Способ очистки полости трубопровода

 

Изобретение позволяет уменьшить повреждение наружного изоляционного покрытия от температурного воздействия при очистке его полости на стадии строительства . При очистке трубопровода закрывают откидной затвор 4, запускают очистной поршень 5 и подают сжатый воздух от компрессорной установки 6 через шлейф 7 в инвентарную камеру 3. Одновременно открывают запорный клапан 9, вследствие чего вода под давлением подается в блок форсунок 8, с помощью которых она впрыскивается в инвентарную камеру 3. Соприкасаясь с сжатым воздухом, имеющим более высокую температуру, эта вода испаряется, отнимая тепло от воздуха, температура которого , а следовательно, и температура изоляционного покрытия 2, понижается. Впрыск воды осуществляется до тех пор, пока поршень 5 не пройдет длину участка трубопровода I, на которой установлен сигнализатор 10, вырабатывающий электрический сигнал. После усиления и преобразования в устройстве 11 этот сигнал подается на исполнительный механизм запорного клапана 9, который перекрывает подачу воды к блоку форсунок 8. После закрытия клапана 9, вплоть до выхода поршня 5 из трубопровода 1, в инвентарную камеру 3 закачивается только сжатый воздух. Расстояние от начала трубопровода 1 до сечения , в котором установлен сигнализатор 10, вычисляется по формуле. В результате длина участка трубопровода, на котором происходит повреждение изоляционного покрытия от температурного воздействия, значительно уменьшается. 1 ил. L | J ел С vi о 4 оэ О ел :.--; /.....-V .-.,.

А Г ъ,, Ь

СОГОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 08 В 9/04, 5/02

ГОСУДАРСТВЕН-ЬЯ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

i-À

2 (21) 4794862/12 (22) 23.02.90 (46) 15.01.92. Бюл. ГФ 2 (71) Всесоюзное научно-производственное объединение по рациональному использованию газа в народном хозяйстве "Союэпром газ (72) И.В.Щербатенко и В.П.Ханкин (53) 621.7.024(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1544510, кл. В 08 В 9/04, 1988. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОЛОСТИ ТРУБОПРОВОДА (57) Изобретение позволяет уменьшить повреждение наружн го изоляционного покрытия от температурного воздействия при очистке его полости на стадии строительства. При очистке трубопровода закрывают откидной затвор 4, запускают очистной поршень 5 и подают сжатый воздух от компрессорной установки 6 через шлейф 7 в инвентарную камеру 3. Одновременно открывают запорный клапан 9, вследствие чего вода под давлением подается в блок

5U tt» 1 7048 о5 А 1 форсунок 8, с помощью которых она впрыскивается в инвентарную камеру 3. Соприкасаясь с сжатым воздухом, имеющим более высокую температуру, эта вода испаряется, отнимая тепло от воздуха, температура которого, а следовательно, и температура изоляционного покрытия 2, понижается. Впрыск воды осуществляется до тех пор, пока поршень 5 не пройдет длину участка трубопровода I, на которой установлен сигнализатор 10, вырабатывающий электрический сигнал. После усиления и преобразования в устройстве

11 этот сигнал подается на исполнительный механизм запорного клапана 9, который перекрывает подачу воды к блоку форсунок 8.

После закрытия клапана 9, вплоть до выхода поршня 5 из трубопровода 1, в инвентарную камеру 3 закачивается только сжатый воздух.

Расстояние от начала трубопровода 1 до сечения, в котором установлен сигнализатор

10, вычисляется по формуле. B результате длина участка трубопровода, на котором происходит повреждение изоляционного покрытия от температурного воздействия, значительно уменьшается. 1 ил.

1704865

Иэобреге, ьие 0 нс :.;ится к способу очистки полости труб01:ров . а от сыпучих загрязнен;,Й и воды и <:0:"..= :..ть испольэоьано ilpl1 поточн0м стро, гсл1 т-е магистральных трубопроэодов, на1;р..:-:ср. аэо- Ll «ефтепрод;кТоВ крупным«и м :ханиэированными комплексами, Известен способ очистки внутренней поверхности трубопровода, основанный на перемещении 0:1истного снаряда с вращением вдоль трубопровода потоком транспортируемой среди; путем поступательного переглещения надувн=й оболоч и, которал прижимается к внут енней поверхности трубопровода поддеиствием транспортируемой среды; путем перемещения очис«ного снаряда рывками за счет импульсного режима изменения за ним давления; пу1ем перемещения очистного снаряда за счет тягового усилил, создаваемого истечение л транспортируемой среды через реактивные наклонные сопла, а также путем разделения трубопровода по длике на зоны очистки и удаления из них продуктов очистки специальным инструментом за счет нагнетания рабочего агента.

Однако ввиду того, что перемещение очистного снаряда в известных способах осуществляется транспортируемой средой, эти способы Mo(YT быть использованы только на стадии эксплуатации трубопровода и, следовательно, не могут обеспечить удаление сыпучих загрязнений и воды иэ полости трубопровода при его ст-„.жительстве.

Наиболее близким к предлагаемому способу 00 технической сущности и достигае лому результату является спо"îá очистки полости трубопровода с наружным изоляционным покрытием путем запуска в трубопровод очистного поршня с последующей закачкой сжатого в компрессоре воздуха. Поскольку закачка в трубопровод сжатого воздуха проиэвогится с использованием высокопроизводительных м ногоступенчатых осевых компрессоров, сжатый воздух имеет сравнительно высокую температуру, превышающую в несколько раз предельно допустимунз для полимерных материалов, применяемых в наружном изоляционном покрытии трубопроводов. Так, например, при использовании компрессорной установки TkA-ГО. 0,5 при давлении нагнетания PLL = 0,45 Mila температура сжатого воздуха на вь:ходе иэ комп(1сссора достигает величины Тн = 473 К (— 200 C) и более, в то we время как применяемые для изоляционного по;рыт."я поли1. ер. ые материалы теряют свою те11лостойкссть и теплостойкость уже при воэг "йстеии температуры

383 V, (+ 110 С). Слс,".овательно, основной

l1ед0статО." I110;cT!10(0 спОсоба Очистк«1 пО

n0cTA Tp, >Г«1 роео, . а акл1 > (ае (ся Р ПОдреж ден 1.1 .:Io Llçonnll и.)l ного покрытия OT те1лперату1л10(с1 во:;д .: ic i i3i1«I, что влечет эа

Сиооil ««:0«)б. - .0 < .;лОС 1 Ь ИСГ«OЛ Ьзо 10 Н 1я !!0,10

10с10яв111 : мер011р;1ятии по предо(вращению укаэьн110го г1оврсждени>1.

Целью L,«oáðeòe:Ièi; явл1ется уменьшение посрсх<дения иэоляцион11010 покрытия трубопровода от температурного воздействия.

CornncI0 предлагаемому способу очистки полости трубопровода с нарух<ныгл изоляционным покрытием путем эапус .à в трубопро од о1истного поршня с последуюшей закачкой сжатого в компрессоре воздуха, одногременно с закачкой сх<атого воздуха в трубопровод впрыскивают воду в количестве, не превышающем величину, соответСтвующую насыщению закачиваемого сжатого воздуха парагли воды, причем впрыск воды осуществляют до тех пор, пока поршень не пройдет участок трубопровода, длина которого определяется из соотношения 1=1(1 — — ), Ро

PH где L — длина трубопровода;

Pp — атмосферное давление;

PH — давление нагнетания компрессора, после чего продолжают закачку только сжатого воздуха вплоть до выхода поршня из трубопровода.

На чортеже изображена принципиальная схема очистки полости трубопровода, Очищаемый трубопровод 1 с нарух<ныгл изоляционным покрытием 2 содержит инвентарную камеру 3 с откидным затвором 4, очистной поршень 5 и компрессорную установку б с подводящим шлейфом 7, соединяющим ее с инвентарной камерой 3. В последней установлен блок форсунок 8, сообщенный через запорный клапан 9 с источником воды высокого давления (не показан).

На длине трубопровода, равной l, размещен сигналиэатор 10 (гидравлический или механический), соединенный через усилительнопреобраэовательное устоойство 11 с запорны|.1 клапаном 9. Сигналиэатор 10 служит для контроля прохождения поршнем 5 участка трубопровода длиной I.

Предлагае1лый способ осуществляется следующ111л обраэо л.

Для очистки полости трубопро ода 1 от воды и уела 1<ненных неслежавшихся cûëó "«1х ээ Гря э .101! 1Й, с стас«ш «1л«" >т в т р у бо Г роБО де после с роительства и испытания, закры;, >Т откидной затвор.-, запуска от в трубопрсеод 1 очистной поршень 5 и эака4ИBQI01 (ж IT!.lit POЗД .,, X OT 1<0««Л(1Р«.СССР1«0.1 ) C1704865

10

P0L = Рн((- — 1), 50

55 тановки 6 через шлейф 7 в инвентарную камеру 3 (под очистной поршень 5). Одновременно открывавот эапорный клапан 9, вследствие чего вода год давлением подается в блок форсунок 8. с помощью которых она впрыскивается в инвентарную камеру 3.

Соприкасаясь с с=катым воздухом, имеющим более высоку;о температуру, эта вода испаояется, отнимая тепло от воздуха и однрвременно насыи.:ая егo водяными парами (воздух становится влажным).

Поскольку расход и температура сжатого воздуха, определяющая температуру точки росы, известны. иэ термодинамических таблиц можно определить массовую долю воды в воздухе, соответствующую температуре точки росы, а затем — максимально допустимый (предельный) массовый расход воды msaä " череэ форсунки 8.

В результате впрыска и испарения воды в количестве не превышающем величину

ms " температура сжатого воздуха существенно понижается по сравнению с температурой на выходе из компрессорной установки 6. Ввиду того, что между температурой сжатого воздуха и температурой стенки трубопровода 1 (изоляционного покрытия 2) существует однозначная связь, впрыск воды при прочих равных условиях приводит к понижению температуры стенки, а следовательно. и изоляционного покрытия 2 трубопровода 1. Соответственно уменьшается протяженность начального участка трубопровода 1 ° на котором температура стенки, а следовательно, и изоляционного покрытия 2 Tcr равна или превышает предельно допустимую температуру для данного изоляционного покРытиЯ Твf P P c7 > Тс " Р). НепРорывный впрыск воды осуществляют до тех пор, пока поршень 5 не пройдет участок трубопровода 1 длиной I, где установлен сигналиэатор10. При прохождении поршня

5 сигнализатор 10 вгырабатывает сигнал, например электрический. который после усиления и преобразования в устройстве 11 подается на исполнительный механизм запорного клапана 9, например электромагнит, под дейстнием которого эапорный клапан 9 закрывается, перекрывая подачу воды к блоку фор унок 8. После закрытия клапана 9 вплоть дс выхода поршня 5 из трубопровода 1 1<çáûòo÷íîå давление под поршнем 5 подд-.рживается только за счет закачки сжатого воздуха от компрессорной установки 6 в инвентарную камеру 3.

Длина участь: — трубог ровода I, на которой устанавливаелтся сигналиэатор 10, определяется из услсь ; полного удаления иэ труоопронода 1 в. ажно. с воздуха после вы15

45 хода из него поршня 5 в результате изотермического расшире ия объема воздуха, закачанного в трубопровод 1 при закрытом запорном клапане 9, т.е. после прекращения впрыска воды. Из уравнения изотермического процесса расширения указанного объема воздуха от давления нагнетания компрессора Рн до атмосферного давления

Ро имеем откуда I = Ц1 — — ).

Ро

Рн

Вследствие кратковременности закачки неохлажденного сжатого воздуха (без впрыска воды) протяженность начального участка трубопровода 1, на котором происходит повреждение изоляционного покрытия 2, значительно меньше, чем при закачке под поршень сжатого воздуха без его охлаждения, как в известном способе.

Пример. Определяют протяженность начального участка трубопровода диаметром 1420 мм, подверженного нагреву до температуры Твт + Tcy" . Закачка воздуха под очистной поршень осуществляется посредством высокопроизводительной мобильной компрессорной установки на базе авиационных двигателей ТКА-80/0,5, имеющей производительность ёо воздуху

ms = 60 кг/с при давлении нагнетания

Рн = 0,45 МПа, которой соответствует степень сжатия воздуха Пк = 4,5. При нормальной температуре наружного воздуха То = 293

К и указанной степени сжатия воздуха в компрессоре температура сжатого воздуха составляет Тн = 503 К(+ 230 С). Иэ термодинамических таблиц следует, что при впрыске воды этим условиям соответствует температура точки росы Tpc =343 K(+ 70 С) при равновесном массовом влагосодержании (насыщении) Хн = 0,0073.

Примем, что после впрыска воды температура влажного воздуха T»=353 V(+80 С).

Тепло Qв, отбираемое от сжатого воздуха в результате испарения воды, определяется как

0e = msCp (Тн Твв) = 9180 кВт, где Ср = 1,02 кДж/кг.К вЂ” средняя иэобарная теплоемкость воздуха в данном интервале температур.

Тепло, отбираемое от сжатого воздуха одним кг впрыскиваемой воды, вычисляется как

Остад- Ср" "(Твв Твод)+ r- 2602 кВт c/êã, 1704865 впрыска воды пропорционально отношеL — Ро

KlllO . ПРИ тров 40 МИН

Рн

Р о

5 Гзвк- 0 пол — =9 МИН.

Рн

Используя график изменения средней температуры стенки по длине трубопровода в зависимости от времени закачки сжатого воздуха (там же) г»к при температурах

10 Тн 473 К и Тгр = 272 К, для базак = 9 мин, найдем Тот - 413 К 1+140 С). В этом слУчае коэффициент востановления температуры

К будет

Х =- о" = 0,059

15 к те-т=0,7

Тн Тгр меньше равновесного (насыщенного) значения Хн - 0,073, впрыскиваемая в сжатый воздух вода полностью испаряеткя, т.е. переходит в парообразное состояние.

Температура стенки трубы в начальном сечении оп ределяется с помощью графита изменения общего теплового потока оовщ в начальном сечении трубопровода при Тн - 473 К и температуре грунта Тгр - 272 К. П ри и ро- 25 должительности закачки сжатого воздуха под поршень 1г > 20 мин имеем ообщ =5 квт/м ° ъ

Общий тепловой поток при температуре влажного воздуха T» = 353 К можно пере- 30 считать по-формуле акткц - цокщ — — 2-2 квтlм .

1вв Тг " Тн — Т, 35

Тогда температура стенки трубы в начальном сечении T«ol1 /llleTc va

1 Р общ

Т« -Твв — -343 К, 40 где а - 200 Вт/м К вЂ” коэффициент теплоотдачи от сжатого воздуха к стенке трубы, вычисленный с помощью графика ооещ - f(r) (там же).

Вследствие конденсации водяного пара 45 при понижении температуры влажного воздуха Tse по длине трубопровода, сопровождающейся выделением тепла, вычисленную выше температуру стенки трубы можно считать постоянной на достаточно большой длине трубопровода.

Продолжительность очистки трубопровода (врел1я прохождения поршнем всего трубопровода) в зависимости от его протя- 55 женности, диаметра, условий строительстэа и некоторых других факторов обычно HQ превышает; r,pa = 30 — 40 мин (тсм же). Тогда при постоэнной скорости поришя время закачки сжато о воздуха г,„-к иск.1е перекр,.щения где Ср"д = 4,2 кДж/кг-К вЂ” средняя изобарная теплоемкость воды;

Твод = 283 K — температура впрыскивэемой воды, г - 2308 кДж/кг — теплота парообразования воды при температуре Т».

Тогда массовый расход впрыскиваемой воды найдем по формуле

Ов гпвод = — = 3,53 кr/с.

Овод

Ввиду того, что массовое влагосодержание воздуха

После прекращения впрыска воды температура стенки начального участка трубопровода вследствие закачки воздуха при

Тн-503 К повышается до величины, определяемой из соотношения

Тст Тст + К(Тн — Тст ) -455 К.

1 1

Ввиду того, что теплостойкость изоляционного покрытия, характеризующая сохранение его механических свойств, нарушается пРи Тст"Р = 383 К(+110 С), с помощью гРафика

Т« -f(L) (там же) для T« - 383 К будем иметь

1вв - 150 м, где 1ов — длина участка трубопровода, на котором происходит повреждение изоляционного покрытия.

При использовании предлагаемого способа изоляционное покрытие повреждается на участке трубопровода длиной 150 м.

Приняв скорость поршня в предлагаемом и известном способах одинаковой, полное время закачки сжатого воздуха пол при известном способе очистки полости трубопровода рассчитывается с помощью очевидного равенства (г зак = 9 мин) в пол f зак — 40,5 мин.

1 н

Ро

Тогда из известных графиков (там же) при Тн = 473 К для Tcr" - 383 К имеем

Ina -425 м.

При Тн - 503 К (+230 С) эта длина составит приблизительно 460 м.

Следовательно, при использовании предлагаемого способа при прочих равных условиях изоляционное покрытие участка трубопровода повреждается на длине в три раза меньшей, чем при использовании известного способа.

Длина участка трубопровода I, на которой установлен сигнализатор 10,в рассмат1704865

Составитель И.Щербатенко

Редактор А.Кэлениченко Техрсд M.Моргентал Корректор С.Черни

Заказ 147 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государсп1енного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Х-35, Раушская наб„4/5

Про1-.зводстоенно издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 риваемом примере составит! = 0,78L. Приняв L = 50км, будем иметь I = 38,9 км.

Поскольку стоимость дорогостоящих мероприяи;й по защите изоляционного покрытия от1смпературного воздействия в основном опрсделяется длиной участка трубопровода 1,, имею щего нагрев выше или равный предельно допустимой температуре изоляционного покрытия, уменьшение указан ной длины при использовании предлагаемого способа позволяет получить значительный экономический эффект.

Таким образом, предлагаемый способ создает новый технический эффект и мол ет найти применение при строительстве магистрал ьн ы х труб оп ро водо в.

Формула изобретения

Способ очистки полости трубопровода с наружным изоляционным покрытием путем запуска в трубопровод очистного поршня с последующей закачкой сжатого в компрессоре воздуха, отличающийся тем, что, с целью уменьшения повреждения изоляционного покрытия от температурного воздей5 ствия, одновременно с закачкой сжатого воздуха в трубопровод впрыскивают воду в количестве, не превышающем величину, соответствующую насыщению закачиваемого сжатого воздуха парами воды, причем

10 впрыск воды осуществляют до тех пор, пока поршень не пройдет участок трубопровода, длина1которого определяется из соотношения

I = Ц1 — Po/Рн), 15 где L — длина трубопровода;

Ро — атмосферное давление;

Рн -давление нагнетания компрессора, после чего продолжают закачку только сжатого воздуха вплоть до выхода поршня из

20 трубопровода.

Способ очистки полости трубопровода Способ очистки полости трубопровода Способ очистки полости трубопровода Способ очистки полости трубопровода Способ очистки полости трубопровода 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению , в частности к устройствам и способам очистки внутренних поверхностей трубопроводов и закрытых сосудов из диамагнитных материалов, например нержавеющих сталей, и обеспечивает расширение технологических возможностей путем обеспечения очистки поверхностей с различной кривизной трубопроводов с отводами и т.д

Изобретение относится к способам очистки внутренней поверхности цилиндрических изделий и может найти широкое применение на транспорте при очистке внутренней поверхности букс, цилиндровых втулок дизелей трубопроводов, а также в газовой, нефтяной и других отраслях промышленности Цель изобретения - повышение качества очисУки путем изменения усилия прижима очистных элементов Способ заключается в том, что в полость изделия устанавливают очистной инструмент с очистными элементами

Изобретение относится к устройствам для перемещения в трубопроводе, несущим очистные элементы, контролирующие средства и т д и обеспечивает расширение технологических возможностей устройства

Изобретение относится к очистке и позволяет повысить надежность в работе очистного устройства

Изобретение относится к устройствам для очистки трубопроводов, канализационных систем и теплообменной аппаратуры и может применяться с целью повышения производительности

Изобретение относится к очистке изделий сжатым воздухом и позволяет повысить эффективность, а также улучшить условия эксплуатации

Изобретение относится к ручным инструментам пневматического действия, предназначенным для очистки глухих отверстий в металлоконструкциях от стальной стружки и других ферромагнитных частиц, и может быть применено с целью повышения качества очистки от загрязнений, обладающих ферромагнитными свойствами

Изобретение относится к области машиностроения, может быть использовано для очистки деталей от пыли и позволяет повысить эффективность очистки

Изобретение относится к водоснабжению , а именно к устройствам для очистки полых изделий, и обеспечивает повышение качества очистки забитых трубопроводов

Изобретение относится к очистке поверхности от пыли и позволяет улучшить обслуживание устройства

Изобретение относится к очистке внутренней поверхности трубопровода, например промышленных трубопроводов, и обеспечивает повышение производительности и качества очистки

Изобретение относится к способам очистки труб преимущественно из упругого материала, может быть использовано в машиностроении и направлено на повышение качества очистки

Изобретение относится к очистке поверхности изделий и позволяет обёс-, печить повьшение эффективности очистки при работе устройства от стружки, окалины и т.п

Изобретение относится к очистке труб и трубок посредством вибрации, может быть использовано в энергетике, машиностроении, химической и нефтяной промышленности и позволяет повысить производительность и улучшить качество очистки
Наверх