В современном мегаполисе сотни и тысячи километров трубопроводов различного назначения, разной степени нагрузки и изношенности. Но все они крайне важны для функционирования города, производств и систем жизнеобеспечения. Любой отказ или простой систем водоснабжения, водоотведения или канализации грозит обернуться материальными убытками и угрозой здоровью и жизни людей.
Практически любой ремонт требует остановки трубопровода и откачки заполняющей его жидкости. При ремонте путем проведения сварочных или бетонных работ не допускается поступление жидкости в зону ремонта, поэтому полость трубы герметизировали подручными материалами или мешками с песком, забивали глиной или даже кирпичной кладкой. Такие способы требовали привлечения дополнительной техники, отнимали много времени и были очень трудоемкими, но при этом не обеспечивали полной герметизации полости трубы в месте ремонта.
Компанией «ОРКО» разработан удобный, безопасный и надежный способ герметизации трубопроводов. Были также разработаны пневматические заглушки (герметизаторы) на весь диапазон диаметров применяемых труб — от 40 до 1600 мм. В табл. 1 указаны основные технические и эксплуатационные характеристики изделий.
Герметизаторы ПЗУ представляют собой полую цилиндрическую оболочку, на одном из торцов которой расположен вентиль для заполнения оболочки сжатым воздухом с закрепленной на нем скобой или серьгой для опускания заглушки к месту ремонта, на другом — проушина для фиксации пневмозаглушки в трубе при стравливании сжатого воздуха из оболочки и сходе воды, накопившейся за ней в процессе проведения ремонта. На цилиндрической части заглушки сформированы герметизирующие и удерживающие пояски. Производятся также модификации заглушек с пропускным каналом (байпасом) и в складном исполнении.
Каждая пневмозаглушка рассчитана на применение в нескольких типоразмерах труб — от диаметра трубы, незначительно превышающего исходный диаметр заглушки, до диаметра трубы, равного полутора или двум исходным диаметрам заглушки. При диаметре трубы, близком к исходному диаметру заглушки, рабочее давление воздуха в заглушке и давление подпора жидкости являются максимальными и в зависимости от типоразмера заглушки находятся в пределах: давление воздуха — 4–18 кг/см2, давление подпора — 3–12 кг/см2.
При диаметре трубы, равном максимально допустимому диаметру заглушки, рабочее давление воздуха в заглушке и давление подпора жидкости являются минимальными и в зависимости от типоразмера заглушки находятся в пределах: давление воздуха — 3–4 кг/см2, давление подпора — 1–2 кг/см2.
Путем применения пневмозаглушек решается основная задача изолирования участка трубопровода от места проведения ремонтных работ. Заглушка заводится с торца в полость трубы, накачивается сжатым воздухом до нормативных параметров и полностью перекрывает доступ воды или паров в область ремонта и сварки, даже при наличии в полости трубы натекаемой жидкости. Время, затрачиваемое на герметизацию и последующее введение трубопровода в строй, сокращается в несколько раз. За счет оперативности заглушения трубопровода минимизируется экологический ущерб, снижается стоимость проведения ремонта.
Заглушки компании «ОРКО» по сравнению с зарубежными аналогами имеют множество конструктивных и эксплуатационных преимуществ. В первую очередь, они имеют, как минимум, трехкратный запас прочности по разрывному давлению и превосходят по этому показателю аналоги зарубежного производства более, чем в 2 раза. Такой запас прочности необходим при использовании заглушек на трубопроводах с высоким уровнем загрязнений, где есть возможность повреждения покровного слоя отложениями, а также при невысокой квалификации исполнителей и встречающейся низкой культуре производства и проведения работ. Также во всех изделиях покровный резиновый слой выполнен в маслобензостойком исполнении высокой степени защиты.
Кроме того, резина покровного слоя обеспечивает защиту изделий от других транспортируемых в трубопроводе жидкостей, таких как бензины, этанол, керосин и т. д. В табл. 2 приведены показатели стойкости к различным агрессивным средам.
В процессе эксплуатации аналогичных изделий была выявлена проблема: в трубах с имеющимися сварными швами, раковинами и механическими повреждениями на внутренней поверхности трубы применение пневматических заглушек, как правило, не обеспечивало полную герметичность. Неплотное прилегание оболочки в местах дефектов поверхности создавало условия для проникновения жидкости в герметизируемую область, что не обеспечивало качество ремонта. Исследования данной проблемы установили, что герметизирующие пояски на поверхности заглушки имеют небольшую высоту и несут только функцию повышения трения и удержания заглушки в трубе, не обеспечивая полной герметизации при наличии дефектов.
Разработаны и запатентованы решения этой проблемы. Герметизирующие пояски приобрели высоту и профиль, позволяющие обходить дефекты поверхности и обеспечивать плотное прилегание по всей окружности трубы (рис. 1). Были рассчитаны количество поясков и расстояние между ними, что позволило добиться полной герметизации существующих трубопроводов и повышения силы трения и, соответственно, увеличения удерживаемого давления в трубопроводе перед зоной ремонта.
Рис. 1. Схема профиля герметизирующих поясков
Работы по повышению степени герметизации получили продолжение в виде следующего изобретения, которое также защищается патентом и уже внедрено и опробовано на нескольких моделях изделий. Впервые применен прямоугольный профиль удерживающих поясков (рис. 2), что позволило увеличить значение удерживаемого заглушкой давления подпора в трубе диаметром 1000 мм с 0,8 до 2,4 кг/см2, что более, чем в два раза выше лучших серийных зарубежных аналогов. Данная разработка будет внедрена во всех изделиях компании.
Рис. 2. Схема профиля удерживающих поясков
Разработаны новые изделия — обводные заглушки ППН-3 и ППН-4/5 на диаметры труб от 380 до 1000 мм с увеличенным пропускным диаметром с целью сохранения пропускной способности трубопровода при проведении ремонтных работ.
Решения по герметизации полости трубопроводов успешно применяются во многих областях деятельности сотен различных предприятий РФ, ближнего и дальнего зарубежья.