Композитные муфты при ремонте трубопроводов

Композитные муфты при ремонте трубопроводов

Ремонт трубопроводов полимерными композитными материалами

Ремонт трубопроводов полимерными композитными материалами

Полимерные композитные материалы (ПКМ) для ответственных конструкционных и ремонтных целей применяются в различных отраслях промышленнсти Германии с середины 30-х годов, в США — с начала 50-х, а в нашей стране в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности — с начала 60-х годов.
Исходя из ряда существенных преимуществ соединений металлов композитными материалами перед другими способами при массовых ремонтах, в начале 70-х годов была создана отечественная научно-обоснованная технология ремонта металлоконструкций длительно работающих в углеводородных и водных средах.

П о этой технологии, получившей название «холодная сварка», на нефтеперерабатывающих заводах ремонтировались аварийные участки подземных газопроводов диаметром 100 мм с рабочим давлением до 20 кг/см2 и нефтепроводы диаметром до 200 мм. Устранялись крупные свищи и большие трещины на трубопроводах работающих под давлением более 16 кг/см2. Ремонт трубопроводов, работающих под давлением 6-7 кг/см2 производился без прекращения подачи жидкости или газа. На нефтяных промыслах в Татарии был восстановлен большой парк резервуаров объемом 2000 и 5000 куб.м. Восстанавливалась герметичность запорной арматуры.

Однако, полимерные композитные материалы и ремонтные конструкции на их основе, специально аттестованные для применения в нефтяной и газовой отраслях, в то время в промышленном масштабе не выпускались.

В связи с этим специалистами ООО «Газнадзор» ОАО «ГАЗПРОМ» были организованы исследования ряда полимерных композитных м атериалов отечественных и ведущих мировых производителей. Материалы и ремонтные конструкции на их основе испытаны в лабораторных и полигонных условиях. Отремонтировано более 200 шаровых кранов без вырезки на «гитаре» компрессорных станций и в условиях мастерских 000 «Сургутгазпром». В 000 «Самаратрансгаз» проведен ремонт дефектного участка магистрального газопровода Уренгой-Помары-Ужгород диаметром 1420 мм с рабочим давлением 75 атм. без остановки его работы. Были проведены ремонтные работы на газопроводах в Пермтрансгаз, Уралтрансгаз, Мострансгаз, Таттрансгаз, Севергазпром и др.

Читайте также: Ремонт водонагревателей хайер своими руками

В ходе работы совместно с ведущими отечественными институтами и организациями разработаны ремонтные металлополимерные композитные материалы и конструкционные композитные адгезивы специально для ремонтов в газовой и нефтяной промышленности, которые по физико-механическим характеристикам не уступают лучшим зарубежным аналогам. Материалы сертифицированы и организовано их промышленное производство.

С учетом особенностей газовой и нефтяной отраслей, совместно с ВНИИСТ и рядом специализированных НИИ проведены экспериментальные исследования и полигонные испытания прочности ремонтных конструкций с применением полимерных композитов. Выявлен гарантийный срок их эксплуатации не менее 10 лет, а при применении определенных методов ремонта — до 20 и более лет.

Подготовлены специалисты по применению технологии «холодной сварки» с использованием полимерных композитных материалов.

На основании результатов исследований и опытно-промышленных ремонтов, а также отечественного и зарубежного опыта были разработаны руководящие документы (РД) по применению специально выбранных марок композитных материалов для ремонтных работ на объектах нефтяной и газовой промышленности, а также по оценке несущей способности трубопроводов диаметром 530 — 1420 мм, отремонтированных ПКМ. Эти документы утверждены руководством ОАО «ГАЗПРОМ», согласованы Госгортехнадзором РФ и являются нормативно-техническими документами, дающими право использовать указанные композитные материалы и ремонтные конструкции на их основе для ремонта магистральных, промысловых и технологических газо — и нефтепроводов, газового и нефтяного оборудования, резервуаров, машин и механизмов.

Технология ремонта дефектов трубопроводов типа коррозионной потери металла до определенной остаточной толщины стенки трубы с применением композитных материалов основана на локальном нанесении композита на площадь дефекта с последующим армированием, что позволяет достигнуть высоких экономических показателей, существенно с низить временные затраты на проведение ремонта, исключает применение сварочных работ. На сегодняшний день данная технология является самой прогрессивной, оперативной, высокоэкономичной и экологически чистой.

Читать статью  Муфта обжимная

Ремонт дефектных участков трубопроводов полимерными композитными материалами (ПКМ) с применением ремонтных конструкций на их основе позволяет восстановить несущую способность отремонтированного трубопровода до бездефектного уровня на все время гарантийной эксплуатации.

Применение технологии «холодной сварки» для ремонта магистральных, промысловых и технологических трубопроводов не исключает традиционную технологию ремонта с вырезкой дефекта, но в состоянии свести ее применение к технически и экономически обоснованным минимальным случаям. При этом метод ремонта сплошной заваркой коррозионных дефектов, создающий дополнительные нежелательные напряжения, исключается полностью.

Таким образом, применение нетрадиционных технологий как повышает эффективность аварийного и капитального ремонтов, так и позволяет увеличить объем выборочного ремонта всех видов опасных дефектов, выявленных в результате внутритрубной диагностики. Ремонт производится без остановки эксплуатации газо- и нефтепроводов.

Для восстановления насосов различных типов, в том числе рабочих колес центробежных насосов, двигателей внутреннего сгорания и другого оборудования могут применяться композитные материалы, рекомендованные для ремонта трубопроводов.

Методика ремонта трубопровода с применением полимерных композитных материалов

По данным внутритрубной диагностики строится карта дефектов, на основании которой, пользуясь «Дополнением к РД 39-1.10-013-2000 (оценка несущей способности трубопроводов диаметром 530 — 1420 мм, отремонтированных с применением композитных материалов)», производится классификация дефектов и рассчитывается необходимое количество полимерных композитных материалов для проведения ремонта (например количество слоев ленты).

Трубопровод в месте проведения ремонта (дефектной части) очищается от старой изоляции механическим методом, пескоструится или очищается химическим методом, а так же обезжиривается. После чего дефект заполняется ремонтной пастой и выравнивается. Следующим этапом накладывается расчетное количество витков стеклопластиковой ленты с нанесением клея между ее слоями. Конструкция на время отвержения адгезива фиксируется хомутами. После отвержения поверх ремонтной конструкции наносится антикоррозионная изоляция или термоусадочная муфта. Все ремонты актируются.

В случае проведения экстренного ремонта трубопровода, когда нет возможности произвести расчеты, предлагается использовать стандартный комплект, состоящий из 8-слойной ленты рулонированного стеклопластика на определенный диаметр трубы, включающий расчетное количество пасты и клея, а так же вспомогательные материалы. Дело в том, что при установке 8-слойной конструкции на дефект (при любом размере дефекта, подлежащего ремонту) данный участок гарантированно приобретет прочность восстанавливающую несущую способность трубопровода.

Сформированная ремонтная конструкция

Рис.1. 1- Тело трубы; 2 — Предварительно проработанный и заполненный ремонтным металлополимерным материалом локальный дефект на теле трубы; 3 — Сформированная ремонтная конструкция из n-ого количества витков стеклополимерной композитной ленты.

Ремонтная конструкция формируется из стандартного ремонтного комплекта ГАРС, которая состоит из:

ремонтного металлополимерного материала — пасты, предназначенного для восстановления потери металла и геометрии стенки трубы, подлежащей ремонту, с целью перераспределения концентрации напряжений и препятствия дальнейшему росту дефектов;

армирующей стеклополимерной композитной ленты из гибкого анизотропного рулонированного стеклопластика, имеющего вторичную матричную память;

композитного конструкционного адгезива — клея, предназначенного для соединения слоев ленты при формировании ремонтной конструкции;

набора вспомогательных приспособлений для установки конструкции.

Дефекты подлежащие ремонту

Ремонту подлежат следующие виды дефектов (ВСН 39-1.10-001-99):

Общая коррозия (потеря металла);

Задиры, царапины, сколы;

Вмятины глубиной до 5% диаметра трубы;

Дефекты кольцевых сварных стыков — смещение кромок до 30% толщины стенки трубы, утяжины до 20% толщины стенки трубы на длине до 1/12 периметра трубы.

Продукция

Для проведения ремонтов на магистральных газо- нефтепроводах выпускаются ремонтные комплекты ГАРС.

Стандартный набор состоит из:

Расчетного количества полимерной ленты для формирования ремонтной муфты;

Расчетного количества ремонтной пасты для заполнения дефекта;

Читать статью  Муфта на трубопроводе в смете

Расчетного количества клея для склеивания витков полимерной ленты;

Необходимого вспомогательного набора материалов для формирования ремонтной муфты.

Весь комплект упаковывается в одну коробку. Выпускаются комплекты для всех типоразмеров труб, начиная от 159 мм до 1400 мм. Ширина ленты может варьироваться от 100 до 800 мм.

Типовое обозначение комплекта:

Ремонтный комплект ГАРС 1420х300

1420 — диаметр ремонтируемой трубы;

300 — ширина полимерной ленты.

Для натяжения ленты, после формирования ремонтной муфты на трубе предлагаются к поставке специальные натяжители.

Все материалы сертифицированы, имеют разрешение Гостехнадзора РФ и Республики Казахстан.

Изолировочное оборудование

Машины изолировочные ручные (серия «МИРТ»)

Машина изолировочная ручная трубная («МИРТ») предназначена для нанесения полимерных лент типа «Полилен», термоусаживающихся лент типа «Терма», мастично-битумных лент типа «ЛИАМ» и оберток на наружную поверхность магистральных трубопроводов при их переизоляции и выборочном ремонте изоляции в трассовых условиях. Изолировочные работы с помощью этих устройств производятся бригадой в составе четырех человек. Техническая характеристика серии устройств приведена в таблице.

У стройство представляет собой кольцевую разъёмную конструкцию, состоящую из двух частей (рам). Рамы соединяются между собой шарнирами и замком и имеют дугообразные ручки, равномерно расположенные по окружности. На рамах закреплены три пары обрезиненных роликов, которые являются одновременно опорными и прикаточными. Пары роликов подпружинены и размещены по окружности под углом 120?. Две пары роликов закреплены непосредственно на раме, а остальные два ролика закреплены на рычагах, имеющих общий вал и подпружинены. Каждый ролик развёрнут (с возможностью регулировки) на угол, обеспечивающий спиральное перемещение установки по трубе с шагом

200 мм и нахлест лент не менее 30 мм.
Устройство имеет узлы крепления рулонов изолирующей и оберточной лент, обеспечивающие разворот рулонов относительно оси трубы и их подтормаживание, а также узел сматывания разделительной ленты.
Разработка защищена свидетельством на полезную модель № 1703 «Устройство для нанесения полимерного покрытия на трубы большого диаметра». Разработчик: ООО «Уралтрансгаз».
Условное обозначение машины изолировочной ручной трубной для трубопровода с условным наружным диаметром 1400 мм: «МИРТ-1400».

1 рулон ЛИАМ: вес 50 кг. длина в рулоне 60 м. толщина мастичного слоя 1,5 мм.

1 рулон лента ДРЛ-Л:

0,8 — вес 40 кг. длина в рулоне 160 м.

1,2 — вес 43 кг. длина — 140 м.

При намотке ленты ДРЛ-Л или любой другой ленты на мастике Асмол, из-за увеличения диаметра на 6 мм, возрастает расход обертки на:

5,2 % на трубу диаметром 114 мм;

2,7 % на трубу диаметром 219 мм;

1,4 % на трубу диаметром 426 мм;

0,8 % на трубу диаметром 720 мм;

0,4 % на трубу диаметром 1220 мм.

1 рулон ЛИАМ: вес 50 кг. длина в рулоне 60 м. толщина мастичного слоя 1,5 мм.

1 рулон лента ДРЛ-Л:

0,8 — вес 40 кг. длина в рулоне 160 м.

1,2 — вес 43 кг. длина — 140 м.

Техническая характеристика серии устройств «МИРТ»

Композитные муфты при ремонте трубопроводов

Муфта КОНУС-КОМПОЗИТ является дальнейшим развитием линейки КОНУС и отличается от неё обечайкой, изготовленной из композитных материалов.
Такая конструкция позволяет обойтись без сварочных работ и значительно упрощает установку, особенно на трубопроводах больших диаметров.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Герметизация зазоров, включая зазор между трубопроводом и композиционной муфтой, достигается за счёт прижимающего усилия, создаваемого при натягивании конусной обечайки на муфту, также имеющую коническую форму. Высокие прочностные характеристики материала композиционной муфты и полимеризованной клеящей пасты, используемой при монтаже, гарантирует полную передачу нагрузки от дефектного участка трубы на композиционную обечайку, что обеспечивает восстановление его несущей способности до уровня бездефектной трубы и способствует повышению эксплуатационной надёжности трубопровода в целом.

Ремонт трубопроводов конусными композитными муфтами относится к постоянным и капитальным методам ремонта.

Муфты КОНУС-КОМПОЗИТ выпускаются в двух исполнениях: Конус-Композит и Конус-Композит Плюс

Читать статью  Что такое муфта для труб и какой она бывает?

Внутренняя поверхность
полностью прилегает к внешней поверхности ремонтируемого
трубопровода.

Внутренняя поверхность
имеет выборку, совпадающую по форме и размеру с внешней
поверхностью муфты Антисвищ.

НАЗНАЧЕНИЕ МУФТ «КОНУС-КОМПОЗИТ»

Муфты Конус-Композит предназначены:

  • для ремонта несквозных дефектов стальных трубопроводов наземного, подземного,надземного и подводного исполнения Ø 50 ÷ 1420 мм с рабочим давлением ≤ 10 МПа, эксплуатируе-мых при t °C = –60° ÷ +450°;
  • для усиления металла на участках с недопустимыми инсталляциями на поверхности трубы, которые необходимо устранить постоянным методом ремонта (в данном случае монтаж ККМ Конус-Композит может быть использован, как альтернатива замене катушки);
  • для усиления металла в зоне кольцевых сварных швов, в том числе на стадии строительства;
  • для ремонта дефектов неметаллических трубопроводов.

НАЗНАЧЕНИЕ МУФТ «КОНУС-КОМПОЗИТ ПЛЮС»

Муфты Конус-Композит Плюс предназначены:

  • для ремонта сквозных дефектов (свищей) секций трубопроводов, в том числе неметаллических, в любом исполнении, с максимальным внутренним рабочим давлением ≤ 10 МПа, которые предварительно ликвидированы при помощи герметизирующих муфт Антисвищ;
  • для герметизации стальных трубопроводов в околошовных зонах вертикальных сварных стыков.

СВОЙСТВА

Ремонт трубопровода с помощью конусных композитных муфт позволяет обеспечить:

  • восстановление несущей способности секции с дефектами до уровня бездефектной трубы;
  • герметичность отремонтированного участка на весь оставшийся срок эксплуатации трубопровода.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ МУФТЫ КОНУС-КОМПОЗИТ

Муфта Конус-Композит содержит устанавливаемую на трубопровод 1 композитную муфту 2 с цилиндрической внутренней поверхностью, соответствующей диаметру трубопровода, и обечайку 3, выполненную с возможностью установки своей внутренней поверхостью на соответствующую ей внешнюю поверхность композитной муфты.

Муфта 2 изготовлена из композиционного материала, хорошо работающего на сжатие и обеспечивающего передачу радиальной нагрузки с дефектного участка на обечайку, которая также выполнена из композиционного материала, но уже из плохо растягивающегося, с модулем упругости не менее 130 ГПа, что для композитов является максимально близким значением к модулю упругости трубных сталей.

Внешняя поверхность композитной муфты 2, а также внешняя и внутренняя поверхности обечайки 3 выполнены коническими. Композитная муфта 2 состоит из двух составных частей 2-а и 2-б, соединяемых между собой в процессе монтажа на трубопровод 1, имеющего дефект 4.

Композитная обечайка выполнена из двух составных частей и , соединённых между собой осями 5, заканчивающуюся с одной стороны резьбовой частью, а с другой – Г-образным фиксатором.

Оси 5 проходят через петли 7, внутри кото-рых размещены металлические втулки, позволяющие свисти к минимуму зазоры между внутренней поверхностью петель и проходящими сквозь них осями, что обеспечивает отсутствие в петлях изгибающих напряжений и появления в них трещин.

Гайки 10 через шайбы 9 навинчиваются на резьбовые части осей 5, продетых че-рез петли 7 совмещенных между собой частей композитной обечайки и .

Таким образом, гайка 10, шайба 9 и ось 5, в сборе выполняют сразу две функции:

  • соединяют и фиксируют две части обечайки и ;
  • служат приспособлением для затя-гивания обечайки на муфту и обеспече-ния тарированного обжатия ремонтной конструкции.

МОНТАЖ МУФТЫ КОНУС-КОМПОЗИТ ПЛЮС

ШАГ1

Остановка истечения продукта перекачки. Очистка трубопровода от изоляции в райо­не предстоящего монтажа муфты Антисвищ.

ШАГ2

Монтаж муфты Антисвищ на трубопровод. Тарированная затяжка болтовых соедине­ний. Возобновление перекачки.

ШАГ3

Заполнение композитом пазух между фланцами Антисвища.

ШАГ4

Обезжиривание внутренних поверхностей обеих частей композитной муфты и нанесение на них композитной пасты.

ШАГ5

Монтаж композитной муфты поверх Антисвища и подготовка композитной обечайки к сборке.

ШАГ6

Сборка композитной обечайки рядом с дефектным участком, обезжиривание
наружной поверхности композитной муфты и нанесение на неё клеящей пасты.

ШАГ7

Сдвигание композитной обечайки вдоль оси трубы поверх композитной муфты так, чтобы Г-образные фиксаторы соединительных осей зацепились за кромку композитной муфты.

ШАГ8

Закручивание гаек на концах соединительных осей сначала обычными гаечными ключами, а затем динамометрическим гаечным ключом до усилия, указанного в паспорте изделия.

ШАГ9

Изолирование отремонтированного участка трубопровода с нахлестом на старую изоляцию.

СПЕЦИФИКАЦИЯ КОНУС-КОМПОЗИТ

Наружный диаметр ремонтируемого трубопровода
(мм)

Источник https://kremonty.ru/kompozitnye-mufty-pri-remonte-truboprovodov/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *