СПОСОБ ПОКРЫТИЯ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБОПРОВОДА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD FOR COATING INNER SURFACE OF PIPELINE AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к строительству, в частности к способу покрытия внутренней поверхности трубопровода и устройству для его осуществления, и может быть использовано при сооружении и ремонте трубопроводов.
Уровень техники
Известно устройство для очистки труб, содержащее манжеты и рабочий орган с режущими кромками, расположенными по окружности на подпружиненных рычагах, при этом оно дополнительно снабжено роликами, установленными на подпружиненных рычагах между режущими кромками с возможностью регулирования расстояния от продольной оси устройства до оси роликов, при этом оси роликов расположены перпендикулярно продольной оси устройства (см. а.с. SU №1041179, кл. B08B 9/04, опубл. 15.09.1983 г.)
Недостатком данного устройства является невысокая надежность, ограниченные функциональные возможности и удобство в эксплуатации.
Известно устройство для нанесения покрытий на поверхность, содержащее рабочий орган для нанесения покрытия, ванну для материала покрытия, при этом рабочий орган выполнен в виде тора, через центральное отверстие которого пропущена тяга, сообщенная с реверсивными приводами, при этом ванна снабжена продольными ребрами (см. пат. RU №2015742, МПК B05C 1/08, опубл. 15.04. 1994 г.).
Недостатком этого устройства является то, что оно недостаточно эффективно при нанесении цементно-песчаной смеси из-за ее расслоения.
Известны способ очистки трубопроводов, способ покрытия трубопроводов и устройства (варианты) для их осуществления, включающий очистку трубопровода от отложений, перемещение раствора по трубопроводу, нанесение его на внутреннюю поверхность трубопровода, заглаживание нанесенного раствора, при этом перемещение раствора по трубопроводу и удаление с его стенки отложений производят одновременно, причем продукты удаления отложений перемешивают с раствором и полученный состав наносят на очищенную внутреннюю поверхность трубопровода с приложением давления к начальному составу.
Способ осуществляют устройством, которое содержит механизм нанесения раствора, систему подачи раствора, систему подачи текучего агента, при этом оно снабжено механизмом очистки трубопровода от отложений, механизмом создания противодавления, которые установлены первыми по ходу покрытия, при этом механизм нанесения раствора соединен с заглаживающим механизмом, который имеет отверстия для прохода газа.
Вариантом исполнения является устройство, содержащее механизм перемещения раствора по трубопроводу и нанесения его на поверхность трубопровода, систему подачи текучего агента, систему подачи раствора, при этом оно снабжено механизмом перемещения рукава по трубопроводу, механизмом вдавливания рукава в нанесенный на внутреннюю поверхность трубопровода слой раствора, при этом механизм перемещения рукава по трубопроводу содержит средство складирования рукава, при этом рукав гибкой связью соединен с механизмом перемещения рукава.
Механизм нанесения раствора на внутреннюю поверхность трубопровода содержит вал, ступицы и манжеты, которые выполнены в виде установленных на ступицах эластичных конусов или размещенных в шахматном порядке эластичных и упругих лепестков (см. пат. RU №2184902, МПК F16L 58/04 опубл. 10.07.2002 г.).
Недостатками данного устройства и способа является то, что невозможно обеспечить гладкое покрытие и нанести покрытие толщиной более 3 мм, сложная конструкция устройства, низкая скорость нанесения покрытия, покрытие не обладает достаточной прочностью, невозможно нанести на поверхность трубопровода фибробетон, очень сложно обеспечить заданную точность толщины покрытия, высокая сложность технологии нанесения покрытия.
Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятые авторами за прототип являются способ восстановления трубопровода, устройство для тампонирования и покрытия трубопровода, способ и устройство для его очистки, включающий очистку трубопровода от отложений, нанесение покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода, эластичную опалубку в виде двух рукавов, концы которых отогнуты и закреплены по периметру трубопровода, при этом опалубку раздувают подачей текучего агента с образованием полости между рукавами, последнюю заполняют раствором, а сплошное покрытие наносят путем перекатывания по трубопроводу рукавов, между которыми перемещают по трубопроводу раствор, причем диаметр одного рукава равен внутреннему диаметру трубопровода, а другого - внутреннему диаметру трубопровода с нанесенным покрытием.
Устройство для тампонирования и покрытия трубопровода, включающее камеры с установленными в них приводными реверсивными барабанами, установленными на концах трубопровода, при этом рукава образуют отогнутыми участками полости, которые сообщены с системой подачи текучего агента, при этом в одной из камер рукав выполнен из отдельных рукавов, соединенных между собой, причем диаметр рукава (рукавов) меньше внутреннего диаметра покрываемого трубопровода (см. пат. RU №2358186, МПК F16L 58/04, опубл. 10.06.2009 г.).
Недостатками данного способа и устройства является то, что для производства работ необходимы громоздкие камеры, а также сложность изготовления рукавов и проведения ремонтных работ.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа покрытия внутренней поверхности трубопровода и устройства для его осуществления, обладающего упрощением технологии покрытия, увеличением прочности покрытия и упрощением конструкции.
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к упрощению технологии покрытия внутренней поверхности трубопровода, увеличению прочности покрытия и упрощению конструкции.
Технический результат достигается с помощью способа покрытия внутренней поверхности трубопровода путем перекатывания в трубопроводе двух оболочек, между которыми перемещают раствор, при этом первоначально в слое раствора формируют полосы, затем первую оболочку по ходу покрытия удаляют из трубопровода, затем, после затвердевания раствора, вторую оболочку выкатывают из трубопровода и синхронно с ней по трубопроводу перекатывают по затвердевшему раствору оболочку и перемещают новую порцию раствора по трубопроводу между двумя оболочками, при этом первую оболочку по ходу покрытия и остатки раствора удаляют из трубопровода, после этого под давлением текучего агента в трубопроводе оставляют вторую оболочку, которую выкатывают из трубопровода после затвердевания раствора.
Технический результат достигается с помощью устройства для покрытия внутренней поверхности трубопровода, состоящего из двух оболочек, систем подачи раствора и текучего агента, при этом одна оболочка выполнена из рукава, на наружной поверхности которого изготовлены продольные полосы, который шлагами уложен в камере, соединенной с трубопроводом, при этом в камере установлен тор, причем конец оболочки проходит через тор, отогнут и закреплен по периметру камеры, причем полость, образованная отогнутыми участками рукава, сообщена с системой подачи текучего агента, при этом перед оболочкой в трубопроводе установлена вторая оболочка, образующая между оболочками и стенками трубопровода полость, сообщенную с системой подачи раствора.
В устройстве камера выполнена из гибкого чехла.
В устройстве в продольных полосах выполнены полости для текучего агента.
В устройстве оболочки выполнены разного диаметра.
Устройство снабжено дополнительными системами подачи текучего агента и раствора, которые расположены на противоположном конце трубопровода.
В устройстве конец оболочки гибкой связью соединен с приводным реверсивным барабаном.
В устройстве в полости, образованной отогнутым участком оболочки, установлен стопор, препятствующий перекатыванию тора.
Таким образом, технический результат достигается с помощью способа покрытия внутренней поверхности трубопровода путем перекатывания в трубопроводе двух оболочек, между которыми перемещают раствор, при этом первоначально в слое раствора формируют полосы, затем первую оболочку по ходу покрытия удаляют из трубопровода, затем, после затвердевания раствора, вторую оболочку выкатывают из трубопровода и синхронно с ней по трубопроводу перекатывают по затвердевшему раствору оболочку и перемещают новую порцию раствора по трубопроводу между двумя оболочками, при этом первую оболочку по ходу покрытия и остатки раствора удаляют из трубопровода, после этого под давлением текучего агента в трубопроводе оставляют вторую оболочку, которую выкатывают из трубопровода после затвердевания раствора.
Способ осуществляют устройством для покрытия внутренней поверхности трубопровода, состоящим из двух оболочек, систем подачи раствора и текучего агента, при этом одна оболочка выполнена из рукава, который шлагами уложен в камере, соединенной с трубопроводом, при этом в камере установлен тор, причем конец оболочки проходит через тор и отогнут, и закреплен по периметру камеры, причем полость, образованная отогнутыми участками рукава, сообщена с системой подачи текучего агента, при этом перед оболочкой в трубопроводе установлена вторая оболочка, и полость, образованная двумя оболочками,  сообщена с системой подачи раствора, при этом на наружной поверхности первой оболочки выполнены продольные полосы, причем камера выполнена из гибкого чехла и в продольных полосах выполнены полости для текучего агента, причем оболочки выполнены разных диаметров, причем устройство снабжено дополнительными системами подачи текучего агента и раствора, которые расположены на противоположном конце трубопровода, при этом конец первой оболочки гибкой связью соединен с приводным реверсивным барабаном, причем в полости, образованной отогнутым участком оболочки, установлен стопор, препятствующий перекатыванию тора.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 проиллюстрированы способ покрытия внутренней поверхности трубопровода и устройство для его осуществления, схема покрытия внутренней поверхности трубопровода оболочкой и тором;
на фиг.2 - то же, схема расположения вывернутой оболочки;
на фиг.3 - то же, схема покрытия двумя оболочками;
на фиг.4, 5 - то же, полосы на оболочке;
на фиг.6, 7 - то же, оболочка с надувными продольными полосами;
на фиг.8 - то же, схема размещения полос на наружной поверхности оболочки;
на фиг.9 - то же, схема размещения полос на внутренней поверхности оболочки.
Осуществление изобретения
Устройство для покрытия внутренней поверхности трубопровода выполнено из камеры 1, которая соединена с трубопроводом 2 любым известным способом, при этом камера 1 выполнена в виде гибкого рукава. В камере 1 шлагами 3 уложена оболочка 4, выполненная в виде рукава.
Конец 5 оболочки 4 проходит через тор 6, отогнут и закреплен по периметру камеры 1, образуя полость 7, сообщенную с системой 8 подачи текучего агента, например, с компрессором. Правая оболочка 4 выполнена в виде тора 9.
В камере 1 установлен тор 9, образующий полость 10, которая сообщена с системой 11 подачи раствора 12. В камере 1 установлен стопор 13, препятствующий перемещению тора 6.
На фиг.2 изображена схема развернутой оболочки 4 в трубопроводе 2. Оболочка 4 полностью развернулась в трубопроводе 2, на стенке которого уложен слой раствора 12.
Гибкая связь 14 соединена с концом 15 оболочки 4 и намотана на приводном реверсивном барабане 16.
На фиг.3 изображена схема покрытия внутренней поверхности трубопровода 2 двумя оболочками 4. На правом конце трубопровода 2 установлена вторая камера 1. Полость 10 заполнена раствором 12. В камере 1 шлагами 3 уложена оболочка 4, диаметр которой меньше чем диаметр левой оболочки 4, находящейся в трубопроводе 2. Диаметр правой оболочки 4 равен D-2h, где D - диаметр трубопровода 2; h - толщина покрытия.
Между оболочками 4 в полости 10 находится новая порция раствора 12.
На фиг.4 показана схема установки продольных полос 17 на оболочке 4.
На фиг.5 изображена схема поперечного разреза продольной полосы 17, которая может быть выполнена в виде лент.
В продольной полосе 18 может быть выполнена полость 19 для подачи в нее текучего агента, например сжатого воздуха (фиг.6).
На фиг.7 показана схема подсоединения полости 19 полосы 18 к системе 8 подачи текучего агента, например компрессора.
В начале полости 19 установлено уплотнение 20 с трубкой 21. Трубка 21 соединена с системой 8 подачи текучего агента, например, компрессором.
На фиг.8, 9 показаны схемы использования оболочки 4 одного диаметра.
На фиг.8 показана схема использования оболочки 4, когда полосы 18 прилегают к трубопроводу 2 и образуют пазы 22 между трубопроводом 2 и оболочкой 4.
Такая схема используется, когда оболочка 4 устанавливается слева (фиг.1).
На фиг.9 показана схема использования оболочки 4, когда оболочка 4 перекатывается по полосам 23, выполненным из затвердевшего раствора 12.
Устройство, изображенное на фиг.1, 2, 3, 4, 5, работает следующим образом.
Системой 8 подают текучий агент в полость 7. Тор 6 за счет силы трения препятствует перемещению оболочки 4. После того как давление текучего агента в полости 7 достигнет заданной величины, оболочка 4 начинает перекатываться по трубопроводу 2.
Оболочка 4 с заданным усилием проходит сквозь тор 6 и давит на раствор 12, который перекатывает тор 9.
Оболочка 4, тор 9 и раствор 12 перемещаются по трубопроводу 2. Слой раствора 12 наносится оболочкой 4 на поверхность трубопровода 2. Продольные полосы 17 (фиг.5) накатываются на стенку трубопровода 2 и центрируют оболочку 4.
Пространство между полосами 17 заполняется раствором 12. После того как оболочка 4 пройдет половину расстояния, все шлаги 3 вытянутся в трубопроводе 2. Гибкая связь 14 начинает разматываться с барабана 16.
После того как тор 9 и остатки раствора 12 выйдут из трубопровода 2, в оболочке 4 создают заданное давление текучего агента. В таком состоянии оболочку 4 оставляют до затвердевания раствора 12.
На правом конце трубопровода 2 крепят аналогичную камеру 1 с оболочкой 4, диаметр которой равен D-2h.
В полость 10 закачивают новую порцию раствора 12 системой 8 в правую полость 7 и подают текучий агент системой 8 (компрессором).
Барабаном 16 начинают наматывать гибкую связь 14, а затем  оболочку 4 в сплющенном состоянии.
При перемещении по трубопроводу 2 полосы 17 выходят из затвердевшего раствора 12 на стенке трубопровода 2.
Раствор 12 заполняет пазы, из которых вышли полосы 17.
Правая оболочка 4 накатывается на продольные полосы, выполненные из затвердевшего раствора 12. Происходит прессование покрытия на внутренней стенке трубопровода 2.
Так как правая оболочка 4 катится по продольным полосам, выполненным из затвердевшего раствора 12, то образуется равномерное покрытие по всей поверхности трубопровода 2.
При выводе левой оболочки 4 из трубопровода 2 происходит вакуумирование полости трубопровода 2. Газ и пар постоянно выносятся из трубопровода 2 во внешнюю среду.
После того как левая оболочка 4 и гибкая связь 14 полностью выйдут из трубопровода 2, левую камеру 1 демонтируют.
Правой оболочкой 4 выдавливают из трубопровода 2 остатки раствора12.
В правой оболочке 4 создают заданное давление текучего агента и оставляют оболочку 4 в таком состоянии до затвердевания раствора 12.
После затвердевания раствора 12 оболочку 4 выводят из трубопровода 2.
После этого демонтируют правую камеру 1. На поверхности трубопровода 2 сформировано покрытие заданной толщины из раствора 12.
Пример. Способ внутреннего покрытия трубопровода.
После очистки трубопровод покрывают цементно-песчаной смесью. Осуществление способа производят устройством, изображенным на фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6.
Готовят цементно-песчаную смесь следующего состава, вес.ч.: цемент (портландцемент марки 500) - 1; кварцевый песок - 2; клей ПВА -0,03; водоцементное соотношение - 4.
Трубопровод 2 выполнен из стальной трубы диаметром 219 мм. Длина трубопровода 2 составляет 200 м. Внутренний диаметр покрываемого трубопровода 2 равен 200 мм. Оболочки 4 выполнены из полипропиленового рукава, диаметрами равными 200 мм и 190 мм. На поверхности оболочки 4, диаметром 190 мм равномерно по ее окружности наклеены четыре продольные полосы 18. Во время вкатывания оболочки 4 путем подачи сжатого воздуха полости 19 раздувают до соприкосновения продольных полос 18 с поверхностью трубопровода 2. В таком состоянии оболочку 4 вкатывают в трубопровод 2 и оболочкой 4 формируют из раствора 12 продольные полосы шириной 30 мм и высотой 5 мм.
После этого пустоты между сформированными полосами заполняют раствором 12 и спрессовывают вводимой в трубопровод 2 оболочкой 4. После вывода из трубопровода 2 оболочек 4 на стенке трубопровода 2 формируется гладкое покрытие толщиной 5 мм.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- упрощение технологии покрытия;
- увеличение прочности покрытия и качества ремонта;
- упрощение конструкции;
- уменьшение срока выполнения работ.