Способ внутреннего ремонта проложенных трубопроводов, устройство для его осуществления и смола для применения в способе

 

Сущность изобретения: способ внутреннего ремонта проложенных трубопроводов включает следующие технологические операции: сушка внутреннего пространства трубопровода посредством пропускания предварительно подсушенного сжатого воздуха, удаление внутренних отложений посредством пропускания смеси из сжатого воздуха и частиц абразивного средства со средним наружным диаметром > 0,8 мм и удельным весом > 3,0 г/см³ в компоненте > 1,0 г/нм³, причем смесь протекает в трубопроводе со средней скоростью в пересчете на нормальное давление 10 м/с, и продувка трубопровода предварительно подсушенным сжатым воздухом. Используемая для последующего нанесения покрытия смола с улучшенной адгезией содержит в том числе несодержащую растворитель 2-компонентную смолу и по меньшей мере 5 мас.% тонко-дисперсных неорганических, окисных веществ, улучшающих адгезию. 3 с. и 4 з. п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу внутреннего ремонта проложенных трубопроводов. Такими трубопроводами являются, например, трубопроводы для слива и подачи воды или газа в жилые, промышленные и коммунальные системы до 200 мм, к ним относятся бытовые и промышленные канализационные трубопроводы. Изобретение касается также устройства для осуществления способа.

Проблема образования отложений в таких трубопроводах известна давно. Такого рода образования отложений основаны прежде всего на известковых осадках из воды, на образовании ржавчины в трубопроводе, на других осаждениях из воды, на продуктах реакции между имеющимися в воде субстанциями и металлом трубопровода и т. д. Также известны комбинации названного явления.

Особенно мешают такие образования отложений в замурованных или проложенных в земле трубопроводах; этот вид прокладки трубопроводов является к тому же в настоящее время наиболее часто используемым.

Положенные используемые трубопроводы уже сейчас очищаются с помощью сжатого воздуха с подачей или без подачи песка, а также уже в предварительно очищенные таким образом трубопроводы с помощью сжатого воздуха припыливаются реактивные смолы. Авторам известно, что большинство такого рода очисток основывается на отдельных знаниях кустарного вида. Комбинация технологических операций согласно определенному в форме изобретения, соответствующему изобретению методу при использовании охарактеризованной также в форме изобретения смолы с улучшенной адгезией дает способ очистки и нанесения внутреннего покрытия используемых трубопроводов с достаточно надежным эффектом.

При известном виде очистки на отдельной кустарной основе из передвижной при необходимости компрессорной установки через распределитель подается сжатый воздух в очищаемый трубопровод. При этом на первой фазе подогретый воздух предварительно подсушивается только посредством компрессии. Затем, на второй фазе, подается в поток воздуха. При этом существенным является то, что смесь песка с воздухом направляется в спиралевидном движении через трубопровод; движение смеси нормального вида категорически отмечается как неэффективное. На третьей фазе известного способа, опять посредством спиралевидного перемещающегося потока сжатого воздуха, реактивная смола впрыскивается в трубопровод и распределяется в нем.

Известен способ [1] характерным для которого является то, что как очистительный поток, так и пропускаемый поток смолы, пульсируя, протекает через ремонтируемый трубопровод. Кроме того, размеры и количество добавленных в очистительный поток абразивных частиц не определены, а добавка вещества, улучшающего адгезию, а также определенными размерами частиц в смолу, предназначенную для ремонта, не упоминается.

При этом в названном выше источнике информации не содержатся ни указания на применение абразивных материалов с плотностью > 3,0Zсм^-3(которые являются более твердыми, чем обычные отложения в предназначенных для ремонта трубопроводах) совместно с неорганическими веществами, улучшающими адгезию, в смоле, ни создание перепада давления посредством давления и разрежения. Заявитель убежден, что хорошие результаты, которые достигаются при помощи способа согласно изобретению, сводятся именно к этой комбинации.

В предложенном способе, как указано, полностью отсутствует пульсация как очистительного потока, так и потока смолы. Эта пульсация является согласно [1] релевантным аспектом изложенного там метода. Способ согласно данному изобретению является определенно более материалосберегающим и энергосберегающим.

От известного устройства [1] установка согласно изобретению отличается прежде всего тем, что она не имеет ни пульсаторов, ни специальных подающих приспособлений для ввода смолы; последнее происходит в виде пробок.

Обмуровочный материал [2] состоит из виниловой искусственной смолы на основе сложных эфиров, кварцевой муки из кварцевого песка. Состав по массе: около 1/6 смола, около 1/6 мука и около 4/6 песок. Таким образом, выше 80 мас. материала твердые вещества.

В противоположность этому смола, предназначенная для ремонта, которая используется в способе согласно изобретению, состоит главным образом из более стойкой по сравнению с химикалиями эпоксидной смолы, содержащей лишь 5 и (меньше) более мас. окисного вещества, повышающего адгезию, предпочтительным образом силикафумы. Наряду с этим могут иметься еще пигменты и силикатные наполнители. Существенной является также вязкость готовой смолы, предназначенной для ремонта ( > 210⁴ м Рас). Подготовленная смола должна вдуваться в трубопровод и продуваться, не распыляя материал.

По сравнению с методом [1] соответствующий изобретению способ очистки и нанесения нового покрытия на внутренние стенки трубопроводов для технической воды, во-первых, принципиально отличается тем, что он оптимизирован как универсальный способ и поэтому приводит к надежным результатам.

Соответствующий изобретению способ отличается также по технологическим операциям: подогревание трубопроводной системы с целью сушки не является необходимым, так как поглощающая способность предварительно просушенного воздуха для воды при расширении сильно повышается; спиральное движение смеси воздуха с песком, при соответствующих изобретению работах под избыточным давлением, не является необходимым; кроме того, только в этой операции соответствующего изобретению способа достигается подогрев трубопроводной системы, что, по сравнению с известными из уровня техники методами, является энергетически более выгодным; нанесение внутреннего покрытия происходит посредством подачи подготовленной смолы с улучшенной адгезией в форме пробки в трубопровод; распыление смолы, перед схватыванием, должно по возможности избегаться.

Смола с улучшенной адгезией для соответствующего изобретению нанесения внутреннего покрытия имеет существенное различие по химическому составу по сравнению с известными наносимыми средствами. Согласно изобретению вводимая смола содержит по меньшей мере 5 мас. окисного вещества, улучшающего адгезию, предпочтительным образом SiO₂-аэрозоли и имеет, перед подачей в подогретый трубопровод, вязкость > 2^о10⁴ мРас (25^оС). Согласно наблюдениям изобретателей с помощью этой смолы с улучшенной адгезией на трубопроводы можно наносить покрытие с удовлетворительным результатом как в направлении потока, так и против направления потока воды.

Соответствующий изобретению способ ускоренной очистки и нанесения нового покрытия на внутреннюю стенку водопровода отличается следующими технологическими операциями: сушка внутреннего пространства трубопровода посредством пропускания предварительно подсушенного сжатого воздуха; удаление внутренних отложений при помощи пропускания смеси из сжатого воздуха и частиц абразивного средства со средним наружным диаметром > 0,8 мм и удельным весом > 3,0 г/см^-3 в компоненте > 1,0 г/нм³ (нанометр), причем смесь в трубопроводе протекает со средней скоростью в пересчете на нормальное давление > 10 м/с; продувка трубопровода предварительно подсушенным сжатым воздухом.

В предложенном способе в качестве абразивного средства преимущественно используется сухой силикатный песок с размерами в пределах от 0,8 до 8 мм, предпочтительно от 2 до 4 мм, а именно, в компоненте от 1 до 100 г/нм³ воздуха. При подобном способе теоретическая скорость смеси воздуха с песком составляет в пересчете на нормальное давление примерно 50 м/с в трубе.

Во время очистки избыточное давление в системе в пересчете на нормальную атмосферу составляет по меньшей мере > 1 бар, предпочтительно > 2 бар.

К тому же благоприятным влиянием является то, что подача смолы с улучшенной адгезией происходит после ее подготовки и в форме пробки.

Вводимая соответственно изобретению смола с улучшенной адгезией содержит несодержащую растворитель 2-компонентную смолу и по меньшей мере 5 мас. тонкодисперсных неорганических, окисных веществ, улучшает адгезию, со средним наружным диаметром < 0,08 мм, причем вязкость смолы с улучшенной адгезией при 25^оС составляет по меньшей мере 210⁴ м x x Рас.

Названной 2-компонентной смолой является предпочтительно эпоксидная смола с отвердителем, содержащая в качестве окисного вещества, улучшающего адгезию, частицы из первичного SiO₂ с нижним пределом размера < 10 мкм.

На чертеже схематически показана установка для очистки подводящего водопровода частного бассейна.

К строительному компрессору 1 сжатого воздуха подсоединен распределитель 2 с несколькими выходами 3. К компрессору подключен влагоотделитель 4 для сушки сжатого воздуха. Выходы 3 могут соединяться соответственно при помощи регулирующего клапана 5 с подлежащим очистке трубопроводом подлежащей ремонту трубопроводной системы бассейна 6. Трубопровод, подлежащий очистке в данном случае, обозначен позицией 7. Общая длина трубопровода составляла около 70 м; он состоял главным образом из 1'' и 1 1/2''-труб. Трубопровод был частично замурован и частично на открытом воздухе проложен под полом.

Накануне очистки все ответвления трубопровода 7 были закрыты, а его входной патрубок 8 и выход 9 открыты. В следующий рабочий день трубопровод был сначала посредством открывания клапана 5 предварительно просушен сжатым воздухом из компрессора 1.

Необходимое количество воздуха приведено (так же как затем для очистки и нанесения покрытия) в следующей таблице.

Представленные количества воздуха могут безусловно сильно изменяться в зависимости от количества ответвлений и степени засорения трубопровода.

Предварительная сушка длилась около 30 мин. На выходе 9 трубопровода 7 в осушенном бассейне был смонтирован (не обозначенный) сепаратор выходящего твердого вещества, по-видимому, прежде всего известковые осадки и ржавчины. Твердое вещество попадало в резервуар. После этого клапан 5 был закрыт.

Затем к входному патрубку 8 трубопровода 7 было подсоединено устройство для подачи 10 абразивного средства 10'. На выходе 9 трубопровода 7 был установлен циклонный отделитель 11 с манометром и регулирующим клапаном. После этого посредством открывания клапана 5 в течение примерно 8 мин при среднем избыточном давлении приблизительно в 1 атм. трубопровод был продут с максимальной мощностью компрессора и подачей абразивного средства. После подачи воздуха было продуто примерно 200 кг абразивного средства через очищаемый трубопровод. В конце продувки воздух при выходе 12 из сепаратора 11 имел температуру > 50^оС. Абразивное средство и удаленные загрязнения были продуты у выхода 13 из сепаратора.

После кратковременной продувки трубопровода клапан 5 был закрыт и порционно в каждом случае 4 кг смолы с улучшенной адгезией были подготовлены по следующему рецепту; смола в каждом случае была подготовлена так, что она имела вязкость свыше 210⁴ м Рас при температуре около 25^оС. В качестве пробки порции были влиты затем в трубопровод 7 вертикально на входном патрубке 8. Затем тотчас посредством открывания клапана 5 сжатый воздух был введен в трубопровод, и пробка продувалась так долго, пока не прекратилось ощутимо заметное сопротивление. После этого была введена другая пробка смолы, и т. д. в общем четыре раза. Только после этого был установлен выход смолы из конца трубопровода.

Состав компонентов (мас.) основного рецепта для нанесения покрытия: Эпоксидная Бис-А- смола: или Бис-А/F тип 47 Отвердитель: алифати- ческий полиами-
наддукт 19 Титандиоксид 4 Красный же- лезный сурик 10 Силикатный наполнитель 15 Тиксотропия (силикат) 5
100.

Затем трубопровод еще раз в течение 30 мин продувался и по окончании продувки закрывался на входе и выходе.

Спустя 2 дня трубопровод посредством открывания клапана 14 вновь был подключен к сети и прежде всего хорошо промывался водой.

Наполнение бассейна после очистки трубопровода длилось около 8 ч, и выявлена чистая вода; перед очисткой наполнение длилось свыше 14 ч, и вода порой была ржаво-красного цвета.

Формула изобретения

1. Способ внутреннего ремонта проложенных трубопроводов посредством их продувки и покрытия их внутренних стенок отверждающимся смоляными материалами, отличающийся тем, что он включает следующие технологические операции: сушка внутреннего пространства трубопровода посредством пропускания предварительно подсушенного сжатого воздуха, удаление внутренних отложений посредством пропускания смеси из сжатого воздуха и частиц абразивного средства со средним наружным диаметром более 0,8 мм и плотностью более 3,0 г/см^-3 в компоненте более 1,0 г/нм^-3, причем смесь протекает в трубопроводе со средней скоростью более 10 м/с в пересчете на нормальное давление; продувка трубопровода предварительно подсушенным и предварительно подогретым сжатым воздухом, причем продувка трубопровода продолжается до достижения температуры на выходе 40^oС, и затем нанесение внутреннего покрытия трубопровода с помощью вдувания и продувания смолы с улучшенной адгезией в трубопроводе с помощью протекающего сжатого воздуха, причем смола с улучшенной адгезией в форме пробки вводится в трубопровод.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что частицы аобразивного средства имеют средний диаметр 0,8 - 8,0 мм, предпочтительно 2 - 4 мм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что средняя скорость воздуха составляет м/с в пересчете на нормальное давление.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что избыточное давление в трубопроводе в пересчете на нормальную атмосферу составляют более 1 бар, предпочтительно более 2 бар.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что перепад давления, необходимый для прохождения трубопровода, создается по меньшей мере частично посредством отсасывания воздуха на конце трубопровода, т.е. посредством пониженного давления.

6. Устройство для внутреннего ремонта проложенных трубопроводов, содержащее компрессор для сжатого воздуха, загрузчик для абразивных средств и сепаратор для очистки выходящего из системы трубопровода воздуха без пульсации векторных потоков, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит распределитель с выходами через регулировочные клапаны.

7. Смола с улучшенной адгезией для применения в способе внутреннего ремонта проложенных трубопроводов, отличающаяся тем, что она содержит не содержащую растворитель двухкомпонентную смолу с отвердителем и по меньшей мере 5 мас.% неорганического окисного вещества, улучшающего адгезию, предпочтительно силикафумы, со средним диаметром менее 0,08 мм, причем вязкость смолы с улучшенной адгезией при 25^oС составляет более 210⁴ мПас.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3