Гидробародинамический способ очистки внутренней поверхности трубопроводов

 

ССЮЗ С(:8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (191 (11) (5ц 4 Е 03 F 3/00 В 08 В 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ е (21) 3506677/23-26 (22) 11,08.82 (46) 07.08.88. Бюл. У 29 (71) Государственный трест "йкводопровод" (72) Д.Н.Черебедов, В.В.Шишкин, Н.Ф.Кряжевских и В.П.Панченко (53) 621.646.978(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1(578128, кл. В 08 В 9/04, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

У 856599, кл. В 08 В 9/04, 1981.

3. Авторское свидетельство СССР

У 995910, кл. В 08 В 9/04, 1980. (54) (57) ГИДРОБАРОДИНАМИЧЕС1ИЙ СПОСОБ ОЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ

ТРУБОПРОВОДОВ, заключающийся в пода-, че части рабочего агента на очистное устройство, включающее пружинные элементы с клиновидными щелями между ними, а части через зазор между устройством и стенками трубопровода и удалении отложений через шламовыпуски, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки путем измельчения отложений и увеличения расстояния между шламовыпусками, создают перепад давлений рабочего агента за очистным устройством и перец ним, равный 0,2-1,25 MIIa, при этом угол клиновидной щели составляет не более ф

1414931

Изобретение относится к области ксплуатации магистральных и развощих систем напорных трубопроводов, частности к очистке трубопроводов т различного рода наростов и отло жений продуктов коррозии, и может

:быть использовано для полного удаления всевозможных загрязнений и про,дуктов коррозии с внутренней поверх- 10 ,ности трубопроводов, подготавливаемых ,для нанесения на них антикоррозийно го покрытия.

Известен гидродинамический способ очистки трубопроводов, основанный 15 на удалении отложений с внутренней поверхности трубопроводов струями рабочего агента, например воды, выходя-. щими иэ распылительной головки очистного устройства с огромной скоростью 20 под действием избыточного давления 2575 МПа (250-750 кгс/см2), подаваемого к головке по напорному шлангу от ,насосной установки и перемещаемого по трубопроводу реактивной силой 25 струи рабочего агента fl) .

Недостатками этого способа являются малая длина очищаемого трубопровода за один прием, очень большое избыточное давление рабочего агента, 30 необходимое для работы устройства, повышенная опасность производства работ и малая производительность.

Известен гидромеханический способ очистки трубопроводов, основанный на удалении отложений режущими элементами рабочего органа очистного устройства, перемещаемого по трубопроводу избыточным давлением рабочего агента (2), 40

Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает требуемое качество очистки внутренней по верхности трубопроводов для последующего нанесения на нее защитного антикоррозийного покрытия, так как из углублений, раковин и пор отложения продуктов коррозии не удаляются, а также пониженная эффективность процесса очистки.

Наиболее близким к предлагаемому является гидробародинамический способ очистки внутренней поверхности трубопроводов, заключающийся в подаче части рабочего агента на очистное устройство, включающее пружинные элементы с клиновидными щелями между ними, а части через зазор между устройством и стенками трубопровода и удалении отложений через шламовыпуски (3).

Недостатками известного решения являются невысокая эффективность удаления отложений и расположение шламовыпусков на близком расстоянии друг от друга.

Цель изобретения — повышение эф" фективности очистки путем измельчения отложений и увеличение расстояния между шламовыпусками.

Поставленная цель достигается тем, что в гидробародинамическом способе очистки внутренней поверхности трубопроводов, заключающемся в подаче части рабочего агента на очистное устройство, включающее пружинные элементы с клиновидными щелями между ними, а части через зазор между устройством и стенками трубопровода и удалении отложений через шламовыпуски, создают перепад давлений рабочего агента за очистным устройством и перед ним, равный 0,2-1,25 МПа, при этом угол клиновидной щели составляо ет не более 25

На фиг. 1 изображено очистное устройство, на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1.

Устройство состоит из нескольких манжет 1, соединенных между собой.

Внутренняя часть каждой манжеты выполнена из эластичных элементов 2, расположенных по кругу в несколько слоев, в шахматном порядке, Наружная часть каждой манжеты выполнена из пружинных элементов 3, расположенных в два ряда, также в шахматном порядке. Наружные и внутренние элементы закреплены на полой штанге 4 между фланцами 5 и

6, что обеспечивает эластичность ман-, жет и сохранность их формы.

Наружный ряд пружинных элементов

3 образует на поверхности манжет равномерно распределенные по окружности клиновидные щели 7, сужающая часть которых направлена по ходу очистки. о

Угол клина не более 25

Устройство расположено в трубопроводе 8, Очистное устройство работает следующим образом.

Вскрывают трубопровод 8 и вводят в него устройство.

После герметизации места ввода системой подачи нагнетают в трубопровод рабочий агент (например, воду).

1414931

10

Вследствие образовавшегося перепада давления до и после манжет очистное устройство начинает перемещаться по трубопроводу. Одновременно рабочий агент проходит через клиновидные щели 7, образованные внутренней поверхностью трубопровода 8 и наружными лепестками 3 манжет 1, пропускающими

30-507 подаваемого в трубопровод 8 рабочего агента. При этом струи приобретают скоростной напор и производят разрушение и удаление отложений с внутренней поверхности трубопровода перед движущимся устройством.

Оставшиеся в углублениях, порах и раковинах отложения продуктов коррозии и другие загрязнения удаляются при прохождении устройства за счет образовавшегося резкого перепада давления в кольцевом пространстве между внутренней поверхностью трубопровода 8 и наружными элементами 3.

Так как отложения и наросты по своей структуре пористые, то их поры заполняются водой, содержащей растворимые в ней газы. Воздействием скоростного напора на отложения и наросты повьппают внутреннее давление в них. После прекращения действия скоростного напора жидкость и газ, заключенные в порах отложений, вследствие резкого перепада давления отрывают их от внутренней поверхности .трубопровода.

В трубопровод 8 вводят очистное устройство и создают перепад давлений рабочего агента 0,2-1,25 МПа.

Очистным устройством рабочий агент разделяют на 12-24 струи, которые разгоняют н клиновидных щелях 7 устройства до 20-50 м/с. Воздействуя струями рабочего агента (водой) на отложения и наросты, повышают внутри них (через поры) давление.

Часть отложений удаляют с поверхности трубы силой скоростного напора.

Оставшуюся часть отложений удаляют с внутренней поверхности трубопроводов за счет резкого снижения давления.

Это происходит тогда, когда отложения находятся в кольцевом зазоре.

За счет увеличения перепада давления в зоне отложения отталкиваются (отстреливаются) от стенок трубопровода и рабочим агентом выносятся из кольцевого зазора и далее из трубопровода, 15

I

Все описанные процессы происходят н постоянном днижении синхронно пе— ремещению очистного устройства по трубопроводу.

Если перепад данления будет менее, 0,2 МПа, то струи ра" î÷åãî агента не приобретают минимально необходимой скорости 20 м/с, не создают скоростного напора 20 мп и избыточного давления в отложениях, необходимого для их отрыва от поверхности трубы, следовательно, продукты коррозии не будут удалены из углублений, раковин и пор, имеющихся на внутренней поверхности трубопроводов. Если перепад давлений будет более 1,25 KIa, то скорости струй рабочего агента будут более 50 м/с, что уже нецелесообразно, так как предлагаемых параметров вполне достаточно дпя разрушения и удаления с внутренней поверхности трубопроводов наростов и отложений.

При перепадах давлений 0,2-1,25 МПа разрушение наростов и удаление отложений хорошее и отличное, а толщина отложений, оставшихся на стенке трубопровода составляет менее 0,5 мм, При снижении перепада давлений менее 0,2 МПа и увеличении перепада давлений более 1,25 МПа качестна очистки резко снижается и количество оставшихся отложений на стенках возрастает.

Таким образом, оптимальные режимы работы трубоочистного устройства при гидробародинамическом способе обеспечиваются при перепаде давлений до и после трубоочистного устройства, а следовательно, в наростах и отложениях от 0,2 до 1,25 МПа, при этом в кольцевом заэоре между внутренней поверхностью трубопровода и наружной поверхностью очистного устройства давление снижается от 0,2 до 0,06 МПа.

При работе гидробародинамического снаряда происходит разрушение наростов изнутри эа счет газовой и паровой кавитации в пористом теле нароста, а канитация возникает за счет резкого снижения давления в наросте при обтекании его поверхности струей воды, вытекающей иэ щелевого отверстия снаряда. Наросты и отложения при этих параметрах перепадов давлений удаляются.из поры раковин, а отложения перемалываются в мелкие частицы и транспортируются по трубопроводу на расстояние до 30 км (в известных

5 14 способах очистки. через каждые 1-5 км

Необходимо устанавливать шламовыпуски для удаления загрязнений) .

На качество очистки влияет угол

1слиновидной щели устройства, причем енно верхний предел угла щели. Усановлено, если угол будет более о

35, то на стенках трубопровода остаются не полностью очищенные места, Так как струи не перекрывают друг ðó1à и на их краях не создается пао рогазовая кавитация. При угле 25 качество очистки отличное при мини14931 б мальном расходе рабочего агента, а очистное устройство обладает наибольшей надежностью, долговечностью, 5 меньшим весом и большей проходимостью.

Применение гидробародинамического способа для очистки внутренней поверхности трубопроводов от всевозможных

10 отложений и загрязнений при помощи предлагаемого технического решения интенсифицирует процесс очистки в

1 2-1 3 раза по сравнению с известным.