RU2516055C2

RU2516055C2 - Method to repair pipelines and other metal structures

Info

Publication number: RU2516055C2
Application number: RU2012139186/06A
Authority: RU
Inventors: Евстахий Иванович Крыжановский; Александр Феликсович Иткин; Юрий Владимирович Банахевич; Мирослава Степановна Полутренко; Юрий Николаевич Дёмин; Ирина Алексеевна Комарова; Андрей Владимирович Драгилев
Original assignee: Частное акционерное общество "ПИИ СИТ Нефтегазстройизоляция"; Ивано-Франковский национальный технический университет нефти и газа
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2012-09-13
Publication date: 2014-05-20
Also published as: RU2012139186A; UA104070C2

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: method includes performance of the following operations: earth works (if necessary), removal of an old insulation coating, preparation of the surface for application of a new insulating layer and application of a new insulating structure. The section of the pipeline to be repaired is separated from the remaining thread of the pipeline. Via the soil massif the area around the pipe is saturated by reagents of chemically active or biologically active interaction at the border layer "metal - old insulation", and then earth works are performed, and the old insulating layer is removed after final damage of adhesion links of the border layer. Preparation of the surface for application of new insulation is done with full removal of remains of chemical and biological reagents.

EFFECT: reduced costs for performance of repairs of pipelines with simultaneous increase of efficiency and quality of repair operations.

2 cl, 5 dwg

Description

Предполагаемое изобретение принадлежит к области ремонта трубопроводов и касается выполнения ремонтов трубопроводов разнообразного функционального назначения с выполнением замены изоляционного или лакокрасочного пласта и переизолирование и перекрашивание других металлических конструкций подземного и надземного залегания.The alleged invention belongs to the field of repair of pipelines and relates to the repair of pipelines of various functional purposes with the replacement of an insulating or paint layer and re-insulating and repainting of other metal structures of underground and above-ground deposits.

Известные химические составные части и элементы биологически активного взаимодействия, которые возникают во время эксплуатации трубопроводов с имеющимся изоляционным или лакокрасочным пластом, или без него (Крыжановский Е.И., Федорович Я.Т., Полутренко М.С. и др.: «Обеспечение микробиологической стойкости битумно-полимерного изоляционного покрытия»).Known chemical components and elements of biologically active interaction that occur during operation of pipelines with or without an existing insulating or paint layer (Kryzhanovsky E.I., Fedorovich Ya.T., Polutrenko M.S. et al.: “Provision microbiological resistance of bitumen-polymer insulation coating ").

Эти факторы, пользуясь недостатками предварительно нанесенных изоляционных конструкций, в первую очередь продолжительным сроком эксплуатации и механическими повреждениями, вызывают неконтролируемую коррозию металла труб, которая приводит к досрочному выводу из эксплуатации трубопроводов, или необходимости срочного ремонта как самого трубопровода, так и изоляционного пласта, а чаще всего с полной заменой изоляции на трубопроводе.These factors, taking advantage of the shortcomings of previously applied insulating structures, primarily the long service life and mechanical damage, cause uncontrolled corrosion of the pipe metal, which leads to the early decommissioning of pipelines, or the need for urgent repair of both the pipeline itself and the insulation layer, and more often total with a complete replacement of insulation on the pipeline.

Наиболее близким по технической сути к решению, которое заявляется, есть способ капитального ремонта (Правила производства работ при капитальном ремонте магистральных газопроводов ВСН 51-1-97, Москва 1997 г, дополн. 2, раздел III стр.60-65), который включает в себя выполнение работ по восстановлению трубопровода и освобождению от остатков грунта, снятие старого изоляционного пласта водоструйными или механическими средствами, подготовка поверхности абразивоструйным оборудованием и инструментами, собственно, нанесение новой изоляционной конструкции и работы по закапыванию трубопровода и рекультивации производственной полосы.Closest to the technical essence of the solution that is claimed, there is a method of overhaul (Rules for the performance of work during the overhaul of gas pipelines BCH 51-1-97, Moscow 1997, add. 2, section III p. 60-65), which includes includes the restoration of the pipeline and the removal of soil residues, removal of the old insulating layer with water-jet or mechanical means, surface preparation with abrasive-blasting equipment and tools, in fact, the application of a new insulating structure tion and operation of landfills and reclamation pipe production line.

Это техническое решение принимаем за ближайший аналог (прототип).This technical decision is taken for the closest analogue (prototype).

Основным недостатком такого решения есть сверхвысокие технологические и эксплуатационные затраты по выполнению операций удаления старого изоляционного пласта и подготовка поверхности, особенно в случаях выполнения работ без остановки транспорта взрывоопасных продуктов, в первую очередь газа и нефти.The main disadvantage of such a solution is the ultra-high technological and operating costs for performing operations to remove the old insulating layer and surface preparation, especially in cases where work is performed without stopping the transport of explosive products, primarily gas and oil.

В местах, где технологический праймер, который является адгезивным пластом между металлом трубы и изоляцией, локализовано остается неразрушенным, возникает значительная сложность с удалением изоляции в этих зонах, особенно битумной, ленточной, красочной, а главное приводит к значительным потерям абразивного материала при подготовке поверхности под дальнейшее нанесение новой изоляционной конструкции, которая в зависимости от условий, в несколько раз, а иногда и на порядок, снижает скорость выполнения капитального ремонта трубопроводов.In places where the technological primer, which is the adhesive layer between the pipe metal and the insulation, remains localized intact, there is considerable difficulty in removing the insulation in these areas, especially bituminous, tape, colorful, and most importantly leads to significant loss of abrasive material when preparing the surface under further application of a new insulating structure, which, depending on the conditions, reduces the speed of the pipeline overhaul several times, and sometimes by an order of magnitude .

Задачей изобретения, которое заявляется, есть сокращение затрат на выполнение ремонтов трубопроводов при одновременном повышении производительности и качества ремонтных операций.The objective of the invention, which is claimed, is to reduce the cost of performing repairs of pipelines while improving productivity and quality of repair operations.

Данный технический результат достигается в способе ремонта трубопроводов и других металлоконструкций, который включает выполнение следующих операций: земляные работы (в случае необходимости), удаление старой изоляции (старого изоляционного покрытия), подготовка поверхности под нанесение нового изоляционного пласта и нанесение новой изоляционной конструкции, участок трубопровода, который подлежит ремонту (нуждается в ремонте), предварительно отделяют от трубопровода (от остаточной нити трубопровода).This technical result is achieved in a method of repairing pipelines and other metal structures, which includes the following operations: excavation (if necessary), removal of old insulation (old insulation coating), surface preparation for applying a new insulation layer and applying a new insulation structure, pipeline section , which is to be repaired (needs to be repaired), is previously separated from the pipeline (from the residual pipeline thread).

Дальше, зона вокруг трубы (околотрубная зона) насыщается реагентами химически активного или биологически активного взаимодействия на пограничный пласт «металл - старая изоляция», а земляные работы и удаление старой изоляции выполняются после окончательного разрушения упомянутого пограничного пласта (адгезийных связей пограничного пласта), при этом подготовка поверхности для нанесения новой изоляционной конструкции выполняется с полным удалением остатков упомянутых химических и биологических реагентов.Further, the zone around the pipe (near-pipe zone) is saturated with reactive or biologically active interaction reagents on the metal-old insulation boundary layer, and excavation and removal of the old insulation are carried out after the final destruction of the mentioned boundary layer (adhesive bonds of the boundary layer), while surface preparation for applying a new insulating structure is carried out with the complete removal of the remnants of the mentioned chemical and biological reagents.

Кроме того, отделенный участок трубопровода на период химического, или биологического разрушения пограничного пласта «металл - старая изоляция», обеспечивается повышенными показателями токов электрохимической защиты.In addition, the separated section of the pipeline for the period of chemical or biological destruction of the boundary layer “metal - old insulation” is provided by increased rates of currents of electrochemical protection.

На фиг.1 изображена общая схема выполнения ремонта трубопровода 1 по способу, который представлен к заявлению.Figure 1 shows a General diagram of the repair of the pipeline 1 by the method that is submitted to the application.

На фиг.2 изображена зона, которая подлежит инъекцированию химически- или биологически активными материалами-реагентами 2 контролируемого разрушительного действия.Figure 2 shows the zone that is to be injected with chemically or biologically active reagent materials 2 controlled destructive action.

На фиг.3 изображен вариант разрушения слоя праймера 3 под действием биологически активных реагентов.Figure 3 shows a variant of the destruction of the primer layer 3 under the action of biologically active reagents.

На фиг.4 изображен вариант разрушения металла стенки 4 трубопровода 1 под действием химических и биологических реагентов.Figure 4 shows a variant of the destruction of the metal wall 4 of the pipeline 1 under the influence of chemical and biological reagents.

На фиг.5 изображена дальнейшая схема выполнения земляных работ, работ по удалению старого изоляционного пласта 5 (старой изоляции), работ по подготовке поверхности трубопровода 1 и нанесению новой изоляционной конструкции 6.Figure 5 shows a further diagram of the excavation, removal of the old insulating layer 5 (old insulation), preparation of the surface of the pipeline 1 and applying a new insulating structure 6.

Предварительно, с обеих сторон участка трубопровода 1, который подлежит ремонту, создаются известными способами переходные зоны, которые отделяют упомянутый участок от остаточной нити трубопровода 1. Средствами такого обособления трубопровода 1 может быть вырезка участка, или дополнительное комплексное изолирование переходных зон 7. Дальше, в зону близлежащую к трубопроводу 1, через грунтовый массив 8 с помощью инжекторов 9 в нескольких участках вдоль трубопровода 1 инъекцируется материал-реагент 2. Материал-реагент представляет смесь известных химических веществ, которые повышают скорость процессов разрушения неметалла старого изоляционного пласта 5, а точнее адгезийного пограничного пласта, или скорость коррозийных процессов металла стенки 4 трубопровода 1 в пограничном пласте. Биологически активными реагентами могут быть (применяться) штаммы известных бактериальных образований, которые распространяются и размножаются в пограничной зоне «металл - старая изоляция», вызывая разрушение адгезийного пограничного пласта, который создает целостную конструкцию «старый изоляционный пласт 5 - стенка 4 трубопровода 1». На период химического, биологического или биохимического разрушения адгезийного пограничного пласта «старый изоляционный пласт 5 - стенка 4 трубопровода 1» неконтролируемые коррозийные процессы на трубопроводе 1 предотвращаются за счет подъема силовых характеристик, в первую очередь токов катодной станции 10 электрохимической защиты трубопровода 1.Preliminarily, on both sides of the pipeline section 1, which is to be repaired, transitional zones are created by known methods, which separate the said section from the residual thread of the pipeline 1. The means of such isolation of the pipeline 1 can be a section cutting, or additional complex isolation of the transitional zones 7. Further, in the zone adjacent to the pipeline 1, through the soil mass 8 using injectors 9 in several sections along the pipeline 1, the reagent material 2 is injected. The reagent material is a mixture of natural chemicals that increase the rate of non-metal destruction processes of the old insulating layer 5, more specifically the adhesion boundary layer, or the corrosion rate of the metal of the wall 4 of the pipeline 1 in the boundary layer. Biologically active reagents can be (used) strains of known bacterial formations that spread and multiply in the metal-old insulation boundary zone, causing the destruction of the adhesive boundary layer, which creates a holistic structure of the “old insulation layer 5 - wall 4 of pipeline 1”. For the period of chemical, biological or biochemical destruction of the adhesive boundary layer “old insulating layer 5 - wall 4 of the pipeline 1” uncontrolled corrosion processes on the pipeline 1 are prevented by increasing the power characteristics, primarily the currents of the cathode station 10 of the electrochemical protection of the pipeline 1.

Штатные операции по переизоляции трубопровода 1 выполняются известной техникой общего и специального использования, например земляные работы - экскаваторами и бульдозерами (на фиг. не показаны), удаление старого изоляционного пласта 5 - водоструйной очисткой под высоким давлением, подготовка поверхности под нанесение нового изоляционного пласта - абразивоструйным оборудованием 12, нанесение покрытия (новой изоляционной конструкции) - изоляционными комплексами 13.Regular operations to re-insulate the pipeline 1 are carried out by well-known techniques of general and special use, for example, excavation works by excavators and bulldozers (not shown in Fig.), Removal of the old insulation layer 5 by high-pressure water-jet cleaning, surface preparation for applying a new insulation layer by abrasive-blasting equipment 12, coating (new insulation design) - insulation complexes 13.

Способ, который заявляется, реализуется следующим образом: Сначала отделяют участок трубопровода 1 от другой части трубопровода 1 за счет переходных зон 7, что препятствуют попаданию продуктов деятельности материалов-реагентов 2 и самих материалов с обеих сторон участка, а именно в зоне, где разрушение изоляции недопустимо и ремонт изоляции не запланирован. Дальше, материалы-реагенты 2 с помощью силовых инжекторов 9 инъекцируются в околотрубную зону трубопровода 1. Химически- и биологически активные материалы, которые являются составляющими материалов-реагентов 2, через повреждения, расслоения, пористые включения, и текстурные поры попадают в пограничный слой «старый изоляционный пласт 5 - стенка 4 трубопровода 1», где воссоздают разрушительные химические, биологические или биохимические процессы, которые гарантируют нарушение адгезии между металлом трубопровода 1 и старым изоляционным покрытием (старым изоляционным пластом 5). При этом скорость этих процессов регулируется за счет возможности большого диапазона изменения токов катодной станции 10 электрохимической защиты трубопровода 1. При этом повышение токов электрохимической защиты гарантирует устранение выноса металла стенки 4 трубопровода 1 на период разрушения адгезийного пограничного слоя.The method that is claimed is implemented as follows: First, the section of the pipeline 1 is separated from the other part of the pipeline 1 due to transition zones 7, which impede the ingress of the products of the activity of reagent materials 2 and the materials themselves from both sides of the section, namely in the zone where the insulation is broken it is unacceptable and insulation repair is not planned. Further, reagent materials 2 are injected into the near-pipe zone of pipeline 1 using power injectors 9. The chemically and biologically active materials that are components of the reagent materials 2, through damage, delamination, porous inclusions, and texture pores, enter the boundary layer “old insulating layer 5 - wall 4 of the pipeline 1 ”, where destructive chemical, biological or biochemical processes are recreated that guarantee violation of adhesion between the metal of the pipeline 1 and the old insulating coating Existence (old insulating layer 5). Moreover, the speed of these processes is regulated due to the possibility of a wide range of changes in the currents of the cathode station 10 of the electrochemical protection of the pipeline 1. At the same time, an increase in the currents of the electrochemical protection ensures the removal of metal removal of the wall 4 of the pipeline 1 for the period of destruction of the adhesive boundary layer.

По истечении расчетного времени на разрушение адгезийного пограничного слоя и в связи с этим, обеспечением «нулевой» адгезии старого изоляционного покрытия (старого изоляционного пласта 5) к металлу стенки 4 трубопровода 1 выполняется ремонт изоляционного покрытия трубопровода с выполнением земляных работ по обновлению трубопровода 1, скоростного удаления старого изоляционного пласта 5, который не имеет адгезийных связей с металлом стенки 4.After the estimated time for the destruction of the adhesion boundary layer and, therefore, ensuring “zero” adhesion of the old insulation coating (old insulation layer 5) to the metal of the wall 4 of pipeline 1, the insulation coating of the pipeline is repaired and excavation works to update pipeline 1, high-speed removal of the old insulating layer 5, which has no adhesive bonds with the metal of the wall 4.

Удаление старого изоляционного пласта проводится в частности механическими щетками или скребками, а также может быть применено водоструйное или абразивоструйное удаление внешнетрубными передвижными машинами.Removal of the old insulating layer is carried out in particular by mechanical brushes or scrapers, and water-jet or abrasive-jet removal by external tube mobile machines can also be applied.

Дальше выполняется подготовка поверхности трубопровода 1 без остатков предыдущего слоя праймера, что обеспечивает быструю подготовку поверхности механическими или абразивоструйными средствами с помощью зачищающих головок или вручную, с обязательным обеспечением удаления остатков реагентов и продуктов их деятельности.Next, the surface preparation of the pipeline 1 is carried out without the remains of the previous primer layer, which provides quick surface preparation by mechanical or abrasive blasting means using scrub heads or manually, with the obligatory ensuring the removal of residual reagents and products of their activity.

Предшествует обратной рекультивации грунта нанесение новой изоляционной конструкции с помощью механизированного оборудования, например, самоходных многосопловых головок, распыление под высоким давлением изоляционных полиуретанов и эпоксидов.The reverse soil remediation is preceded by the application of a new insulating structure using mechanized equipment, for example, self-propelled multi-nozzle heads, high-pressure spraying of insulating polyurethanes and epoxides.

Предложенное решение разрешает значительно сократить затраты на выполнение ремонтов трубопроводов за счет сокращения технологических затрат на удаление старого изоляционного слоя и подготовку поверхности под нанесение новой изоляционной конструкции, и повысить при этом одновременно производительность и качество ремонтных операций.The proposed solution allows to significantly reduce the cost of performing repairs of pipelines by reducing the technological costs of removing the old insulating layer and preparing the surface for applying a new insulating structure, and at the same time increase the productivity and quality of repair operations.

Предложенное решение, на сегодня, прошло лабораторно-исследовательские испытания на трубопроводах местного значения и лабораторных трубопроводах. Предложены для дальнейшей разработки планово-регламентные мероприятия при капитальном ремонте трубопроводов большого диаметра и металлических конструкций другого назначения.The proposed solution, for today, has passed laboratory research tests on local pipelines and laboratory pipelines. Suggested for further development are scheduled activities for the overhaul of large-diameter pipelines and metal structures for other purposes.

Claims

1. A method of repairing pipelines and other metal structures, which includes, if necessary, earthwork, as well as removing old insulation, preparing the surface for applying a new insulating layer and, in fact, applying a new insulating structure, which is characterized in that the section of the pipeline that needs repair, it is previously separated from the pipeline and the near-pipe zone is saturated with reagents of chemically or biologically active interaction on the boundary layer “metal - old insulation”, and excavation and removal of old insulation is carried out after the final destruction of the mentioned boundary layer, while surface preparation for applying a new insulation structure is performed with the complete removal of the remnants of the mentioned chemical and biological reagents.

2. The method according to claim 1, characterized in that the separated section of the pipeline, which is to be repaired for the period of chemical or biological destruction of the boundary layer “metal - old insulation”, is provided with increased indicators of currents of electrochemical protection.