СПОСОБ ОЧИСТКИ И УПРОЧНЕНИЯ ТРУБ МАГИСТРАЛЬНЫХ НЕФТЕГАЗОВЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
METHOD OF CLEANING AND STRENGTHENING PIPES OF OIL AND GAS MAIN LINES

Изобретение относится к процессам дробеструйной обработки деталей и металлоконструкций, в частности к способам и оборудованию, применяемым для очистки и упрочнения магистральных нефтегазовых трубопроводов с применением самодвижущихся трассовых машин.
Известен способ обработки деталей дробью, при котором струйному аппарату относительно детали сообщают рассчитанные по формулам продольное и поперечное движение подачи (авторское свидетельство №15621112, В24С 1/00, 1990 г.).
Недостатками этого способа являются: невозможность использования его для обработки труб в трассовых условиях; наличие полос перекрытия обработки.
Наиболее близким является способ очистки и упрочнения струями дроби (наиболее эффективную обработку обеспечивает смесь колотой дроби с острыми кромками и стальными шариками), циркулирующей посредством сжатого воздуха, которым задают поступательное движение вдоль оси трубы и качательное в перпендикулярном направлении. Устанавливают согласованные скорости качательного движения и линейного перемещения трассовой машины по трубе. Способ осуществляется при использовании трассовой самодвижущейся машины для очистки дробью труб нефтегазопроводов (патент №2281850, В24С 3/06, 2006 г.)
Недостатком этого способа является также наличие полос перекрытия обработки и участков, не захваченных струей дроби, т.е. полос перекрытия, что вызывает неравномерность очистки и упрочнения обрабатываемой поверхности или необходимости двойной обработки поверхности.
Неравномерность очистки и упрочнения поверхности приводит к снижению адгезионных свойств обрабатываемой поверхности, коррозионной стойкости и усталостной выносливости магистральных трубопроводов.
С другой стороны, при увеличении скорости линейного перемещения трассовой самодвижущейся машины, имеющей механизм качательного движения сопел, для повышения производительности очистки трубы свыше скорости, соответствующей двукратной обработке каждого участка, неизбежно появление треугольников поверхности, неохваченных струей дроби. Это ограничивает возможность увеличения производительности очистки и упрочнения при существующей траектории движения сопел.
1
2
1
2
Для повышения степени равномерности очистки и упрочнения поверхности трассовой машине задают периодическое поступательное движение вдоль оси трубы и периодическое качательное движение в перпендикулярном направлении, т.е. обработку производят без включения продольной подачи во время качательного движения сопел, при смещении струи дроби на расстояние, равное установленному шагу качательного движения t, выключают качательное движение сопел и включают продольную подачу со скоростью, равной качательной скорости сопел на время, обеспечивающее перемещение струи дроби на расстояние, равное установленному шагу поступательного движения t. Далее процесс повторяется. Шаги t и t выбирают из условия, обеспечивающего максимальную равномерность упрочнения обрабатываемой поверхности известными расчетными методами и экспериментами.
Периодическое попеременное отключение продольного и качательного движений позволяет максимально увеличить производительность процесса очистки и упрочнения обрабатываемой поверхности посредством исключения повторной обработки необработанных участков трубы.
Пример осуществления способа.
1
2
Пуск отлаженной и заправленной дробью трассовой машины (патент №2281850, В24С 3/06, 2006 г.) производят включением привода механизма качания равнорасположенных по окружности струйных аппаратов на угол 2 π/n (n - количество струйных аппаратов высокого давления), обеспечивающего качательную скорость обработки кольцевого участка поверхности трубы струей дроби. При смещении струи дроби на расстояние, равное шагу t, выключают механизм качания сопел и включают привод продольной подачи со скоростью, равной качательной скорости струйных аппаратов на время, обеспечивающее перемещение струи дроби на расстояние, равное шагу t, затем привод механизма продольной подачи отключают. Далее процесс повторяется. Для обеспечения заданного режима поочередности включения продольной передачи и скорости качания сопел настраивают программу управления приводами трассовой машины.
На фигурах 1а, б изображены участки траектории следов струи дроби при непрерывной обработке, где 1, 2 - траектория следов обработки дробью, 3 - участки, обработанные дважды, 4 - не захваченные обработкой участки. На фигуре 2 изображен участок траектории следов дроби по предлагаемому способу, где 1, 2 - траектория следов обработки дробью. На фигуре 3 изображен график плотности потока дроби по предлагаемому способу.
При предлагаемом способе очистки и упрочнения поверхности магистральных нефтегазовых трубопроводов отсутствуют участки, не обработанные струей дроби, и участки, обработанные дважды.
Производительность повышается примерно в 1,5 раза за счет исключения повторной обработки.