RU2788782C1 - Method for fire-free repair of defective sections of pipelines without changing pumping modes - Google Patents
Method for fire-free repair of defective sections of pipelines without changing pumping modes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2788782C1 RU2788782C1 RU2022123001A RU2022123001A RU2788782C1 RU 2788782 C1 RU2788782 C1 RU 2788782C1 RU 2022123001 A RU2022123001 A RU 2022123001A RU 2022123001 A RU2022123001 A RU 2022123001A RU 2788782 C1 RU2788782 C1 RU 2788782C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipeline
- composite
- repair
- repaired
- defects
- Prior art date
Links
- 230000008439 repair process Effects 0.000 title claims abstract description 120
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 238000005086 pumping Methods 0.000 title claims description 19
- 230000002950 deficient Effects 0.000 title claims description 15
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 122
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims abstract description 102
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 38
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 31
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 18
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 9
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 33
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 8
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 5
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 5
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 8
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 4
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 4
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 101150096674 C20L gene Proteins 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 102220543923 Protocadherin-10_F16L_mutation Human genes 0.000 description 2
- 208000025865 Ulcer Diseases 0.000 description 2
- 101100445889 Vaccinia virus (strain Copenhagen) F16L gene Proteins 0.000 description 2
- 101100445891 Vaccinia virus (strain Western Reserve) VACWR055 gene Proteins 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 2
- 231100000397 ulcer Toxicity 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 206010016717 Fistula Diseases 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 238000009422 external insulation Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000003890 fistula Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства и ремонта магистральных, промысловых, технологических и прочих трубопроводов любого способа прокладки, а также других цилиндрических конструкций, например, сосудов давления [F16L37/00, F16L 55/17, F16L 55/18].The invention relates to the field of construction and repair of main, field, technological and other pipelines of any method of laying, as well as other cylindrical structures, such as pressure vessels [F16L37/00, F16L 55/17, F16L 55/18].
При строительстве и эксплуатации указанных выше объектов в результате коррозионных, механических, электрохимических и прочих процессов появляются разнообразные дефекты (язвы, раковины, каверны, питтинги, трещины, свищи, вмятины, гофры, заплаты, чопики и т.д.), в том числе недопустимые для безопасной эксплуатации трубопровода. Поражения трубопроводов могут носить, как локальный, так и групповой характер, порой затрагивая участки протяженностью, исчисляемой десятками и даже сотнями метров. Владельцы трубопроводов в настоящее время предъявляют к их ремонту повышенные требования. Ремонт должен быть быстрым, надежным, полностью восстанавливать несущую способность повреждённых дефектами труб на весь оставшийся ресурсный срок эксплуатации трубопровода, то есть относиться к постоянным методам ремонта, а также производиться без изменения режимов перекачки. During the construction and operation of the above facilities, as a result of corrosion, mechanical, electrochemical and other processes, various defects appear (ulcers, shells, cavities, pittings, cracks, fistulas, dents, corrugations, patches, chopsticks, etc.), including unacceptable for the safe operation of the pipeline. Pipeline damage can be both local and group in nature, sometimes affecting sections with a length of tens and even hundreds of meters. Pipeline owners are now placing increased demands on their repair. Repair must be fast, reliable, fully restore the bearing capacity of pipes damaged by defects for the entire remaining service life of the pipeline, that is, be a permanent repair method, and be carried out without changing the pumping modes.
Сохранить без изменения режимы перекачки, используя широко применяемый способ ремонта трубопроводов по композитно-муфтовой технологии - КМТ (GB 2210134 A, 01.06.1989, RU 2191317 С2, 20.10.2002, RU 113811 U1, 27.02.2012, RU 129593 U1, 27.06.2013), а также способ с применением спиральных композитных муфт типа «Clock Spring» (RU 2108514 C1, 10.04.1993), не представляется возможным, так как оба эти способа имеют один общий недостаток: их технологии предусматривают установку ремонтных конструкций на дефектные участки трубопроводов, при пониженном относительно рабочего давлении, то есть, когда ремонтируемый трубопровод имеет наружный диаметр меньший, чем, при рабочем давлении.Keep pumping modes unchanged using the widely used method of repairing pipelines using composite-coupling technology - KMT (GB 2210134 A, 06/01/1989, RU 2191317 C2, 10/20/2002, RU 113811 U1, 02/27/2012, RU 129593 U1, 06/27/2012. 2013), as well as the method using spiral composite couplings of the “Clock Spring” type (RU 2108514 C1, 04/10/1993), is not possible, since both of these methods have one common drawback: their technologies involve the installation of repair structures on defective sections of pipelines , at a reduced relative to the working pressure, that is, when the repaired pipeline has an outer diameter smaller than at working pressure.
Указанного недостатка лишены такие конструкции для ремонта трубопроводов, как «Композиционная муфта трубопровода» (RU 73331 U1, 20.05.2008), «Универсальная конусная муфта» (RU 148064 U1, 27.11.2014) и «Композитная конусная муфта» (RU 174392 U1, 11.10.2017). Но они, как и муфты по КМТ и «Clock Spring» обладают другим недостатком, который мешает их ещё более широкому применению - это то, что, при ремонте протяженных дефектов, то есть дефектов длиной по оси трубы, превышающей максимальную длину ремонтной конструкции, требуется их последовательная установка встык, или на максимально близком расстоянии друг от друга, что в большинстве случаев трудно выполнимо, как по техническим, так и по финансовым соображениям.Such designs for repairing pipelines as "Composite pipe coupling" (RU 73331 U1, 05/20/2008), "Universal cone coupling" (RU 148064 U1, 11/27/2014) and "Composite cone coupling" (RU 174392 U1, 10/11/2017). But they, like KMT and Clock Spring couplings, have another drawback that prevents their even wider use - this is that, when repairing extended defects, that is, defects with a length along the pipe axis that exceeds the maximum length of the repair structure, it is required their sequential installation end-to-end, or at the closest possible distance from each other, which in most cases is difficult to do, both for technical and financial reasons.
В качестве прототипа выбран способ ремонта дефектов обетонирования участка подводного трубопровода и устройство для его осуществления (RU 2619954, 22.05.2015).As a prototype, a method for repairing defects in the concreting of a section of an underwater pipeline and a device for its implementation (RU 2619954, 22.05.2015) was chosen.
Способ, выбранный за прототип, применяется для ремонта повреждений обетонирования подводных трубопроводов без изменения режимов перекачки, но он не предусматривает ремонта дефектов стенки трубы. В отличие от прототипа, задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности безогневого ремонта несквозных дефектов стенки металлических трубопроводов независимо от способа их прокладки без снижения давления и расхода перекачиваемого продукта, то есть без изменения режимов перекачки. Ремонтируемые согласно предлагаемому способу дефекты могут быть одиночными, локально сгруппированными, непротяженными и протяженными, как по периметру трубы, так и вдоль оси трубопровода. Кроме того, применяя данный способ, возможно проведение ремонта дефектов, выступающих над поверхностью трубопровода (заплаты, шляпки вваренных болтов, чопики и т.п.), а также дефектов на сварных стыках секций трубопровода и в их околошовных зонах. Также возможно применение предлагаемого способа для ремонта несквозных дефектов на внутренней поверхности ремонтируемого трубопровода.The method selected for the prototype is used to repair damage to the concrete lining of underwater pipelines without changing the pumping modes, but it does not provide for the repair of defects in the pipe wall. Unlike the prototype, the objective of the present invention is to provide the possibility of fire-free repair of non-through defects in the wall of metal pipelines, regardless of the method of laying them, without reducing the pressure and flow rate of the pumped product, that is, without changing the pumping modes. Repaired according to the proposed method, the defects can be single, locally grouped, not extended and extended, both along the perimeter of the pipe and along the axis of the pipeline. In addition, using this method, it is possible to repair defects protruding above the pipeline surface (patches, welded-in bolt heads, chopsticks, etc.), as well as defects at welded joints of pipeline sections and in their near-weld zones. It is also possible to use the proposed method for repairing non-through defects on the inner surface of the repaired pipeline.
Задачей заявленной группы изобретений является устранение недостатков аналогов известного уровня техники.The task of the claimed group of inventions is to eliminate the disadvantages of analogues of the prior art.
Технический результат, достигаемый от реализации предложенного технического решения заключается в:The technical result achieved from the implementation of the proposed technical solution is:
- обеспечении возможности безогневого ремонта несквозных дефектов стенки металлических трубопроводов независимо от способа их прокладки и независимо от их места расположения без снижения давления и расхода перекачиваемого продукта, то есть без изменения режимов перекачки;- ensuring the possibility of fire-free repair of non-through defects in the wall of metal pipelines, regardless of the method of their laying and regardless of their location, without reducing the pressure and flow rate of the pumped product, that is, without changing the pumping modes;
- повышении эксплуатационной надежности отремонтированного трубопровода, за счет восстановления несущей способности отремонтированных участков до состояния бездефектной трубы и обеспечении их безопасной эксплуатации в течение всего ресурсного срока отремонтированного трубопровода;- increasing the operational reliability of the repaired pipeline, by restoring the bearing capacity of the repaired sections to the state of a defect-free pipe and ensuring their safe operation during the entire service life of the repaired pipeline;
- в значительном сокращении сроков проведения ремонтных работ и оптимизации их стоимости, в том числе благодаря удешевлению организационно-технических мероприятий по их проведению, в виду отсутствия необходимости применения в процессе ремонта сварочного оборудования, подъемных механизмов, нагнетательных насосов и прочих технических устройств. Оптимальное количество членов бригады по ремонту дефектов трубопроводов диаметров от 89 мм до 1420 мм с применением данного способа - три человека.- in a significant reduction in the terms of repair work and optimization of their cost, including due to the reduction in the cost of organizational and technical measures for their implementation, in view of the absence of the need to use welding equipment, lifting mechanisms, pressure pumps and other technical devices in the repair process. The optimal number of team members for the repair of defects in pipelines with diameters from 89 mm to 1420 mm using this method is three people.
Заявленный технический результат достигается посредством предлагаемого способа безогневого ремонта без изменения режимов перекачки несквозных наружных и внутренних механических и коррозионных дефектов линейных участков трубопроводов с конструктивно ровной наружной поверхностью, заключающийся в подготовке поверхности ремонтируемого участка, обеспыливании, удалении влаги, обезжиривании ацетоном, обработке преобразователем ржавчины, выполняющим роль грунтовки, заполнении полости дефекта быстротвердеющей композитной пастой, нанесении на подготовленный участок тонкого равномерного слоя полимерного клеевого состава и монтажа на него полноохватывающей композитной ремонтной конструкции, при этом, сначала приклеивают внутреннюю композитную втулку, затем поверх внутренней композитной втулки, перекрывая горизонтальный стык внутренней втулки, на тонкий равномерный слой клеевого состава приклеивают имеющую ровную внутреннюю и внешнюю поверхность наружную композитную втулку, поверх которой монтируют стяжные композитные муфты, состоящие из двух полумуфт, соединяемых между собой с одной стороны шарнирно, а с другой стороны по одному на муфту стяжными винтами.The claimed technical result is achieved by the proposed method of fireless repair without changing the modes of pumping non-through external and internal mechanical and corrosion defects of linear sections of pipelines with a structurally even outer surface, which consists in preparing the surface of the repaired area, dedusting, removing moisture, degreasing with acetone, processing with a rust converter that performs the role of a primer, filling the defect cavity with a fast-hardening composite paste, applying a thin uniform layer of polymer adhesive to the prepared area and mounting a full-encompassing composite repair structure on it, while first gluing the internal composite sleeve, then over the internal composite sleeve, overlapping the horizontal joint of the internal sleeve, an outer composite sleeve having a smooth inner and outer surface is glued onto a thin uniform layer of adhesive composition, on top of which they are mounted tie-down composite couplings, consisting of two half-couplings, connected to each other on one side pivotally, and on the other hand, one per coupling with coupling screws.
Согласно одному из вариантов, внутренняя композитная втулка обладает толщиной соразмеримой с номинальной толщиной стенки трубы длиной по оси LРК, которая определяется по формуле LРК = LД + 2LВ, где LВ – длина перекрытия дефекта вдоль оси трубы, удовлетворяющее условию LВ ≥ 0,5√Dt ≥ 0,05 м, где D – наружный диаметр, а t – толщина стенки ремонтируемого трубопровода, и округления вверх до значений LРК = 0,333 м, LРК = 0,667 м, или LРК = 1 м, затем поверх внутренней композитной втулки, перекрывая горизонтальный стык внутренней втулки, на тонкий равномерный слой клеевого состава приклеивают имеющую ровную внутреннюю и наружную поверхность наружную композитную втулку толщиной соразмеримой с номинальной толщиной стенки ремонтируемого трубопровода, поверх которой монтируют толщиной соразмеримой с толщиной стенки ремонтируемого трубопровода и длиной LМ, вычисляемой из выражения LМ = 0,167LБ, где LБ – длина базовой ремонтной конструкции, на расстоянии от внешних границ ремонтной конструкции, равном 0,5LМ, с интервалом, равным LМ, в количестве k штук, вычисляемом из выражения k = 3n, где n = LРК / LБ, стяжные композитные муфты, состоящие из двух полумуфт, соединяемых между собой с одной стороны шарнирами, а с другой стороны по одному на муфту стяжными винтами, закручиваемыми с тарированным усилием.According to one of the options, the inner composite bushing has a thickness commensurate with the nominal thickness of the pipe wall along the axis LRC, which is determined by the formula LRC = LD + 2LВ, where LВ is the defect overlap length along the pipe axis, satisfying the condition LВ ≥ 0.5√Dt ≥ 0.05 m, where D is the outer diameter, and t is the wall thickness of the repaired pipeline, and rounding up to the values LRK = 0.333 m, LRK = 0.667 m, or LRK = 1 m, then over the internal composite sleeve, overlapping the horizontal joint of the inner sleeve, on a thin uniform layer of adhesive composition, an outer composite sleeve having a smooth inner and outer surface is glued with a thickness commensurate with the nominal wall thickness of the repaired pipeline, on top of which they are mounted with a thickness commensurate with the wall thickness of the repaired pipeline and a length LM calculated from the expression LM = 0.167LB, where LB is the length of the base repair structure, at a distance from the outer boundaries of the repair structure, p equal to 0.5LM, with an interval equal to LM, in the amount of k pieces, calculated from the expression k = 3n, where n = LRK / LB, composite couplings, consisting of two half-couplings connected to each other on one side by hinges, and on the other sides, one per coupling with coupling screws, twisted with a calibrated force.
Согласно одному из вариантов, для ремонта несквозных наружных дефектов на сварных стыках секций трубопроводов и в их околошовных зонах, используются внутренние композитные втулки толщиной соразмеримой с номинальной толщиной стенки ремонтируемого трубопровода с выборкой под усиление сварного стыка на их внутренней поверхности размером в разрезе a*b, где a – ширина +5 мм и b – высота +2 мм усиления сварного стыка согласно нормативной документации на ремонтируемый трубопровод.According to one of the options, to repair non-through external defects at the welded joints of pipeline sections and in their near-weld zones, internal composite bushings with a thickness commensurate with the nominal wall thickness of the repaired pipeline are used with a selection for reinforcing the welded joint on their inner surface with a section size a*b, where a is the width +5 mm and b is the height +2 mm of the reinforcement of the welded joint according to the regulatory documentation for the repaired pipeline.
Согласно одному из вариантов, для ремонта участка трубопровода с выступающей над поверхностью трубы инсталляцией толщиной не больше толщины внутренней композитной втулки, используются внутренняя композитная втулка с выборкой под выступающую над поверхностью трубы инсталляцию с последующим заполнением зазоров между инсталляцией и границами выборки под неё во внутренней композитной втулке и выравниванием толщины инсталляции с толщиной внутренней втулки быстротвердеющей композитной пастой заподлицо +0,5 мм к уровню наружной поверхности внутренней втулки без выборки.According to one of the options, to repair a pipeline section with an installation protruding above the pipe surface with a thickness no greater than the thickness of the internal composite sleeve, an internal composite sleeve is used with a selection for the installation protruding above the pipe surface, followed by filling the gaps between the installation and the boundaries of the sample under it in the internal composite sleeve and leveling the thickness of the installation with the thickness of the inner sleeve with quick-hardening composite paste flush +0.5 mm to the level of the outer surface of the inner sleeve without sampling.
Согласно одному из вариантов, для ремонта несквозных наружных дефектов длиной вдоль оси трубопровода LД > 0,9 м, из базовых ремонтных конструкций длиной LБ составляется ремонтная конструкция длиной LРК, вычисляемой по формуле LРК = nLБ, где n – количество базовых ремонтных конструкций, с внутренними композитными втулками для ремонта дефектов на участках с конструктивно ровной поверхностью, для ремонта дефектов на сварных стыках секций трубопровода, а также в их околошовных зонах, и/или для ремонта участков с выступающими над поверхностью трубопровода инсталляциями, которые устанавливаются так, чтобы наружные композитные втулки перекрывали, как горизонтальные, так и вертикальные стыки внутренних композитных втулок длиной LМ, определяемой из выражения LМ = 0,167LБ, а стяжные композитные муфты в количестве k, вычисляемом по формуле k = 3n – 1, где n – количество базовых ремонтных конструкций в составленной из них ремонтной конструкции, получаемое после округления вверх до целого числа значения, вычисляемого по формуле n = (2LВ + LД)/LБ, где LВ – длина перекрытия дефекта вдоль оси трубы, удовлетворяющее условию LВ ≥ 0,5√Dt ≥ 0,05 м, где D – наружный диаметр, а t – толщина стенки ремонтируемого трубопровода, устанавливались, перекрывая вертикальные стыки внешних композитных втулок, с интервалом LП в метрах, равном LП = 1,25LМ, на расстоянии от внешних кромок составленной ремонтной конструкции, равном 0,5LП.According to one of the options, for the repair of non-through external defects with a length along the axis of the pipeline LD > 0.9 m, from the base repair structures with a length LB, a repair structure with a length LRC is made up, calculated by the formula LRC = nLB, where n is the number of basic repair structures, with internal composite bushings for repairing defects in sections with a structurally even surface, for repairing defects at welded joints of pipeline sections, as well as in their near-weld zones, and / or for repairing sections with installations protruding above the surface of the pipeline, which are installed so that the outer composite bushings overlap , both horizontal and vertical joints of internal composite bushings of length LM, determined from the expression LM = 0.167LB, and the number of composite couplings, calculated by the formula k = 3n - 1, where n is the number of basic repair structures in the composite repair structure, obtained after rounding up to an integer number value calculated by the formula n = (2LВ + LD)/LБ, where LВ is the defect overlap length along the pipe axis, satisfying the condition LВ ≥ 0.5√Dt ≥ 0.05 m, where D is the outer diameter, and t is the thickness the walls of the repaired pipeline were installed, overlapping the vertical joints of the external composite bushings, with an interval of LP in meters, equal to LP = 1.25LM, at a distance from the outer edges of the repair structure, equal to 0.5LP.
Согласно одному из вариантов, при ремонте несквозных дефектов на внутренней поверхности ровных участков ремонтируемого трубопровода LД ≤ 0,9 м, а также внутренних дефектов на сварных стыках и в их околошовных зонах, положение дефектов переносится на наружную поверхность ремонтируемого трубопровода, операция заполнения дефектов быстротвердеющей композитной пастой исключается и применяются служащие для закрепления на дистанции трубопровода местонахождения отремонтированного внутреннего дефекта для мониторинга, при помощи средств внутритрубной диагностики, его развития за пределы ремонтной конструкции, магнитные маркеры, которые устанавливаются перед ремонтной конструкцией по ходу продукта с ориентацией на 12 часов на расстоянии не больше 0,5 метра от неё.According to one of the options, when repairing non-through defects on the inner surface of flat sections of the repaired pipeline LD ≤ 0.9 m, as well as internal defects at welded joints and in their near-weld zones, the position of the defects is transferred to the outer surface of the repaired pipeline, the operation of filling defects with a fast-hardening composite paste is excluded and used to fix the location of the repaired internal defect at a distance of the pipeline for monitoring, using in-line diagnostics, its development beyond the repair structure, magnetic markers that are installed in front of the repair structure along the product with an orientation of 12 hours at a distance of no more 0.5 meters from her.
Согласно одному из вариантов, при ремонте несквозных дефектов на внутренней поверхности конструктивно ровных участков ремонтируемого трубопровода LД > 0,9 м, а также внутренних дефектов на сварных стыках и в их околошовных зонах, положение дефектов переносится на наружную поверхность ремонтируемого трубопровода, операция заполнения дефектов быстротвердеющей композитной пастой исключается и применяются служащие для закрепления на дистанции трубопровода местонахождения отремонтированного внутреннего дефекта для мониторинга, при помощи средств внутритрубной диагностики, его развития за пределы ремонтной конструкции, магнитные маркеры, которые устанавливаются перед ремонтной конструкцией по ходу продукта с ориентацией на 12 часов на расстоянии не больше 0,5 метра от неё.According to one of the options, when repairing non-through defects on the inner surface of structurally flat sections of the repaired pipeline LD > 0.9 m, as well as internal defects at welded joints and in their near-weld zones, the position of the defects is transferred to the outer surface of the repaired pipeline, the operation of filling defects with a fast-hardening composite paste is excluded and used to fix the location of the repaired internal defect at a pipeline distance for monitoring, with the help of in-line diagnostics, its development beyond the repair structure, magnetic markers that are installed in front of the repair structure along the product with an orientation of 12 hours at a distance not more than 0.5 meters from it.
Согласно одному из вариантов, композитные втулки выполняются упругодеформированными под диаметр ремонтируемого трубопровода и они устанавливаются, когда заполняющая композитная паста находится в еще неотверждённом, деформируемом состоянии, для обеспечения плотного и сплошного контакта между дефектным участком трубопровода и композитными втулками, чтобы передача нагрузки с него на упрочняющую ремонтную конструкцию происходила без потерь.According to one of the options, the composite bushings are made elastically deformed to the diameter of the pipeline being repaired and they are installed when the filling composite paste is in an uncured, deformable state to ensure tight and continuous contact between the defective section of the pipeline and the composite bushings in order to transfer the load from it to the reinforcing the repair structure took place without loss.
Согласно одному из вариантов, композитные втулки выполняются упругодеформированными под диаметр ремонтируемого трубопровода и они устанавливаются, когда заполняющая композитная паста находится в еще неотверждённом, деформируемом состоянии, для обеспечения плотного и сплошного контакта между дефектным участком трубопровода и композитными втулками, чтобы передача нагрузки с него на упрочняющую ремонтную конструкцию происходила без потерь.According to one of the options, the composite bushings are made elastically deformed to the diameter of the pipeline being repaired and they are installed when the filling composite paste is in an uncured, deformable state to ensure tight and continuous contact between the defective section of the pipeline and the composite bushings in order to transfer the load from it to the reinforcing the repair structure took place without loss.
Согласно одному из вариантов, в качестве заполняющей быстротвердеющей композитной пасты и полимерного клеевого состава используется одна и та же композитная паста.According to one option, the same composite paste is used as a filling fast-hardening composite paste and a polymer adhesive composition.
Согласно одному из вариантов, в качестве заполняющей быстротвердеющей композитной пасты и полимерного клеевого состава используется одна и та же композитная паста.According to one option, the same composite paste is used as a filling fast-hardening composite paste and a polymer adhesive composition.
Суть предлагаемого способа заключается в следующем.The essence of the proposed method is as follows.
Магистральные, промысловые, технологические и прочие трубопроводы подземной, наземной, надземной и подводной прокладки для перекачки углеводородов, воды и прочих жидких и газообразных продуктов в процессе эксплуатации могут подвергаться механическому, электрохимическому и/или другому воздействию, следствием которых является образование таких дефектов трубопроводов, как коррозионные язвы, питтинги, вмятины, царапины и проч.The main, field, technological and other pipelines of underground, surface, above-ground and underwater laying for the transfer of hydrocarbons, water and other liquid and gaseous products during operation may be subjected to mechanical, electrochemical and / or other effects, resulting in the formation of such pipeline defects as corrosion ulcers, pittings, dents, scratches, etc.
Наличие дефектов трубопроводов, а также его изгибы, провисы, или изменения его длины в следствие сезонных колебаний температур, а также выполнения монтажно-сварочных работ, способствует образованию участков, находящихся в напряженно-деформированном состоянии, что приводит к снижению несущей способности трубопровода, сокращению его ресурсного срока эксплуатации и созданию аварийных ситуаций. В связи с этим, на указанных участках трубопроводов необходимо проводить ремонтные работы по их усилению с целью восстановления несущей способности.The presence of defects in pipelines, as well as its bends, sags, or changes in its length due to seasonal temperature fluctuations, as well as the performance of installation and welding work, contributes to the formation of sections that are in a stress-strain state, which leads to a decrease in the bearing capacity of the pipeline, reducing its resource life and the creation of emergency situations. In this regard, in these sections of pipelines, it is necessary to carry out repair work to strengthen them in order to restore the bearing capacity.
Предлагаемый способ позволяет ремонтировать несквозные наружные и внутренние механические и коррозионные дефекты любой протяженности вдоль оси ремонтируемого участка трубопровода, снимать с него кольцевые и осевые нагрузки, тем самым выводить его из напряженно-деформированного состояния, останавливать дефектообразование, укреплять его стенки и восстанавливать несущую способность до бездефектного уровня, путем монтажа на дефектные участки ремонтных конструкций без применения сварки и других огневых процессов, а также без снижения рабочего давления в трубопроводе, то есть непосредственно в процессе его штатной эксплуатации. Монтаж ремонтных конструкций включает в себя последовательное выполнение таких операций, как очистка ремонтируемого участка трубопровода от остатков земли, изоляции и прочих загрязнений, подготовка поверхности ремонтируемого участка до первой степени очистки по ГОСТ 9.402-2004 (или St 3 по ISO 8501), обеспыливание, например, влажной ветошью, удаление влаги и обезжиривание ацетоном зачищенной поверхности, обработка преобразователем ржавчины, выполняющего в том числе роль грунтовки, заполнение полости дефекта быстротвердеющей пастой, нанесение тонким равномерным слоем клеевого состава на ремонтируемый участок в границах длины единичной ремонтной конструкции, монтаж на трубопровод внутренней композитной втулки для ремонта наружных дефектов на линейных участках с конструктивно ровной наружной поверхностью - по первому варианту предлагаемого способа, с заводской выборкой под вертикальный сварной стык - по второму варианту, и со специальной выборкой, при ремонте выступающих над поверхностью трубы инсталляций - по третьему варианту, так, чтобы по любому из вариантов, горизонтальный стык внутренней втулки располагался с противоположной стороны от дефекта, нанесение на поверхность смонтированной внутренней втулки тонкого равномерного слоя клеевого состава, монтаж поверх внутренней втулки внешней композитной втулки с ровными внешней и внутренней поверхностью так, чтобы её горизонтальный стык находился с противоположной стороны от горизонтального стыка внутренней втулки, установка поверх внешней втулки одной, или нескольких с интервалом между друг-другом не меньше их длины, одноболтовых стяжных композитных муфт, состоящих из двух полумуфт, соединяемых между собой в обхват трубы с одной стороны шарнирно, а с другой стороны, при помощи закручиваемых с тарированным усилием стяжных винтов (по одному на каждой муфте), благодаря чему каждая муфта плотно прижимается через две втулки к поверхности трубопровода, обжимая его снаружи и создавая на трубу равномерное по всей поверхности ремонтируемого участка внешнее контактное воздействие величиной, соразмеримой воздействию на стенку трубопровода изнутри, создаваемому находящимся под рабочим давлением продуктом, перекачиваемого по трубопроводу, которое сводит к нулевым значениям суммарное воздействие на стенку трубопровода в районе установки ремонтной конструкции, снимая с него тем самым, как кольцевые, так и продольные напряжения, что приводит к предотвращению дальнейшего развития уже имеющихся дефектов и образованию новых, что в купе с усилением стенки дефектного участка трубопровода путем её утолщения за счет приклеивания в два слоя композитных втулок, возвращает его в состояние бездефектной трубы и восстанавливает исходную конструкционную прочность трубопровода. Ремонт протяженных вдоль оси трубопровода участков с одиночными и групповыми дефектами по первому варианту одновременно с дефектами по второму и третьему варианту предлагаемого способа - это четвертый вариант предлагаемого способа, который заключается в последовательном повторении вышеописанных технологических операций так, чтобы композитные втулки приклеивались в разбежку, и чтобы первая и последняя стяжная муфта устанавливалась на расчетном расстоянии от кромки приклеенных к трубопроводу соответствующих композитных втулок, а стяжные муфты, между ними располагались на равных интервалах между собой с обязательным перекрытием вертикальных стыков наружных композитных втулок. При этом, толщина каждого элемента ремонтной конструкции выполняется соразмеримой толщине стенки ремонтируемого трубопровода.The proposed method allows repairing non-through external and internal mechanical and corrosion defects of any length along the axis of the pipeline section being repaired, removing ring and axial loads from it, thereby removing it from the stress-strain state, stopping defect formation, strengthening its walls and restoring the bearing capacity to defect-free level, by mounting on defective areas of repair structures without the use of welding and other fire processes, as well as without reducing the working pressure in the pipeline, that is, directly during its normal operation. The installation of repair structures includes the sequential execution of such operations as cleaning the repaired section of the pipeline from earth residues, insulation and other contaminants, preparing the surface of the repaired section to the first degree of cleaning in accordance with GOST 9.402-2004 (or
На Фиг. 1-4 изображены ремонтные конструкции по первому, второму, третьему и четвертому варианту предлагаемого способа.On FIG. 1-4 show repair structures according to the first, second, third and fourth variants of the proposed method.
Фиг. 1 иллюстрирует первый вариант - это способ безогневого ремонта наружных несквозных дефектов длиной вдоль оси трубы не более 0,9 м на линейных участках трубопроводов с конструкционно ровной поверхностью без изменения режимов перекачки, при помощи одной ремонтной конструкции.Fig. 1 illustrates the first option - this is a method for fire-free repair of external non-through defects with a length along the pipe axis of not more than 0.9 m in linear sections of pipelines with a structurally even surface without changing the pumping modes, using one repair structure.
Фиг. 2 иллюстрирует второй вариант - это способ безогневого ремонта наружных несквозных дефектов на сварных стыках секций трубопровода и в их околошовных зонах без изменения режимов перекачки, при помощи одной ремонтной конструкции.Fig. 2 illustrates the second option - this is a method of fireless repair of external non-through defects at welded joints of pipeline sections and in their near-weld zones without changing the pumping modes, using one repair structure.
Фиг. 3 иллюстрирует третий вариант - это способ безогневого ремонта участков трубопроводов с выступающими над поверхностью трубы инсталляциями толщиной не больше номинальной толщины стенки и длиной вдоль оси не более 0,9 м, без изменения режимов перекачки, при помощи одной ремонтной конструкции.Fig. 3 illustrates the third option - this is a method for fire-free repair of pipeline sections with installations protruding above the pipe surface with a thickness not exceeding the nominal wall thickness and a length along the axis of not more than 0.9 m, without changing the pumping modes, using one repair structure.
Фиг. 4 иллюстрирует четвертый вариант - это способ безогневого ремонта наружных несквозных дефектов протяженностью вдоль оси трубопровода более 0,9 м без изменения режимов перекачки, при помощи нескольких ремонтных конструкций.Fig. 4 illustrates the fourth option - this is a method of fireless repair of external non-through defects with a length along the pipeline axis of more than 0.9 m without changing the pumping modes, using several repair structures.
На фигурах обозначено: 1 - ремонтируемый участок трубопровода, 2 - дефект трубопровода, полость которого заполнена быстротвердеющей полимерной пастой, 3 - внутренняя композитная втулка, 4 - наружная композитная втулка, 5 - стяжная композитная муфта, 6 - стяжной винт, 7 - шарнир, 8 - заполненный быстротвердеющей полимерной пастой горизонтальный стык внутренней композитной втулки, 9 - заполненный быстротвердеющей полимерной пастой горизонтальный стык наружной композитной втулки, 10 - сварной стык секций трубопровода, 11 - выборка под сварной стык, заполняемая быстротвердеющей полимерной пастой, 12 - выступающая над поверхностью трубы инсталляция, 13 - полости, щели и зазоры, заполненные быстротвердеющей полимерной пастой, 14 - вертикальный стык внешних композитных втулок, 15 - вертикальный стык внутренних композитных втулок. The figures indicate: 1 - pipeline section being repaired, 2 - pipeline defect, the cavity of which is filled with fast-hardening polymer paste, 3 - internal composite sleeve, 4 - external composite sleeve, 5 - composite coupling, 6 - coupling screw, 7 - hinge, 8 - horizontal joint of the inner composite bushing filled with quick-hardening polymer paste, 9 - horizontal joint of the outer composite bushing filled with quick-hardening polymer paste, 10 - welded joint of pipeline sections, 11 - selection for the welded joint filled with quick-hardening polymer paste, 12 - installation protruding above the pipe surface, 13 - cavities, slots and gaps filled with fast-hardening polymer paste, 14 - vertical joint of external composite bushings, 15 - vertical joint of internal composite bushings.
Первый вариант предлагаемого способа - безогневой ремонт наружных несквозных дефектов длиной вдоль оси трубы не более 0,9 м на линейных участках трубопроводов с конструкционно ровной поверхностью без изменения режимов перекачки, при помощи одной ремонтной конструкции - осуществляется следующим образом.The first version of the proposed method - fireless repair of external non-through defects with a length along the pipe axis of not more than 0.9 m on linear sections of pipelines with a structurally even surface without changing the pumping modes, using one repair structure - is carried out as follows.
На трубопроводе наружным диаметром D с толщиной стенки t (см. Фиг. 1) размечается ремонтируемый участок длиной Lру (м), исходя из условия (1).On the pipeline with an outer diameter D with a wall thickness t (see Fig. 1), a repaired section with a length Lru (m) is marked, based on condition (1).
• где LРК - общая длина ремонтной конструкции, удовлетворяющая условию (2)• where LRK is the total length of the repair structure that satisfies the condition (2)
• где LД - длина в метрах подлежащего ремонту дефекта вдоль оси трубы;• where LD is the length in meters of the defect to be repaired along the pipe axis;
LВ - длина в метрах перекрытия дефекта ремонтной конструкцией вдоль оси трубы с каждой стороны от дефекта.LВ is the length in meters of the defect overlap by the repair structure along the pipe axis on each side of the defect.
Величина LВ в метрах должна удовлетворять условию (3).The value of LV in meters must satisfy condition (3).
В Таблице 1 (см. Приложение 1) приведены значения LВ согласно настоящему способу для наиболее распространенных диаметров трубопроводов. Table 1 (see Appendix 1) shows the values of LV according to this method for the most common pipeline diameters.
После разметки, ремонтируемый участок трубопровода 1, включая поверхность дефекта 2, очищается от земли, изоляции, коррозионных остатков и прочих загрязнений с запасом порядка 100 мм с каждой стороны от границ предполагаемой к установке ремонтной конструкции длиной LРК. Далее, производится подготовка поверхности ремонтируемого участка до первой степени очистки по ГОСТ 9.402-2004 (или St 3 по ISO 8501). Затем очищенная поверхность трубы обеспыливается, например, влажной ветошью, засушивается и обезжиривается ацетоном, после чего она обрабатывается преобразователем ржавчины, выполняющего, в том числе, роль грунтовки. После полного высыхания обработанной поверхности, производится заполнение полости дефекта 2 быстротвердеющей полимерной пастой до уровня +0,5 мм к уровню поверхности бездефектной трубы. После этого, не дожидаясь полного затвердевания заполняющей пасты, в границах длины ремонтной конструкции LРК на подготовленный участок трубопровода тонким равномерным слоем наносится полимерный клеевой состав и производится монтаж внутренней композитной втулки 3 так, чтобы её горизонтальный стык 8 располагался, с противоположной стороны от дефекта. Затем на поверхность смонтированной внутренней втулки 3 тонким равномерным слоем наносится полимерный клеевой состав, и производится монтаж внешней композитной втулки 4 так, чтобы её горизонтальный стык 9 располагался с противоположной стороны от горизонтального стыка внутренней композитной втулки 8. Сразу после монтажа внешней композитной втулки 4, поверх неё монтируется стяжная композитная муфта 5, состоящая из двух полумуфт, соединяемых между собой в обхват трубы с одной стороны с помощью шарнира 7, а с другой - стяжным винтом 6. В результате затягивания стяжного винта 6 с тарированным усилием затяжки, осуществляемого динамометрическим ключом, муфта 5 плотно прижимает композитные втулки 3 и 4 к поверхности ремонтируемого участка трубопровода 1, обжимая его снаружи, создавая на трубу равномерное внешнее контактное воздействие величиной, соразмеримой величине воздействия на стенку трубопровода изнутри, создаваемого перекачиваемым по трубопроводу продуктом, находящимся под рабочим давлением. В таком случае, результирующее кольцевое воздействие на стенку дефектного трубопровода в районе установки ремонтной конструкции будет сводиться к нулевому значению. Кроме того, смонтированная на дефектный участок трубопровода ремонтная конструкция длиной LРК снимает с него также и продольные напряжения. Таким образом, ремонтируемый участок выводится из напряжённо-деформированного состояния, что приводит к предотвращению дальнейшего развития имеющегося дефекта 2 и образованию новых дефектов. Усиление стенки ремонтируемого участка трубопровода путем утолщения его стенки за счет приклеивания на неё сначала внутренней композитной втулки 3, а затем поверх неё наружной композитной втулки 4 с обжатием их за счет монтажа композитных муфт 5 возвращает ремонтируемый участок трубопровода 1 в состояние бездефектной трубы и восстанавливает исходную конструкционную прочность трубопровода безогневым методом и без изменения режимов перекачки.After marking, the repaired section of the
Второй вариант предлагаемого способа - ремонт наружных несквозных дефектов на сварных стыках секций трубопроводов и в их околошовных зонах - осуществляется следующим образом.The second variant of the proposed method - the repair of external non-through defects at welded joints of pipeline sections and in their near-weld zones - is carried out as follows.
Размечаются границы ремонтируемого участка трубопровода (см. Фиг. 2), LРУ, исходя из условия (1) так, чтобы сварной стык был его осью симметрии.The boundaries of the repaired section of the pipeline are marked (see Fig. 2), LRU, based on condition (1) so that the welded joint is its axis of symmetry.
Поверхность ремонтируемого участка трубопровода 1, включая поверхность дефекта, находящегося на усилении сварного стыка 10, или в его околошовной зоне, очищается от земли, изоляции, коррозионных остатков и прочих загрязнений с запасом порядка 100 мм с каждой стороны от границ подготовленной к установке ремонтной конструкции длиной LРК. Затем производится подготовка поверхности ремонтируемого участка до первой степени очистки по ГОСТ 9.402-2004 (или St 3 по ISO 8501). Далее, зачищенная поверхность трубы обеспыливается, например, влажной ветошью, засушивается и обезжиривается ацетоном, после чего она обрабатывается преобразователем ржавчины, выполняющего, в том числе, роль грунтовки. После полного высыхания обработанной поверхности, производится заполнение полости дефекта сварного стыка, а также выборки под сварной стык 11 на внутренней поверхности внутренней композитной втулки 3 размером в разрезе a*b, где a - ширина +5 мм и b - высота +2 мм усиления сварного стыка согласно нормативной документации на ремонтируемый трубопровод, быстротвердеющей полимерной пастой заподлицо +0,5 мм к уровню поверхности без выборки. После этого, не дожидаясь затвердевания заполняющей пасты, в границах длины ремонтной конструкции LРК на подготовленный участок трубопровода тонким равномерным слоем наносится полимерный клеевой состав, и производится монтаж внутренней композитной втулки 3 заполненной пастой выборкой под стык 2а на сварной стык 2. Затем на поверхность смонтированной внутренней втулки 3 монтируется внешняя композитная втулка 4 и стяжная композитная муфта 5 по технологии, указанной в первом способе.The surface of the repaired section of the
Также, как и по первому способу, смонтированная на участок трубопровода с дефектом сварного стыка ремонтная конструкция длиной LРК снимает с него, как кольцевые, так и продольные напряжения, что приводит к предотвращению дальнейшего развития уже имеющегося дефекта сварного стыка и препятствует образованию новых, что в купе с усилением стенки дефектного участка трубопровода путем её утолщения за счет приклеивания в два слоя композитных втулок 3 и 4, восстанавливает конструкционную прочность отремонтированного участка трубопровода безогневым методом и без изменения режимов перекачки.Also, as in the first method, a repair structure with a length LRK, mounted on a pipeline section with a defect in a welded joint, relieves both circumferential and longitudinal stresses from it, which leads to the prevention of further development of an existing defect in a welded joint and prevents the formation of new ones, which in turn compartment with reinforcement of the wall of the defective section of the pipeline by thickening it by gluing
Третий вариант предлагаемого способа - это безогневой ремонт участков трубопроводов с выступающими над поверхностью трубы инсталляциями толщиной не больше номинальной толщины стенки и длиной вдоль оси не более 0,9 м, без изменения режимов перекачки, при помощи одной ремонтной конструкции - осуществляется следующим образом.The third version of the proposed method is a fireless repair of pipeline sections with installations protruding above the pipe surface with a thickness not exceeding the nominal wall thickness and a length along the axis of not more than 0.9 m, without changing the pumping modes, using one repair structure - is carried out as follows.
Размечаются границы ремонтируемого участка трубопровода (см. Фиг. 3), LРУ, исходя из условия (1) так, чтобы выступающая инсталляция 12 приходилась на середину внутренней композитной втулки 3. Затем на внешнюю поверхность композитной втулки 3 переносятся границы выступающей инсталляции 12 и производится выборка области втулки, повторяющей форму инсталляции, с запасом на ширину сварных швов, которыми она приварена к трубе.The boundaries of the repaired section of the pipeline are marked (see Fig. 3), LRU, based on condition (1) so that the protruding
Поверхность ремонтируемого участка трубопровода 1, включая поверхность выступающей над ним инсталляции 12 и сварных швов, которыми она приварена к трубе, очищается от земли, изоляции, коррозионных остатков и прочих загрязнений с запасом порядка 100 мм с каждой стороны от границ подготовленной к установке ремонтной конструкции длиной LРК и затем зачищается до первой степени очистки по ГОСТ 9.402-2004 (или St 3 по ISO 8501) любым доступным способом. Далее, зачищенная поверхность трубы обеспыливается, засушивается, обезжиривается ацетоном и обрабатывается преобразователем ржавчины, как по первому и второму способу. После полного высыхания обработанной поверхности, в границах длины ремонтной конструкции LРК на подготовленный участок трубопровода тонким равномерным слоем наносится полимерный клеевой состав, и производится монтаж внутренней композитной втулки 3 с заблаговременно подготовленной выборкой под выступающую над поверхностью трубопровода инсталляцию 12. После чего производится заполнение зазоров между инсталляцией 12 и границами выборки под неё во внутренней композитной втулке 3, а также выравнивается толщина инсталляции 12 с толщиной внутренней втулки 3, быстротвердеющей полимерной пастой заподлицо +0,5 мм к уровню поверхности втулки без выборки. Далее, не дожидаясь полного затвердевания выравнивающей пасты, на всю наружную поверхность внутренней композитной втулки 2 тонким равномерным слоем наносится полимерный клеевой состав, и производится монтаж внешней композитной втулки 4 и стяжной композитной муфты 5 по технологии, указанной в первом способе.The surface of the repaired section of the
Также, как и по первому и второму способу, смонтированная на участок трубопровода с выступающей над его поверхностью инсталляцией ремонтная конструкция длиной LРК снимает с него, как кольцевые, так и продольные напряжения, что приводит к предотвращению дефектообразования на отремонтированном участке, что в купе с усилением стенки дефектного участка трубопровода путем её утолщения за счет приклеивания композитных втулок 3 и 4, восстанавливает конструкционную прочность отремонтированного участка трубопровода безогневым методом и без изменения режимов перекачки.Also, as in the first and second methods, a repair structure with a length LRK mounted on a pipeline section with an installation protruding above its surface relieves both circumferential and longitudinal stresses from it, which leads to the prevention of defect formation in the repaired section, which, coupled with strengthening the walls of the defective section of the pipeline by thickening it by gluing
Четвертый вариант предлагаемого способа - ремонт наружных несквозных дефектов протяжённостью вдоль оси трубопровода более 0,9 м без изменения режимов перекачки, при помощи нескольких ремонтных конструкций - осуществляется следующим образом.The fourth version of the proposed method - the repair of external non-through defects with a length along the pipeline axis of more than 0.9 m without changing the pumping modes, using several repair structures - is carried out as follows.
Согласно предлагаемому способу, для ремонта дефектов трубопроводов протяжённостью вдоль оси трубопровода более 0,9 м требуется несколько последовательно установленных базовых ремонтных конструкций, поэтому разметка границ ремонтируемого участка трубопровода (см. Фиг. 4) LРУ производится, исходя из условия (1) так, чтобы общая длина ремонтной конструкции была не меньше значения LРК, вычисляемое из выражения (4):According to the proposed method, for the repair of defects in pipelines with a length of more than 0.9 m along the axis of the pipeline, several successively installed basic repair structures are required, therefore, the marking of the boundaries of the repaired section of the pipeline (see Fig. 4) LRU is carried out based on condition (1) so that the total length of the repair structure was not less than the value of LRK, calculated from expression (4):
LБ - длина базовой ремонтной конструкции в метрах;LB is the length of the base repair structure in meters;
n - количество базовых ремонтных конструкций, необходимое для ремонта участка трубопровода с дефектами общей протяженностью в метрах LД, которое представляет собой определяемое из (5) расстояние вдоль оси трубы от внешних границ крайних дефектов на ремонтируемом участке (см. Фиг. 4), то есть:n is the number of basic repair structures required to repair a pipeline section with defects with a total length in meters LD, which is the distance along the pipe axis from the outer boundaries of the extreme defects in the repaired section determined from (5) (see Fig. 4), i.e. :
где LВ - это измеряемая в метрах длина перекрытия дефекта ремонтной конструкцией вдоль оси трубы с каждой стороны от дефекта, которая должна удовлетворять условию (3).where LВ is the length, measured in meters, of covering the defect with the repair structure along the axis of the pipe on each side of the defect, which must satisfy condition (3).
Количество базовых ремонтных конструкций n, необходимое для ремонта дефектного участка трубопровода длиной LД, получается после округления вверх до целого числа значения, вычисленного по формуле (6)The number of basic repair structures n required to repair a defective section of a pipeline with a length LD is obtained after rounding up to an integer value calculated by formula (6)
Так, например, для трубопровода из трубы 325х8 мм (0,325х0,008 м) длина вылета с учетом условия (3) составляет LВ = 0,05 м (см. Табл. 1). Если принять, что длина базовой ремонтной конструкции LБ равна 1 м, то для ремонта дефекта длиной LД = 2,3 м, потребуется базовых ремонтных конструкций в количестве n штук, которое вычисляется согласно (6) n = (2*0,05 + 2,3) / 1 = 2,4. После округления вверх до целого числа n ≈ 3 (шт.).So, for example, for a pipeline from a pipe 325x8 mm (0.325x0.008 m), the overhang length, taking into account condition (3), is LV = 0.05 m (see Table 1). If we assume that the length of the base repair structure LB is 1 m, then to repair a defect with a length of LD = 2.3 m, you will need basic repair structures in the amount of n pieces, which is calculated according to (6) n = (2 * 0.05 + 2 ,3) / 1 = 2.4. After rounding up to an integer n ≈ 3 (pcs.).
Согласно предлагаемому способу, ремонтная конструкция длиной LРК, помимо внутренней и внешней композитной втулки, включает в себя стяжные композитные муфты длиной LМ = 0,167 м в количестве k штук, устанавливаемые поверх внешних композитных втулок с интервалом LП на расстоянии от кромок ремонтной конструкции, равном LП / 2 (см. Фиг. 4):According to the proposed method, the repair structure with a length of LRC, in addition to the inner and outer composite bushings, includes composite turnbuckles with a length of LM = 0.167 m in the amount of k pieces, installed over the outer composite bushings with an interval of Lp at a distance from the edges of the repair structure equal to Lp / 2 (see Fig. 4):
- при ремонте дефектов длиной LД ≤ 0,9 (м), LП = LМ = 0,167 (м), LП/2=LМ /2=0,167/2=0,084(м); k=3n (шт.); (7)- when repairing defects with length LD ≤ 0.9 (m), LP = LM = 0.167 (m), LP/2=LM /2=0.167/2=0.084 (m); k=3n (pcs.); (7)
- при ремонте дефектов длиной LД > 0,9 (м), LП = 1,25LМ = 0,208 (м), LП / 2 = 0,208 / 2 = 0,104 (м); k = 3n - 1 (шт.). (8)- when repairing defects with a length of LD > 0.9 (m), LP = 1.25LM = 0.208 (m), LP / 2 = 0.208 / 2 = 0.104 (m); k = 3n - 1 (pcs.). (8)
При интервале между муфтами и расстоянию до кромок ремонтной конструкции согласно положению (8), вертикальные стыки базовых ремонтных конструкций будут всегда попадать под композитные муфты, что является обязательным условием их конструкционного взаиморасположения (см. Фиг. 4).With the interval between the sleeves and the distance to the edges of the repair structure according to provision (8), the vertical joints of the base repair structures will always fall under the composite sleeves, which is a prerequisite for their structural relative position (see Fig. 4).
По всем вариантам, кроме третьего, предлагаемый способ применим для ремонта внутренних несквозных дефектов трубопроводов, при условии, что их техническое состояние контролируется средствами внутритрубной диагностики. В случае, если внутренний дефект находится на теле трубы вне околошовной зоны сварного стыка секций трубопровода, его положение переносится на наружную поверхность трубопровода и применяется первый вариант предлагаемого способа. Операция заполнения дефекта композитной пастой в данном случае исключается. В случае, если внутренний дефект находится на вертикальном сварном стыке, или в его околошовной зоне, его положение также переносится на наружную поверхность трубопровода и применяется второй вариант предлагаемого способа. В случае, если на участке трубопровода, который предполагается ремонтировать с применением четвертого варианта предлагаемого способа, имеются внутренние дефекты, то их положение переносится на наружную поверхность трубопровода и производится ремонт в том же порядке, как для наружных дефектов, исключив операцию заполнения дефектов быстротвердеющей композитной пастой.For all options, except for the third, the proposed method is applicable for repairing internal non-through defects in pipelines, provided that their technical condition is controlled by means of in-line diagnostics. If an internal defect is located on the pipe body outside the heat-affected zone of the welded joint of pipeline sections, its position is transferred to the outer surface of the pipeline and the first variant of the proposed method is applied. The operation of filling the defect with composite paste is excluded in this case. In the event that an internal defect is located at a vertical welded joint, or in its heat-affected zone, its position is also transferred to the outer surface of the pipeline and the second variant of the proposed method is applied. If there are internal defects in the section of the pipeline that is supposed to be repaired using the fourth variant of the proposed method, then their position is transferred to the outer surface of the pipeline and repairs are carried out in the same manner as for external defects, excluding the operation of filling defects with a fast-hardening composite paste. .
При этом, в любом из вариантов ремонта внутренних дефектов применяются магнитные маркеры, которые устанавливаются перед ремонтной конструкцией по ходу продукта с ориентацией на 12 часов на расстоянии не больше 0,5 метра от неё. Магнитные маркеры служат для закрепления на дистанции трубопровода местонахождения отремонтированного внутреннего дефекта для мониторинга, при помощи средств внутритрубной диагностики, его развития за пределы ремонтной конструкции.At the same time, in any of the options for repairing internal defects, magnetic markers are used, which are installed in front of the repair structure along the product with an orientation of 12 hours at a distance of no more than 0.5 meters from it. Magnetic markers are used to fix the location of the repaired internal defect at a distance of the pipeline for monitoring, using in-line diagnostics, its development beyond the limits of the repair structure.
По всем вариантам предлагаемого способа, внутренние композитные втулки устанавливаются, когда заполняющая композитная паста находится в еще неотверждённом, деформируемом состоянии, для обеспечения плотного и сплошного контакта между заполненным дефектом и композитной втулкой, чтобы передача нагрузки с дефектного участка трубопровода на упрочняющую его ремонтную конструкцию происходила без потерь.According to all variants of the proposed method, internal composite bushings are installed when the filling composite paste is still in an uncured, deformable state, to ensure tight and continuous contact between the filled defect and the composite bushing, so that the load transfer from the defective section of the pipeline to the repair structure strengthening it occurs without losses.
Также по всем вариантам предлагаемого способа, после окончания монтажных работ, все пазухи, зазоры и т.п. на ремонтной конструкции, а также места её перехода к телу трубы, с целью герметизации, тщательно замазываются заполняющей пастой, после чего восстанавливается наружная изоляция отремонтированного участка поверх установленной ремонтной конструкции с нахлестом с двух сторон от неё на имеющуюся изоляцию, соблюдая стандартную технологию её нанесения.Also, for all variants of the proposed method, after the completion of the installation work, all sinuses, gaps, etc. on the repair structure, as well as the places of its transition to the pipe body, for the purpose of sealing, are carefully covered with filling paste, after which the external insulation of the repaired area is restored over the installed repair structure with an overlap on both sides of it on the existing insulation, observing the standard technology of its application.
При ремонте трубопроводов предлагаемым способом не требуется спиливание и/или выравнивание с поверхностью трубы продольных сварных швов, как это требуется, применяя способы из технического уровня.When repairing pipelines by the proposed method, cutting and/or alignment with the surface of the pipe of longitudinal welds is not required, as is required, using methods from the technical level.
Предлагаемый способ применим для ремонта наружных и внутренних дефектов любой протяженности трубопроводов из спиралешовных и обечаечных труб, которые затруднительно, или невозможно, ремонтировать, применяя способы из технического уровня.The proposed method is applicable for the repair of external and internal defects of any length of pipelines from spiral-seam and shell pipes, which are difficult or impossible to repair using methods from the technical level.
Для изготовления композитных втулок, стяжных муфт и стержнеобразных деталей используется такие армированные полимеры, как: стеклопластик; базальтопластик; углепластик; смесь базальто-, стекло-, углепластика на основе эпоксидных, полиэфирных, кремнийорганических смол, полиэтилена, полипропилена, полистирола, полихлорида, полиамида, поликарбоната, политетрафторэтилена, текстолита и проч. Указанные детали ремонтных конструкций выполняются методом прессования, вакуумирования, намотки жгута, пропитки под давлением. При этом, композитные втулки выполняются упругодеформированными: внутренние - под наружный диаметр ремонтируемого трубопровода; внешние - под наружный диаметр ремонтируемого трубопровода с учетом приклеенной на него внутренней композитной втулки. Упругая деформация композитных втулок под указанные диаметры позволяет им самозакрепляться, после снятия с них усилия растягивания, при монтаже в обхват трубы.For the manufacture of composite bushings, turnbuckles and rod-like parts, such reinforced polymers are used as: fiberglass; basalt plastic; carbon fiber; a mixture of basalt, glass, carbon fiber based on epoxy, polyester, organosilicon resins, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polychloride, polyamide, polycarbonate, polytetrafluoroethylene, textolite, etc. The specified parts of the repair structures are made by pressing, vacuuming, winding the bundle, impregnation under pressure. At the same time, composite bushings are made elastically deformed: internal - under the outer diameter of the repaired pipeline; external - under the outer diameter of the repaired pipeline, taking into account the internal composite bushing glued to it. Elastic deformation of composite bushings under the specified diameters allows them to self-fix, after removing the stretching force from them, when mounted in the circumference of the pipe.
В качестве быстротвердеющего заполнителя и клеевого состава используется композитная полимеризующаяся паста.Composite polymerizing paste is used as a quick-hardening filler and adhesive composition.
Все варианты предлагаемого способа безогневого ремонта дефектных участков трубопроводов без изменения режимов перекачки, неоднократно испытаны, показали свою промышленную применимость и высокую эффективность за счет оптимизации стоимости ремонтных конструкций, расширения сезонных рамок проведения ремонта, сокращения его сроков и стоимости организационно-технических мероприятий по его проведению.All variants of the proposed method for fire-free repair of defective sections of pipelines without changing the pumping regimes have been repeatedly tested, have shown their industrial applicability and high efficiency by optimizing the cost of repair structures, expanding the seasonal framework for repairs, reducing its time and cost of organizational and technical measures for its implementation.
Приложение 1.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/RU2023/050183 WO2024043807A1 (en) | 2022-08-26 | 2023-07-28 | Method for repairing defective sections of pipeline |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2788782C1 true RU2788782C1 (en) | 2023-01-24 |
Family
ID=
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2805717C1 (en) * | 2023-06-06 | 2023-10-23 | Валерий Иванович Винокуров | Method of cold composite repair by permanent method of through defects in pipelines without changing pumping modes |
WO2024253561A1 (en) * | 2023-06-06 | 2024-12-12 | Валерий Иванович ВИНОКУРОВ | Method for the flameless composite repair of through-wall pipeline defects |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9206936B2 (en) * | 2012-01-24 | 2015-12-08 | Carl Brooks | Pipe compression clamp |
WO2016154204A1 (en) * | 2015-03-25 | 2016-09-29 | Milliken Infrastructure Solutions, Llc | Apparatus for repair of polyolefin pipes and structures |
RU174392U1 (en) * | 2017-01-20 | 2017-10-11 | Валерий Иванович Винокуров | COMPOSITE CONE COUPLING |
CN108799690A (en) * | 2018-07-24 | 2018-11-13 | 郑州新锐石油工程技术有限公司 | A kind of pressure pipeline macromolecular fibre reinforcement recovery technology |
RU2730268C1 (en) * | 2020-04-23 | 2020-08-21 | Общество с ограниченной ответственностью «Сталос» | Universal repair kit for pipelines |
RU202360U1 (en) * | 2020-05-18 | 2021-02-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Агентство ГЛИНТ" | BANDAGE FOR PIPELINE REPAIR |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9206936B2 (en) * | 2012-01-24 | 2015-12-08 | Carl Brooks | Pipe compression clamp |
WO2016154204A1 (en) * | 2015-03-25 | 2016-09-29 | Milliken Infrastructure Solutions, Llc | Apparatus for repair of polyolefin pipes and structures |
RU174392U1 (en) * | 2017-01-20 | 2017-10-11 | Валерий Иванович Винокуров | COMPOSITE CONE COUPLING |
CN108799690A (en) * | 2018-07-24 | 2018-11-13 | 郑州新锐石油工程技术有限公司 | A kind of pressure pipeline macromolecular fibre reinforcement recovery technology |
RU2730268C1 (en) * | 2020-04-23 | 2020-08-21 | Общество с ограниченной ответственностью «Сталос» | Universal repair kit for pipelines |
RU202360U1 (en) * | 2020-05-18 | 2021-02-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Агентство ГЛИНТ" | BANDAGE FOR PIPELINE REPAIR |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2805717C1 (en) * | 2023-06-06 | 2023-10-23 | Валерий Иванович Винокуров | Method of cold composite repair by permanent method of through defects in pipelines without changing pumping modes |
WO2024253561A1 (en) * | 2023-06-06 | 2024-12-12 | Валерий Иванович ВИНОКУРОВ | Method for the flameless composite repair of through-wall pipeline defects |
RU2837099C1 (en) * | 2024-08-12 | 2025-03-25 | Валерий Иванович Винокуров | Method of protecting concreted pipes welded joints |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20060272724A1 (en) | System and method for pipe repair using fiber wrap and polymeric resin | |
US20070107791A1 (en) | System and method for pipe repair | |
EP1819960A1 (en) | System and method for pipe repair | |
US20090038702A1 (en) | Cost effective repair of piping to increase load carrying capability | |
CN208058172U (en) | composite conical sleeve | |
EP3548283A1 (en) | Internal lining for pipe surfaces and method of lining pipes | |
RU2788782C1 (en) | Method for fire-free repair of defective sections of pipelines without changing pumping modes | |
RU148064U1 (en) | UNIVERSAL CONE COUPLING | |
RU2374551C2 (en) | Method for repair of pipeline defects | |
US20110136423A1 (en) | Large Diameter FRP Flues In Large Diameter Chimneys | |
WO2024043807A1 (en) | Method for repairing defective sections of pipeline | |
RU2240468C1 (en) | Coupling for pipeline repairing and mounting method therefore | |
NO791661L (en) | DEVICE FOR CONNECTING TUBE-SHAPED ELEMENTS | |
RU2155905C2 (en) | Method for repairing metallic pipelines | |
US20190040989A1 (en) | Composite conical sleeve | |
US9933103B1 (en) | Apparatus and method for sealing a leak from a tubular member | |
Sirimanna et al. | Fiber-reinforced polymer (FRP) repair systems for corroded steel pipelines | |
RU2805717C1 (en) | Method of cold composite repair by permanent method of through defects in pipelines without changing pumping modes | |
US20240309982A1 (en) | Self-healing composite wrap systems and methods | |
WO2024253561A1 (en) | Method for the flameless composite repair of through-wall pipeline defects | |
RU2292512C1 (en) | Method of repairing rectilinear section of pipeline | |
WO2016010455A1 (en) | Universal conical coupling | |
Ehsani | FRP 101: Taking the Mystery out of Trenchless Repair of Pressure Pipes with Carbon FRP | |
RU2729581C1 (en) | Method of local repair of operating pipeline | |
FI125956B (en) | Branch piece used in pipe renovation and method for renovating a branch of a pipe assembly |