RU2162187C1

RU2162187C1 - Shock-proof protection device for different surfaces, particularly, pipelines

Info

Publication number: RU2162187C1
Application number: RU2000107579A
Authority: RU
Inventors: Х.К. Мухаметдинов; Б.И. Смирнов; Ю.А. Дудоладов
Original assignee: Мухаметдинов Харис Касьянович; Смирнов Борис Ильич; Дудоладов Юрий Анатольевич
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2001-01-20

Abstract

FIELD: civil engineering. SUBSTANCE: device is used for construction of pipelines in rock and frozen ground. Device is positioned on pipeline, squeezed over its perimeter and secured, for example, by braces. Device has hollow open cylinder with external surface hard after special treatment and formed by flexible length of synthetic material. Flexible length is made of sheet fibrous nonwoven material based, mainly, on fibers of group of polyesters, polyamides or polyolefins. Flexible length is preliminarily 9±3 mm thick. External zone of flexible length is filled with self-hardening composition based on carbomido(melamine)-formaldehyde resin, hardener and plastifier with common consumption of 5±1.5 kg/sq.m. In this case, zone of filling of flexible length with composition makes up not more than three quarters of its thickness. EFFECT: enhanced reliability of pipeline. 3 cl

Description

Изобретение относится к строительству и может найти применение при прокладке магистральных трубопроводов. The invention relates to construction and may find application in the laying of trunk pipelines.

Известны противоударные защитные устройства для защиты различных поверхностей, преимущественно, трубопровода. Known shockproof protective devices for protecting various surfaces, mainly the pipeline.

Одно из них выполнено в виде бетонного кольца, надетого на трубу или отлитого на ней (см. Н.П. Васильев "Балластировка и закрепление трубопроводов", Недра, Москва, 1984, с. 96, р. 23). Однако надежно обеспечивая защиту металла и изоляции трубопровода от ударов камней и смерзшегося грунта, поступающего в траншею при ее засыпке, кольцо трудоемко в изготовлении и монтаже, его невозможно смонтировать на уложенном трубопроводе. One of them is made in the form of a concrete ring, worn on the pipe or cast on it (see NP Vasiliev "Ballasting and fastening of pipelines", Nedra, Moscow, 1984, p. 96, p. 23). However, reliably protecting metal and isolating the pipeline from impacts of stones and frozen soil entering the trench when it is backfilled, the ring is laborious to manufacture and install, it cannot be mounted on a laid pipeline.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению, служащим его прототипом, является противоударное защитное устройство различных поверхностей, преимущественно, трубопровода, содержащее полый незамкнутый цилиндр с внешней твердой после спецобработки поверхностью, образованный гибким полотнищем из синтетического материала (патент США N 4413656, кл. F 16 L 57/00, 1982). The closest technical solution to this invention, which serves as its prototype, is a shockproof protective device for various surfaces, mainly a pipeline, containing a hollow open cylinder with an external hard surface after special processing, formed by a flexible cloth made of synthetic material (US patent N 4413656, class F 16 L 57/00, 1982).

Недостатком известного технического решения, характеризующегося внешней ударной прочностью, является сложность изготовления, поскольку материалом полотнища служит полимерная композиция, а твердость внешней поверхности устройства достигается его термообработкой. A disadvantage of the known technical solution, characterized by external impact strength, is the complexity of manufacture, since the material of the panel is a polymer composition, and the hardness of the external surface of the device is achieved by heat treatment.

Решаемой задачей изобретения является исключение термообработки устройства в трассовых условиях при сохранении его гибкости как для возможности доставки устройств к трубопроводу в плосколистовом состоянии, так и при обжатии последнего устройствами по периметру. The object of the invention to be solved is the exclusion of heat treatment of the device under route conditions while maintaining its flexibility both for the possibility of delivering devices to the pipeline in a flat-sheet state and for compressing the device around the perimeter.

Для решения указанной задачи в противоударном защитном устройстве различных поверхностей, преимущественно, для трубопровода, содержащем полый незамкнутый цилиндр с внешней твердой после спецобработки поверхностью, образованный гибким полотнищем из синтетического материала, это полотнище выполнено из листового материала на основе преимущественно волокон группы полиэфиров, полиамидов или полиолефинов, толщиной преимущественно 9±3 мм, при этом внешняя зона полотнища наполнена самоотверждающейся композицией на основе карбамидно(меламино) формальдегидной смолы, отвердителя и пластификатора с общим расходом преимущественно 5±1,5 кг/м², а зона заполнения полотнища композицией составляет три четверти его толщины. Кроме того, полотнище может быть выполнено многослойным, при этом его внутренние слои к внешнему слою этой композицией подклеены. Также слои выполнены равнотолщинными.To solve this problem in a shockproof protective device of various surfaces, mainly for a pipeline containing a hollow open cylinder with an external solid surface after special processing, formed by a flexible cloth made of synthetic material, this cloth is made of sheet material based mainly on fibers of the group of polyesters, polyamides or polyolefins , mainly 9 ± 3 mm thick, while the outer area of the panel is filled with a self-curing urea-based composition (chalk ino) formaldehyde resin, hardener, plasticizer, preferably with a total consumption of 5 ± 1,5 kg / m ^2, and zone filling composition cloth is three quarters of its thickness. In addition, the panel can be multilayer, while its inner layers are glued to the outer layer by this composition. Also, the layers are made of equal thickness.

Поскольку отличительные признаки предложения не присутствуют в указанных и других известных нам источниках информации, предложение, по нашему мнению, не известно из уровня техники и технологии и поэтому ново. Since the distinguishing features of the proposal are not present in the indicated and other sources of information known to us, the proposal, in our opinion, is not known from the prior art and technology and is therefore new.

Противоударное защитное устройство различных поверхностей, преимущественно, трубопровода, содержит полый незамкнутый цилиндр с внешней твердой после спецобработки поверхностью, образованный гибким полотнищем из синтетического материала. Полотнище выполнено из листового волокнистого нетканого материала на основе преимущественно волокон из группы полиэфиров, полиамидов или полиолефинов (НСМ), толщиной преимущественно 9±3 мм. При этом внешняя зона полотнища наполнена самоотверждающейся композицией на основе карбамидно(меламино)формальдегидной смолы, отвердителя и пластификатора с общим расходом композиции преимущественно 5±1,5 кг/м². При этом зона заполнения полотнища композицией составляет не более трех четвертей его толщины.The shockproof protective device of various surfaces, mainly the pipeline, contains a hollow open cylinder with an external solid surface after special treatment, formed by a flexible cloth made of synthetic material. The blade is made of sheet fibrous nonwoven material based primarily on fibers from the group of polyesters, polyamides or polyolefins (HCM), with a thickness of mainly 9 ± 3 mm. In this case, the outer zone of the panel is filled with a self-hardening composition based on a urea (melamine) formaldehyde resin, hardener and plasticizer with a total composition consumption of mainly 5 ± 1.5 kg / m ² . Moreover, the filling zone of the panel with the composition is not more than three quarters of its thickness.

Указанные композиция и преимущественный диапазон ее расхода получены нами экспериментально, и именно они обеспечивают наиболее эффективное решение указанной выше задачи изобретения. The specified composition and the preferred range of its flow rate were obtained by us experimentally, and they provide the most effective solution to the above objectives of the invention.

В варианте полотнища оно выполнено двух- и многослойным, при этом его слои, противоположные поверхности наполнения самоотверждающейся смолой, к другим слоям подклеены. Также слои выполнены равнотолщинными. In the version of the panel, it is made of two- and multi-layer, while its layers, opposite the filling surface with a self-curing resin, are glued to other layers. Also, the layers are made of equal thickness.

Устройство изготавливают следующим образом в заводских условиях. От рулона НСМ отрезают заготовки, имеющие в одном из направлений длину, примерно равную (с учетом последующей технологической усадки) длине окружности трубопровода, на котором устройство надлежит применить. The device is made as follows in the factory. Billets are cut from the NSM roll, having in one direction a length approximately equal to (taking into account subsequent technological shrinkage) the circumference of the pipeline on which the device is to be applied.

В зависимости от ударной вязкости, поверхностной плотности и толщины исходного НСМ применяют следующие технологии. The following technologies are used depending on the toughness, surface density, and thickness of the initial NSM.

Если указанные характеристики достаточны (плотность ≅ 600 г/м², толщина ≥ 8 мм, ударная вязкость ≅ 10 Дж) для изготовления защитного устройства из однослойного полотнища НСМ, каждую из заготовок располагают на поддоне и равномерно заполняют сверху указанной композицией из мерной емкости с расходом 5±1,5 кг/м². При подобном расходе, в зависимости от марки и вязкости смолы, а также пористости и смачиваемости НСМ, достигают степени наполнения полотнища на глубину не более трех четвертей его толщины. Заготовки складывают на поддонах в пачки (стопы) и выдерживают до полного отверждения при температуре 15-25^oC.If the specified characteristics are sufficient (density ≅ 600 g / m ² , thickness ≥ 8 mm, impact strength ≅ 10 J) for the manufacture of a protective device from a single-layer fabric of NSM, each of the blanks is placed on a pallet and uniformly filled from above with the specified composition from a measuring container with a flow rate 5 ± 1.5 kg / m ² . At a similar flow rate, depending on the brand and viscosity of the resin, as well as the porosity and wettability of the NSM, they reach the degree of filling of the panel to a depth of not more than three-quarters of its thickness. Billets are stacked on pallets in packs (feet) and incubated until fully cured at a temperature of 15-25 ^o C.

В случае невозможности образовать защитное устройство достаточной ударной прочности из однослойного исходного НСМ заготовки укладывают друг на друга в 2 или несколько слоев и наполняют сверху смолой необходимой рецептуры (по вязкости и скорости отверждения), с тем же общим расходом композиции, одновременно обеспечивая прижим прикаточным роликом с давлением 2-5 кгс/см² для формирования достаточно прочного клеевого соединения между слоями.If it is not possible to form a protective device of sufficient impact strength from a single-layer initial NSM, the workpieces are stacked on top of each other in 2 or more layers and filled with resin of the required formulation (by viscosity and curing speed) from above, with the same total flow rate of the composition, while providing a pressure with a press roller a pressure of 2-5 kgf / cm ² for the formation of a sufficiently strong adhesive bonding between the layers.

При этом (верхние внешние) слои защитного устройства наполняются полимерным связующим (композицией) полностью с его однородным распределением между волокнами НСМ по площади и толщине полотнища, а нижние (внутренние) слои заполняются связующим на такую глубину, чтобы композиция проникала не глубже 3/4 от общей толщины полотнища. Затем заготовки укладывают друг на друга. In this case, the (upper outer) layers of the protective device are filled with a polymer binder (composition) completely with its uniform distribution between the HCM fibers over the area and thickness of the panel, and the lower (inner) layers are filled with a binder to such a depth that the composition penetrates no deeper than 3/4 of total thickness of the panel. Then the blanks are stacked on top of each other.

Изготовленные конструкции противоударных устройств укладывают в пачки (стопы) на поддонах и выдерживают до полного отверждения смолы. Fabricated designs of shockproof devices are placed in packs (feet) on pallets and held until the resin is completely cured.

Композиция смолы для наполнения и клеевого соединения листов НСМ включает (мас.ч.): продукт поликонденсации карбамида(меламина) с формальдегидом (с массовой долей сухого остатка 65-68%) 100; разбавитель 0-15; пластификатор 0 -30; отвердитель 0,2-1,0. The resin composition for filling and adhesive bonding of NSM sheets includes (parts by weight): a polycondensation product of urea (melamine) with formaldehyde (with a mass fraction of solids of 65-68%) 100; diluent 0-15; plasticizer 0 -30; hardener 0.2-1.0.

Композицию смолы готовят предварительно в смесителе с мешалкой, последовательно вводя компоненты из мерных емкостей в перечисленном порядке; состав композиции в указанных пределах корректируют в зависимости от марки смолы, величины требуемой вязкости (50-65 с по визкометру BЗ-246 с диаметром сопла 4 мм), скорости отверждения смолы (до нескольких суток) и необходимых (проектируемых) значений физико-механических показателей конструкции. The resin composition is preliminarily prepared in a mixer with a mixer, sequentially introducing components from the measuring containers in the listed order; the composition within the specified limits is adjusted depending on the brand of resin, the required viscosity (50-65 s using a BZ-246 viscometer with a nozzle diameter of 4 mm), resin curing speed (up to several days) and the required (projected) values of physical and mechanical properties designs.

Таким образом, изготовленное противоударное защитное устройство представляет собой однородную конструкцию из зон различного назначения:
- наружной зоны, полностью пропитанной отвержденной смолой и поэтому имеющей твердую поверхность с высокой ударной прочностью,
- внутренней зоны, фактически не пропитанной смолой и поэтому благоприятной для взаимодействия со слоем наружной изоляции трубопровода.Thus, the manufactured shockproof protective device is a homogeneous structure of zones for various purposes:
- the outer zone, completely impregnated with cured resin and therefore having a hard surface with high impact strength,
- the inner zone, not actually impregnated with resin and therefore favorable for interaction with the layer of the outer insulation of the pipeline.

Указанная конструкция обладает необходимыми прочностными и деформативными характеристиками, в том числе высоким сопротивлением ударным воздействиям (≥ 80 Дж), и сохраняет необходимую гибкость, позволяющую производить обжатие листа (внутренней - эластичной стороной) по защищаемой поверхности. This design has the necessary strength and deformation characteristics, including high impact resistance (≥ 80 J), and retains the necessary flexibility to compress sheet (inner - elastic side) on the protected surface.

Изготовленная партия противоударных устройств поставляется для удобства транспортирования в плосколистовом состоянии контейнерным или кассетным способом к трассе строительства. The manufactured batch of shockproof devices is delivered for the convenience of transportation in a flat-sheet state by container or cassette method to the construction route.

В трассовых условиях устройствами поочередно укрывается, например, трубопровод на всем протяжении его участка траншейной прокладки, характеризующегося наличием скального или мерзлого грунта. После размещения трубопровода на берме или дне траншеи каждое устройство вручную обжимают по периметру трубы и закрепляют бандажными стяжками или другим способом. При этом благодаря составу композиции и ее расходу 5±1,5 кг/м², затраченному в заводских условиях на отверждение наружной поверхности полотнища, обеспечиваются как достаточная гибкость устройства при обжатии вокруг трубы, так и высокая ударная прочность (≥ 80 Дж) в период засыпки трубопровода скальным или мерзлым грунтом, а также в период эксплуатации (от воздействия скального грунта при продольных и поперечных перемещениях подземного трубопровода).In route conditions, devices alternately shelter, for example, a pipeline along the entire length of its trench section, characterized by the presence of rocky or frozen soil. After placing the pipeline on the berm or bottom of the trench, each device is manually crimped around the perimeter of the pipe and secured with bandages or in another way. Moreover, due to the composition of the composition and its consumption of 5 ± 1.5 kg / m ² spent in the factory for curing the outer surface of the panel, both sufficient flexibility of the device during compression around the pipe and high impact strength (≥ 80 J) during filling the pipeline with rocky or frozen soil, as well as during operation (from exposure to rocky soil with longitudinal and transverse movements of the underground pipeline).

Высокая ударная прочность внешней твердой зоны и эластичность (исключающая возможность абразивного воздействия на изоляцию) внутренней не наполненной композицией зоны противоударного устройства обеспечивают надежную защиту как изоляционного покрытия трубопровода, так и самого металла трубы. High impact strength of the external solid zone and elasticity (excluding the possibility of abrasive effects on the insulation) by the internal shockproof zone of the device not filled with the composition provide reliable protection of both the insulation coating of the pipeline and the pipe metal itself.

Описанное противоударное устройство выпускается серийно и показало положительный результат при решении указанной выше задачи. The described shockproof device is commercially available and showed a positive result in solving the above problem.

Таким образом, благодаря выполнению устройства из листового материала на основе промышленно выпускаемого НСМ из волокон группы полиэфиров, полиамидов или полиолефинов толщиной 9±3 мм, а также, благодаря предложенному составу композиции и определенным диапазонам ее расхода для отверждения, обеспечены гибкость устройства и твердость его внешней поверхности при исключении термообработки для обеспечения твердости. Thus, due to the implementation of the device from a sheet material based on industrially produced HCM from fibers of the group of polyesters, polyamides or polyolefins with a thickness of 9 ± 3 mm, and also, due to the proposed composition of the composition and certain ranges of its flow rate for curing, the flexibility of the device and the hardness of its external surfaces with the exception of heat treatment to ensure hardness.

Claims

1. A shockproof protective device for various surfaces of a predominantly pipeline, comprising a hollow open cylinder with an external solid surface after special treatment, formed by a flexible cloth of synthetic material, characterized in that the cloth is made of sheet fibrous non-woven material based mainly on fibers of the group of polyesters, polyamides or polyolefins, mostly 9 ± 3 mm thick, while the outer area of the panel is filled with a self-hardening composition based on carbomy to (melamine) formaldehyde resin, hardener and plasticizer, with a total consumption of mainly 5 ± 1.5 kg / m ² , and the filling zone of the panel with resin is not more than three quarters of the thickness of the panel.

2. The device according to claim 1, characterized in that the panel is multilayer, while its layers, opposite the filling surface of the self-curing resin, are glued to other layers of this resin.

3. The device according to PP.1 and 2, characterized in that the layers are made equally thick.