ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

Технология антикоррозионной изоляции поверхности труб

Рекомендуемая область пременения

Строительство и ремонт трубопроводов, используемых в водоснабжении, мелиорации, нефтепроводах и газопроводах. .

Назначение, цели и задачи проекта

Установка предназначена для нанесения антикоррозионных покрытий на наружную и внутреннюю поверхности труб. Задача на решение которой направлена данная технология – повышение эксплуатационной надежности, качества наносимого покрытия на наружные и внутренние поверхности труб, а также увеличения их рабочего долголетия.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Известна установка для изоляции труб, включающая устройство для вращения и продольного перемещения труб, ванну с мастикой, насос с трубопроводом и поливочными патрубками, катушку с рулонным материалом, в которой, с целью повышения надежности работы, под поливочным патрубком установлена консоль, на которой смонтированы дозирующий лоток и рама с калибрирующим катком, соединенным посредством тяги с рычагом механизма управления положением катка (авторское свидетельство № 289253. МПК F 16 L 59/00. Установка для изоляции труб // Ю.А.Донорский (НИИ Мосстрой). Заявлено 18.07.1969, опубликовано 08.12.1970).

Несмотря на наличие дозирующего лотка с калибрующим катком, установка не обеспечивает надежного и равномерного битумно-полимерного покрытия, армированного стеклопластиком. Для работы установки требуется строго заданный температурный режим наносимого покрытия и высокая эксплуатационная надежность насоса для подачи мастики.

Известна также установка для нанесения на трубы рулонной изоляции с битумным покрытием, включающая станину, битумную ванну, кассеты для рулонной изоляции и привод, в которой, с целью повышения эффективности работы и получения равномерного слоя битума, на ее станине установлены расположенные внутри битумной ванны направляющие, между которыми смонтирован поворотный вал (авторское свидетельство № 335495. М.кл. F 16 L 59/10. Установка для нанесения на трубы рулонной изоляции // Н.М.Кудрявцев. Заявлено 10.07.1968, опубликовано 11.04.1972).

Несмотря на наличие поворотного вала, установленного в битумной ванне, и направляющих для подачи мастики на поверхность трубы, слой мастики на поверхность покрываемой трубы наносится неравномерной толщины. Это связано с тем, что окружные скорости поворотного вала и трубы не имеют строгой синхронизации.

Кроме описанных установок известно устройство для нанесения защитного покрытия на трубопровод, состоящее из корпуса, на котором закреплены шпуля и направляющий ролик для изоляционного материала, в котором, с целью повышения качества покрытия путем I предотвращения образования под покрытием воздушных пузырей, корпус снабжен поворотной драмой с закрепленным на ней подпружиненным прикатывающим роликом, имеющим бочкообразную форму и длину, равную ширине изоляционного материала, а направляющий ролик закреплен под прикатывающим роликом, при этом поворотная рама установлена на корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно трубопровода, а оси направляющего и прикатывающего роликов параллельны друг другу (31), авторское свидетельство № 1167401. М.кл⁴. F 16 L 58/02, F 16 L 53/00. Устройство для нанесения защитного покрытия на трубопровод // С.А.Ненахов, А.Т.Санжировский, А.И.Алексеев, Н.Н.Потехин и др. Заявлено 02.11.1983, опубликовано 15.07.1985).

Представленное устройство исключает пустоты под наматываемыми полосами изоляционного материала. Однако выдавленные излишки мастики с одного края полосы приводят к разной толщине покрытия, а с другой - наплывы и подтеки.

Известно устройство для нанесения антикоррозионного покрытия на поверхность трубы, включающее снабженную смотровой площадкой и ограждением эстакаду, на которой смонтированы параллельные брусья, опорные ролики, один из которых снабжен приводом в виде электродвигателя, червячного редуктора и втулочно-роликовой цепи со звездочками, ванну с разогретой битумно-полимерной мастикой, рельсы для поступательного перемещения тельферной тележки и шпули для подачи ленты из рулона армирующего стеклохолста (311, авторское свидетельство № 49 1788384. М.кл⁵. F 16 L 59/14. Способ нанесения антикоррозионного покрытия на стальные трубы // А.Г.Алимов, О.А.Алимов, А.В.Карпунин, В.В.Карпунин. Заявлено 09.04.1990, опубликовано 15.01.1993).

К недостаткам описанного устройства относятся неравномерность толщины наносимой мастики. Это вызвано тем, что в мастику окунается лента, которая в дальнейшем совершает сложное движение к внешней поверхности трубы.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту по совокупности существующих признаков является установка для изоляции наружной поверхности труб, включающая устройство для вращения и продольного перемещения труб, ванну с материалом покрытия, катушку с рулонным армирующим материалом, при этом ванна снабжена дозирующе-растирочным устройством, состоящим из подвижного регулируемого днища и растирочной полосы, образующих в месте соединения носок, смещенный от вертикальной диаметральной плоскости по ходу вращения трубы и касающийся ее поверхности, а изолирующий узел установлен на стойке и имеет регулировку по высоте, при этом катушка с рулонным армирующим материалом установлена над дозирующе-растирочным устройством с минимальным технологическим зазором и имеет регулируемый тормоз, опорные ролики с кронштейнами имеют регулировку относительно оси, привод поступательного движения опорной тележки реверсивный, а ванна имеет уклон в сторону дозирующе - растирочного устройства и снабжена электроподогревом (RU, патент № 2191318. МПК⁷ F 16 L 58/12 установка для изоляции наружной поверхности труб / В.Г.Абезин, А.В.Карпунин. Заявлено 29.08.2000. Опубликовано 20.10.2002. Бюл. №29).

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Установка монтируется на стационарном участке для антикоррозионной изоляции труб 1 (см рисунки) и включает эстакаду 2, на которой монтируется емкость 3 для антикоррозионного покрытия и блок 4 размотки рулонного материала. Изолируемая труба 1 установлена на опорные ролики 5. На дне емкости 3 предусмотрены нагревательные элементы 6. К нижней части дна закреплен растирочный фартук 7 с возможностью вращения на оси 8. В боковине емкости 3 предусмотрена ось 9 для крепления регулировочной заслонки 10 с помощью сектора 11. Нижняя часть дна имеет подвижный регулируемый козырек 12, на конце которого предусмотрено закругление 13. Для получения усиленной и весьма усиленной изоляции на блоке 4 намотан рулонный армирующий материал 14. Эстакада 2 установки опирается на колеса 15, которые перемещаются по рельсам 16. На уровне дозирующего устройства предусмотрена площадка 17 для оператора. Возвратно-поступательное перемещение установки обеспечивается мотор-редуктором 18. Необходимое натяжение рулонного армирующего материала 14 осуществляется с помощью тормозного устройства 19. Вращательное движение изолируемой трубе передается от приводных роликов 20. Регулировка дозирующего устройства по высоте производится реечным механизмом 21  К эстакаде 2 через Г-образный каркас (на рисунках не показан) жестко закреплена штанга 22 с дозирующе - растирочным устройством, которое опирается на внутреннюю поверхность   изолируемой трубы 1 распределителем 23   материала   покрытия, установленным под  дозирующим отверстием 24. Для   регулировки дозирования материала покрытия предусмотрена заслонка 25, которая крепится к штанге 22с помощью накладки 26 и винтов 27. Распределитель 23 материала покрытия имеет каток 28, а к распределителю 23 закреплен растирочный фартук 29, ширина которого больше ширины дозирующего отверстия в 1,1-1,2 раза, а длина составляет 1/5-1/6 длины окружности штанги. Распределитель 23 и фартук 29 крепятся к штанге с помощью винтов 30. Для подачи материала покрытия в штангу 22 предусмотрен насос-дозатор (не показан). За блоком 4 смонтировано дополнительное дозирующе - растирочное устройство для покрытия армирующего материала, включающее емкость 31, сектор 32 регулировки заслонки 33 и имеющее растирочный фартук 34.

Установка для нанесения усиленной антикоррозионной изоляции труб работает следующим образом. Труба 1 с помощью грузоподъемного устройства укладывается на опорные 5 и приводные 20 ролики. Оператор перемещает установку на колесах 15 по рельсам с помощью мотор - редуктора 18 к крайнему правому концу трубы введя предварительно штангу 22 в ее внутреннюю полость и с помощью реечного механизма опускает первое дозирующе - растирочное устройство до касания козырька 12 поверхности трубы 1. В зависимости от диаметра изолируемой трубы регулирует угол а установки козырька 12 к вертикали с помощью секторного механизма (не показан). После регулировки установки козырька 12 -производится установка регулировочной заслонки 10 с помощью сектора 11 на заданную норму дозирования, которая зависит от вязкости материала антикоррозионного покрытия, диаметра изолируемой трубы и скорости ее вращения. Выполнив перечисленные регулировки, оператор заполняет емкость 3 материалом антикоррозионного покрытия, включает нагревательные элементы 6 и приводные ролики 20 одновременно включается насос-дозатор подачи материала покрытия в штангу. Как только труба сделает полный оборот, оператор включает перемещение установки вдоль оси трубы и после подхода катушки 4 к краю изолированного участка накладывает рулонный армированный материал 14 на изолированный участок. При этом материал 14 приклеивается к изоляции и при вращении трубы равномерно охватывает ее наружную поверхность. Плотность прижатия материала 14 к поверхности обеспечивается тормозным устройством 19.

Нанесение материала антикоррозионного покрытия на наружную поверхность происходит следующим образом. Подогретый и имеющий оптимальную вязкость материал покрытия вытекает через зазор между заслонкой 10 и козырьком 12, огибает заглубление 13 и поступает на наружную поверхность трубы 1. Вращающаяся труба 1 подает неравномерный поток материала покрытия под закругление 13, а регулируемый козырек обеспечивает равномерное распределение материала покрытия по наружной поверхности трубы. Однако козырек не может предотвратить образование воздушных пузырьков и неприкрашенных мест на поверхности трубы, поэтому за козырьком установлен растирочный фартук, охватываемый 1/4 -1/3 часть длины окружности изолируемой трубы. Трение скольжения фартука о поверхность материала антикоррозийного покрытия удаляет воздушные пузырьки и непрокрашенные места с поверхности трубы и обеспечивает плотное прилегание рулонного изоляционного материала к изолированной поверхности трубы. Как только первый ряд рулонного изоляционного материала охватывает поверхность трубы, включается перемещение установки вдоль оси трубы, которое обеспечивает нахлест рулонного изоляционного материала, шириной 10-15 см. После перемещения дозирующе-растирочного устройства на расстояние равное двум величинам его ширины, вращение трубы останавливается. Дозирующе-растирочные устройство перемешается вдоль оси трубы, включается в работу второе дозирующе-растирочное устройство и вращение трубы. Как только труба делает полный оборот, начинается перемещение  дозирующе-растирочного устройства вдоль оси трубы. При этом производятся следующие технологические операции: нанесение материала покрытия на наружную поверхность трубопровода,  накладка армирующего материала 14 на изолированный участок с перекрытием 10-15 см, нанесение материала покрытия на поверхность армирующего материала. Для проведения весьма усиленной антикоррозионной изоляции нанесение материала покрытия и армированного материала производится в несколько слоев. Одновременно с нанесением антикоррозионной изоляции на наружную поверхность производится антикоррозионная изоляция внутренней поверхности трубы. Насос-1 дозатор подает в штангу 22 материал покрытия, который через дозирующее отверстие 24 поступает на распределитель 23, захватывается катком 28 и равномерно распределяется по внутренней поверхности трубы 1. Образовавшиеся при этом воздушные пузыри и неприкрашенные места удаляются растирочным фартуком 29. Заданный расход через дозирующее отверстие  регулируется  заслонкой 25.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Применение установки для нанесения антикоррозионной изоляции наружной и внутренней поверхности труб позволяет повысить качество покрытия и увеличить их рабочее долголетие в 5-10 раз.

При этом повышается производительность труда в 3…..4 раза, снижается трудоемкость работ в 3 раза и себестоимость работ на 60%.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Снижение трудоемкости работ в 3 раза, себестоимости на 60%, повышение производительности труда в 3…..4 раза, увеличение рабочего долголетия в 5….10 раз.

Получение данных технико-экономических показателей обеспечивается комплексной механизацией всех технологических операций, а также применением устройств позволяющих выдерживать заданные технологические параметры при проведении антикоррозионной изоляции.

Новые потребительские свойства продукции

Простота конструкции, надежность работы, высокое качество нанесенных покрытий удобство в эксплуатации. Конструкция установки позволяет выполнять антикоррозионную изоляцию на приспособленных для этой цели участках, при этом обеспечивается ее надежность и долговечность работы.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Качество нанесенного антикоррозионного покрытия соответствует ГОСТ 9.074-77*

Стадия и уровень разработки

Разработан макетный образец, проведены контрольные испытания.

Предлагаемые инвестиции

2 млн. руб.

Рынки сбыта

Российская Федерация, ближнее и дальнее Зарубежье

Возможность и эффективность импортозамещения

При проведении патентных исследований зарубежные аналоги не установлены.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

24

Дата поступления материала

03.10.2007