Спосіб очищення труб від відкладень

Винахід належить до галузі теплотехнічного виробництва, трубопровідного транспорту, зокрема, до способів очищення від відкладень електричними розрядами внутрішньої поверхні труб, наприклад, теплообмінних апаратів, трубопроводів та насосно-компресорних труб нафтових свердловин. Відомий спосіб очищення внутрішньої поверхні труб від відкладень, який включає прокачування робочої рідини через трубу, створювання в трубі електричних розрядів у рідині з частотою 0,5-3,0Гц за допомогою електрогідравлічного випромінювача, якого переміщують усередині у міру очищення труби (заявка на видачу патенту України на винахід №95073276 МПК6 F28G 7/00, В08В 3/10, 7/00. Спосіб очищення внутрішньої поверхні труб; Опубл. 25.12.96р., Оф. бюл. ”Пром. Власність” №4 /1ч/-2, 57с). Суттєвою ознакою аналогу, спільною з суттєвою ознакою технічного рішення, що заявляється, є діяння на відкладення електричними розрядами, які формують канали розрядів у розрядному проміжку між електродами різної полярності. Причинами, що перешкоджають досягненню аналогом очікуваного технічного результату, є недостатня повнота очищення труб та недостатня продуктивність процесу очищення тому, що у відомому технічному рішенні не вказана енергія розрядів, при яких будуть забезпечені необхідна якість очищення та продуктивність. Прототипом способу, що заявляється, є спосіб очищення внутрішньої поверхні труб від відкладень, що включає заповнення труби робочою рідиною та діяння на відкладення електричними розрядами, які здійснюють між робочим стрижнем з кінцевою частиною введеного в трубу електрода позитивної полярності, який поступово в ній переміщають, та трубою, що є електродом негативної полярності, а кінцеву частину робочого стрижня попередньо відгинають до утворення Г-подібної форми і діяння на відкладення здійснюють при додатковому обертанні електрода по гвинтовій лінії (Патент України №482224, опубл. 15.08.2002. Бюл. №8. Спосіб очищення внутрішньої поверхні труб від відкладень). Суттєвою ознакою прототипу, спільною з суттєвою ознакою технічного рішення, що заявляється, є діяння на відкладення електричними розрядами, які формують канали розрядів у розрядному проміжку між електродом і трубою. До причин, що перешкоджають одержанню необхідного технічного результату, слід віднести те, що у відомому технічному рішенні не вказана енергія розрядів, що не дозволяє одержати високу ефективність очищення труби, зберігаючи при цьому геометричні розміри та цілісність труби. В основу винаходу поставлена задача створити спосіб очищення труб від відкладень шляхом визначення оптимальної енергії імпульсів обробки, що дозволить підвищити ефективність очищення труб без порушення геометричних розмірів труби і її цілісності. Суть винаходу, що заявляється, полягає в тому, що у способі очищення труб від відкладень, який включає заповнення труби робочою рідиною та діяння на відкладення електричними розрядами, які здійснюють між робочим стрижнем введеного в трубу електрода позитивної полярності, який поступово в ній переміщають, та трубою, що є електродом негативної полярності, згідно з винаходом діяння на відкладення здійснюють з енергією в імпульсі, визначеною із співвідношення: 1,5 d2 , ln d де W 0 — мінімальна енергія в імпульсі, необхідна для руйнування відкладень, Дж; W — енергія імпульса, Дж; d — діаметр труби, що знаходиться в межах від 15 до 150мм. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між суттєвими ознаками способу, що заявляється, і технічним результатом, необхідно зазначити таке. Енергія електричних розрядів що заявляється у сполученні з ознаками, указаними в обмежувальній частині формули, дозволяє одержувати хвилі стиску і розтягу, які забезпечують високу ступінь якості очищення відкладень, зберігаючи геометричні розмірі труби та її цілісність. Така залежність параметрів розрядів від внутрішнього діаметру труби визначена по емпіричним залежностям, встановленим по результатам великої кількості дослідів. Спосіб очищення труб від відкладень здійснюють таким чином. Як об'єкт обробки взято трубу теплообмінника з внутрішнім діаметром 25мм із відкладеннями на внутрішній поверхні труби солей жорсткості товщиною 1мм і межею міцності на стиск σст = 70МПа. Руйнування і видалення відкладень буде забезпечуватися при виконанні умови Р > σст, де Р — тиск хвилі стиску, МПа. Тиск на фронті ударної хвилі визначається виразом (Розрядно-імпульсна технологія обробки мінеральних середовищ., Г.М.Гаврилов, Г.Г.Горовенко, П.П.Малюшевский, П.Г.Рябінін, — Київ, Наук. Думка, 1979. 162с.): P=6(lpnUo)1/3R-1, де lpn і R — розрядний проміжок і відстань до стінки труби, що дорівнює 12,5.10-3м, тому що електрод розташований по поздовжній осі труби; Uo — напруга заряду накопичувача генератора імпульсних струмів, В. Умова руйнування відкладень буде мати вигляд: W0 sсж . З цієї умови визначається напруга заряду накопичувача: æ s R ö Uo > ç сж ÷ = 16 кв . ç63 l ÷ ç pn ÷ ø è Визначаємо величину енергії імпульсу при ємності накопичувачаС=2мкФ: CU2 = 256дЖ , 2 де W o — енергія, достатня для руйнування відкладень. Для забезпечення високої продуктивності процесу очищення ця енергія повинні бути збільшена. Однак, це збільшення обмежено необхідністю збереження геометричних розмірів труби та її цілісності. Використовуючи одержану експериментальним шляхом залежність визначаємо максимально допустиму енергію для збереження цілісності труби в залежності від діаметру труби: 1,5 d W£ = 292дЖ , d Діяння на відкладення електричними розрядами необхідно здійснювати з енергією в імпульсі, вибраною із співвідношення: 1,5 d Wo < W £ . ln d Наприклад, W=290дЖ. Трубу заповнюють водою та вводять на всю довжину електрод, встановлюють величину енергії в імпульсі 290дЖ, вмикають генератор імпульсних струмів, здійснюють розряди між електродом і трубою, одержують хвилі тиску і розтягу. Під дією яких відбувається руйнування відкладень, при цьому переміщають електрод вздовж труби зі швидкістю, яка визначається технологічним процесом в залежності від міцнісних характеристик відкладень і частоти проходження розрядів. Таким чином здійснення способу очищення труб від відкладень, що заявляється, дозволяє забезпечити ефективне очищення труб від відкладень без порушення геометричних розмірів та цілісності труби, що обробляється. Wo =