Стеклопластики для ремонта магистральных и технологических трубопроводов

СТЕКЛОПЛАСТИКИ ДЛЯ РЕМОНТА
МАГИСТРАЛЬНЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ
Технология
ремонта
Обжатие трубы
стеклопластиком
Наклеивание
Затяжка резьбовых
стеклопластиковой
соединений
ленты с натягом
Рулонные
бандажи
Композитные
муфты
Покрытие трубы
слоем композита
Пропитка ткани
реактопластичным
связующим
Защитные
покрытия,
усиление
Приформовка
препрегов
Отверждение
полиуретана
водой
Отверждение
УФ-излучением
или паром
Формованные Внутритрубные
1
бандажи
рукава
АРМИРОВАНИЕ ТРУБЫ СТЕКЛОПЛАСТИКОМ
Напряжения в стенке трубы
Внешняя коррозия
Диаграммы растяжения стали
и однонаправленного стеклопластика
A.R. Mableson, K.R. Dunn, N. Dodds, A.G. Gibson
Refurbishment of steel tubular pipes using composite materials
Plastics, Rubber and Composites. 2000. 29:10. Pp, 558-565
Внутренняя коррозия
2
ВСН 39-1.10-001-99 ИНСТРУКЦИЯ ПО РЕМОНТУ ДЕФЕКТНЫХ ТРУБ
МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ ПОЛИМЕРНЫМИ
КОМПОЗИЦИОННЫМИ МАТЕРИАЛАМИ
Размеры дефектов, допускаемых к ремонту композиционными материалами
3
Ремонт труб с применением ПКМ
производится для следующих типов,
дефектов:
•
общая коррозия (наружная и
внутренняя);
• питтинговая коррозия;
• задиры, царапины, сколы;
• каверны;
• 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);
• коррозионные дефекты на сварных
стыках.
Не подлежат ремонту ПКМ следующие
дефекты:
• трещины;
• сквозные дефекты;
• стресс-коррозионные дефекты;
• гофры;
• вмятины
в
сочетании
с
дополнительным концентратором.
РУЛОННЫЕ БАНДАЖИ
Патент RU 2343339 Cпособ и устройство
для ремонта трубопроводов
путем бандажирования
Patent US4700752
Clock spring crack arrestor
4
Патент RU2187743C1
Лента бандажная для армирования
дефектных участков трубопровода
5
РУЛОННЫЕ БАНДАЖИ
ВОССТАНОВЛЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ТРУБЫ
Монолит
Ремкомплект НПО
«Стеклопластик»
Показатель
паста
клей
Монтажное
приспособление
ООО «Алькор»
Аквамонолит
Адгезионная прочность, МПа
К стали
20
К стеклопластику
min 18
10
min 15
Предел прочности, МПа
При растяжении
46
38
При сжатии
120
95
min 100
Модуль упругости, ГПа
При растяжении
4
1,3
При изгибе
6,5
2,1
min 1,9
Время гелирования, мин
При 5°С
При 20°С
45±15
90±15
ТИП
ГАРС
421
ГАРС
631
ГАРС
821
ГАРС
1223
ГАРС
1423
60±15 50±15
Dn
325426
530630
720820
10201220
12201420
6
РУЛОННЫЕ БАНДАЖИ
РЕМОНТЫ ТРУБОПРОВОДА «ГОМЕЛЬТРАНСНЕФТЬ ДРУЖБА»
Clock
1 Spring
КСМ 1
3
2
2
4
3
5
4
5
6
7
РУЛОННЫЕ БАНДАЖИ
ОДНОНАПРАВЛЕННЫЕ СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫЕ ЛЕНТЫ
Варианты технологии изготовления бандажных рулонированных лент
по патенту RU 2187743 C1
Показатель
ГАРС
Clock Spring
Предел прочности при растяжении, МПа
950
900
Предел прочности при изгибе, МПа
1050
950
Предел прочности при сжатии, МПа
700
600
Предел прочности при сдвиге, МПа
50
50
Модуль упругости при растяжении, ГПа
52
38
Романцов С.В. Экспериментальные исследования и практические разработки
по стеклопластиковым муфтам в ООО «Севергазпром»
Испытания ленты Clock Spring
в Полоцком университете
РУЛОННЫЕ БАНДАЖИ
МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ
Chebakov M.I., Nedin R.D., Lyapin A.A.
Finite-Element Modeling of a Repaired Pipeline
Containing Two Volumetric Surface Defects
Dmytriienko R.I., Prokopchuk S.M. Paliienko O.L.
Inner Pressure Testing of Full-Scale Pipe Samples
Barkanov E.N., Lvov G.I.,
Akishin P. Optimal Design
of Composite Repair
Systems of Transmission
Pipelines
8
9
КОМПОЗИТНЫЕ МУФТЫ
ГАРАНТИРОВАННЫЙ НАТЯГ, БЫСТРЫЙ МОНТАЖ
Ремонтная муфта УКМТ
ПСО «Нефтегаздиагностика».
Серийный выпуск налажен с 2008
года.
На
производстве
осуществляется
100-процентный
контроль качества. Каждую муфту
испытывают
на
максимальную
нагрузку,
результаты
заносят
в
паспорт изделия.
Принцип работы УКМТ – компенсация
внутреннего давления в трубопроводе
за счет создания контактного давления
снаружи при значительной величине
момента затяжки болтовых соединений
(до 700 Нм), что позволяет проводить
монтаж муфты на рабочих давлениях
с гарантированным качеством.
На трубопроводах диаметром до 530
мм без учета времени на земляные
работы ремонт занимает 20 – 30 минут.
Муфта выпускается двух модификациях: УКМТ (для ремонта наружных и внутренних
дефектов с потерей металла до 80 %) и УКМТ-А (для проведения аварийных ремонтов
свищей). Муфты выпускаются для труб диаметром от 89 до 1450 мм, ширина – 150 и 500 мм.
Ремонтная
стеклопластиковая
муфта РСМ
КОМПОЗИТНЫЕ МУФТЫ
10
УХТИНСКИЙ ТЕХУНИВЕРСИТЕТ: РАЗРАБОТКА МУФТ ДЛЯ ГАЗОПРОВОДОВ
Патент RU 2256841
Трубная
муфта и
способ ее
изготовления
Эпюра
напряжений
при обжатии
Сравнительные испытания
Производственные
мощности ЗАО «Новые
технологии»
обеспечивают выпуск в
месяц: двухразъемных
муфт - до 200 шт.,
одноразъемных муфт до 600 шт.
Разрушенная
муфта ЭСМ
Устройство для
натяжения
полотна муфты
Намоточная
оснастка
Разрыв
муфты КСМ
11
КОМПОЗИТНЫЕ МУФТЫ
«КОНУС-КОМПОЗИТ»
Ремкомплект ПСО «Нефтегаздиагностика»
1 - Композитная муфта
2 - Композитная обечайка
3 - Соединительная шпилька
4 – Шайба
5 – Гайка
6 - Двухкомпонентная клеящая паста
7 - Маркировочная пластина
8 - Паспорт
9 - Инструкция по монтажу
Порядок монтажа
1
2
3
4
5
6
7
8
9
ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ И УСИЛЕНИЕ
12
ВНИИГАЗ: металлокомпозитные трубы
с наружным слоем эпоксистеклопластика
ЭЛАСТЭКС-302П-50
Рекомендации по устройству защиты конструкций
трубопроводов пропиточным составом на основе
полиуретановой композиции
1. Нарезать стеклоткань на ленты шириной 20-50 см и
поместить в ёмкость.
2. В ёмкость залить композицию в объёме 300-400 мл/м2 ленты.
3. Ёмкость закрыть, несколько раз перевернуть, оставить до
полной пропитки ткани.
4. Пропитанную стеклоткань намотать на трубу с наложением
слоёв до 5 см.
•
Время полного отверждения покрытия 24…48 часов, зависит от
температуры окружающей среды и влажности воздуха.
•
Рабочая температура защищаемой поверхности
0°С…плюс30°С.
•
Допускается вести работы при температуре до минус 10°С,
при этом температура наносимого покрытия должна быть не менее плюс
5°С, а обрабатываемая поверхность абсолютно сухой.
•
Температурный интервал эксплуатации от минус 50°С до плюс
100°С, кратковременно до 150°С.
•
В условиях агрессивных сред (воздействие газов,
растворов солей кислот и щелочей со слабой степенью
агрессивности, определенной СНиП 2.03.11-85) в интервале
температур от минус 30°С до плюс 60 °С.
Внутренняя защита и усиление
ФОРМОВАННЫЕ БАНДАЖИ
13
ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ИНТРА КРМ
Salym Petroleum
г. Салым
Трубопроводы ДУ100 кустовой системы
Внутренняя коррозия с потерей металла
стенки до 2,9 мм
Продукт – нефть
2
Давление – до 40 кгс/см
Температура – 50°С
Температура воздуха во время проведения
работ - от -27 до -35°С
Саратовский НПЗ
«РОСНЕФТЬ»
Трубопровод ДУ50: два
крутоизогнутых отвода и
врезка.
Дефект – сквозной
Среда – бензин
Рабочая температура
среды – 40°С
Работы производились
на действующем
оборудовании
14
ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ И УСИЛЕНИЕ
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ СТЕКЛОПЛАСТИКА УФ-ИЗЛУЧЕНИЕМ
УФ-отверждаемые препреги BRANDENBURGER
с полиэфирным и винилэфирным связующим
Мобильные УФ-облучатели САМПОЛ
для полимеризации стеклопластиков
Показатели препрега
Ширина ленты, мм
100-800
Длина ленты, м
до 200
Толщина, мм
0,8
Содержание волокна, % масс.
65
Показатели
стеклопластика
Плотность, г/см3
1,89
Длина волны светодиодов, нм
390-410
Прочность на сжатие, МПа
350
Угол расхождения
12°
Ударная прочность, кДж/м2
110
Номинальная мощность, Вт
100
Твёрдость по DIN EN 59
>45
Рабочий ток светодиодов, мА
700
Объёмная усадка, %
2,5
Напряжение питания, В
12`
Эмиссия стирола, ppm
<2
Габаритные размеры, мм
515х126х160
Температура деформации, °С
140
Вес, кг
3,36
ФОРМОВАННЫЕ БАНДАЖИ
РАБОТА С ВОДООТВЕРЖДАЕМЫМ
ПУ ПРЕПРЕГОМ WRAP SEAL
HTTPS://WWW.YOUTUBE.COM/WATCH?V=LGED9JM86EK
15
ФОРМОВАННЫЕ БАНДАЖИ
16
ПОРЯДОК РАБОТЫ С ВОДООТВЕРЖДАЕМЫМ ПРЕПРЕГОМ AQUAWRAP
2
1
5
6
3
7
4
8
ФОРМОВАННЫЕ БАНДАЖИ
17
ПОРЯДОК РАБОТЫ С ВОДООТВЕРЖДАЕМЫМ ПРЕПРЕГОМ AQUAWRAP
9
13
10
11
12
14
Паспортная предельная температура эксплуатации
бандажей из препрега AquaWrap 120°C,
температура размягчения 140-160°C
Снижение прочности
отверждённого ПУ препрега
Syntho-Glass XT с ростом
температуры
Da Costa Mattos H. S., Reis J. M. L., Paim L. M.,
da Silva, M. L., Amorim F. C., Perrut V. A. Analysis
of a glass fibre reinforced polyurethane
composite repair system for corroded pipelines
at
elevated
temperatures.
Composite
Structures. 2014. Vol. 114. Pp. 117–123.
ВНУТРИТРУБНЫЕ РУКАВА
ВОССТАНОВЛЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ ПО ТЕХНОЛОГИИ CIPP
Стекловолоконный рукав
Aarsleff G-Lilner
Проектирование
Гидродинамическая
очистка
Шитьё рукава
Телевизионное
обследование
Пропитка
связующим

Протяжка
лейнера
ВОЗДУХ
Прокладка
рукава
ВОДА
УФ
Отверждение
ПАР
Контроль
качества
18
РЕМОНТ И СТРОИТЕЛЬСТВО
19
`
ЗАО «НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ»
Балластировочные
стеклопластиковые контейнеры
РУСКОМПОЗИТ
Мультиаксиальный
скальный лист
ЗАО «САФИТ»
Патентованные защитные
футляры