Спосіб підвищення міцності дефектних ділянок трубопроводу

Реферат: Спосіб підвищення міцності дефектних ділянок трубопроводу може бути застосований для магістральних трубопроводів, зокрема при ремонті їх лінійних ділянок. Суть винаходу полягає у тому, що підвищення міцності дефектних ділянок трубопроводу реалізується шляхом встановленням бандажу, який виконується з попередньо видовженої сталевої стрічки і фіксується зварними з'єднаннями до труби, чим забезпечується натяг стрічки і зменшення, тим самим, колових напружень на ділянці, що містить бандаж. Позитивний ефект при використанні запропонованого способу підвищення міцності дефектних ділянок трубопроводу досягається за UA 105974 C2 (12) UA 105974 C2 рахунок зменшення колових напружень, здешевлення і зменшення трудомісткості ремонту дефектних ділянок трубопроводів. UA 105974 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до способів та пристроїв для підвищення міцності дефектних ділянок магістральних трубопроводів і може знайти широке застосування при ремонті їх лінійних ділянок. При експлуатації магістральних трубопроводів на їхніх лінійних ділянках в результаті процесів корозії, механічних та хімічних впливів виникають численні дефекти (каверни, тріщини, розшарування металу та ін.). У ряді випадків дефекти є неприпустимими для безпечної експлуатації трубопроводів. Відомий спосіб підвищення міцності дефектних ділянок трубопроводу, який включає встановлення на ній двошарової ремонтної муфти [див. патент України 36426]. З двох сторін дефектної ділянки до трубопроводу приварюють технологічні кільця, а до кілець - розрізну муфту. Підмуфтовий простір заповнюють масою, що самотвердне. Спосіб добре відпрацьований на практиці та дозволяє здійснювати роботи на трубопроводах, що перебувають під тиском. Однак зазначений спосіб доволі трудомісткий і зумовлює підвищену витрату маси, що самотвердне, об'єм якої залежить від товщини технологічних кілець. Виходячи з вимог до зварних з'єднань, товщина стінки муфти і технологічних кілець не повинна бути меншою товщини стінки труби, що зміцнюється [див. наприклад. Технологічна Інструкція з ремонту магістральних газопроводів під тиском із застосуванням дугового зварювання. - Київ: ДК "Укртрансгаз", ІЕЗ ім. Є.О.Патона НАНУ, 2000. - Стор. 34-40]. Відомий також спосіб підвищення міцності дефектних ділянок діючого газопроводу [див. патент України 76390], що включає установку з обох сторін дефектної ділянки технологічних кілець, які приварюються внутрішніми торцями до трубопроводу із частковим проплавленням його стінки, складання підсилювальної муфти з декількох частин, розташування їх на кільцях, зварювання цих частин між собою й кільцями, і заповнення підмуфтового простору газонепроникною самотверднучою масою, причому спочатку на дефектну ділянку встановлюють частини додаткової муфти, які притискають до трубопроводу й зварюють одна з одною поздовжніми швами. Встановлення подвійної підсилюючої муфти дозволяє домогтися заданого зниження рівня напружень у трубопроводі без істотного зниження внутрішнього тиску й використання технологічних елементів великої товщини. Відомий також спосіб підвищення міцності дефектних ділянок трубопроводу [див. наприклад. Чирков Ю.А. Напряженно-дефермированное состояние трубопровода при ремонте методом бандажирования // Вестник ОГУ. -2004. - №5. - С.85-89], який включає встановлення на трубопровід підсилюючої муфти, що створює напруження стиску в стінці труби і, тим самим, запобігає розвитку дефекту або сильно його сповільнює. Цей ефект досягається шляхом встановлення муфти з натягом на дефектну ділянку трубопроводу. Основна складність при цьому полягає у встановленні муфти на трубу без зазору і в створенні регульованих напружень стиску по всьому колу. В основу винаходу поставлена задача винайти спосіб підвищення міцності дефектних ділянок трубопроводу, що підвищує надійність його роботи з одночасним зниженням вартості виконуваних робіт. Поставлена задача вирішується наступним чином. Дефектну ділянку діючого трубопроводу очищають від ізоляційного покриття і продуктів корозії, після чого встановлюється бандаж з попередньо видовженої сталевої стрічки і зафіксованої зварними з'єднаннями до труби, чим забезпечується її натяг і зменшення тим самим колових напружень на ділянці трубопроводу, що містить бандаж. Намотування попередньо видовженої стрічки з фіксацією її до попереднього витка здійснюється кількістю шарів, визначеною з врахуванням характеристик стану дефектної ділянки труби, робочого тиску і фізико-механічних властивостей металевої стрічки. Суть запропонованого винаходу пояснюється кресленням, де Фіг.1 - Конструктивно-технологічна схема підвищення міцності локальної дефектної ділянки трубопроводу: 1 - трубопровід; 2 - бандажна сталева стрічка; 3 - ділянки приварювання. Фіг.2 - Конструктивно-технологічна схема підвищення міцності протяжної дефектної ділянки трубопроводу: 1 - трубопровід; 2 - бандажна сталева стрічка; 3 - ділянки приварювання. Для підвищення міцності локальної дефектної ділянки (Фіг.1) трубопровід 1 очищають від ізоляційного покриття і продуктів корозії та приварюють початок металевої стрічки 2 до трубопроводу поза зоною дефекту. Після цього попередньо видовжену стрічку 2 в один виток фіксують в ділянках приварювання 3 до тіла труби та початку стрічки. Подальше намотування попередньо видовженої стрічки з фіксацією її відносно попередніх витків здійснюють кількістю витків, розрахованою виходячи з характеристик дефектного стану ділянки, робочого тиску і фізико-механічних характеристик бандажної сталевої стрічки. 1 UA 105974 C2 5 Для підвищення міцності протяжної дефектної ділянки трубопроводу 1 (Фіг.2) попередньо видовжену металеву стрічку 2 намотують по гвинтовій лінії з фіксацією ділянками приварювання 3 з однієї сторони до попереднього витка, а з другої - до тіла труби. По даному способу проведено ряд експериментів, за результатами яких можна стверджувати, що даний тип бандажування дійсно зменшує колові напруження, є набагато дешевшим і менш трудомістким, ніж інші відомі способи, що свідчить про його практичність при ремонті дефектних ділянок трубопроводів. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 1. Спосіб підвищення міцності дефектних ділянок трубопроводу, що включає попереднє їх очищення від ізоляції і продуктів корозії з наступним встановленням бандажу, який відрізняється тим, що бандаж виконують з попередньо видовженої сталевої стрічки і фіксують зварними з'єднаннями до труби для забезпечення натягу стрічки і зменшення тим самим колових напружень на ділянці, що містить бандаж. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що намотування попередньо видовженої стрічки з фіксацією її кроковими зварними з'єднаннями до попереднього витка здійснюють кількістю шарів, визначеною з врахуванням характеристик стану дефектної ділянки труби, робочого тиску і фізико-механічних властивостей металевої стрічки. 3. Спосіб за одним з пп. 1, 2, який відрізняється тим, що для можливості зміцнення протяжної ділянки трубопроводу попередньо видовжену металеву стрічку намотують по гвинтовій лінії з фіксацією кроковими зварними з'єднаннями з однієї сторони до попереднього витка, а з другої до тіла труби. 2 UA 105974 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3