Система для дугового плазмового очищення зовнішньої поверхні міжміських ліній (система для очищення

1.Машина для очищення зовнішньої поверхні телескопічних труб (12) з рамою чистячої машини (18) з одним або кількома бігунами (3), приводами (4) для кутового зміщення бігунів (3) та пристроями для поздовжнього зміщення рами машини для чищення (18) ),
характеризується,
що генератори холодного плазмотрона (8) розташовані на роторі (3) або на декількох роторах (3) очисної машини (18) по колу,
що форсунки (16) генераторів холодного плазмотрона (8) вирівняні в напрямку поверхні труби, що підлягає очищенню, і
що система (6) для зберігання та подачі плазмоутворюючого робочого органу розташована в рамі очисної машини (18) та/або на транспортному засобі (1).

очищення

2. Машина по п.1,
характеризується,
що сорочка допалювання (13) для спалювання відходів очисної машини в напрямку руху очищення поверхні труби є концентричною з телескопічною трубою (12) і на відстані від неї і
що форсунки (16) генераторів холодної плазми (8) вирівняні з цим зазором (А) під кутом до поверхні лінії телескопа (12).

3. Машина по п.1, характеризується, що генератори плазми факела (8) для остаточного очищення поверхні лінії телескопа (12) розташовані між генераторами плазми факела (8) на роторі (3) по колу.

4. Машина по п.1, характеризується, що в напрямку очищення лінії телескопа (12) позаду бігуна (3) з плазмовими генераторами факела (8) біг (3) або кілька бігунів (3) з плазмовими генераторами факела (8) влаштовані для остаточного очищення.

5. Машина по п.1, характеризується, що гази, рідини, пасти та метали використовуються як плазмоутворюючі робочі органи для плазмових генераторів факелів (8).

6. Машина за п. 2, характеризується, що куртку допалювання (13) можна охолодити.

7. Машина за п. 2, характеризується, що сорочка допалювання (13) має один або кілька кільцевих колекторів (15) для подачі струменів рідини або газу в зазор (А) між трубою (12), що очищається, і сорочкою (13).

8. Машина за п. 2, характеризується, що під сорочкою допалювання (13) розташована ванна (17) для збору відходів, що чистяться.

9. Машина по п.3, характеризується, що гази, рідини, пасти та метали використовуються як робочі органи, що генерують плазму, для генерування плазми в плазмових генераторах пальника (8) для остаточного очищення.

10. Машина за п. 4, характеризується, що система (5) для зберігання та подачі плазмоутворюючого робочого органу для плазмових генераторів факела (8) для остаточного очищення розташована в рамі очисної машини (18) та/або на транспортному засобі (1).

11. Машина за п. 8, характеризується, що ванна (17) заповнена водою та обладнана насосами для перекачування цієї води через контур охолодження сорочки допалювання (13) та/або в кільцевий колектор (15) сорочки допалювання (13).

Винахід відноситься до системи дугового плазмового очищення зовнішньої поверхні міжміських ліній згідно з преамбулою п. 1.

Система згідно винаходу відноситься до трубопровідного транспорту. Він може бути використаний у нафтовій і газовій промисловості, а також у комунальному господарстві та водогосподарстві для очищення, видалення накипу та знепилення зовнішньої поверхні трубопроводів та для видалення старої ізоляції.

Цей об'єкт можна використовувати для обслуговування та ремонту нафто- і газопроводів.

Під час ремонту трубопровід видаляється з траншеї. Для проведення діагностики потрібно в першу чергу видалити старий бітумний ущільнювач, гумово-бітумний, пластиковий або інший утеплювач на трубопроводі. На поверхні труби не повинно бути старих залишків ізоляції. Після ремонту трубопроводу він буде забезпечений новою ізоляційною сорочкою. Для того, щоб забезпечити надійне зчеплення захисного одягу з поверхнею труби, трубу потрібно очистити, знежирити і знежирити до оголеного металу. Тобто усі оксиди (іржу та накип) та будь-які плями олії та жиру повинні бути видалені. Для такого очищення застосовується система згідно винаходу для дугового плазмового очищення зовнішньої поверхні трубопроводів.

Найбільш близьким до даного рівня техніки є "самохідна лінійна машина" для доменного очищення труб, масляних і газових трубопроводів тощо (Патент RU 2 281 850, B24C 3/06, 2006).

Цей відомий пристрій має каркас (риштування) з прикріпленими пристроями для поздовжнього переміщення риштування та для кутового зміщення очисних інструментів (вибухових машин), пристрій для автоматичного вертикального вирівнювання риштування на трубі, шафу перемикача та робочий блок.

Пристрій служить для видалення бруду та старої ізоляції з труб будь-якого діаметра. Рама розроблена таким чином, щоб її можна було відокремити шарніром, щоб її можна було розмістити на трубопроводі зверху, а потім закріпити знизу.

Інструментами для очищення поверхні труб є дробеструйні машини. У цих вибухових машинах тверді частинки (металеві вибухові середовища, абразивні частинки або пісок) прискорюються у напрямку поверхні труби під дією потоку повітряного струменя або механічно (з відцентровими турбінами). Поверхня труби очищається тим, що струмінь високоенергетичних частинок (сталевий пісок, шліфувальний матеріал, пісок) від вибухових машин взаємодіє з поверхнею труби. Підривні машини рівномірно розподіляються по колу труби, що підлягає очищенню, так що можливе маятникоподібне відхилення струменів до поверхні труби, перпендикулярної осі труби.

Кількість вибухових машин забезпечує очищення повної площі (безперервної) кільцеподібної ділянки поверхні труби. Поступовий рух всієї системи вздовж труби забезпечує її повне очищення.

Всі перераховані вище приміщення для очищення трубопроводів мають такі дефекти:

  • - Будь-яке механічне очищення (щітками, скребками, сталевою пісочкою, абразивами та піском) не забезпечує високу якість очищення. На поверхні труб залишається багато бруду та залишків захисного одягу.
  • - Поверхня труби може бути пошкоджена під час механічного очищення. Частина шва зварного шва частково відрізана, що впливає на міцність труби.
  • - Механічне очищення скребками та металевими щітками вимагає частої заміни ріжучого інструменту.
  • - Очищення сталевими піщинками, піском та абразивами вимагає багато витратних матеріалів та призводить до великих втрат витратних матеріалів та забруднення навколишнього середовища.
  • - Усі механічні пристрої для очищення труб непродуктивні, не забезпечують високу якість та шкодять експлуатаційному персоналу та навколишньому середовищу.

Основними ознаками винаходу, загальними для рівня техніки, є наступні:

  • - Наявність відокремлюваної рами (риштування), транспортабельної електростанції, мобільного транспортного засобу для транспортування системи очищення до місця використання та бігунів. Ротори і трубка розташовані концентрично так, що можливе кутове обертання роторів
  • - Наявність приводів з обертовим робочим рухом бігунів на очисній машині та приводів для поздовжнього переміщення всієї очисної машини вздовж труби
  • - наявність електричного шафи управління та пульта управління.

Завданням винаходу є використання принципово нового способу очищення поверхні металевої труби та видалення будь-якого забруднення. Цей процес полягає у короткочасному впливі холодної плазми при температурі приблизно 10 000 ° C та щільності енергії 1011 Вт/м 2 на поверхню труби, що очищається.

При зазначеній температурі та щільності енергії всі відомі хімічні сполуки негайно випаровуються або підносяться. Складені органічні молекули бітуму, поліетилену та інших речовин та оксидів (окалини та іржі), що містяться в захисному одязі трубопроводів, дисоціюють і тим самим утворюють високотемпературний газ, що складається з збуджених атомів вуглецю, водню та кисню. У цьому газі відбуваються реакції хімічної рекомбінації, в результаті яких утворюються найпростіші, безпечні хімічні сполуки, такі як CO2 і H2O.

Використання вуглеводнів та добавок водню як робочих середовищ, що утворюють плазму, сприяє цьому перетворенню канцерогенних молекул у найпростіші, безпечні сполуки.

Сьогодні цей принцип лежить в основі функції теплових систем для утилізації хімічної зброї та токсичних хімічних сполук (

М. Н. Бернадінер, А. П. Щурігін “Утилізація та переробка промислових відходів”. М.: Хімія, 1990

Використання пропанових або ацетиленових пальників для очищення труб не призводить до такого ефекту через низьку температуру та щільність енергії в струмені продуктів згоряння від цих пальників. Навпаки, це призводить до газифікації складених органічних шкідливих молекул, наприклад B. при (звичайному) спалюванні низькотемпературних відходів. Це спричиняє лише забруднення навколишнього середовища.

Суттєвою особливістю винаходу є використання генераторів холодної плазми як робочого інструменту для видалення старої ізоляції та будь-яких інших забруднень з ліній телескопа.

Використовуються два типи генераторів плазми. Перший тип - це холодні генератори плазмотрона. Газоподібний або пароподібний плазмоутворюючий робочий орган подається в генератор під тиском. В результаті дії потужного дугового розряду потік газу або пари в струмінній форсунці генератора пальника перетворюється на високошвидкісний потік окисної, відновної або нейтральної плазми, тобто H. у факел. Будь-яке забруднення на поверхні труби видаляється за допомогою одного або декількох плазмотронів, які сканують поверхню труби, що очищується. Для цього генератори пальників кріпляться до роторів чистячої машини. Ці бігунки здійснюють круглі та поступальні рухи вздовж труби за допомогою приводів.

Для того, щоб нейтралізувати випаровуються частинки забруднень, струмені генераторів плазми направляють їх у щілину між частиною труби, яка ще не очищена, і сорочкою, концентричною до труби та охолоджуваною. Куртка розміщується перед очисною машиною і механічно приєднується до рами очищувальної машини. Факели генераторів холодної плазми спрямовані (під гострим кутом) до поверхні труби в поздовжньому напрямку руху очисної машини вздовж труби.

Другий тип генераторів плазми - це генератори плазми для остаточного очищення (фінішної обробки). Вони використовуються для закриття лікування, тобто H. Для остаточного очищення поверхні труби та видалення оксидів (видалення накипу та видалення іржі) до блиску металу, щоб згодом можна було застосовувати новий захисний одяг. Ці генератори плазми - це спеціальні плоскі електроди, через які живляться плазмоутворюючі робочі органи.

Принцип їх роботи полягає в тому, що нейтральна або зменшувальна холодна плазма генерується у вузькому зазорі між електродом і поверхнею труби (труба служить другим електродом), при цьому поверхня труби видаляється зі старої ізоляції та інших пріоритетів за допомогою факельних генераторів Домішки звільняються. Електроди для остаточного очищення розташовані над поверхнею труби, яка попередньо була оброблена плазмовими генераторами факелів. Функція електродів для остаточного очищення заснована на реакції термічного хімічного відновлення оксиду та добре відомому катодному розпилювальному ефекті (

Д. П. Ільяшшенко, К. І. Томас. Порядок зварювального виробництва, М: 2011 р.

). Електроди для остаточного очищення прикріплені до бігунків.

Залежно від кількості забруднення, міцності та складу старого захисного одягу, продуктивності генераторів холодної плазми пальника та електродів для остаточного очищення вибирається їх розташування на бігунах та їх кількість.

Спосіб роботи дугового плазмового очищення дозволяє експлуатувати систему в будь-який час року, за будь-яких погодних умов та зі складним рельєфом рельєфу.

Винахід пояснюється більш докладно з посиланням на додані креслення з використанням зразкового втілення системи. Показати:

1 і 2 оглядові плани системи для дугового плазмового очищення зовнішньої поверхні міжміських трубопроводів.

1 транспортний засіб, 2 мобільна електростанція, 3 бігуна для кутового переміщення плазмових генераторів та електродів, 4 приводи для кутового переміщення бігунів і поздовжнього переміщення очисної машини, 5 система для зберігання та живлення плазмоутворюючого робочого органу, 6 електричний шафовий комутатор, 7 робочий блок, 8 плазмогенератора факела, 9 система подачі плазмоутворюючого робочого органу, 10 ємностей для зберігання плазмоутворюючого робочого органу факелів холодної плазми, 11 накопичувальних контейнерів плазмоутворюючого робочого органу для електродів 14, 15 для остаточного очищення, 12 лінія телескопа, 13 кожух дожига, 14 Електроди для остаточного очищення, 15 кільцевий колектор для транспортування рідини або газів в зазор між сорочкою і поверхнею ліній телескопа 12, що очищаються, 16 форсунок для розпилення рідини або газу в кільцевому колекторі 15, 17 ванна з водяним насосом s для збірних ліній (кільцевий колектор), 18 рама очисної машини, 19 завантажувальний пристрій і 20 шток для кріплення сорочки після згоряння 13 до рами очисної машини 18 .

Під час транспортування установка для дугового плазмового очищення зовнішньої поверхні міжміських ліній 12 розташована на всюдиході 1. Також на ньому є пересувна електростанція 2. Крім того, система подачі 9 плазмоутворюючого робочого органу, накопичувальний контейнер 10 плазмоутворюючого робочого органу для факельних генераторів холодної плазми та накопичувальний контейнер 11 плазмоутворюючого робочого тіла для електродів 14 для остаточного очищення можуть бути розташовані на транспортному засобі 1.

Транспортний засіб 1 може бути забезпечений завантажувальним пристроєм 19 для встановлення очисної машини 18 на телескопічній лінії 12. Той самий завантажувальний пристрій 19 може також служити опорним елементом під час роботи очисної машини 18.

Перед початком роботи очисна машина 18 встановлюється на телескопічній лінії 12 таким чином, що чистяча сорочка 13 передує чистячій машині 18 у напрямку руху лінії телескопа 12.

На рамі очисної машини 18 розташовані бігун або кілька бігунів 3 для кутового обертання навколо трубопроводу 12, приводи 4 для кутового зміщення бігунів 3 і для поздовжнього зміщення рами очисної машини 18 вздовж телескопічної труби 12 та системи 5 для зберігання та транспортування в генераторах холодної плазми 8 або розміщені в електродах 14 для остаточного очищення.

За допомогою факельних генераторів плазми 8 видаляються всі види домішок, крім оксидів (накип і іржа) на поверхні лінії телескопа 12. Поверхня трубопроводу 12 розкислюється за допомогою електродів 14 для остаточного очищення. Електроди 14 також розташовані на напрямних 3 і сканують (сканують) електроди 14 по всій поверхні лінії телескопа 12. Для забезпечення роботи факельних генераторів холодної плазми 8 та електродів 14 для остаточного очищення до них з контейнерів 10, 11 і 5 подаються плазмоутворюючі робочі органи за допомогою конвеєрних систем 9 і 5.

Електричні пристрої в розподільній шафі 6, а саме всі генератори факелів 8, електроди 14 для остаточного очищення, пересувна електростанція 2 і швидкість кутового та поздовжнього переміщення очисних інструментів, контролюються з панелі управління 7. Панель управління 7 також використовується для контролю та контролю систем подачі для просування плазмоутворюючого робочого органу та всіх допоміжних систем.

Система згідно винаходу для дугового плазмового очищення зовнішньої поверхні телескопічних ліній 12 була виготовлена ​​в ТОВ «Газпром трансгаз Санкт-Петербург» і випробувана на основі всесезонних та всепогодних випробувань. З труб діаметром 1020 мм видаляли стару ізоляцію та будь-які інші домішки. Система очищення перевершувала всі існуючі машини для механічного очищення трубопроводів за всіма параметрами.

ЦИТИ, ВХІДНІ В ОПИС

Цей список документів, перерахованих заявником, був сформований автоматично і включений виключно для кращої інформації читача. Список не є частиною німецької заявки на патент чи корисну модель. DPMA не несе відповідальності за будь-які помилки або упущення.

  • RU 2093280 [0005]
  • RU 2145911 [0005, 0005]
  • RU 2212959 [0005]
  • США 4771499 [0005]
  • RU 2113288 [0005]
  • RU 2219004 [0005]
  • США 6158074 [0005]
  • RU 2383403 [0005]
  • RU 2134191 [0005]
  • RU 2148522 [0005]
  • RU 2165350 [0005]
  • RU 2170167 [0005]
  • RU 2173650 [0005]
  • RU 2240223 [0005]
  • RU 2281850 [0005, 0006]
  • США 505627 [0005]
  • США 5107633 [0005]
  • RU 5267417 [0005]
  • RU 2128092 [0005]
  • RU 2132245 [0005]
  • RU 2163172 [0005]
  • США 5603136 [0005]
  • RU 2219003 [0005]
  • США 4306914 [0005]

  • М. Н. Бернадінер, А. П. Щурігін “Утилізація та переробка промислових відходів”. М.: Хімія, 1990 [0016]
  • Д. П. Ільяшшенко, К. І. Томас. Порядок зварювального виробництва, М: 2011 р. [0022]