Покупателям


Технология восстановления трубопроводов с помощью сплошных полимерных покрытий (метод "Феникс")

По этой технологии внутренняя поверхность трубопроводов армируется специальным рукавом, изготовленным из полиэфир­ных и нейлоновых нитей, пропитанных полиэтиленом. Наиболее эффективна для санации внутренней поверхности изношенных сетей систем водоснабжения, обеспечивая при этом механическую прочность и герметичность восстанавливаемого трубопровода.

На Московском водопроводе работы по санации данным методом с использованием оборудования германской фирмы «Пройсаг Вассер унд Рортехник ГмбХ» ведутся с 1995 г.

Суть данного метода санации трубопроводов заключается в закреплении у торцов и протягивании бесшовного полимерного рукава в полость трубы на всю длину ремонтного участка с плотной фиксацией его внутренней оболочки к внутренней поверхности трубопровода с помощью предварительно нанесенных клеевых со­ставов (эпоксидной смолы) и давления воздуха или пара. Воздушный поток от компрессора обеспечивает выворот и про­движение оболочки по длине трубопровода, а термообработка приводит к быстрому твердению клеевых составов.

Полимерный рукав может быть толщиной 2 мм (при эксплуа­тации трубопровода под давлением воды до 3 МПа) или 3-10 мм нагрузкам, а также достижения требуемой устойчивости и про­чности, сравнимой с аналогичными показателями для нового стального или чугунного трубопровода.

Нанесение внутреннего защитного покрытия по технологии «Феникс»

7.1

 1 — автомобиль с необходимым оборудованием; 2 — полимерный чулок (рукав); 3 — компрессор; 4 — санируемый трубопровод

В состав оборудования для проведения санации трубопроводов по технологии «Феникс» входят: установка для гидравлической очистки внутренней поверхности трубопровода с давлением около 1000 МПа; установка «Феникс» с реверсивной машиной и парогенератором; передвижная мастерская с пескоструйной установкой для очистки внутренней поверхности трубопрово­да; пылепоглотитель для удаления загрязнений путем создания вакуумного разряжения; компрессор, барабан (бобина) с чулком и устройства для прочистки; телевизионное оборудование для контроля качества прочистки трубопровода и качества санации. Все необходимое оборудование устанавливается и перевозится на специальном автомобиле, однако барабан может транспор­тироваться к месту ремонта самостоятельно с использованием лафета на колесном или гусеничном ходу.

Метод нанесения сплошного полимерного покрытия приме­няется для стальных и чугунных труб диаметром 150-900 мм.

Лафет для перевозки барабана на гусеничном ходу

7.2

Длина ремонтного участка определяется в зависимости от диа­метра восстанавливаемого трубопровода: при диаметре 150 мм она составляет 500 мм, при диаметре 300 мм — 300 м, при диаметре 900 мм — 100 м.

Метод используется при любой глубине заложения труб (в грунте или непроходных каналах) и не зависит от типа грунтов, окружающих трубопровод. Он эффективен при следующих видах повреждений: трещины (продольные, поперечные, винтообраз­ные), абразивный износ, свищи (при отсутствии инфильтрации воды в трубу). При других повреждениях (раскрытые стыки, сме­щение труб в стыках) необходима предварительная подготовка, обеспечивающая соосность труб в местах дефектов.

Внутренняя поверхность трубопровода перед санацией должна быть очищена до металлического блеска в соответствии со степе­нью А по ГОСТ 9.402-80, что обеспечивается многократным про­таскиванием скребкового снаряда с металлическими гребенчатыми и радиальными скребками, специального манжетного снаряда для сбора отложений и поролонового поршня для удаления остатков отложений, а также использованием гидравлической очистки.

Соотношение эпоксидной смолы и отвердителя в период производства работ по нанесению полимерного рукава должно составлять 1:1, скорость подачи рукава в трубопровод — 2,5 м/мин независимо от диаметра трубопровода, подлежащего восстановле­нию. Продолжительность этапов затвердевания клеевого состава следует принимать не менее 5 часов при температуре пара 105°С, а продолжительность этапа охлаждения — не более 6 часов при температуре 50°С. Санация проводится при температуре наруж- ного воздуха не ниже 0°С.

Основное требование к нанесенным полимерным покрыти­ям — покрытие должно быть сплошным без видимых дефектов. В случае обнаружения любых видимых дефектов (разрыва рука­ва, вздутия пленки и т.д.) рукав извлекается из трубы и процесс санации повторяется.

Применяемые в процессе санации по методу «Феникс» матери­алы, а также защитное покрытие в целом должны соответствовать существующим санитарным требованиям, в частности иметь разрешение органов санитарного надзора РФ на использование в качестве облицовки трубопроводов, транспортирующих питьевую воду, а также сертификат соответствия Госстандарта РФ.

Проектирование ремонтных работ методом «Феникс», а также работы по нанесению покрытий, включая операции по предва­рительной прочистке трубопровода, должны производиться в соответствии с требованиями «Правил по проведению ремонта (санации) внутренней поверхности трубопроводов полиэтиле­новым рукавом по технологии “Феникс”.

При использовании метода «Феникс» длина прочищаемого участка трубопровода не должна превышать 100 м, так как исполь­зуемые стандартные шланги для гидравлической очистки имеют длину до 100 м. Профиль прочищаемого участка должен иметь постоянный уклон, обеспечивающий сток воды из трубопровода. Для исключения застревания рукава на поворотах и образования на нем складок угол поворота трубопровода при санации должен быть для труб диаметром 150 мм менее или равен 15°, для труб диаметром 300—900 мм — менее или равен 45°.

Используя для армирования старых трубопроводов тонкие защитные полимерные оболочки, наносимые методом «Феникс» или другими бестраншейными методами, следует отметить их значение и эффективность для последующей эксплуатации восстановленных сетей. Как известно, любой находящийся в эксплуатации трубопровод воспринимает давление подземных вод, грунтов, нагрузку от транспорта, собственного веса конструк­ции и влияние перепадов температур. Эти обстоятельства могут привести к прогибу, который стабилизируется после уплотнения грунта и образования грунтового свода. Исключение прогиба от давления засыпки и воздействия транспортных нагрузок или сведение его к минимуму может быть достигнуто применением труб высокой жесткости (с толстой стенкой или высоким мо­дулем упругости). В свою очередь, трубопровод, подвергшийся бестраншейному восстановлению путем нанесения внутреннего защитного полимерного покрытия, испытывает те же нагрузки, однако в зависимости от исходного состояния трубопровода перед ремонтом часть нагрузки может восприниматься его защитным покрытием, имеющим, как правило, низкий модуль упругости.

Для определения нагрузок на защитные покрытия необходи­мо руководствоваться следующими положениями. Поскольку при восстановлении сети траншея не нарушена и окружающий трубопровод грунтовый свод воспринимает ту же постоянную нагрузку, то дополнительного прогиба наблюдаться не будет. Внутреннее защитное покрытие трубопровода испытывает толь­ко гидростатическое давление воды, а давление грунта будет восприниматься лишь при нарушении грунтового свода от ин­фильтрации и эксфильтрации. При этом старая труба даже при наличии значительных повреждений способна воспринимать грунтовую нагрузку, действующую в текущий момент времени, иначе трубопровод бы разрушился. Кроме того, при отсутствии пустот за наружной поверхностью трубы прогиб (отслаивание) защитного покрытия вследствие осадки грунта эффективно ограничивается контактом с жесткими стенками старой трубы. При наличии пустот возникает риск осадки грунта. Однако, если пустоты заполнить способом цементации, существующий грунтовый свод стабилизируется и труба с защитным покрытием снова будет воспринимать соответствующие нагрузки. В связи с этим выбор в качестве защитных оболочек материалов с большой жесткостью нецелесообразен, так как более податливая тонкая оболочка лучше пригоняется к окружающему грунту. Другими словами, при восстановлении трубопроводов необходимо исполь­зовать менее жесткие трубы и одновременно повышать жесткость окружающего грунтового свода.

Таким образом, при установке гибкой оболочки на ремонтном участке трубопровода основное внимание должно уделяться не прогибу, а исключению кольцевых зазоров между старой трубой и защитным покрытием, что достигается качеством проведения восстановительных работ. При устранении инфильтрации, экс- фильтрации и миграции воды между стенкой старой трубы и внутренней оболочкой конструкция «труба—защитное покрытие» не будет подвергаться разрушению и будет продолжать воспри­нимать нагрузку от грунта и транспорта.

Практика применения защитных оболочек показала, что воз­можны три состояния эксплуатируемой трубопроводной системы с внутренним пластиковым покрытием:

  • достаточная конструктивная прочность — в трубопроводе нет трещин (за исключением волосяных менее 0,1 мм в метал­лических и неметаллических или менее 0,3 мм в железобе­тонных трубах) и обеспечена полная несущая способность; в этом случае реконструкция необходима для восстановления герметичности;
  • достаточная несущая способность — в трубопроводе имеется одна или несколько продольных трещин и он не обладает самостоятельной несущей способностью, т.е. целостность трубопровода обеспечивается совместной работой с окру­жающим грунтом в системе «труба—грунт»; в этом случае реконструкция необходима для восстановления несущей способности и герметичности;
  • недостаточная несущая способность — в трубопроводе имеется большое количество крупных продольных трещин и система «труба-грунт» больше не обладает несущей способностью; в этом случае реконструкция необходима для восстановления несущей способности и герметичности.

Таким образом, можно констатировать, что на работу внутрен­ней защитной оболочки наибольшее влияние оказывает степень повреждения структуры ремонтного участка трубопровода. В про­цессе эксплуатации трубопроводных систем, имеющих внутренние защитные покрытия, для каждого из описанных состояний должен производиться проверочный расчет, учитывающий начальные деформации, под которыми в упрощенном виде подразумевает­ся возможная деформация (отслаивание оболочки) на сегменте окружности с определенным углом раскрытия, принимаемым по данным инспектирования, или кольцевой зазор между стенкой трубы и защитным покрытием.

Метод «Феникс» широко используется в странах Европы. В частности, во Франции по данному методу обработано свыше 200 км водопроводных труб большого диаметра. Этим методом производилось также нанесение внутренних оболочек на стояки и магистрали в системе горячего водоснабжения жилых зданий. На одном из таких объектов следовало обработать несколько стояков диаметром 150 и 200 мм, высотой 52 м. Каждый из них имел шесть отводов по 45° и четыре поворота на 90°. К стоякам примыкала магистраль общей длиной 100 м, содержащая восемь поворотов на 90°.

Предпочтение методу «Феникс» в данном случае было отдано в связи с тем, что замена трубопроводов сопрягалась со значи­тельными объемами сантехнических и прочих работ по демонтажу перекрытий, стен и оборудования. Перед началом работ система горячего водоснабжения была разделена на горизонтальные и вертикальные рабочие участки средней длиной 50 м. Внутренняя поверхность труб очищалась скребками и щетками, а затем на нее накладывалась оболочка, причем на вертикальные участки — снизу вверх. Максимальное давление воздуха в течение фазы проходки составляло 0,5 МПа. Необходимо отметить, что эксплуатация системы водоснабжения после окончания необходимых операций была возобновлена через сутки.

Техническим специалистам