СКАЛЬНЫЙ ЛИСТ

Предлагаемое техническое решение относится к области строительства трубопроводов и может быть широко использовано при прокладке трубопроводов в грунтах, имеющих твердые каменистые включения, в мерзлых грунтах, скальных породах, которые могут повредить изоляцию укладываемых труб.
Известно противоударное защитное устройство различных поверхностей, преимущественно, трубопровода, выполненное в виде полого незамкнутого цилиндра с внешней твердой после спецобработки поверхностью, образованной гибким полотнищем из синтетического материала толщиной 6-12 мм, внешняя зона которого наполнена самоотверждающейся композицией на основе карбамидо- или меламиноформальдегидной смолы, отвердителя и пластификатора, при этом зона заполнения полотнища составляет не более трех четвертей его толщины (RU №2162187, 2003 г.).
Наиболее близким из известных является скальный лист, используемый для защиты трубопровода, выполненный в виде полого незамкнутого цилиндра, образованного гибким полотнищем из синтетического материала толщиной не более 7,5 мм, выполненное однослойным или двухслойным из листового нетканого материала на основе волокон группы полипропиленов или полиэфиров с толщиной 5,5-7,5 мм с пропиткой волокнистого нетканого материала на всю толщину
самоотверждающейся композицией на основе карбамидоформальдегидной смолы (RU №2214553, 2003 г.).
Известные технические решения обладают следующими основными недостатками:
1. Самоотверждающаяся композиция на основе карбамидоформальдегидной смолы при неизбежном контакте с водой образует токсичные вещества (в т.ч. хлор) наносящие ущерб окружающей среде.
2. Свои прочностные свойства существующий скальный лист полностью теряет уже через 1,5 года под влиянием различных природных факторов (прежде всего воды и разницы температур).
3. Изгибная жесткость чрезмерная упругость материала при обертывании трубы не обеспечивают надежной изоляции трубопровода от приводящего к повреждению изоляции трубы воздействия имеющихся в грунте твердых включений или абразивной его составляющей, поскольку не исключает попадания этих включений грунта между скальным листом и трубопроводом.
Задачей настоящего технического решения является:
- повышение эффективности защиты трубопровода, как снаружи - от динамических (ударных) воздействий, так и от статического (продавливание) воздействия за счет большей вязкости скального листа, так и за счет снижения абразивного воздействия на изоляцию трубопровода твердыми включениями грунта;
- использование экологически безвредных материалов;
- сохранение эксплутационных свойств материала до 30 лет и более.
Достигается это тем, что скальный лист содержит воздухо- и водонепроницаемый покровный лист из термопластичного полимерного материала, предпочтительно полиэтилена или полиэтилентерефталата (ПЭТ, ПЭТФ), расположенный под ним и термически с ним соединенный лист
нетканого синтетического материала (НСМ), причем в покровном листе или по поверхности его термического соединения с нетканым синтетическим материалом до укладки скального листа в проектное положение созданы тангенциальные напряжения путем обертывания им покровным листом наружу прямой круговой цилиндрической поверхности или намотки его на цилиндрическую поверхность, диаметр каждой из которых менее диаметра, придаваемого скальному листу в проектном положении. При этом, лист под покровным листом расположен лист нетканого иглопрошивного синтетического материала, предпочтительно термостабилизированного. Под покровным листом расположен лист нетканого иглопробивного синтетического материала, а под листом из нетканого синтетического материала расположен соединенный с ним посредством термопластичного материала дополнительный лист разноименного нетканого - соответственно, иглопробивного или иглопрошивного материала. Или под листом из нетканого материала расположен дополнительный лист соединенного с ним посредством термопластичного материала одноименного нетканого - соответственно, иглопрошивного или иглопробивного синтетического материала. Кроме того, скальный лист может быть снабжен расположенным под листом из нетканого материала дополнительным листом соединенного с ним посредством термопластичного материала нетканого синтетического материала, причем указанное соединение выполнено в виде дискретно расположенных вдоль листа полос термопластичного материала. При этом, плотность соединяющего слои термопластичного материала менее плотности материала покровного листа. В скальном листе кромки обернутых вокруг трубопровода его торцов расположены внахлест на величину, превышающую удвоенную толщину скального листа, таким образом, что вышерасположенная кромка накрыта торцом листа, имеющего нижерасположенную кромку. Покровный лист скального листа может быть армирован размещенным, предпочтительно полностью, в его теле
дополнительным листом, предпочтительно термостабилизированного, иглопрошивного нетканого синтетического материала.
На фиг.1 изображен скальный лист (трехслойный вариант);
На фиг.2 изображен скальный лист (двухслойный вариант с иглопробивным НСМ);
На фиг.3 - то же, с (двухслойный вариант с иглопрошивным НСМ);
На фиг.4 - схема расположения скального листа на трубе трубопровода.
Скальный лист 1 содержит воздухо- и водонепроницаемый покровный лист 2 из термопластичного полимерного материала, в качестве которого могут быть использованы: полиэтилен, вторичный полиэтилен, продукт переработки - полиэтилентерефталат (ПЭТ, ПЭТФ). Под листом 2 расположен и термически с ним соединен, например путем одновременной прокатки между формующими валками, лист 3 нетканого синтетического материала (НСМ). В покровном листе 2 или по поверхности его термического соединения с листом 3 нетканого синтетического материала до укладки скального листа в проектное положение произведена «тренировка» материала его слоев - в них созданы тангенциальные напряжения «τ» путем обертывания им при расположении покровным листом наружу прямой круговой цилиндрической поверхности или же намотки его на цилиндрическую поверхность, диаметр которых менее диаметра, придаваемого скальному листу в проектном положении. При этом под действием указанных напряжений происходит сдвиг пограничных слоев соединенных листов и псевдозапоминание приданной формы с таким расчетом, что повторная деформация скального листа в том же направлении, но на меньшую величину и с меньшими напряжениями, не вызовет деформации слоев и каких-либо остаточных напряжения. При таком исполнении скального листа обеспечивается его плотное прилегание обращенным к поверхности трубы слоем НСМ. При этом, под покровным
листом 2 расположен лист 4 нетканого иглопрошивного синтетического материала, предпочтительно термостабилизированного, т.к. такая обработка помимо придания ему прочности, повышает степень его проницаемости для материала покровного листа, увеличивая прочность сцепления. Такая структура обеспечивает весьма высокие характеристики сопротивления удару или внедрению инородного тела в скальный лист. Расположенный под покровным листом 2 лист 5 нетканого синтетического материала может быть иглопробивным, что обеспечивает снижение передачи динамических воздействий на изоляцию трубы. Также, под листом 2 может быть расположен соединенный с ним посредством термопластичного материала дополнительный лист разноименного нетканого - соответственно, иглопробивного или иглопрошивного материала. Как вариант, под листом 3 из нетканого материала расположен дополнительный лист соединенного с ним посредством термопластичного материала одноименного нетканого - соответственно, иглопрошивного или иглопробивного синтетического материала, что меняет характер распределения по площади ударных нагрузок на скальный лист 1 из-за включения в работу соединяющего указанные слои термопластичного материала. В свете этого, скальный лист 1 может быть снабжен расположенным под листом из нетканого материала дополнительным листом соединенного с ним посредством термопластичного материала нетканого синтетического материала. Указанное соединение листов выполнено в виде дискретно расположенных вдоль листа полос термопластичного материала (в проектном положении полосы расположены по дугам окружности). Как вариант, скальный лист 1 может быть снабжен расположенным под листом из нетканого синтетического материала дополнительным листом соединенного с ним посредством термопластичного материала 6 нетканого синтетического материала. Указанное соединение листов выполнено в виде дискретно расположенных поперек листа полос термопластичного материала (в проектном положении листа полосы
расположены практически вдоль и параллельно образующей поверхности трубы). Для обеспечения лучших условий изгиба и предотвращения коробления (местной потери устойчивости листа) плотность соединяющего слои термопластичного материала менее плотности материала покровного листа. При решении вопроса о соединении концов скального листа при обертывании им трубы, необходимо, чтобы кромки обернутых вокруг трубопровода его торцов были расположены внахлест 7 (см. фиг.4) на величину, превышающую удвоенную толщину скального листа, что обусловлено возможностью усадки и предотвращением раскрытия образованного стыка. При этом, для исключения попадания абразивного материала под скальный лист, как при его укладке, так и в процессе эксплуатации, необходимо, чтобы вышерасположенная кромка была накрыта торцом листа, имеющего нижерасположенную кромку (см. фиг.4). Покровный лист скального листа может быть армирован размещенным, предпочтительно полностью, в его теле дополнительным листом, предпочтительно термостабилизированного, иглопрошивного нетканого синтетического материала, что значительно повышает прочностные характеристики листа на растяжение и внедрение в него каких-либо включений грунта.
Таким образом, данный скальный лист представляет собой простое в транспортировке, экологически чистое, технологичное и нетрудоемкое в изготовлении и использовании изделие полной заводской готовности, позволяющее, кроме того, при использовании в нем вторичного полиэтилена или ПЭТФ, утилизировать с высокими эксплуатационными показателями трудноразлагаемый в природе и токсичный при сжигании материал.