КОМПЛЕКТ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ ТЕПЛО-ГИДРОИЗОЛИРОВАННОГО ТРУБОПРОВОДА И СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТЕПЛО-ГИДРОИЗОЛИРОВАННОГО ОТВОДА ТРУБОПРОВОДА

1. Способ производства тепло-гидроизолированного отвода трубопровода, характеризующийся тем, что отвод выполняют с ломанной конфигурацией оси, обеспечивающей изменение направления трубопровода на заданный угол 0°<α≤35° путем безотходного раскроя прямолинейного отрезков металлической рабочей трубы и гидроизоляционной трубы-оболочки и последующей сварки полученных патрубков, причем для производства отвода с одним изломом продольной оси исходный отрезок прямой рабочей трубы разрезают на патрубки в плоскости, наклонной к диаметральной поперечной плоскости рабочей трубы под углом линии наибольшего ската первой и диаметра второй из них, идентичном углу разреза защищаемых трубой-оболочкой образующих аналогично выполненный тот же стык отвода патрубков рабочей трубы и составляющим β градусов, при этом угол β равен кратной доле угла отвода и определен из выражения , где α - угол отвода, n - число наклонных резов, аналогично производят раскрой гидроизоляционной трубы-оболочки и перед сваркой раскроенные патрубки трубы-оболочки взаимно разворачивают в плоскости реза на угол π, а перед надвижкой для сварки раскроенных патрубков трубы-оболочки на металлическую рабочую трубу устанавливают предназначенные для фиксации толщины слоя теплоизоляции и практически коаксиального расположения патрубков точечные маяки-центраторы, закрепляют на них провода системы оперативного дистанционного контроля, производят сбор конструкции труба в трубе, установку торцевых технологических заглушек и заливку отверждаемой смеси с образованием слоя полимерной, предпочтительно, пенополиуретановой теплоизоляции, причем отвод изготавливают с обеспечением для каждого изделия объемной огражденности рабочей трубы гидроизоляционным материалом, вычисляемым из отношения удельного объема гидроизоляции к единице полезного объема условного погонного метра рабочей трубы не менее 0,09.
р
max
р
max
max
р
max
-1
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отвод выполняют из патрубков рабочей трубы, например, металлической, предпочтительно стальной трубы, которую защищают слоем полимерной теплоизоляции, предпочтительно из отверждаемой заливочной смеси, состоящей, по меньшей мере, из полиольного компонента и изоцианата, и внешним полимерным гидроизоляционным слоем из термопластичного полиолефинового полимера или композита, содержащего полиолефин, в частности полиэтилен низкого давления трубных марок, выполняемым в виде полимерной трубы-оболочки, при этом слой полимерной, предпочтительно пенополиуретановой теплоизоляции выполняют толщиной δ равномерной на основной части длины отвода, а на участке с переменной шириной В, примыкающем к периметру стыка, патрубков возрастающей в диапазоне от δ до δ=δ·(cos/β) с нарастанием изменения δ в экстремальных внешней и внутренней точках излома отвода и ширины В указанного участка, изменяющейся вдоль периметра сечения стыка патрубков в диапазоне значений B≥B≥0, где B=δ·tgβ, а максимальная ширина B указанного участка примыкает к тем же экстремальным точкам поперечного сечения соответствующим конечным точкам условной большой оси эллиптического контура сечения стыка, и уменьшается до 0 в диаметральной плоскости стыка патрубков в точках концов условной малой оси того же эллиптического контура.
2
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что полимерную трубу-оболочку изготавливают на технологической линии, содержащей последовательно расположенные и сообщенные между собой технологические посты, включая такие посты как пост приема, хранения, сушки и пост подачи исходного сырья - полимерных гранул, пост разогрева и экструдирования полимерной массы, пост формования и калибровки изделия, содержащий, по крайней мере, вакуумный отсек пост охлаждения, стабилизации формы и набора прочности изделия, пост протяжных устройств, снабженный внешними и внутренним электродами пост коронной электроискровой обработки внутренней поверхности трубы-оболочки, пост резки изделия под заданный размер, выходной конвейер, а также системы энергоснабжения, пуска и остановки линии, технологического водоснабжения, канализации, системы контрольно-измерительные и управления технологическими процессами, причем каждый из перечисленных постов снабжают технологическим оборудованием, выполненным с возможностью автоматического и/или корректируемого достижения динамического баланса пропускаемой через оборудование постов массы производимой трубы-оболочки, варьирования температуры и скорости прохождения до значений, необходимых и достаточных для формирования, поддержания и стабилизации требуемых параметров, в том числе знакопеременного диапазона давлений в массе производимой трубы-оболочки на различных технологических постах от избыточного давления на посту экструдирования до трехосного растяжения на посту формования и калибровки и одноосного растяжения на отрезке от поста калибровки до поста протяжных устройств включительно, для чего пост разогрева и экструдирования полимерной массы снабжен сменным раздаточным устройством с выходной щелью, адаптированной к функции подготовки формования расплавленной полимерной массы под геометрические параметры производимой трубы-оболочки, а пост формования и калибровки изделия снабжен вакуумным отсеком с калибрующим устройством, совмещенным с системами вакуумирования и охлаждения, сменно адаптируемым под выпуск конкретной трубы-оболочки в спектре, предусмотренном для производства на линии; кроме того, перед подачей полимерных гранул на пост разогрева и экструдирования производят их сушку, совмещенную с предварительным разогревом, разогрев на посту разогрева и экструдирования производят до температуры плавления исходного сырья, экструдирование под избыточным давлением совмещают с первичным формованием, а на посту формования и калибровки трубу-оболочку подвергают вакуумному трехосному растяжению с одновременным охлаждением, преимущественно, водой, затем изделие подвергают принудительному охлаждению и одноосному растяжению на отрезке от поста калибровки до поста протяжных устройств включительно, после чего производят коронную электроискровую обработку внутренней поверхности трубы-оболочки до значения поверхностного натяжения не менее 50 дин/см и резку трубы-оболочки под заданный размер и перемещение готовой трубы-оболочки по выходному конвейеру, при этом при запуске технологической линии, адаптированной под заданные параметры изготавливаемой трубы-оболочки, используют систему пуска, включающую неподвижно заякоренное за постом протяжных устройств автономное тянущее устройство и сменный подвижный пост в виде трубы-спутника и натяжного троса, при этом трубу-спутник с размещенным внутри нее электродом одним концом присоединяют к начальному торцу изготавливаемой трубы-оболочки сразу после ее первичного формования на посту разогрева и экструдирования, а за другой конец через натяжной трос тянут с использованием тянущего устройства до поста протяжных устройств включительно, после прохождения трубой-спутником которого на посту коронной электроискровой обработки осуществляют технологически фиксированное размещение внутреннего электрода в изолированном пространстве внутри производимой трубы-оболочки в положении, ответном внешнему электроду, после чего на посту резки трубу-спутник отсоединяют от изготавливаемой трубы-оболочки.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что рабочую трубу, перед безотходным раскроем, подвергают прогреву, сушке и очистке путем дробеструйной обработки вращающейся рабочей трубы в камере смесью из круглой и колотой дроби, подаваемой со скоростью не менее 80 м/с, причем соотношение в смеси круглой и колотой дроби составляет, по крайней мере, 1:1, предпочтительно 2:1.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что скорость дробеструйной обработки подбирают таким образом, чтобы обеспечить очистку наружной поверхности рабочей трубы до требуемого уровня за время, которое в зависимости от, например, диаметра, несоотвествия стандарту геометрической формы, степени загрязненности и подверженности коррозии варьируют в пределах от 4 до 45 мин, а рабочую трубу, обработанную первой при запуске отрегулированной под заданные параметры установки дробеструйной обработки, после выхода из установки перекладывают, например, мостовым краном на накопительный стапель и очищают в установке заново для обработки недообработанного конца рабочей трубы.
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что после проведения дробеструйной обработки рабочую трубу подают на участок подготовки патрубков, где выполняют их нарезку на патрубки требуемой длины по описанному способу, причем резку рабочей трубы диаметром 28-159 мм производят на ленточном отрезном станке, резку рабочей трубы диаметром 273-720 мм производят с использованием машины для резки стальных труб и снятия фаски, а резку рабочей трубы диаметром 219-1020 мм производят на станке газоплазменной резки.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что торцы нарезанных патрубков рабочей трубы и используемых при необходимости при производстве отвода соединительных деталей обрабатывают механическим способом ручными шлифовальными машинами со шлифовальными кругами для получения требуемой фаски и притупления кромок, а также для устранения неперпендикулярности торцов патрубков, а обработанные патрубки подают, например, погрузчиком на сварочный участок, где осуществляют сборку по описанному способу и сварку, при этом после окончания сварочных работ и остывания сварочных швов до температуры окружающей среды выполняют 100% неразрушающий контроль сварных швов, предпочтительно, ультразвуковым методом.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что патрубки рабочей трубы, прошедшие безотходный раскрой и сварку, размещают на монтажном столе и осуществляют установку на них точечных пластиковых или металло-пластиковых маяков-центраторов, в технологические отверстия которых пропускают для рабочих труб диаметром до 426 мм включительно, по меньшей мере, два провода системы оперативного дистанционного контроля - проводников-индикаторов, а для рабочих труб диаметром от 530 мм и выше устанавливают, по крайней мере, три провода - проводника - индикатора с контролируемым на торцах отвода расположением в позициях 3, 9 и 12 часов, причем, по крайней мере, на поворотном участке отвода в зоне сварки патрубков рабочей трубы провода системы дистанционного контроля изолируют поливинилхлоридными трубками - кембриками, концы проводников закрепляют на торцах сваренных патрубков рабочей трубы, затем производят установку раскроенных описанным способом патрубков трубы-оболочки и их сварку с образованием конструкции труба в трубе.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что раскрой трубы-оболочки на патрубки для диаметров 125-315 мм производят с использованием ленточного отрезного станка, а для диаметров 400-1200 мм с использованием планетарной пилы, сварку патрубков трубы-оболочки производят с помощью термозеркал встык или с помощью ручного экструдера путем заливки швов расплавом полиэтилена.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что на открытые торцы сваренной трубы-оболочки в конструкции труба в трубе устанавливают торцевые технологические заглушки, которые снабжают кольцевыми резиновыми уплотнениями для предотвращения вытекания заливаемой отверждаемой смеси при вспенивании и предварительно смазывают антиадгезионной композицией, например, на основе восков и силиконов.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что заливку отверждаемой смеси производят на наклонном заливочном столе, на который перемещают собранную конструкцию труба в трубе и размещают ее таким образом, чтобы обеспечить расположение отверстия для выхода воздуха в торцевой технологической заглушке на 3-12 см выше верхней точки средней части отвода для обеспечения отведения воздуха из межтрубного пространства средней части отвода, причем угол наклона стола регулируют, например, гидравлическим прессом, а для предотвращения деформации оболочек при вспенивании пенополиуретана используют обжимную оснастку наклонного заливочного стола.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что заливку отверждаемой смеси в межтрубное пространство производят с использованием форсунки заливочной головки, которую вставляют в межтрубное пространство через отверстие заглушки и производят впрыск напорной струей отверждаемой смеси, при этом во избежание вылета впрыскиваемой пены из отверстия для выхода воздуха со стороны, противоположной впрыскиванию, указанное отверстие закрывают в момент впрыска, а после окончания процесса заливки отверстия для выхода воздуха открывают с обеих сторон изготавливаемого отвода.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что в процессе вспенивания пенополиуретановой композиции заполнение межтрубного пространства происходит по направлению снизу вверх с одновременным вытеснением из него воздуха через воздушные отверстия в верхней заглушке, а для предупреждения образования воздушной полости на торце слоя теплоизоляции из-за неполного выхода воздуха крышки отверстий для выхода воздуха закрывают после начала выхода пены из отверстий с задержкой не менее 0,5 с.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что после окончания процесса заливки, продолжительность которого рассчитывают заранее и контролируют с использованием реле времени заливочной машины, выдерживают тепло-гидроизолированный отвод не менее 10 мин по окончании заливки для завершения химических реакций, при протекании которых происходит образование пенополиуретана и его отвердение, после чего производят снятие заглушек и дальнейшее перемещение отвода, причем окончательное время отвердения пены устанавливают заранее опытным путем на технологических пробах.
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждый готовый тепло-гидроизолированный отвод трубопровода подвергают внешнему осмотру, контролируют полноту заполнения торцов и производят замер длины неизолированных концов рабочей трубы, а также осуществляют контроль установленных проводов системы оперативного дистанционного контроля - проводников-индикаторов и их маркировку, затем прошедший контроль готовый тепло-гидроизолированный отвод трубопровода маркируют согласно ГОСТ 30732-2006 и направляют на хранение.
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что при выявлении неполадок в системе оперативного дистанционного контроля, выраженного, например, в несоответствии расположения проводников, или их коротком замыкании, обрыве, приближении к трубе, устанавливают местоположение дефекта, например, импульсным рефлектометром, и устраняют его с последующим восстановлением теплоизоляции и гидроизолирующей оболочки в месте ремонта.
17. Комплект изделий для тепло-гидроизолированного трубопровода, характеризующийся тем, что он включает изделия, каждое из которых содержит рабочую трубу или сваренные между собой патрубки рабочей трубы, слой полимерной теплоизоляции и внешний полимерный гидроизоляционный слой, в том числе отводы трубопровода и, по крайней мере, часть изделий выполнена с обеспечением объемной огражденности теплоизоляционным материалом с удельным объемом последнего, отнесенным к единице полезного объема погонного метра рабочей трубы, лежащим в диапазоне значений от 0,3 до 20, а, по крайней мере, часть отводов из комплекта выполнена способом по любому из пп.1-16.
18. Комплект по п.17, отличающийся тем, что, по крайней мере, часть отводов из комплекта выполнена с обеспечением для каждого изделия объемной огражденности рабочей трубы гидроизоляционным материалом, вычисляемым из отношения удельного объема гидроизоляции к единице полезного объема условного погонного метра рабочей трубы не менее 0,09, причем объемная огражденность гидроизоляцией количественно возрастает с уменьшением внешнего диаметра рабочей трубы, например, металлической, предпочтительно стальной трубы для набора гидроизолируемых рабочих труб с диаметрами от 1020/1000 до 32/26, где значение в числителе в дробном обозначении диаметров соответствует внешнему диаметру рабочей трубы, а знаменатель - внутреннему, определяющему полезный объем рабочей трубы.
19. Комплект по п.17, отличающийся тем, что, по меньшей мере, часть изделий из комплекта выполнена с армированным армокаркасами слоем полимерной теплоизоляции, причем армокаркасы выполнены в виде центрирующих опор из полипропилена или полиэтилена с технологическими отверстиями и стягивающих опоры поясов из металлической или полимерной ленты, при этом в технологические отверстия центрирующих опор пропущены не менее двух проводников-индикаторов системы оперативного дистанционного контроля.
3
20. Комплект по п.17, отличающийся тем, что, по меньшей мере, часть изделий из комплекта изготовлена имеющими в середине слоя полимерной теплоизоляции расчетную плотность не менее 60 кг/м и снабжены предпочтительно двумя проводниками-индикаторами системы оперативного дистанционного контроля, причем слой теплоизоляции выполнен адгезионно связывающим между собой рабочую трубу и слой гидроизоляции с обеспечением совместной работы всех слоев и рабочей трубы.
21. Комплект по п.20, отличающийся тем, что для повышения степени адгезии слоя теплоизоляции и рабочей трубы, последняя предварительно высушена и очищена путем дробеструйной обработки с использованием, по меньшей мере, одной дробеструйной установки, предназначенной для обработки рабочих труб диаметром до 230 мм, включающей дробеметную камеру с установленным в ней рабочим агрегатом, имеющим, по меньшей мере, одну, предпочтительно не менее двух турбин с метательными лопатками, систему очистки и регенерации состава рабочего тела, а также подающий в дробеметную камеру на очистку и принимающий очищенную трубу конвейеры, причем дробеструйная обработка выполнена путем ударного воздействия на очищаемую поверхность дискретным рабочим телом в виде потока направленно бомбардирующих трубы абразивных частиц, например, металлической дроби или смеси, содержащей целую металлическую дробь в количестве не менее 45%, с образованием ориентированного навстречу движению трубы спирально перемещающегося по ее поверхности пятна экспонирования ударов указанных частиц принимающего за период Т углового смещения на ширину метательной лопатки турбины в проекции на цилиндрическую поверхность спирально вращающейся трубы форму скошенного цилиндрического квазипараллелограмма с проекционной высотой в условной плоскости, касательной к образующей очищаемой поверхности трубы и нормальной среднему вектору потока упомянутых частиц, составляющей не менее ширины метательной лопатки, а длину основания в осевом направлении трубы не менее расстояния между осями крайних турбин, лопатками которых обеспечивают метательную обработку абразивными частицами поверхности трубы, причем за время процесса очистки один и тот же участок поверхности трубы подвергают n-кратной обработке, количественно определяемой из условия n≤L/A, где L - расстояние между упомянутыми осями турбин; А - шаг поступательного смещения трубы за один спиральный оборот трубы.
2
22. Комплект по п.17, отличающийся тем, что для повышения степени адгезии слоя полимерной теплоизоляции и внешнего гидроизоляционного слоя в виде оболочки из полимерного или полимерсодержащего материала, при производстве оболочки внутренняя поверхность последней подвергнута коронной электроискровой обработке разрядом мощностью 90-135 Вт с увеличением значения поверхностного натяжения до не менее 50 дин/см.
23. Комплект по п.17, отличающийся тем, что, по крайней мере, часть изделий из комплекта выполнена с внешним гидроизоляционным слоем в виде оболочки составной формы, произведенной с использованием экструзионной технологической линии, предназначенной для производства труб - оболочек из полиэтилена низкого давления, предпочтительно композиции полиэтилена светостабилизированной трубной марки черного цвета, содержащей 2,0-2,5% сажи с добавлением отходов полиэтилена той же марки от собственного производства в количестве не более 10% по массе.
24. Комплект по п.17, отличающийся тем, что он включает тепло-гидроизолированные трубы, тепло-гидроизолированные Z и П-образные элементы, переходы, отводы, и ответвления, например, тройники, а также тепло-гидроизолированную запорную арматуру.
3
25. Комплект по п.24, отличающийся тем, что тепло-гидроизолированные трубы изготовлены имеющими в середине слоя расчетную плотность не менее 60 кг/м и снабжены, по крайней мере, двумя, предпочтительно тремя проводами-индикаторами системы оперативного дистанционного контроля, причем сбор конструкций труба в трубе труб с гидроизоляцией в виде оболочки из полиэтилена или полимерсодержащего композита произведен не ранее, чем через сутки после изготовления указанной оболочки; переходы изготовлены со слоем гидроизоляции в виде круглоцилиндрической оболочки постоянного, по меньшей мере, внешнего диаметра не более 140 мм или со слоем гидроизоляции в виде оболочки составной формы с малыми внешними диаметрами гидроизоляции лежащими в диапазоне от 120 до 600 мм и большими внешними диаметрами гидроизоляции от 135 до 750 мм, с общей длиной гидроизоляционной оболочки от 750 до 1050 мм, а переходы с малыми внешними диаметрами гидроизоляции лежащими в диапазоне от 120 до 1100 мм и большими внешними диаметрами гидроизоляции от 160 до 1250 мм, с общей длиной гидроизоляционной оболочки от 750 до 1550 мм изготовлены в том числе методом раскроя и сварки заготовки гидроизоляции; ответвления изготовлены предпочтительно тройниковыми, в том числе параллельными, с переходами, с установленными запорно-регулировочной арматурой и/или воздушниками в диапазоне диаметров, соответствующем диапазону диаметров изготавливаемых в комплекте тепло-гидроизолированных труб; тепло-гидроизолированная запорно-регулировочная арматура изготовлена в диапазоне диаметров, соответствующем диапазону диаметров изготавливаемых в комплекте тепло-гидроизолированных труб.