другом торце выполнена фаска.
Предлагаемое ВГУ надежно перекрывает сечение газопровода, выдерживая давление газа не менее 1 атм в течение 24 часов, что соответствует требованиям СТО Газпром 14-2005, максимально выдерживаемое давление составляет 3-4,5 атм.
На чертеже показан общий вид устройства.
Заявляемое ВГУ для перекрытия газопровода состоит из цилиндра 1, выполненного из пенополистирола. Один торец 2 указанного цилиндра 1 снабжен жестким диском 3 из эпоксидной смолы, на другом торце 4 выполнена фаска 5. Диаметр цилиндра 1 несколько меньше, чем внутренний диаметр трубы газопровода 6, который подлежит ремонту.
ВГУ для перекрытия газопровода изготавливают следующим образом.
Цилиндр 1 изготавливают из полистирола либо путем проведения полимеризации и вспенивания непосредственно в разъемной форме-заготовке, либо путем механической обработки «болванки» из вспененного полимера с получением необходимой конструкции в виде цилиндра с фаской на одном торце. Диаметр цилиндра выбирают близким к внутреннему диаметру трубы газопровода 6, подлежащего ремонту. Жесткий диск изготавливают методом литья из эпоксидной композиции непосредственно на другом торце цилиндра либо отливают отдельно и затем приклеивают.
Жесткий диск придает необходимую прочность ВГУ, а фаска облегчает установку его в трубе.
Для изготовления жесткого диска используют эпоксидную смолу (предпочтительно ЭД-20). Оптимальная толщина диска 3-5 мм, этого достаточно для того, чтобы ВГУ выдерживало требуемое давление газа в трубе в течение длительного времени. При толщине диска менее 3 мм устройство не обеспечивает необходимую герметизацию. А при толщине диска более 5 мм при удалении ВГУ он не будет разрушаться давлением газа.
Устройство работает следующим образом.
Перед началом ремонтных работ давление газа на участке трубы, подлежащем ремонту, снижают до 1 атм. На боковую поверхность ВГУ наносят клеевую эпоксидную композицию. В зависимости от диаметра трубы газопровода ВГУ устанавливают в трубу 6 либо через технологический люк 7, либо с торца трубы. Выдерживают клеевое соединение до отверждения. По окончании ремонтных работ производят удаление ВГУ из газопровода, для чего в тело указанного ВГУ через технологическое отверстие 8 вводят форсунку, через которую подают органический растворитель для растворения цилиндра из пенополистирола. Затем заваривают технологическое отверстие 8 и увеличивают давление газа в трубе, жесткий диск разрушается, освобождая пространство для движения газа. Осколки жесткого диска удаляются через продувочную свечу.
Пример конкретного осуществления.
Из пенополистирола марки ПСБ-15 путем механической обработки изготавливали цилиндр диаметром 90 мм и длиной 150 мм с фаской на одном торце. Из композиции, содержащей эпоксидную смолу ЭД-20 и отвердитель ПЭПА, отливали жесткий диск диаметром 90 мм и толщиной 3 мм. Затем жесткий диск приклеивали к другому торцу цилиндра эпоксидным клеем.
После изготовления ВГУ для перекрытия газопровода проводили испытания его на герметичность.
Для этих целей использовали металлическую трубу с внутренним диаметром 92 мм и длиной 1200 мм. Один конец трубы был оборудован устройством для подачи сжатого воздуха и манометром, в трубе выполнен технологический люк. Через технологический люк ВГУ, предварительно промазанное эпоксидным клеем, было заведено внутрь трубы. При этом оно было ориентировано торцом с жестким диском к технологическому люку. Далее в течение 1,5 часов проходило отверждение эпоксидного клея. Затем в трубу подавали сжатый воздух, создавая избыточное давление на ВГУ, равное 1 атм. Оставляли под указанным давлением на 1 сутки. Падения давления через 24 часа не отмечалось, что подтвердило высокую надежность и качественное перекрытие трубы предлагаемым устройством.
По окончании испытаний на герметичность проводили испытания по удалению (растворению) ВГУ из трубы. Для этого в трубе в зоне размещения тела ВГУ высверливали технологическое отверстие диаметром 8 мм, вводили в тело ВГУ форсунку и подавали через нее растворитель - подогретый до 60-70°С толуол. Через 15 мин цилиндр из пенополистирола полностью растворялся. Затем давление воздуха в трубе увеличивали, и фиксировали давление, при котором проходило разрушение жесткого диска.
Также определяли максимальное давление, выдерживаемое предлагаемым ВГУ, для чего после установки устройства в трубе постепенно увеличивали давление воздуха, и манометром фиксировали давление, при котором происходило его разрушение.
Дополнительно были проведены испытания ВГУ, выполненного только из пенополистирола.
Результаты испытаний приведены в таблице.
Как видно из таблицы, предлагаемое ВГУ для перекрытия газопровода выдерживает требуемое давление газа в течение 24 часов, что удовлетворяет требованиям СТО Газпром 14-2005, и кратковременно способно выдержать давление газа 3-4,5 атмосферы в зависимости от толщины жесткого диска.
Как показали испытания разрушение жесткого диска происходит при давлении 2,5-4 атм в зависимости от его толщины, а минимальное рабочее давление газа в газопроводе составляет 10 атм.
Таким образом, предлагаемая полезная модель обеспечивает надежную герметизацию газопровода и легко удаляется по окончании ремонтно-восстановительных работ.