УСТРОЙСТВО ГИДРОИЗОЛЯЦИИ ТРУБОПРОВОДА

Полезная модель относится к строительству и может быть использована при нанесении теплоизоляции на металлические трубы, а также при строительстве трубопроводов, в том числе тепловых сетей.
Известно устройство тепло-гидроизоляции трубопровода, содержащее слой теплоизоляционного покрытия из пенополиуретана, расположенного на стальной трубе, и внешнюю гидроизоляционную оболочку в виде трубы из полиэтилена, при этом между стальной трубой и внешней гидроизоляционной оболочкой размещены центрирующие опоры, а в слое теплоизоляционного покрытия по всей протяженности стальной трубы установлены проводники-индикаторы системы оперативного дистанционного контроля (ГОСТ 30732-2006 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуритана с защитной оболочкой. Технические условия», М.: Стандартинформ, 2007).
Недостатком известного устройства тепло-гидроизоляции трубопровода является возможность намокания теплоизоляционного слоя в трубах, смежных с трубой, в которой в процессе эксплуатации возник дефект стальной трубы или внешней гидроизоляционной оболочки с выходом конденсата, теплоносителя или грунтовых вод из теплоизоляционного слоя через межтрубное пространство стыкового соединения в теплоизоляционные слои смежных труб трубопровода.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство гидроизоляции трубопровода, содержащее теплоизоляционный слой из пенополиуретана, расположенный на стальной трубе, и внешнюю гидроизоляционную оболочку в виде трубы из полиэтилена, при этом между стальной трубой и внешней гидроизоляционной оболочкой размещены центрирующие опоры, а в теплоизоляционном слое по всей протяженности стальной трубы установлены проводники-индикаторы системы оперативного дистанционного контроля, причем на каждой торцевой части теплоизоляционного слоя стальной трубы расположен торцевой гидроизолирующий элемент из полимерного материала с осевым отверстием для стальной трубы и двумя отверстиями для выводов проводников-индикаторов системы оперативного дистанционного контроля, при этом в месте стыка с внутренней поверхностью внешней гидроизоляционной оболочки наружный диаметр торцевого гидроизолирующего элемента больше внутреннего диаметра внешней гидроизоляционной оболочки (патент РФ №172714 на полезную модель, кл. F16L 59/14, F16L 9/18, опубл. 21.07.2017 - прототип).
Недостатком известного устройства гидроизоляции трубопровода является возможность отсутствия сплошной кольцевой линии контакта между торцевым гидроизолирующим элементом и внешней гидроизоляционной оболочкой из-за отклонения диаметра внешней гидроизоляционной оболочкой от номинальных размеров, а также из-за отклонений взаимного расположения осевых линий стальной трубы и внешней гидроизоляционной оболочки.
Техническим результатом полезной модели является создание нового устройства гидроизоляции трубопровода, обеспечивающего герметичность контакта и равномерность прижима торцевого гидроизолирующего элемента к внешней гидроизоляционной оболочке при любых допустимых отклонениях размеров и взаимного расположения осевых линий стальной трубы и внешней гидроизоляционной оболочки для одностороннего выхода конденсата, теплоносителя или внешних грунтовых вод при возникновении дефекта на стальной трубе или на внешней гидроизоляционной оболочке из теплоизоляционного слоя через торцевые гидроизолирующие элементы только в межтрубное пространство стыковых соединений со смежными трубами трубопровода.
Технический результат достигается в заявляемом устройстве гидроизоляции трубопровода, содержащем теплоизоляционный слой из пенополиуретана, расположенный на стальной трубе, и внешнюю гидроизоляционную оболочку в виде трубы из полиэтилена, при этом между стальной трубой и внешней гидроизоляционной оболочкой размещены центрирующие опоры, а в теплоизоляционном слое по всей протяженности стальной трубы установлены проводники-индикаторы системы оперативного дистанционного контроля, причем на каждой торцевой части теплоизоляционного слоя стальной трубы расположен торцевой гидроизолирующий элемент из полимерного материала с осевым отверстием для крепления на стальной трубе и двумя отверстиями для выводов проводников-индикаторов системы оперативного дистанционного контроля, а с наружной стороны торцевого гидроизолирующего элемента соосно стальной трубе установлен защитный кожух, выполненный в виде кольца с наружным диаметром, соответствующим внутреннему диаметру внешней гидроизоляционной оболочки, согласно полезной модели, между торцевым гидроизолирующим элементом и защитным кожухом установлен упругий элемент для прижима боковой части торцевого гидроизолирующего элемента к внутренней поверхности внешней гидроизоляционной оболочки.
В таком устройстве гидроизоляции трубопровода предпочтительно: - упругий элемент выполнен в виде цельного металлического кольца, наружный диаметр которого соответствует внутреннему диаметру внешней гидроизоляционной оболочки с учетом толщины торцевого гидроизолирующего элемента;
- упругий элемент выполнен в виде металлического кольца с регулируемым внешним диаметром, причем при сборке наружный диаметр кольца соответствует внутреннему диаметру внешней гидроизоляционной оболочки с учетом толщины торцевого гидроизолирующего элемента;
- упругий элемент выполнен в виде пружины, наружный диаметр которой соответствует внутреннему диаметру внешней гидроизоляционной оболочки с учетом толщины торцевого гидроизолирующего элемента;
- торцевой гидроизолирующий элемент выполнен в виде стакана;
- торцевой гидроизолирующий элемент изготовлен из упругого полимерного материала, обладающего способностью с достаточной упругостью восстанавливать свою форму после механического воздействия на него;
- в местах соединения торцевого гидроизолирующего элемента с проводниками-индикаторами системы оперативного дистанционного контроля осуществлена герметизация с помощью клеевого соединения с влагозащитными свойствами;
- в местах соединения торцевого гидроизолирующего элемента со стальной трубой и проводниками-индикаторами системы оперативного дистанционного контроля осуществлена герметизация с помощью клеевого соединения с влагозащитными свойствами.
Размещение между торцевым гидроизолирующим элементом, предпочтительно выполненным в виде стакана из упругого полимерного материала, и защитным кожухом упругого элемента, предпочтительно выполненного в виде цельного металлического кольца, или в виде металлического кольца с регулируемым внешним диаметром, или в виде пружины, для прижима боковой части торцевого гидроизолирующего элемента к внутренней поверхности внешней гидроизоляционной оболочки, обеспечивает герметичность контакта и равномерность прижима торцевого гидроизолирующего элемента к внешней гидроизоляционной оболочке при любых допустимых отклонениях размеров и взаимного расположения осевых линий стальной трубы и внешней гидроизоляционной оболочки для одностороннего выхода конденсата, теплоносителя или внешних грунтовых вод при возникновении дефекта на стальной трубе или на внешней гидроизоляционной оболочке из теплоизоляционного слоя через торцевые гидроизолирующие элементы только в межтрубное пространство стыковых соединений со смежными трубами трубопровода.
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами:
фиг. 1 - продольный разрез по горизонтали устройства гидроизоляции трубопровода;
фиг. 2 - общий вид торцевого гидроизоляционного элемента устройства гидроизоляции трубопровода.
Фиг. 3 - общий вид упругого элемента устройства гидроизоляции трубопровода.
Устройство гидроизоляции трубопровода содержит теплоизоляционный слой 1 из пенополиуретана, расположенный на стальной трубе 2, и внешнюю гидроизоляционную оболочку 3 в виде трубы из полиэтилена, при этом между стальной трубой 2 и внешней гидроизоляционной оболочкой 3 размещены центрирующие опоры 4, а в теплоизоляционном слое 1 по всей протяженности стальной трубы 2 установлены проводники-индикаторы 5 системы оперативного дистанционного контроля, при этом на каждой торцевой части теплоизоляционного слоя 1 стальной трубы 2 расположен торцевой гидроизолирующий элемент 6 из полимерного материала с осевым отверстием 7 для крепления на стальной трубе 2 и двумя отверстиями 8, 9 для выводов проводников-индикаторов 5 системы оперативного дистанционного контроля, а с наружной стороны торцевого гидроизолирующего элемента 6 соосно стальной трубе 2 установлен защитный кожух 10, выполненный в виде кольца с наружным диаметром, соответствующим внутреннему диаметру внешней гидроизоляционной оболочки 3, причем между торцевым гидроизолирующим элементом 6 и защитным кожухом 10 установлен упругий элемент 11 для прижима боковой части торцевого гидроизолирующего элемента 6 к внутренней поверхности внешней гидроизоляционной оболочки 3.
В таком устройстве гидроизоляции трубопровода предпочтительно:
- упругий элемент 11 выполнен в виде цельного металлического кольца, наружный диаметр которого соответствует внутреннему диаметру внешней гидроизоляционной оболочки 3 с учетом толщины торцевого гидроизолирующего элемента 6;
- упругий элемент 11 выполнен в виде металлического кольца с регулируемым внешним диаметром, причем при сборке наружный диаметр кольца соответствует внутреннему диаметру внешней гидроизоляционной оболочки 3 с учетом толщины торцевого гидроизолирующего элемента 6;
- упругий элемент 11 выполнен в виде пружины, наружный диаметр которой соответствует внутреннему диаметру внешней гидроизоляционной оболочки 3 с учетом толщины торцевого гидроизолирующего элемента 6;
- торцевой гидроизолирующий элемент 6 выполнен в виде стакана;
- торцевой гидроизолирующий элемент 6 изготовлен из упругого полимерного материала, обладающего способностью с достаточной упругостью восстанавливать свою форму после механического воздействия на него;
- в местах соединения торцевого гидроизолирующего элемента 6 с проводниками-индикаторами 5 системы оперативного дистанционного контроля осуществлена герметизация с помощью клеевого соединения с влагозащитными свойствами;
- в местах соединения торцевого гидроизолирующего элемента 6 со стальной трубой 2 и проводниками-индикаторами 5 системы оперативного дистанционного контроля осуществлена герметизация с помощью клеевого соединения с влагозащитными свойствами.
На примере двух крайних типоразмеров гидроизолированных труб в таблице представлены предусмотренные ГОСТ 30732-2006 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочкой. Технические условия» отклонения при изготовлении гидроизолированных труб:
- наружного диаметра внешней гидроизоляционной оболочки от номинальных значений ΔD (+);
- от соосности стальной трубы и внешней гидроизоляционной оболочки ΔЭкс.
При изготовлении и установке торцевых гидроизолирующих элементов следует учитывать отклонения, приведенные в вышеуказанной таблице. При этом достаточно сложно добиться герметичности контакта и равномерности прижима торцевого гидроизолирующего элемента к внешней гидроизоляционной оболочке, что имеет место в прототипе.
Размещение упругого элемента, выполненного в виде цельного кольца, кольца с регулируемым наружным диаметром или пружины между защитным кожухом и торцевым гидроизолирующим элементом обеспечивает герметичность контакта и равномерность прижима торцевого гидроизолирующего элемента к внешней гидроизоляционной оболочке при любых допустимых отклонениях размеров и взаимного расположения осевых линий стальной трубы и внешней гидроизоляционной оболочки для одностороннего выхода конденсата, теплоносителя или внешних грунтовых вод при возникновении дефекта на стальной трубе или на внешней гидроизоляционной оболочке из теплоизоляционного слоя через торцевые гидроизолирующие элементы только в межтрубное пространство стыковых соединений со смежными трубами трубопровода.
Далее полезная модель раскрывается на одном из примеров ее реализации.
В случае если в теплоизоляционный слой 1 стальной трубы 2 попадает влага, например, через щели или иные механические повреждения внешней гидроизоляционной оболочки 3, или в процессе конденсации, при контакте с нагретой поверхностью стальной трубы 2 она испаряется и водяной пар находится в теплоизоляционном слое 1 между стальной трубой 2 и внешней гидроизоляционной оболочкой 3. Из-за разницы парциального давления водяного пара внутри теплоизоляции и в окружающей трубопровод среде периферическая часть торцевого гидроизоляционного элемента 6, прижимаемая к внешней гидроизоляционной оболочке 3 упругим элементом 11 с равномерным усилием вдоль всей линии контакта торцевого гидроизоляционного элемента 6 с внешней гидроизоляционной оболочкой 3, отгибается наружу, образуя зазор с внешней гидроизоляционной оболочкой 3, и пар попадает в межтрубные пространства стыковых соединений смежных труб трубопровода и выходит наружу через дренажный клапан. При этом парциальное давление в теплоизоляционном слое 1 стальной трубы 2 и в окружающей трубопровод среде уравнивается, что позволяет осушить теплоизоляционный слой 1 стальной трубы 2, и периферическая часть торцевого гидроизоляционного элемента 6, прижимаемая к внутренней поверхности внешней гидроизоляционной оболочки 3 упругим элементом 11, возвращается в исходное рабочее положение, обеспечивая дальнейшее штатное функционирование устройства и исключая попадание влаги извне из зоны стыка внутрь теплоизоляционного слоя трубы 1.
При возникновении дефекта в стальной трубе 2 теплоноситель, протекающий в трубопроводе под давлением, через место дефекта попадает в теплоизоляционный слой 1 из пенополиуретана, расположенный между стальной трубой 2 и внешней гидроизоляционной оболочкой 3 из полиэтилена, и под давлением распространяется до торцевых гидроизолирующих элементов 6, герметизирующих теплоизоляционный слой 1 с его торцевых поверхностей, периферическая часть торцевого гидроизолирующего элемента 6, контактирующая с внутренней поверхностью внешней гидроизоляционной оболочки 3 с равномерным усилием прижима, обеспеченным действием упругого элемента И, отгибается наружу, образуя зазор с внешней гидроизоляционной оболочкой 3, и вода попадает в межтрубное пространство стыкового соединения смежных труб 2 и выходит наружу через дренажный клапан. Наличие упругого элемента 11, прижимающего торцевой гидроизолирующий элемент 6 к внешней гидроизоляционной оболочке 3 на торцах всех труб 2 трубопровода, обеспечивает сплошную линию контакта торцевого гидроизолирующего элемента 6 и внутренней поверхности внешней гидроизоляционной оболочки 3 с равномерным прижимом, что исключает распространение влаги или пара в теплоизоляционный слой 1 труб 2 вдоль оси трубопровода из межтрубного пространства стыкового соединения с дефектной трубой 2. Теплоноситель, пары, внешние грунтовые воды при движении из теплоизоляционного слоя 1 дефектной трубы 2 через торцевые гидроизолирующие элементы 6 дефектной трубы 2 в межтрубное пространство стыкового соединения со смежными трубами 2 дополнительно, совместно с действием упругого элемента 11, прижимают периферическую часть торцевых гидроизолирующих элементов 6 смежных труб 2 к их внешним гидроизоляционным оболочкам 3, исключая возможность проникновения влаги в теплоизоляционные слои 1 смежных труб 2.
Вследствие этого обеспечивается точность определения места дефекта трубопровода через установленные в теплоизоляционном слое проводники-индикаторы 5 системы оперативного дистанционного контроля.
Наличие защитного кожуха 10 предотвращает попадание в место соединения внешней гидроизоляционной оболочки 3 с торцевым гидроизолирующим элементом 6, прижатым к внешней гидроизоляционной оболочке 3 упругим элементом 11, пенополиуретана при его заливке в межтрубное пространство стыкового соединения смежных труб 2 трубопровода, что обеспечивает свободное пространство для отгибания периферической части торцевого гидроизолирующего элемента 6 под давлением влаги в теплоизоляционном слое дефектной трубы 3.
Указанные конструктивные особенности заявляемого устройства гидроизоляции трубопровода выгодно отличают его от прототипа.
Сопоставительный анализ предлагаемой полезной модели и прототипа выявляет наличие отличительных признаков у заявляемого устройства гидроизоляции трубопровода по сравнению с наиболее близким аналогом, что обеспечивает ему соответствие критерию «новизна».
Наличие отличительных признаков позволяет достичь положительного эффекта, выражающегося в создании нового устройства гидроизоляции трубопровода, обеспечивающего герметичность контакта и равномерность прижима торцевого гидроизолирующего элемента к внешней гидроизоляционной оболочке при любых допустимых отклонениях размеров и взаимного расположения осевых линий стальной трубы и внешней гидроизоляционной оболочки для одностороннего выхода конденсата, теплоносителя или внешних грунтовых вод при возникновении дефекта на стальной трубе или на внешней гидроизоляционной оболочке из теплоизоляционного слоя через торцевые гидроизолирующие элементы только в межтрубное пространство стыковых соединений со смежными трубами трубопровода.
Использование заявляемой полезной модели в строительстве при нанесении теплоизоляции на металлические трубы, а также при строительстве трубопроводов, в том числе тепловых сетей, обеспечивает ей соответствие критерию «промышленная применимость».