ФУТЕРОВОЧНЫЙ МАТ (ВАРИАНТЫ)

Заявленная полезная модель раскрывает средство для защиты изоляционного покрытия трубопроводов, представляющее собой футеровочный мат, выполненный из полимерного материала, предназначенный для защиты изоляционного покрытия трубопровода от механических повреждений при протаскивании трубопровода на переходах через естественные и искусственные препятствия, подводных переходах, участках горной местности, в условиях скальных, гравийных и щебенистых грунтов.
Футеровочный мат применяется при использовании кольцевых утяжелителей, а так же при строительстве трубопроводов траншейным способом, способом наклонно-направленного бурения и микротоннелирования.
Известно устройство для защиты цилиндрических конструкций и защитная рейка для него (RU 2476750 С2, 27.02.2013), включающее в себя по меньшей мере две защитные рейки, причем каждая защитная рейка выполнена в виде профильно-погоннажного изделия Сообразного поперечного профиля, и по меньшей мере один стягивающий элемент.
Известен футеровочный элемент (RU 49171 U1, 10.11.2005), выполненный из полимерного диэлектрического материала, отличающийся тем, что элемент выполнен в виде профильно-погонажного изделия Т-образного поперечного профиля с Г-образным загибом полок, при этом в качестве материала элемента выбран ПВХ-пластикат, а геометрия Г-образных загибов определена из условия обеспечения зацепления с натягом эквидистантным загибом.
Известны опорно-центрирующие кольца (ОЦК) на переходах трубопроводов в защитном кожухе (RU 2217644 С1, 27.11.2003), содержащие расположенные на наружной поверхности трубопровода по его образующим призматические защитные элементы (ПЗЭ), отличающиеся тем, что ОЦК закреплены с расчетным шагом стяжными хомутами на наружной поверхности трубопровода, а каждое ОЦК выполнено из эластичного пористого материала в виде одно или двухслойного прилегающего к трубопроводу листа, поперечные трубопроводу размеры его сторон на 50-100 мм меньше окружности наружной поверхности изолированного трубопровода, при этом каждый ПЗЭ образован из набора пришитых к листу убывающих по длине лент из материала листа с последующей пропиткой карбамидоформальдегидной смолой с отвердителем, имеет наклонные торцовые поверхности, а поперечные трубопроводу стороны листа снабжены упорами для хомутов, причем каждый из упоров образован предварительно перед пропиткой смолой отогнутым краем листа с его прошивкой, причем каждый ПЗЭ снабжен пришитой наружной защитной лентой из технической ткани.
Наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели является защитная рейка для трубопровода (RU 68636 U1, 27.11.2007, выбран в качестве прототипа), выполненная в виде сплошного бруска призматической формы из полиамида, содержащая в поперечном направлении сквозные проходы для стягивающих элементов в виде отверстий на концах рейки или пазов, расположенных на наружной поверхности реек.
Недостатками указанных известных решений является трудоемкость сборки футеровки, что приводит к увеличению времени монтажа футеровочного покрытия на поверхность трубопровода, а также футеровочные элементы, раскрытые в известных решениях, могут оставлять зазоры между собой, что приводит к недостаточной сплошности футеровочного покрытия на поверхности трубопровода.
Задачей заявленной полезной модели является создание высокопрочной и простой в изготовлении конструкции для защиты изоляционного покрытия трубопровода с возможностью ее оперативной установки на поверхность трубопровода.
Техническим результатом является обеспечение надежной защиты изоляционного покрытия трубопровода и снижение времени установки футеровочного покрытия в виде мата.
Технический результат достигается за счет того, что футеровочный мат представляет собой единую конструкцию, состоящую из отдельно изготавливаемых элементов с формой поперечного сечения, представляющую собой фигуру, вписанную в прямоугольник, выполненных из полимерного материала, скрепляемых между собой в футеровочный мат, например, с помощью сварки полимерных материалов или скрепляемых между собой за счет формы продольных элементов, или за счет стягивающих элементов, прижимающих и обеспечивающих надежное крепление единого полотна мата на поверхности трубопровода. Также заявленный мат может представлять собой конструкцию, изготавливаемую в виде монолитного отформованного изделия или нескольких отформованных секторов, скрепленных между собой.
При монтаже футеровочный мат охватывает трубопровод по наружной поверхности вдоль его продольной оси и закрепляется с помощью стягивающих элементов, причем дополнительно мат может фиксироваться на трубе путем закрепления концов единого полотна футеровочного мата несколькими замковыми элементами в виде соединения шип-паз.
Для повышения надежности крепления единого полотна футеровочного мата на поверхности трубопровода в теле продольных элементов могут быть дополнительно изготовлены пазы, через которые прокладываются стягивающие элементы.
Продольные элементы могут дополнительно содержать сквозные отверстия для пропуска в них фиксирующих элементов.
Стягивающие элементы представляют собой, например: пояса, изготовленные из полимерных материалов или технической ткани, металлические ленты или металлические и синтетические тросы. Стягивающие элементы повышают надежность монтажа футеровочного мата на поверхности трубопровода.
Фиксирующие элементы представляют собой пояса, которые также как и стягивающие элементы могут быть изготовлены из полимерных материалов или технической ткани.
Соединение полотна футеровочного мата на поверхности трубопровода может быть осуществлено как одним из приведенных выше способов так и совокупностью двух или более из указанных способов.
Способы сварки полимерных материалов, которые могут применяться для скрепления продольных элементов футеровочного мата, широко известны из уровня техники и могут выбираться из группы: ультразвуковая сварка, сварка нагретым газом, расплавом присадкой, током высокой частоты, трением, химическая, с растворителем или излучением (см., Р.Ф. Катаев, Сварка пластмасс, Екатеринбург, «Уральский государственный технический университет», 2008 г.; С.С. Волков и др., Сварка пластмасс ультразвуком, Москва, «Химия», 1966 г.).
Фиг. 1 показывает общий вид конструкции футеровочного мата, расположенного на поверхности трубопровода.
Фиг. 2-6 показывают варианты исполнения футеровочного мата и его конструктивные элементы.
Фиг. 7 демонстрирует реализацию крепежного соединения «шип-паз».
Фиг. 8-19 иллюстрирует примеры исполнения продольных элементов с различными формами поперечного сечения.
На фиг. 1 представлен общий вид по одному из вариантов конструкции футеровочного мата 2, расположенного на поверхности трубы 1.
Согласно первому варианту реализации заявленной полезной модели на фиг. 2 показано исполнение футеровочного мата 2, уложенного на наружную поверхность трубопровода 1, состоящего из продольных элементов 3 с формой поперечного сечения, представляющую собой фигуру, вписанную в прямоугольник, выполненных из полимерного материала и скрепленных в единую конструкцию футеровочного мата 2.
Элементы 3 могут скрепляться между собой, образуя единое полотно, с помощью одного из видов сварки полимерных материалов либо за счет формы продольных элементов.
Продольные элементы 3 по первому варианту реализации выполнены плотно совмещенными друг с другом для образования сплошного полотна в виде кольца на поверхности трубопровода 1, что исключает повреждение изоляционного покрытия трубопровода. Предварительная сварка элементов или их скрепление между собой за счет формы исполнения, или за счет фиксирующих элементов, пропущенных в отверстия 9, изготовленные в теле продольных элементов, как это указано на фиг. 6 и фиг. 8-19, позволяет получить единое полотно, которое можно оперативно установить и монтировать на поверхности трубопровода, с помощью стягивающих элементов, прижимающих и стабилизирующих полученную единую конструкцию на поверхности трубопровода.
Продольные элементы 3 дополнительно могут содержать пазы 4 для укладки в них стягивающих элементов.
Пазы 4 могут, например, располагаться на равном удалении от концов продольных элементов 3.
Стягивающие и фиксирующие элементы представляют собой, например: пояса, изготовленные из полимерных материалов или технической ткани, металлические ленты или металлические и синтетические тросы.
Также конструкция футеровочного мата 2 может быть также скреплена и зафиксирована на поверхности трубопровода 1 с помощью крепежного элемента соединения типа шип-паз 5, выполненного в элементах футеровочного мата 3 и расположенного по линии соединения концов полотна футеровочного мата 2.
На фиг. 3 представлен второй вариант реализации заявленного футеровочного мата, который отличается от первого варианта тем, что мат изготавливается в виде монолитной полимерной конструкции с помощью формования полимерного материала (например экструзии) и может быть изготовлен с расположением продольных элементов 3 совмещенных друг с другом или равноудаленных друг от друга с образованием разделяющих их областей 6.
Соединение защитной конструкции футеровочного мата по второму варианту для образования стабильно зафиксированной цилиндрической оболочки в виде футеровочного мата 2 на поверхности трубопровода 1, состоящей из плотно совмещенных друг с другом боковыми гранями продольных элементов 3, либо продольных элементов, разделенных областями 6, может выполняться с помощью крепежного элемента соединения типа шип-паз 5, выполненного в элементах футеровочного мата 3 и расположенного по линии соединения концов полотна футеровочного мата 2.
Монолитное полотно футеровочного мата 2 также может монтироваться на поверхности трубопровода 1 с помощью стягивающих элементов, аналогично первому варианту реализации заявленного устройства.
Стягивающие элементы, такие как, например: пояса, изготовленные из полимерных материалов или технической ткани, либо металлические ленты или металлические и синтетические тросы могут накладываться в соответствующие пазы 4, которые могут быть дополнительно изготовлены в продольных элементах монолитной конструкции.
На фиг. 4 представлен третий вариант реализации заявленного футеровочного мата, который заключается в том, что мат изготавливается в виде разделенной на сектора монолитной полимерной конструкции с помощью формования полимерного материала (например экструзии) и может быть изготовлен с расположением продольных элементов 3 совмещенных друг с другом или равноудаленных друг от друга с образованием разделяющих их областей 6.
Соединение защитной конструкции футеровочного мата по третьему варианту для образования стабильно зафиксированной цилиндрической оболочки в виде футеровочного мата 2 в виде секторов на поверхности трубопровода 1, состоящей из плотно совмещенных друг с другом боковыми гранями продольных элементов 3, либо продольных элементов, разделенных областями 6, может выполняться за счет наличия крепежного элемента соединения типа шип-паз 5, выполненного в элементах секторов футеровочного мата 2 и расположенного по линии соединения секторов футеровочного мата 2.
Дополнительно конструкция футеровочного мата 2 может стабилизироваться и закрепляться на поверхности трубопровода 1 с помощью стягивающих элементов, таких как, например: пояса изготовленные из полимерных материалов или технической ткани, либо металлические ленты или металлические и синтетические тросы; которые стягивают сектора мата 2 на поверхности трубопровода 1.
Стягивающие элементы могут накладываться в соответствующие пазы 4, которые могут быть изготовлены в продольных элементах 3 секторов мата 2.
На фиг. 5 и фиг. 6 представлен четвертый вариант реализации заявленного футеровочного мата, который заключается в том, что мат 2 образуется из отдельных продольных элементов 3 с z-образной формой поперечного сечения продольного элемента, скрепленных между собой за счет фиксирующих элементов, которые пропускаются в изготовленные сквозные отверстия 9 на боковой поверхности продольных элементов 3.
Элементы 3 плотно скрепляются между собой за счет фиксирующих элементов в виде поясов, пропущенных в отверстиях 9.
Фиксирующие элементы также, как и в предыдущих вариантах, могут представлять собой: пояса, изготовленные из полимерных материалов или технической ткани, металлические ленты или тросы, выполненные из металла или синтетического материала.
Z-образная форма поперечного сечения продольных элементов 3 при монтаже футеровочного мата 2 на поверхность трубопровода позволяет плотно совместить продольные элементы 3 друг с другом вдоль боковой поверхности, обеспечивая сплошную защиту изоляционного покрытия трубопровода за счет наложения элементов друг на друга.
Также, как и в предыдущих вариантах заявленного футеровочного мата, продольные элементы мата Z-образной формы при монтаже на поверхность трубопровода могут быть дополнительно зафиксированы стягивающими элементами, которые также, как и в предыдущих вариантах исполнения футеровочного мата, могут представлять собой различные типы поясов, тросов или лент.
На фиг. 3 представлен детальный вид крепления частей футеровочного мата с помощью соединительной конструкции типа шип-паз 8. На крепежных элементах также содержатся штифты 7, для прочной фиксации крепежного элемента к телу мата.
На фиг. 8-19 показаны примеры исполнения продольных элементов с различными формами поперечного сечения, представляющими собой фигуры, вписанные в прямоугольник, а также исполнение продольных элементов своей конструкцией, обеспечивающей скрепление продольных элементов с помощью их взаимного совмещения друг с другом за счет выполненных в профиле выступов и пазов (фиг. 16) или за счет использования сквозных отверстий 9 (фиг. 18).
На фиг. 8-19 в качестве примера показан профиль продольных элементов 3 при исполнении заявленного футеровочного мата по первому, второму третьему и четвертому варианту, торцевые поверхности которого выполнены как обрезанными под углом к поверхности трубы, так и под прямым углом к поверхности трубы. Конструкция продольных элементов 3 с профилем, обрезанным под углом к поверхности трубы, дополнительно обеспечивает повышенную защищенность зоны стыка двух соседних полотен, монтируемых на трубопровод, за счет того, что профили накладываются друг на друга.
Варианты исполнения форм продольных элементов 3 футеровочного мата не ограничиваются приведенными примерами на фиг. 8-19 и могут выполняться любой формы поперечного сечения, представляющую собой фигуру, вписанную в прямоугольник.
Заявленная конструкция является новой и промышленно применимой, позволяет обеспечить высокую степень защиты покрытия трубопровода, высокую устойчивость к воздействию механических нагрузок, также заявленный мат не содержит элементов, которые могут так или иначе привести к повреждению изоляционного покрытия трубопровода, защищает трубопровод от прямого контакта с твердыми и режущими поверхностями при протаскивании. Заявленный футеровочный мат является химически устойчивым к воздействию агрессивных сред и загрязняющих веществ, позволяет сэкономить время монтажа на трубопровод; благодаря использованию полимерных материалов заявленный мат эластичен и устойчив к разрушению при больших нагрузках. Обеспечивает возможность демонтажа и повторного использования футеровочной конструкции и при необходимости ее вторичную переработку и использование в качестве вторсырья.