Спосіб ремонту дефектної ділянки діючого трубопроводу

1. Спосіб ремонту дефектної ділянки діючого трубопроводу, який складається з установки технологічних кілець, які приварюються до трубопроводу із частковим проплавленням його стінки й розрізної муфти, виготовленої з декількох частин і розміщеної на кінцях технологічних кілець із наступним заповненням простору між трубою й муфтою самотверднучою масою, який відрізняється тим, що із двох сторін дефектної ділянки встанов C2 2 76391 1 3 76391 4 фінансових витрат, пов'язаних з необхідністю ньому технологічних елементів [див. авт.св. СРСР стравлювання газу й вимушеним простоєм трубо1058182, В23К31/02]. Спосіб дозволяє здійснити проводу. ремонт дефектної ділянки трубопроводу шляхом Відомий спосіб ремонту ділянок газопроводу установки на ньому частин розрізної муфти з пошляхом приварки в місцях дефектів латок дуговим дальшим зварюванням частин між собою. Торці методом або вибухом [див., наприклад. Нові метомуфти із заданою величиною проплавлення приди ремонту лінійної частини магістральних варюються кільцевими швами до стінки труби. Для газопроводів, - Москва: ВНИИСТ, 1981, стор. 33запобігання втрати стійкості стінки труби через її 34]. Спосіб має обмежене застосування. Для його високотемпературне нагрівання, на певній відстані реалізації вимагається скидання тиску в від торців муфти встановлюються кільця, за допогазопроводі з його наступною продувкою. Спосіб могою яких здійснюється зварювання в розробку. не дозволяє відремонтувати трубу, що має гофр, а Спосіб дозволяє здійснити ремонт дефектної також дефектні зварні шви. ділянки трубопроводу, компенсуючи при цьому як Відомий спосіб ремонту лінійних ділянок окружні, так й осьові напруження, однак не трубопроводів шляхом установки ремонтної муфдозволяє відремонтувати трубу, що має гофр, а ти, заповненою клейовою композицією [див., UK також дефектні зварні шви. Patent Application, GB, 2210134A]. Спосіб може Відомий спосіб ремонту діючого трубопроводу бути використаний без зниження тиску в шляхом встановлення на дефектну ділянку трубопроводі. Ремонтна конструкція складається із посилюючої муфти [див. патент України 36426, двох напівмуфт. У процесі роботи, напівмуфти В23К31/02], що є прототипом винаходу, який механічно з'єднуються одна з одною, створюючи заявляється. Для реалізації способу, із добре замкнену оболонку навколо ремонтуємої ділянки зварюваної сталі, меншої міцності, ніж метал трутрубопроводу. Далі оболонка центрується за добопроводу, виготовляють муфту й технологічні помогою технологічних елементів (болтів), встакільця. Кільця встановлюються із двох сторін новлених в отворах корпуса. Після цього простір дефектної ділянки на попередньо зачищену поміж трубопроводом і муфтою герметизується з верхню трубопроводу. З кожної сторони дефектної обох кінців за допомогою герметизуючого наповділянки встановлюють по два кільця з зазором між нювача (цементу, епоксидної шпаклівки й т.д.). В ними, рівним 0,4-0,6t1 (де t1 товщини стінки труби). ізольований проміжок через спеціальні штуцери У свою чергу, кожне кільце виготовляють із двох закачується епоксидний наповнювач, що частин, які зварюють між собою поздовжніми швазабезпечує високу твердість конструкції. ми, не торкаючись дугою трубопроводу. Даний спосіб ремонту практично всіх типів не Мінімальну ширину кожного кільця вибирають винаскрізних дефектів, набув широкого застосування ходячи з вимог СНіП і ВСН до взаємного розташуна лінійних ділянках трубопроводів, що працюють вання зварних швів. Товщину кілець вибирають із під високим тиском. Відремонтовані в такий спосіб умови забезпечення необхідного опору зрізу ділянки трубопроводу, мають, як правило, більш кільцевих швів при мінімальній витраті металу. високу міцність, ніж прилеглі неушкоджені ділянки Максимальна товщина кілець визначається труби. Не дивлячись на велике поширення, спосіб технологічними обмеженнями, пов'язаними з вимає істотні недоліки, пов'язані з неможливістю могами до їхнього монтажу й зварювання. введення епоксидного наповнювача під високим Після установки технологічних кілець, роблять тиском. Надалі, через зміну геометричних розмірів зварювання за периметром кілець уздовж зазору трубопроводу, що спричинена перепадами тиску із частковим проплавленням стінки трубопроводу, продукту, який перекачується , і температурних що ремонтується. Після цього на кільця встановдеформацій, епоксидний прошарок може розшалюють посилюючу муфту, довжину якої вибирають руватися. Це може привести до зниження таким чином, щоб її торці перебували над жорсткості й герметичності конструкції. Крім того, крайніми технологічними кільцями. Після цього відносно низький тиск заповнення епоксидним частини муфти зварюються між собою наповнювачем простору під муфтою, з урахуванпоздовжніми швами, а торці приварюються до ням його усадки в процесі застигання, припускає технологічних кілець кутовими швами. появу порожнеч. Максимальний тиск заповнення Для попередження виникнення корозії, простору під муфтою обмежений міцністю підмуфтовий простір заповнюється клейовою ізолюючих прокладок на торцях. Установка муфти композицією через попередньо встановлені штудозволяє знизити окружні напруження в стінці труцери. би дефектній ділянці, однак не компенсує осьові Спосіб є застосовним для ремонту більшості навантаження, що має велике значення при дедефектних частин реальних трубопроводів, однак фектах у вигляді гофрів, що з'явилися в результаті його використання обмежене при ремонті ділянок, механічного поздовжнього стиску трубопроводу. що мають гофр. При наявності гофра, висота якого Відомий спосіб установки муфти на дефектну перевищує товщину технологічних кілець, встаділянку трубопроводу (див. патент Росії 2222746, новлення посилюючої муфти буде ускладнена, а в F 16 L 55/175 ), що є різновидом описаного вище деяких випадках неможлива. способу. На відміну від нього, для центрування В основу винаходу покладене завдання частин розрізної муфти використовується дріт, підвищення якості ремонту дефектних ділянок попередньо намотаний на трубопровід. Способу діючих трубопроводів, що мають гофр, висота яковластиві ті ж недоліки. го перевищує товщину технологічних кілець, шляВідомий спосіб ремонту трубопроводу, що хом установки між посилюючою муфтою й перебуває під тиском, шляхом встановлення на технологічними кільцями ще одного шару 5 76391 6 технологічних кілець. Це дозволить змонтувати трубопроводі, як правило, виконуються при знижепосилюючу муфту над ділянкою трубопроводу, що ному внутрішньому тиску (менш 0,7Рраб, де Рраб має гофр за рахунок збільшення висоти робочий тиску трубопроводі, що ремонтується), то підмуфтового простору. й рівень напружень в зазначених зварних швах Задача вирішується за рахунок того, що в буде меншим, що при заданій ширині зазору в способі ремонту дефектної ділянки діючого трубонапустково-стикових з'єднаннях забезпечить запас проводу, що складається з установки міцності кільцевих швів. технологічних кілець, які приварюються до трубоДалі, наступною технологічною операцією бупроводу із частковим проплавленням його стінки і де установка другого шару технологічних кілець розрізної муфти, виготовленої з декількох частин і (по одному з кожної сторони гофра) на попередньо розміщеної на кінцях технологічних кілець із назварені технологічні кільця першого шару, симетступним заповненням простору між трубою й муфрично щодо кільцевих швів, і з'єднання з ними тою самотверднучою масою відповідно до винаходвома кутовими швами. Поздовжні шви ду, із двох сторін дефектної ділянки встановлюють технологічних кілець ( що складаються із двох часпо три технологічних кільця, що розташовані у два тин) зварюють із повним проваром, сплавляючи з шари, перший з яких складається з двох кілець, які металом технологічних кілець першого шару. приварюються до трубопроводу швом у зазор між На другий шар технологічних кілець установними, третє кільце приварюється до створеного люють розрізну муфту, яку виготовляють із добре першого шару кілець кутовими швами, а розрізну зварюваної сталі, і яка має внутрішній діаметр муфту встановлюють на верхній шар такий, що дорівнює зовнішньому діаметру технологічних кілець і зварюють кутовими швами, технологічних кілець другого шару. Довжина при цьому самотверднучу масу подають у порожрозрізної муфти вибирається таким чином, щоб її нину, утворену дефектною ділянкою трубопроводу торці були розташовані від країв технологічних й муфтою. кілець на відстані 3-5 товщин її стінки. При цьому Спосіб здійснюється таким чином. забезпечується східчастий демпфуючий ефект і За результатами внутрішньотрубної плавний розподіл напружень у місцях переходу від діагностики виявляють дефектну ділянку трубобільш жорсткого зварного вузла (зміцнення в три проводу з утвореним гофром, визначають його шари) до менш жорсткої ділянки трубопроводу при геометричні розміри, особливо висоту і, якщо вони циклічному характері навантаження внутрішнім перевищують припустимі нормативними документиском. Товщина стінки розрізної муфти не повинтами, призначають ремонт в умовах експлуатації. на бути меншою за товщину стінки трубопроводу. Дефектну ділянку трубопроводу, що Розрізну муфту встановлюють на технологічні перевищує довжину дефекту на 300-400 мм в кожкільця й зварюють поздовжніми швами з повним ну сторону, зачищають від ізоляційного матеріалу, проваром. Після цього муфту зварюють із іржі й бруду. Із двох сторін від гофра встановлютехнологічними кільцями другого шару кутовими ють по два технологічних кільця із заданою швами. З метою попередження корозійних відстанню між ними. Відстань установки кілець від процесів і зменшення окружних напружень у стінці дефекту визначають виходячи з можливості більш трубопроводу на дефектну ділянку, в створену повного прилягання кілець у місцях зварювання. підмуфтову порожнину через штуцер закачують Товщину стінки технологічних кілець вибираклейову композицію під тиском 0,5-1,0 від ють із умови 0,5 висоти гофра, що дозволяє перевнутрішнього тиску в трубопроводі під час провекрити дефектну ділянку розрізною муфтою. Ширидення ремонтних робіт. на технологічних кілець однакова, і не повинна Спосіб пояснюється рисунком, наданим на бути менше 100 мм, що визначається вимогами Фіг.1. Де: 1 - трубопровід, що ремонтується, 2-3 СНіП і ВСН до взаємного розташування зварних перший шар технологічних кілець (2 - зовнішні швів. кільця, 3 - внутрішні кільця), 4 - другий шар Кожне кільце складається із двох частин, які технологічних кілець (нові вперше введені елезварюються між собою поздовжніми швами на менти), 5 - посилююча розрізна муфта, 6 - штуцер, додаткових металевих підкладках, не торкаючись 7 - гофр, 8 - клеєва речовина. дугою стінки трубопроводу. Після цього зварюють На Фіг.2 наведені графіки, отримані в ІЕЗ ім. останні шви, що з'єднують перший шар Є.О.Патона. Графіки ілюструють залежність шитехнологічних кілець із трубопроводом, для чого рини зазору між технологічними кільцями (напуствстановлюють зазор між ними, рівний 0,01 ково-стикові з'єднання) від внутрішнього тиску в зовнішнього діаметра трубопроводу, що трубопроводі з товщиною стінки 16 мм на час ремонтується. Величина цього зазору визначена встановлення посилюючої зварної конструкції. Де численними методами з умови установки 9 - залежність для діаметра трубопроводу, що зазначеної конструкції на трубопроводі при роборемонтується, 720 мм, 10 - залежність для чому тиску 7,5 МПа й подальшого зниження діаметра 1020 мм, 11 - залежність для діаметра внутрішнього тиску до нуля у випадку зупинки пе1220 мм. рекачування газу. В такому разі діють максимальні Використання запропонованого способу дознапруження в кільцевих швах напустково-стикових волить відремонтувати ділянки діючого трубопроз'єднань (у радіальному напрямку до осі трубопроводу, що мають гофр і спучування. При цьому воду), які виникають внаслідок деформації трубозабезпечується компенсація як окружних, так й проводу (зменшення діаметра) у пружній області. осьових напружень ділянки трубопроводу, що Вважаючи те, що ремонтні роботи на діючому ремонтується. 7 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 76391 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601