ТРУБА С ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫМ ПОКРЫТИЕМ С НАРУЖНЫМ УТЯЖЕЛЯЮЩИМ БЕТОННЫМ ПОКРЫТИЕМ
PIPE WITH THERMAL INSULATION COATING WITH EXTERNAL WEIGHTING CONCRETE COATING

Изобретение относится к трубопроводной технике, а именно к трубам с наружным утяжеляющим бетонным покрытием, предназначенным для строительства, ремонта и реконструкции трубопроводов на участках подводных переходов, переходов через болота, обводненной местности и морских трубопроводов.
Известна труба с балластным покрытием (патент на полезную модель РФ №99581, опубл. 20.11.2010 г.), содержащая центральную трубу, оболочку, установленную соосно центральной трубе с образованием кольцевого пространства, имеющую внутренний диаметр больший, чем наружный диаметр центральной трубы, опорно-направляющее устройство, и балластный материал. Между центральной трубой и балластным материалом нанесен слой пенополиуретана, на котором распределены и закреплены центраторы, внутри балластного материала расположена сетка с фиксаторами, удерживающими сетку на слое пенополиуретана, а в качестве балластного материала использована бетонная смесь. В представленной модели есть необходимость в установке центраторов, обеспечивающих соосность наружной оболочки и трубы с оболочкой, которые потенциально могут снизить прочностные и эксплуатационные характеристики конструкции при условии повреждения оболочки трубы с балластным покрытием вследствие возникшей коррозии или деформационного воздействия.
Известна труба с балластным покрытием (патент на полезную модель РФ №99582, опубл. 20.11.2010 г.), состоящая из центральной трубы и балластного материала. Между центральной трубой и балластным материалом нанесен слой пенополиуретана, внутри балластного материала расположен каркас с фиксаторами, удерживающими каркас на слое пенополиуретана, в качестве балластного материала использована бетонная смесь с подвижностью от 10 до 14 см по Конусу Абрамса КА путем нанесения ее набрызгом с последующей прикаткой валками. В представленной модели наружная оболочка трубы, используемая в качестве опалубки для заливки пенополиуретана, может быть демонтирована, что может стать следствием сдвига бетонного покрытия относительно трубы в процессе укладки трубопровода.
Известна труба с балластным покрытием (патент на полезную модель РФ №100174, опубл. 10.12.2010 г.), состоящая из центральной трубы и балластного материала. Между центральной трубой и балластным материалом нанесен слой пенополиуретана, а в качестве балластного материала использован фибробетон с подвижностью от 10 до 14 см по Конусу Абрамса, путем нанесения фибробетона набрызгом с последующей прикаткой его валками. В представленной модели наружная оболочка трубы, используемая в качестве опалубки для заливки пенополиуретана, может быть демонтирована, что может стать следствием сдвига бетонного покрытия относительно трубы в процессе укладки трубопровода.
Задача настоящего изобретения заключается в создании надежной в эксплуатации трубы с наружным утяжеляющим бетонным покрытием, имеющей увеличенный срок службы.
Технический результат заявляемого изобретения выражается в увеличении срока службы трубы, обеспечении равномерной балластировки трубопровода, обеспечении визуального и измерительного контроля качества нанесенного бетонного покрытия по всей протяженности трубы, а также высокой ремонтопригодности бетонного покрытия, повышении прочности и морозостойкости и снижении водопоглощения бетонного покрытия.
Заявляемый технический результат достигается благодаря тому, что труба с наружным утяжеляющим бетонным покрытием содержит стальную трубу с антикоррозионным покрытием, наружное бетонное покрытие, сформированное методом «набрызга» и армирующий элемент, расположенный внутри наружного бетонного покрытия. Так же труба содержит теплоизоляционное покрытие размещенное на стальной трубе и включающее металлополимерную или полимерную оболочку с антикоррозионным покрытием. Стальная труба может содержать теплоизоляционную оболочку, включающую металлическую оболочку с антикоррозионным покрытием. В наружном бетонном покрытии могут быть размещены кабель-каналы. Труба может содержать протектор браслетного типа.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема конструкции трубы с наружным утяжеляющим бетонным покрытием, на фиг. 2 - схема конструкции трубы с теплоизоляционным покрытием и с нанесенным наружным утяжеляющим бетонным покрытием, на фиг. 3 - схема конструкции трубы с нанесенным наружным утяжеляющим бетонным покрытием и установленными кабель-каналами.
Позициями на чертежах обозначены:
1 - труба,
2 - наружное утяжеляющее бетонное покрытие,
3 - армирующий элемент,
4 - наружное антикоррозионное покрытие,
5 - теплоизоляционное покрытие,
6 - металлическая оболочка с наружным антикоррозионным покрытием,
7 - кабель-канал.
Основой заявляемой трубы с наружным утяжеляющим бетонным покрытием служит стальная труба с полиэтиленовым монослойным покрытием диаметром от 219 до 1420 мм, с дополнительным теплоизоляционным покрытием, содержащим металлополимерную или полимерную оболочку с антикоррозионным покрытием.
Труба с наружным утяжеляющим бетонным покрытием изготавливается в нескольких вариантах исполнения в соответствии с решениями по зависимым пунктам формулы:
Стальная труба с антикоррозионным покрытием содержит наружное бетонное покрытие, сформированное методом «набрызга» и армирующий элемент, расположенный внутри наружного бетонного покрытия. Так же труба содержит теплоизоляционное покрытие размещенное на стальной трубе и включающее металлополимерную или полимерную оболочку с антикоррозионным покрытием. Стальная труба может содержать теплоизоляционную оболочку, включающую металлическую оболочку с антикоррозионным покрытием. В наружном бетонном покрытии могут быть размещены кабель-каналы. Труба может содержать протектор браслетного типа.
Для всех вариантов исполнения армирование представляет собой сварной арматурный каркас, включающий кольцевые и продольные стержни и/или проволочную стальную сетку.
Формирование наружного утяжеляющего бетонного покрытия на трубе производят методом торкретирования («набрызга»). Наружное утяжеляющее бетонное покрытие наносится непрерывным набрасыванием бетонной смеси на продольно перемещающуюся вращающуюся трубу с наружным антикоррозионным или теплоизоляционным покрытием. В процессе нанесения наружного утяжеляющего бетонного покрытия для удержания бетонной смеси на трубе в момент нанесения допускается использование синтетического технологического шпагата.
Максимальное содержание хлоридов в бетонной смеси менее 0,4%. Максимально допустимое водоцементное соотношение для бетонных смесей не более 0,4.
Отверждение бетона осуществляется в том числе при помощи термовлажностной обработки при температуре 47±3°С, что позволяет набрать до 90% проектной прочности бетона за первые сутки с момента нанесения бетонного покрытия на трубу.
Нанесение наружного утяжеляющего бетонного покрытия на трубу осуществляется методом торкретирования («набрызга»), что исключает необходимость в наружной (металлической, полимерной или металлополимерной) оболочке. Технология «набрызга» обеспечивает равномерность массы нанесенного бетонного покрытия на всей протяженности трубы.
Нанесение наружного утяжеляющего бетонного покрытия осуществляется на трубу с теплоизоляцией в наружной металлополимерной или полимерной оболочке с нанесенным шероховатым слоем, что придает дополнительные адгезионные качества поверхности трубы.
Концы труб должны быть свободны от наружного утяжеляющего бетонного покрытия. Длина необетонированных концов труб должна быть указана в проектных требованиях, или, если не указано иное, составлять не менее 400 мм.
Диаметр кольцевых и продольных стержней арматурного каркаса определяется проектными требованиями, но должен быть не менее 6 мм.
Максимальное расстояние между кольцевыми стержнями арматурного каркаса в продольном направлении должно быть не более 120 мм. Расстояние между продольными стержнями вдоль образующей должно быть не более 250 мм.
Стальные прутки арматурного каркаса на торцах не должны выступать за пределы наружного утяжеляющего бетонного покрытия.
Арматурный каркас на трубе закрепляется с помощью фиксаторов, изготовленных из полимерных материалов. Размеры фиксаторов подбираются исходя из проектных требований и требований к расположению каркаса на трубе. Их количество и расположение должно обеспечивать фиксацию каркаса относительно трубы.
Стержни стального арматурного каркаса или проволочная стальная сетка не должны иметь контакта с металлом трубы.
Для электрохимической защиты от коррозии на трубе предусматривается установка в заводских условиях протекторов браслетного типа.
Конструкция протектора должна обеспечивать возможность его визуального и измерительного контроля на этапах транспортирования, монтажа и укладки.
Протекторы рекомендуется устанавливать в средней части трубы по длине (± 0,5 м от центра трубы) на свободный от наружного утяжеляющего бетонного покрытия участок поверх наружного антикоррозионного и/или теплоизоляционного покрытий с учетом технических условий завода-изготовителя протекторов.
Расстояние между армирующим элементом НУБП и протектором должно быть минимум 25 мм.
Подключение протектора к трубе выполняется с обязательным резервированием контактного кабеля ЭХЗ.
Места контакта пайки кабелей ЭХЗ протектора к трубе и арматуре протектора, а также сварное соединение скоб протектора, должны быть защищены от воздействия внешней среды изоляционными материалами. Зазоры между полукольцами протекторов заполняют битумно-полимерной мастикой, торкрет-бетоном при помощи пневмобетонирования или полиуретановым материалом в соответствии с технологической инструкцией завода изготовителя.
В случае, если протектор устанавливается на трубу до нанесения наружного утяжеляющего бетонного покрытия, то наружное утяжеляющее бетонное покрытие должно распространяться до краев протектора и при необходимости иметь скос до толщины протектора под углом приблизительно 30°.
При необходимости установки протектора после нанесения наружного утяжеляющего бетонного покрытия, с труб, на которые предполагается установка протектора, удаляется участок наружного утяжеляющего бетонного покрытия подходящей длины для размещения протектора, либо предварительно до нанесения наружного утяжеляющего бетонного покрытия устанавливается съемная закладная деталь в месте установки протектора. Зазоры между протектором и наружным утяжеляющим бетонным покрытием заполняют битумно-полимерной мастикой или торкрет-бетоном при помощи пневмобетонирования или полиуретановым материалом в соответствии с технологической инструкцией завода изготовителя.
В конструкцию труб, за исключением труб с установленным протектором, могут быть внесены кабель-каналы для обеспечения параллельной прокладки вдоль уложенного трубопровода кабелей технологической связи.
Установка кабель-каналов на трубу с наружным утяжеляющим бетонным покрытием осуществляется в соответствии с конструкторской документацией завода-изготовителя и проектными требованиями.