Способ изготовления деформированной трубной футеровки кольцевого поперечного сечения, устройство для изготовления деформированной трубной футеровки, способ укладки цилиндрической термопластичной футеровки в трубопровод, устройство для укладки частично и временно деформированной футеровки в трубопровод

Способ изготовления деформированной трубной футеровки кольцевого поперечного сечения, устройство для изготовления деформированной трубной футеровки, способ укладки цилиндрической термопластичной футеровки в трубопровод, устройство для укладки частично и временно деформированной футеровки в трубопровод

Реферат

 

Сущность изобретения: экструдируют термопластичный материал при температуре выше температуры его кристаллизации для образования футеровки кольцевого поперечного сечения. Деформируют футеровку цилиндрической формы путем изменения ее кольцевого сечения в поперечное сечение преимущественно V-образной формы при температуре восстановления "памяти формы". Охлаждают футеровку с деформированным поперечным сечением до температуры окружающей среды. Деформирование футеровки осуществляют посредством ряда вдавливаний в плоскости симметрии одного из участков поперечного сечения в диаметральном направлении к его противоположному участку. С образованием боковыми участками поперечного сечения двухстенных конфигураций, симметрично расположенных относительно плоскости симметрии, с образованием вдавленным участком поперечного сечения складки, сближающейся с боковыми участками кольцевого поперечного сечения. Этап вторичного сжатия противоположных боковых участков двустенных конфигураций внутрь к плоскости симметрии осуществляют изгибанием противолежащих боковых участков двустенных конфигураций от верхней мертвой точки, лежащей в плоскости симметрии. 4 с. и 7 з.п. ф-лы, 26 ил.

Изобретение относится к строительству и эксплуатации трубопроводных систем и может быть использовано при ремонте трубопроводов.

Известен способ изготовления деформированной трубной футеровки кольцевого поперечного сечения, выполненной из термопластического материала и предназначенной для укладки в трубопроводе с возможностью восстановления ее формы с исходным поперечным сечением, внешний диаметр которого сравним с внутренним диаметром трубопровода, включающий экструдирование термопластического материала при температуре выше температуры его кристаллизации для образования футеровки кольцевого поперечного сечения, деформирование футеровки цилиндрической формы путем изменения ее кольцевого сечения в поперечное сечение, преимущественно U-образной формы при температуре восстановления памяти формы, охлаждение футеровки с деформированным поперечным сечением до температуры окружающей среды [1] Недостатком данного способа является то, что не раскрыто каким образом деформируется U-образная футеровка, кроме как в общем случае сжатия поперечного сечения с целью образования желоба.

Известно также устройство для изготовления деформированной трубной футеровки, содержащей по меньшей мере два вращающихся ролика, установленных на параллельных горизонтальных осях, и пару вращающихся роликов, установленных на вертикальных осях и расположенных симметрично относительно плоскости продольной cимметрии [2] Недостатком данного устpойства является высокая трудоемкость получения U-образной формы футеровки.

Известен также способ укладки цилиндрической термопластической футеровки в трубопровод, включающий создание пустотелой футеровки с поперечным сечением, преимущественно U-образной формы, деформированной из цилиндрической формы при температуре памяти восстановления формы, втягивание и размещение деформированной футеровки в трубу, нагревание деформированной футеровки до температуры не менее температуры кристаллизации термопластического материала с приданием ей первоначальной формы, соответствующей форме трубы.

Известно устройство для укладки частично и временно деформированной футеровки в трубопровод, содержащее средство для введения и протягивания футеровки через трубу, средство для нагревания футеровки до температуры памяти восстановления формы посредством подачи в футеровку нагретой рабочей среды [1] Недостатком данного способа и устройства является то, что не раскрыт способ и устройство специального двухступенчатого сжатия, необходимого для более полного прилегания футеровки к внутренним стенкам трубопровода.

Технической задачей изобретения является создание способов и устройств для изготовления деформированного трубчатого изделия, применимого в качестве трубных футеровок, а также устройств и способов укладки трубной футеровки внутри трубопровода.

Предлагаемый способ изготовления деформированного трубчатого изделия включает первую стадию экструдирования трубной футеровки с кольцевым поперечным сечением, и вторую стадию изменение формы выдавленной трубы меньшего поперечного сечения для укладки в трубопровод в качестве его футеровки. Особенностью этого способа изготовления трубчатого изделия является использование термопластического материала с температурным контролем на последовательных стадиях операции: во время выдавливания его в исходной и последующих формах, во время изменения его формы и во время его возврата к нормальному рабочему состоянию при установке в трубопроводе.

Целью изобретения является создание способа и устройства для изготовления деформированных трубных футеровок с непрерывной длиной, а также способов и устройства для укладки футеровок в трубу для последующего возврата футеровок внутри трубы к их первоначальному, как после выдавливания, ненапряженному поперечному сечению. На практике внешний диаметр футеровочного изделия равен или немного больше внутреннего диаметра защищаемой трубы, из-за чего футеровка оказывается либо ненапряженной, либо испытывает небольшое периферийное сжатие, причем пластинная футеровка легко воспринимает любое из этих состояний, поскольку структурные усилия принимает на себя внешняя труба.

Другим объектом изобретения является формоизменение первоначально выдавленного кольцевого поперечного сечения без пагубного воздействия на его структурную целостность и с возможностью восстановления первоначально выдавленного поперечного сечения. Для приведения термопластического материала в размягченное состояние после выдавливания применяется регулируемая теплообработка с одновременным использованием формоизменяющих инструментов, уменьшающих конфигурацию его поперечного сечения. После создания требуемой деформации тепло отводится и готовое изделие непрерывной длины наматывается на барабаны для хранения, транспортировки и последующей укладки в трубы.

В качестве примера проиллюстрирована и описана U-образная уменьшенная трубчатая конфигурация, но могут применяться V-образные, Н-образные, Х-образные и другие конфигурации поперечного сечения. U-образные и V-образные конфигурации рассматриваются как наиболее практичные и предпочтительные для подобного трубчатого изделия.

При осуществлении изобретения изменение формы первоначально выдавленной трубы, предпочтительно цилиндрической формы, производится постепенно с помощью формоизменяющих средств. По крайней мере с одной стороны экструдированной трубы постепенно нарастает вдавливающее усилие, приводящее ее к продольному изгибанию с образованием деформируемой трубы уменьшенного поперечного сечения U-образной или V-образной формы. Как отмечено выше, эта деформация происходит под регулируемым нагревом, температура которого существенно ниже точки текучести термопластического материала, и таким образом пластик деформируется без вредного воздействия на его структурную целостность как в формоизмененном состоянии, так и во вновь восстановленном исходном состоянии. Предпочтительно, чтобы для изменения формы исходной выдавленной трубы применялись ролики. На практике формоизменение производится постепенно, шаг за шагом, с применением связанных пар профилирующих роликов. Особенностью является продольный изгиб экструдированной трубы на формовочном рельсе посредством противонаправленно действующих профилирующих роликов, охватывающий этот формовочный рельс. Готовое изделие затем охлаждается до окружающей температуры во время или/и после снятия его с формовочного рельса с помощью охлаждающего желоба. Нагревание и охлаждение выполняются теплопоглощением или излучением тепла и предпочтительно с помощью терморегулируемых водяных ванн или струй.

В настоящее время спрос преобладает на такие трубные футеровки с диаметром 2-24 дюймов (5,08-60,96 см). Толщина стенки изменяется пропорционально диаметру в соответствии с необходимостью. Соответственно будут изменения в технологическом процессе, включая количество профилирующих средств, описанных здесь, например профилирующих и опорных роликов, в которых по крайней мере одна сторона экструдированной трубы деформируется необходимым образом. Другими словами число профилирующих средств и степень поэтапного изменения конфигурации меняется в зависимости от размера, толщины стенки и материала, подлежащего деформированию. Особенностью этого способа и устройства состоит в том, что изделие вытягивается из экструдера, из формоизменяющего устройства для управляемой подачи на приемный барабан посредством деформированного трубчатого изделия в пределах заданных допусков. Объектом изобретения является создание тягового усилия на трубу во время изменения ее конфигурации, создаваемого профилирующим средством (силовые ролики). На практике вращающий момент прикладывается отдельно к профилирующим и опорным роликам, чтобы обеспечивалось равномерное продвижение деформируемого трубчатого изделия.

Описываемое изделие термопластическая футеровка, у которой уменьшено поперечное сечение по сравнению с сечением непосредственно после экструзии таким образом, что она может быть легко введена внутрь трубопровода и восстановлена до первоначального экструдированного поперечного сечения. Предполагая, что трубопровод имеет кольцевое поперечное сечение, внешний диаметр экструдированной и/или восстановленной футеровочной трубы делают равным или немного большим внутреннего диаметр трубопровода, вмещающего эту футеровку с тем, чтобы внешняя поверхность футеровки тесно прилегала к внутренней поверхности трубопровода и предпочтительно при небольшом периферийном сжатии. Такой внутренний контакт футеровки с трубопроводом включает любые кольцевые зазоры между ними, в результате чего фактически исключается необходимость заполнения таких кольцевых зазоров.

Особенностью этой футеровки является тонкостенная конфигурация, выполненная из термопластика, подобного полиэтилену, нейлону, тефлону, АВS или любому подобному пластическому материалу, благодаря чему незначительное уменьшение внутреннего диаметра проходного канала в значительной степени компенсируется исключительно высоким коэффициентом потока внутри футеровки, изготовленной из подобного термопластического материала. При проектировании новых трубопроводов дорогостоящие трубные материалы, подобные нержавеющим сплавам, можно заменять на обычные стальные трубы с этой футеровкой, чем сокращаются затраты в 1,5-2,2 раза при одновременном использовании повышенных стойкостных свойств пластика по отношению к жидкости, которые можно подбирать целенаправленно. Соответственно нет надобности заменять трубопроводы, которые конструктивно исправны, поскольку такая футеровка может быть установлена в них или заменена, в зависимости от обстоятельств.

Предлагаемые способ и устройство для изготовления футеровки включают первую стадию экструдирования термопластической трубы и вторую стадию изменение формы этой термопластической трубы.

Первая стадия выдавливание предполагает пластичный материал и выдает кольцевое поперечное сечение посредством вакуумного желоба, который регулирует температуру обработки и точность конфигурации кольцевого поперечного сечения.

Вторая стадия изменение формы кольцевого поперечного сечения в принципе предполагает наличие многостадийного профилирующего оборудования, которое деформирует экструдированное изделие при регулируемой температуре и выдает его через охлаждающий желоб в виде готового изделия готовой футеровки. В конце второго этапа изготовления готовая футеровка вытягивается натяжным устройством, которое управляет линейной скоростью изготовления и обеспечивает постоянную толщину стенки готовой футеровки.

Изобретение также относится к усовершенствованным способу и устройству для размещения временно деформированной трубной футеровки внутри трубопровода, расширения доформированной футеровки до ее первоначального цилиндрического профиля, выполнения вспомогательных операций, еще более точного соответствия футеровки внутреннему контуру трубы и заделывания противоположных концов футеровки в кольцевые трубные фланцы.

Перед вводом U-образной футеровки в трубу или трубопроводную секцию надо выполнять несколько подготовительных операций. Например, после обеспечения доступа к трубе, подлежащей футерованию, через имеющиеся люки или смотровые отверстия или после откапывания новых смотровых колодцев трубные соединения должны быть разобраны и внутреннее пространство трубы или трубопроводной секции должно быть подвергнуто чистке для удаления мусора и/или осадков. Далее через трубопровод должен быть пропущен натяжной или поводковый трос, чтобы можно было протащить U-образную футеровку в трубу с выходного конца ("входной" конец трубы, в который вставляется футеровка, а "выходной" конец, противоположный "входному" концу, термин "труба" применяется для указания как одиночной трубы, так и для нескольких одиночных длин, соединенных вместе для образования трубопровода или секции трубопровода). Вне зависимости от числа отдельных длин трубы, подлежащей футерованию, открытые концы трубы или труб, которые определяют полную длину, подлежащую футерованию, обычно оснащаются радиальными фланцами для соединения соседних трубных секций.

Операции очистки можно осуществить одиночно щеточным наконечником известной конструкции. При этом щеточный наконечник используется для протягивания через трубу поводкового или натяжного троса. Для протяжки наконечника, установки в трубу и расширения футеровки к каждому концу трубы с помощью названных выше радиальных фланцев и крепежных деталей, подобных болтам и т. д. присоединяется коллектор, который открыт с конца, примыкающего к трубе, а с другого конца закрыт съемным фланцем. Внутренний диаметр коллектора несколько больше внешнего диаметра футеровки, что облегчает демонтаж коллектора после расширения футеровки. Этот же размер коллектора используется для хранения щеточного наконечника. Перед установкой коллектора на входном конце трубы в коллектор помещают щеточный наконечник, через отверстие в коллекторе просовывают натяжной или поводковый трос и закрепляют его на заднем конце наконечника.

Когда коллекторы установлены на каждом конце трубы, за наконечником подается жидкость или воздух, чтобы прогнать его через трубу. Выпускной клапан в выходном коллекторе позволяет воздуху, находящемуся перед наконечником, выходить из трубного пространства. Щетки наконечника очищают внутреннюю поверхность трубы известными способами.

Когда наконечник и натяжной трос достигнут выходного конца трубы, выходной коллектор открывают и снимают наконечник. Затем натяжной трос на выходе закрепляется на лебедке или другом подходящем наматывающем механизме.

Одновременно открывается входной коллектор и поводковый или натяжной трос отрезается от барабана. Затем трос пропускается через открытый коллектор и присоединяется к ведущему концу U-образной футеровки. Теперь футеровку можно сматывать с ее барабана и вводить в трубу с помощью установленной на выходном конце лебедки или другого подходящего механизма.

В зависимости от длины трубы, давления, проталкивающего наконечник через трубу и предела прочности натяжного троса, проводка натяжного троса через всю длину трубы может потребовать многочисленных операций. Например, для длинных секций труб порядка двух миль (3,2 км) и более или когда в трубе имеется течь создаваемое в трубе давление может оказаться недостаточным для проталкивания наконечника и одновременного протягивания через трубу троса или кабеля необходимой прочности. В этом случае вначале через трубу пропускается наконечник сравнительно малого веса с легким поводковым тросом ("леской"), за которым последовательно пропускаются один или несколько все более прочных тросов, протягиваемых все более тяжелыми наконечниками, прежде чем через трубу пропускается необходимый натяжной трос.

Когда футеровка втянута в трубу с помощью выходной лебедки, она образуется с таким расчетом, чтобы сравнительно короткие участки футеровки выступали с каждого конца трубы, т.е. ее обрезают до длины, которая приблизительно равна длине самой трубной секции плюс длины входного и выходного коллекторов. Затем в коллекторы устанавливаются уплотнительно-расширительные устройства для герметизации концов футеровки и механического расширения футеровки. После этого через одно из уплотнительно-расширительных устройств в трубу подается жидкость, предпочтительно горячая жидкость из замкнутой бойлерной системы, для нагревания футеровки до температуры, которая выше точки кристаллизации материала футеровки, например, до 235^оС, если исходным сырьем является полиэтилен фирмы "Юнион Карбайд". Во время нагревания выпускной клапан в коллекторе, противоположен тому, через который поступает горячая жидкость, остается полуоткрытым, выпуская горячую жидкость столько времени, сколько требуется для достижения требуемой температуры. Когда футеровка достигнет температуры, превышающей температуру кристаллизации ее исходного материала, она начинает восстанавливать свою первоначальную цилиндрическую форму. Одновременно давление внутри футеровки поднимается предпочтительно до уровня около 7 бар, 7,14 ат в качестве первого этапа запрессовки футеровки. Но поскольку труба не является круглой по всей своей длине, без выполнения некоторых дальнейших операций могут возникнуть кольцевые или другого вида карманы воздуха между футеровкой и внутренней стенкой трубы. В соответствии с изобретением выпускной клапан настраивается так, чтобы давление внутри футеровки на втором этапе поднялось выше 15 бар (15,29 ат), чтобы заставить футеровку более точно принять контур внутренней поверхности трубы. Повышение давления на втором этапе должно рассматривать как дополнительную операцию и его необходимость зависит от состояния трубы, подвергаемой футеровке, а также толщины футеровки.

После спуска горячей жидкости, например воды, из трубы через клапан в коллекторе уплотнительно-расширительные устройства снимаются. Затем пока футеровка еще не остыла во входной коллектор вводится калиброванный расширитель для прогона его через трубопровод, чем создается радиальное усилие, направленное наружу по окружности футеровки, выжимающее остатки воздуха между футеровкой и трубой. Этим обеспечивается еще большее прилегание футеровки внутренней поверхности трубы, включая сварные швы и другие неровности поверхности. Расширитель проталкивается через трубопровод холодной водой, которая "примораживает" футеровку по месту. По завершении расширения футеровки внутри трубы входной и выходной коллекторы удаляются, и футеровочные концы вновь нагревают и заделывают в глухие фланцы трубы.

Можно оснастить непрерывной футеровкой трубы диаметром в диапазоне 2-24 дюймов (5,08-60,96 см) и длиной две мили (3,6 км) и более для создания идеальной противокоррозийной защиты как для новых, так и ранее уложенных и уже корродированных труб.

Другими преимуществами изобретения являются сохранение структурных характеристик трубы, подвергаемой повторной футеровке, в то время как толщина U-образной футеровочной стенки может быть 3,5-18 мм в зависимости от технических требований. Минимально уменьшенный внутренний диаметр компенсируется исключительно высоким коэффициентом потока, свойственным термопластической футеровке. U-образную футеровку можно применять для новых трубопроводов, для перекачки высококоррозионных продуктов, чтобы избежать использования дорогостоящих материалов, подобных нержавеющей стали или сплавов. В большинстве случаев поток внутри пластической футеровки будет более эффективен, чем при использовании труб из нержавеющей стали или сплавов. Футерование корродируемых внутри труб обеспечивает долгий срок службы как новых, так и отремонтированных трубопроводов без дорогостоящей полной замены трубных секций по причине их коррозии. Футеровка эффективно снижает затраты на ремонт и техническое обслуживание и тем самым существенно сокращает производственные потери. Поскольку U-образную футеровку можно укладывать в очень длинные секции, этот способ упрощает зачастую трудоемкое и вызывающее общественное неудовольствие вскрытие поверхности на заповедных землях или в густозаселенных городских участках с людскими и транспортными потоками. Хотя при нормальном использовании ожидаемый срок службы термопластической футеровки до стал лет, непредвиденные повреждения могут весьма экономично устраняться в результате простоты удаления и замены U-образной футеровки и ее сравнительно низкой стоимости. Применение термопластической U-образной футеровки восстанавливает корродированным трубам их первоначальные гидродинамические свойства и предотвращает дальнейшую абразивную и коррозионную порчу стенок стальных труб, чем существенно продлевается экономичный срок службы установки.

Указанный процесс является простым, быстрым, дешевым и связанным с минимальным простоем.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения трубная футеровка изготавливается из высокоплотного полиэтилена (НDРЕ), например композита фирмы "Юнион Карбайт" DGDB-2480 Блэк (черный) 4865, удовлетворяющий требованиям стандарта США ASTM 1248-81 в для изделий типа РЕ Класса С. Он отличается высокой степенью стойкости к поверхностному растрескиванию и высокой прочностью. Могут также применяться нейлон, тефлон ТМ (торговая марка), ABS и другие пластические материалы.

Предпочтительный футеровочный высокоплотный полиэтилен НDРЕ повергся испытанию более чем 280 химическими веществами, которые предпочтительно могут транспортироваться по трубопроводу, и были получены следующие результаты, относящиеся к вышеуказанному НDРЕ, в частности относящиеся к изобретению: обладает высокой стойкостью к Р2S, CO2 и NaCl; превосходен для транспортировки газов; обладает поперечными связями, что позволяет работать с продуктами при высоких температурах (250оF-121,11оС); стабилен при старении; обладает низким коэффициентом шероховатости ( 0,020); не воспринимает осадки или отложения. новых трубопроводов, для перекачки высококоррозионных продуктов, чтобы избежать использования дорогостоящих материалов, подобных нержавеющей стали или сплавов.В большинстве случаев поток внутри пластической футеровки будет более эффективен, чем при использовании труб из нержавеющей стали или сплавов. Футерование корродируемых внутри труб обеспечивает долгий срок службы как новых, так и отремонтированных трубопроводов без дорогостоящей полной замены трубных секций по причине их коррозии. Футеровка эффективно снижает затраты на ремонт и техническое обслуживание и тем самым существенно сокращает производственные потери. Поскольку U-образную футеровку можно укладывать в очень длинные секции, этот способ упрощает зачастую трудоемкое и вызывающее общественное неудовольствие вскрытие поверхности на заповедных землях или в густозаселенных городских участках с людскими и транспортными потоками. Хотя при нормальном использовании ожидаемый срок службы термопластической футеровки до ста лет, непредвиденные повреждения могут весьма экономично устраняться в результате простоты удаления и замены U-образной футеровки и ее сравнительно низкой стоимости. Применение термопластической U-образной футеровки восстанавливает корродированным трубам их первоначальные гидродинамические свойства и предотвращает дальнейшую абразивную и коррозийную порчу стенок стальных труб, чем существенно продлевается экономичный срок службы установки.

Указанный процесс является простым, быстрым, дешевым и связанным с минимальным простоем.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения трубная футеровка изготавливается из высокоплотного полиэтилена (НDРЕ), например композита фирмы "Юнион Карбайд" DGDB-2480 Блэк (черный) 4865, удовлетворяющий требованиям стандарта США ASTM 1248-81в для изделий типа РЕ Класса С. Он отличается высокой степенью стойкости к поверхностному растрескиванию и высокой прочностью. Могут также применяться нейлон, тефлон ТМ (торговая марка), ABS и другие пластические материалы.

Предпочтительный футеровочный высокоплотный полиэтилен НDРЕ подвергся испытанию более чем 280 химическими веществами, которые предпочтительно могут транспортироваться по трубопроводу, и были получены следующие результаты, относящиеся к вышеуказанному НDРЕ, в частности относящиеся к изобретению: обладает высокой стойкостью к Н₂S, CO₂ и NaCl; превосходен для транспортировки газов; обладает поперечными связями, что позволяет работать с продуктами при высоких температурах (250^оF-121,11^оС); стабилен при старении; обладает низким коэффициентом шероховатости (0,020); не воспринимает осадки или отложения.

Для снятия напряжения в футеровке необходимо, чтобы футеровка после завершения обработки застывала в своей первоначальной цилиндрической форме. Однако снятие напряжения можно достичь без повышения температуры при условии, что в течение определенного времени в трубе будет поддерживаться давление, что снимает напряжение, при этом футеровка остается в своей цилиндрической форме, прижатой к внутренней стенке исходной трубы. Это особенно важно для повторного футерования трубопроводов, которые перекачивают жидкости и газ под давлением, т.е. когда давление в среде, перекачиваемой рефутерованным трубопроводом, оказывается достаточным для застывания футеровки в ее цилиндрической конфигурации.

В соответствии с этой особенностью изобретения после того, как деформированная футеровка уложена в трубу и противоположные концы футеровки деформированы на каждом конце коллектора, как описано выше, вместо нагревания трубы в нее вводят расширитель для механического расширения футеровки к ее первоначальной цилиндрической конфигурации. Для этого расширитель предпочтительно вставляется в выходной конец трубы (хотя его можно вставить и во входной конец), а в трубу за расширителем подается газ или жидкость под давлением, предпочтительно газ, например воздух. Желательно одновременно создать на входном конце трубы перепад давлений. Например, текучую среду за расширителем нагнетают под давлением 25-150 фунтов на 1 кв. дюйм (1,7578-10,5465 кг/см²), в то время как на входном конце трубы создается давление 5-40 фунтов на 1 кв. дюйм (0,3516-2,8124 кг/cм²). Когда расширитель проходит через футеровку, он возвращает футеровку в ее исходную цилиндрическую форму. После завершения прохода расширителя футеровку выдерживают под внутренним давлением в течение определенного времени, например около 30 мин. Затем давление сбрасывается, удаляются расширитель и коллекторы, противоположные концы заделываются, как описано выше, и восстанавливается рабочий режим перекачки под давлением текучей среды. В частности, такой режим восстанавливается на сравнительно короткое время, порядка 24 ч или менее, чтобы внутренность футеровки повторно подверглась давлению рабочей текучей среды и чтобы удержать футеровку в ее цилиндрической форме и прижатой к внутренним стенкам трубы. Рабочее давление обеспечивает футеровке принять форму трубы и со временем все напряжения снимаются с нее настолько, что футеровка остается цилиндрической даже после снятия рабочего давления.

Предлагаемый способ рефутерования напорных трубопроводов может применяться и к трубам, работающим под нормальным давлением, при условии удержания футеровки под давлением в течение определенного времени. Например, поддержание давления в течение 3-4 недель в большинстве случаев гарантирует, что футеровка восстановит и застынет в своей первоначальной цилиндрической конфигурации. При более коротких отрезках времени, например менее одной недели, футеровка может и не восстановить свою идеально цилиндрическую конфигурацию с последующим ее удержанием. Однако, даже при таком укороченном временном интервале напряжения в футеровке будут настолько ослаблены, что футеровка будет способна удерживать в целом цилиндрическую форму. Способность восстанавливать и удерживать в целом цилиндрическую исходную конфигурацию является функцией диаметра, материала и толщины стенки футеровки. Следовательно, чем больше диаметр и/или толщина, тем дольше времени следует держать футеровку под давлением для восстановления ею и удержания своей первоначальной цилиндрической конфигурации. Также справедливо обратное соотношение.

Изобретение применимо к трубопроводам различных типов, включая водо- и шламопроводные, нефте- и газопроводные, паро- и дымопроводные, для соленой воды, для общественной канализации и дренажные, газосборочные и газораспределительные и др.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения создан способ для изготовления деформированной трубной футеровки кольцевого поперечного сечения, внешний диаметр которого позволяет вставлять ее внутрь трубопровода и которая изготавливается из пластического материала, для последующей укладки в трубопроводе и восстановления ее формы в исходном поперечном сечении, причем предлагаемый способ отличается, во-первых, уменьшением кольцевого поперечного сечения на его деформируемом участке путем его вдавливания по диаметру к противоположному его же участку в плоскости двусторонней симметрии, относительно которой противоположные участки кольцевого сечения сгибаются в двустенные конфигурации, причем складка сближается с противоположным участком кольцевого поперечного сечения, во-вторых, сжатием противоположных участков двустенных конфигураций в поперечном направлении к плоскости двусторонней симметрии путем сгибания двусторонней конфигурации противоположных участков, что уменьшает конфигурацию поперечного сечения без ее растяжения, для укладки ее в трубопровод и восстановления в нем ее первоначального кольцевого поперечного сечения для соответствия его конфигурации трубопровода.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения создано устройство для изготовления деформируемой трубной футеровки, обладающей кольцевым поперечным сечением и изготовленной из пластического материала, для последующей укладки ее в трубопровод и восстановления первоначально экструдированного поперечного сечения для соответствия внутреннему диаметру трубопровода, при этом устройство отличается по крайней мере одним вращающимся опорным роликом, размещенным на горизонтальной оси против по крайней мере одного профилирующего ролика и параллельно его оси, причем у опорного ролика вогнутая поверхность, центрированная в плоскости двусторонней симметрии, для сцепления с опорным участком кольцевого поперечного сечения у профилирующего ролика вогнуто-выпуклая поверхность с профилирующим ребром в плоскости двусторонней симметрии для вдавливания деформируемого участка кольцевого поперечного сечения в диаметральном направлении к его опорному участку и вдоль плоскости двусторонней симметрии, относительно которой противоположные участки кольцевого поперечного сечения сгибаются в двустенные конфигурации. Причем его складка сближается с противоположным опорным участком кольцевого поперечного сечения и парой поперечно расположенных вращающихся профилирующих роликов, насаженных на вертикальные оси по разные стороны от плоскости двусторонней симметрии и обладающих каждый вогнутой криволинейной поверхностью для захвата и дальнейшего нажима на двустенные конфигурации боковых участков поперечного сечения внутрь к плоскости двусторонней симметрии путем их изгибания и уменьшения тем самым конфигурации поперечного сечения кольцевого поперечного сечения и дальнейшего сжатия противоположных его участков, начиная от верхней мертвой точки, совпадающей с плоскостью двусторонней симметрии.

Следующий предпочтительный вариант осуществления изобретения создает процесс для укладки пустотелой цилиндрической термопластичной футеровки в трубу. При этом процесс отличается этапами уменьшения изменения профиля поперечного сечения футеровки для уменьшения размера ее поперечного сечения при температуре, формирующей стремление изделия возвратиться к исходной конфигурации около 235^оF притягиванием деформированной футеровки в трубу так, что трубная футеровка выступает из противоположных концов трубы, повторным нагревом футеровки до температуры, формирующей стремление футеровки к возврату к цилиндрическому поперечному профилю и последующим повышением давления внутри футеровки для обеспечения соответствия футеровки внутренним контуром трубы.

Еще один предпочтительный вариант осуществления изобретения создает процесс укладки термопластической футеровки в круглую трубу, обладающую внешним и внутренним диаметрами, при этом процесс отличается формированием при первом повышении температуры термопластической футеровки, обладающим цилиндрическим профилем и внешним диаметром, который больше внутреннего диаметра трубы, временной деформацией цилиндрической футеровки при втором повышении температуры до измененной конфигурации поперечного сечения с уменьшением размера поперечного сечения футеровки приблизительно на 25% охлаждением футеровки до окружающей температуры, укладкой футеровки в трубу, повторным нагревом футеровки по крайней мере до уровня второго повышения температуры для возврата футеровки к цилиндрическому профилю и приложением дополнительных расширяющих усилий к футеровке для существенной подгонки футеровки к трубе.

Следующий вариант осуществления изобретения создает процесс укладки термопластической футеровки в трубу, содержащий этапы изготовления пустотелой цилиндрической футеровки, формируемой из термопластического материала, изменении профиля поперечного сечения футеровки для уменьшения его размера, укладки деформированной футеровки в трубу так, чтобы футеровка выступала из противоположных концов трубы, механического изменения конфигурации футеровки с возвратом к цилиндрическому поперечному сечению и прилеганием к внутренним стенкам трубы и создания давления внутри футеровки по всей ее длине от конца до конца на заданное время, чтобы прижать футеровку к внутренним стенкам трубы и снизить напряжения в футеровке, побуждающие футеровку вернуться к своему временно измененному профилю.

На фиг. 1 представлена структурная схема, иллюстрирующая способ экструзионного изготовления пластической трубной футеровки, способной восстанавливать свою первоначальную после экструзирования конфигурации поперечного сечения, где 1 изделие, 2 натяжное устройство, 3 охлаждение 70^оF (21,11^оС), 4 формоизменяющее устройство 160^оF (71,11^оС), 5 вакуумное охлаждение 160^оF (71,11^оС), 6 вакуумная установка, 7 полуфабрикат, 8 экструдер (250-300^оF), т.е. 121,11-148,89^оС.

На фиг. 2а, б, в, г,д представлены поперечные сечения экструдированной трубной футеровки на последовательных стадиях изменения формы (пунктирной линией показана цилиндрическая конфигурация готовой футеровки для сравнения с постепенным изменением ее формы); на фиг. 3 поперечное сечение формоизменяющего устройства, осуществляющее предлагаемый способ изменения формы экструдированной термопластической трубы, где 1 70^оF (21,11^оС); 2 160^оF (71,11^оС).

На фиг. 4-9 представлены увеличенные детализированные поперечные проекции, взятые по линиям 4-4, 5-5, 7-7, 8-8 и 9-9 на фиг. 3; на фиг. 10 схематический продольный разрез, иллюстрирующий протяжку поводкового троса через трубную секцию, подлежащую футерованию в соответствии с изобретением; на фиг. 11 схематический продольный разрез, иллюстрирующий последующий этап процесса футерования трубы, при котором через трубную секцию, подлежащую футерованию, протягивается натяжной трос большего сечения; на фиг. 12 схематический вид сверху, и