В связи с постоянно повышающейся нагрузкой на дорожную сеть, выражающейся в бесконечных колоннах, стоящего или замедленного движения автомобилей, тучами выхлопных газов и ежедневных и без того довольно частых пробках, необходимый ремонт, как в городах, так и на главных магистралях, приводящий к почти полному прекращению движения, становится настоящей проблемой. Но, к счастью, как оказалось далеко не всегда необходимо обязательно раскапывать дорожное покрытиe, беспокоя жильцов и нарушая движение транспорта долгосрочным строительством и раскопками, и сегодня, есть решение этой проблемы метод U-Liners.

Но прежде, чем перейти к описанию преимуществ использования U-Liners, стоит объяснить, что же такое санация трубопроводов...

Санация трубопроводов это ремонт или замена труб трубопровода на новые, еще её называют, релайнингом. Ну а теперь, можно продолжить рассказ о инновационной системе.

Санация трубопровода при помощи метода U-Liners.

U-Liners - это система быстрой и щадящей санации трубопроводов. Используя этот метод, можно без выполнения объемных земляных работ ремонтировать и обновлять трубопроводы, газопроводы и канализационные трубы, причем качество и долговечность гарантированы и соответствуют новой прокладке, а короткие сроки и минимальные технические затраты, в сравнении с открытым методом прокладки - позволяют существенно экономить средства. Как же происходит процесс санации? А вот как...

Санация трубопроводов это технология ремонта трубопровода , используя которую в подлежащий ремонту трубопровод вставляется труба, у которой предварительно уменьшено поперечное сечение, но после восстановления первоначальной круглой формы - труба плотно прилегает к стенкам дефектного трубопровода. Эти трубы изготавливают из гибкого, износостойкого и прочного материала, специально предназначенного для ремонта подземных трубопроводов. Характерная для них u-образная форма труб достигается при помощи использования термомеханического метода. Исходя из габаритов можно намотать до 1600 метров из расчета на один барабан.

Санация трубопровода это не самый простой процесс, но все-таки, наиболее трудоемкими земляными работами по праву считаются работы, проводящиеся в центрах городов, но именно там, в большинстве случаев трубопроводы и требуют ремонта или замены. Рассмотрим замену водопровода методом U-Liners...

Итак, при помощи лебедки U-Liners втягивают в чугунную трубу, при этом поперечный размер U-Liners несколько меньше старого трубопровода. После чего трубу подготавливают к процессу превращения ее в исходную форму, для чего трубу закрывают с обеих концов, а горячий пар, вырабатываемый специальным аппаратом активизирует специфическое свойство материала, придавая ему первоначальную форму, при этом обязательно контролируют давление пара и температуру поверхности трубы U-Liners. В результате, из изогнутой u-образной формы получают круглую трубу.

В заключение, стоит отметить, что данный метод также отлично подходит и для санаци газопроводов без нарушения дорожного покрытия, движения, а кроме того, такие ценные для общества - деревья, остаются на своих местах.

Санация трубопроводов методом нанесения

цементно-песчаных покрытий

Введение

Использование трубопроводов из металлических труб на протяжении долгих лет ведет к увеличению риска аварий на трубопроводах. Стальные трубы при контакте с водой подвержены коррозии, в результате которой, на внутренней поверхности трубы образуются отложения, препятствующие нормальной перекачке воды, требующие повышения напора и, соответственно, больших затрат электроэнергии.

Продолжительная коррозия приводит к последствиям в виде точечного или площадного уменьшения толщины стенки. Также вследствие процессов старения в соединениях трубопроводов, в их уплотняющих системах, или в результате внешнего воздействия, как повреждения, подвижки или сотрясения, могут возникать не герметичности и утечки в трубопроводных сетях. Последствия не герметичностей проявляются в виде повышенных издержек производства из-за понесенных убытков или в виде высоко затратных мероприятий по ликвидации заражения земляного грунта и подземных вод, вызванными негерметичными трубопроводами.

Помимо этой проблемы существует еще одна проблема – это качество питьевой воды, которая становиться непригодной к употреблению по санитарным нормам. Острой является задача увеличения долговечности труб, применяемых в коммунальном хозяйстве и теплоэнергетике, где срок их службы в зависимости от способа прокладки, условий эксплуатации, вида теплоизоляции и т. п. в 3-5 раз ниже нормативного. Это приводит к значительным потерям энергоресурсов и огромным затратам на ремонт и прокладку трубопроводов, в десятки раз превышающим стоимость применяемых при этом труб. В практической деятельности важно найти наиболее экономичный и практичный путь решения указанных задач, т. е. определить возможности создания безопасных условий для трубопроводов при наименьших затратах на их осуществление.

Если ранее для решения этих проблем применяли обычный ремонт или дорогостоящую замену труб, то на сегодняшний день используются технологии санации.

Эти технологии, являясь более дешевой альтернативой замене труб, позволяют работать без серьезных нарушений в дорожном движении, что в крупных городах может являться самым важным фактором при выборе методов производства работ.

1.Технологическое описание метода

Цементно-песчаные покрытия являются надежным средством ликвидации различного рода дефектов на внутренней поверхности стальных и чугунных труб, а также антикоррозионным материалом.

Работы проводятся путем нанесения цементно-песчаных покрытий на стальные и чугунные трубы независимо от давления воды.

Технология восстановления трубопроводов методом внутреннего цементно-песчаного покрытия является основным методом восстановления трубопроводов в мировой практике. Эта технология является удачной альтернативой дорогостоящей перекладки водопроводных сетей.

1.1. Область применения метода

Область применения метода ЦПП широка – диаметры санируемых трубопроводов могут быть от 150 до 1500 мм, диапазон наружных диаметров для санации стальных труб 76-2020 мм. причем величина давления в трубопроводе не ограничена. Технология внутренней цементно-песчаной облицовки труб эффективно применяется при восстановлении работоспособности (санировании) изношенных подземных стальных и чугунных трубопроводов хозяйственно-питьевого, горячего водоснабжения и напорной канализации для санирования старых, инкрустированных и корродированных труб, а также как защита от коррозии для новых труб и трубопроводов из стали и чугуна. Работы по нанесению цементно-песчаных покрытий должны включать проведение подготовительных технических мероприятий, а также подготовку и приготовление компонентов смеси. Работы по нанесению цементно-песчаных покрытий не производятся при установившейся среднесуточной температуре наружного воздуха менее 5 °С.

Метод используется при любой глубине заложения труб (в грунте или непроходных каналах) и не зависит от типа грунтов, окружающих трубопровод. Он целесообразен при следующих видах повреждений:

· коррозионные обрастания

· абразивный износ

Неэффективен при:

· раскрытых стыках труб

· смещении труб в стыках

· деформации секций труб

· при разветвленной сети, включающей трубопроводы разного диаметра, т.к. при нанесении покрытий может произойти закупорка ответвлений (перемычек) с меньшими проходными сечениями

При этом толщина покрытия может составлять 3–13 мм в зависимости от типа трубопровода (сталь или чугун) и от диаметра.

1.2. Материалы

Материалом являются жидкие цементно-песчаные растворы. Для приготовления смеси используется портландцемент М 500 и мелкозернистый кварцевый песок.

Технология подготовки компонентов смеси включает в себя следующие операции:

· просеивание песка и цемента через сито;

· затаривание в водонепроницаемые емкости.

Компоненты смеси должны отвечать следующим требованиям:

· Портландцемент – М500 (ГОСТ 10178-85) который не должен содержать комков и химических добавок, иметь густоту цементного теста не более 27% и период схватывания не ранее 60 мин. Удельная эффективная активность радионуклидов должна соответствовать 1-му классу по ГОСТ 30108-94. Не допускается смешивание цементов разных партий и марок, а так же использование вяжущего сроком хранения более 60 суток со дня отгрузки заводом изготовителем. Возможно наличие в составе вяжущего сертифицированных тонкомолотых минеральных добавок (до 10% массы цемента) для повышения физико-химических характеристик покрытия (водонепроницаемости и стойкости к вспучиванию).

· Песок – мелкозернистый кварцевый песок, фракционированный. (ГОСТ 8736-93, ТУ 39-1554-91). Должен иметь крупность зерен не более 1 мм; фракции с размером зерен 0,315….0,63 мм должны составлять не менее 70% массы песка, а фракции размером до 0,315 мм менее 3%. Содержание глинистых, илистых и пылевидных частиц не должно превышать 3% (по массе). Удельная эффективная активность радионуклидов должна соответствовать 1-му классу.

· Вода – должна соответствовать техническим условиям ГОСТ 23732-79 и иметь температуру +10…+30єС, а оптимальное соотношение твердых компонентов цемент-песок должно быть в пределах: по объему от 1:1 до 1:1,2 и по массе от 1:1,115 до 1:1,338. При этом водоцементное соотношение должно составлять 0,30….0,36.

Подготовленная к нанесению на внутреннюю поверхность трубопровода цементно-песчаная смесь должна быть хорошо перемешана и однородна. Её подвижность в течении всего времени должна быть в диапазоне 6,5…9,0 (по глубине погружения конуса согласно ГОСТ 5802-86). Перед нанесением на трубопровод смесь должна иметь температуру +10….25єС.

1.3 Обоснование метода применения

К достоинству метода нанесения цементно-песчаных покрытий можно отнести относительную простоту технического исполнения и низкую стоимость ремонтных работ, которая составляет около 30% стоимости нового строительства. После нанесения цементно-песчаного раствора трубопровод может быть пущен в эксплуатацию через 3-5 суток, т. е. технологический цикл процесса является относительно продолжительным. Покрытие сохраняется стабильным в течение длительного срока эксплуатации (50 лет). На основе своих микробиологических свойств, высокой прочности и связанной с этим сопротивляемости механическим нагрузкам, цементно-песчаное покрытие является идеальным материалом для систем водоснабжения.

Применение этого метода обеспечивает:

· Предотвращение коррозии внутренней поверхности трубопроводов

· Предотвращение минеральных отложений и биологических обрастаний

· Увеличение пропускной способности (улучшение гидравлических характеристик) действующих трубопроводов

· Тонкая и гладкая поверхность облицовки после ее затирки обеспечивает снижение гидравлического сопротивления и потерь напора в трубопроводах при незначительном уменьшении его внутреннего диаметра.

· Снижение потребления электроэнергии для транспортировки перекачиваемой воды

· Устранение утечек воды за счет герметизации свищей и неплотностей стыковых соединений

· Сохранение качества в процессе транспортировки по трубам питьевой и высококачественной технологической воды.

Главное защитное свойство цементного слоя состоит в способности предотвращать коррозию металла. Цементно-песчанный слой представляет собой пористую массу, чем выгодно отличается от других покрытий, где требования герметичности совсем иные. При постоянном контакте с водой в поры покрытия проникает вода, происходит реакция гидратации цемента с образованием раствора гидроокиси кальция (pH 12,6, среда щелочная). Сталь пассивируется за счет образования защитного слоя из окислов железа.

В таких условиях низколегированная сталь не корродирует. Как видим, к цементному камню требования абсолютного отсутствия пористости можно не применять. Известно, что некоторые виды железобактерий, например моллюск дрейсена, не живут в щелочной среде, и подобные обрастания на цементном покрытии не встречаются. Лабораторные опыты показывают, что даже если при нанесении цементного раствора в защитном слое и образовались трещины, то со временем они затягиваются образующимся при взаимодействии воды и цементного камня карбонатом кальция с достаточными прочностными характеристиками. Технология защиты труб цементно-песчаным раствором позволяет экономить на значительном снижении остаточной концентрации хлора в питьевой воде из-за сокращения потерь на сорбцию окислителя пористыми коррозионными обрастаниями по причине их полного отсутствия.

Проблемы данного метода:

При интенсивной эксплуатации трубопровода может происходить механическое или химическое разрушение защитного слоя.

Механическому разрушению способствуют следующие факторы.

Санация труб методом применения тканевого «чулка»

Суть метода заключается в следующем – в ремонтируемую трубу, на отдельный ее участок, протягивают специальный рукав, сделанный из полимера. Его прикрепляют к старой трубе, при этом размеры не меняются. Некоторые виды «чулков» или тканевых рукавов имеют полиэтиленовый слой. Такие виды труб используются, в основном, для питьевых водопроводов и газопроводов.

За счет наличия тканевого рукава обеспечивается защита трубы от появления на ней ржавчины. Также могут быть перекрыты места, в которых трубы неплотно изолируются, например, околотрубные муфты. Рукав полностью устойчив к любому виду воздействий, как механических, так и физических.

Чтобы проводить санацию, используя рукав из полимера или других материалов, необходимо тщательно подготовить трубу. Прежде всего, ее очищают и обезжиривают, затем определяют, в каких местах повреждения наиболее сильны.

Используя данный метод санации, можно ремонтировать практически любые виды трубопроводов – газовые, водные, напорные трубопроводы различного вида. Совершенно не важно, какой размер имеют трубы и какой диаметр.

Использование современных технологий бурения при строительстве магистральных трубопроводов

Используя современные технологии, в частности, закрытый метод подземного бурения, прокладывать коммуникации практически в любых местах, в том числе, в районе лесов, дорог, а также под реками и мостами, где проложить трубы, использую траншейные технологии, попросту невозможно.

За счет того, что ремонт производится с применением современного, надежного оборудования, полностью отпадает необходимость проводить ремонт разрушенных транспортных магистралей, что в свою очередь может стоить также дорого, как и сам ремонт труб. Также не происходит разрушение городских объектов, проложенных ранее коммуникаций и скверов, парков.

Современное оборудование предназначено для проведения различных работ по ремонту и прокладке труб, а именно:

Для прокладки труб любого назначения без вскрытия поверхности земли;
Прокладка труб с применением метода горизонтально направленного бурения;
Бурения скважин в горизонтальном или вертикальном положении;
Бурения под определенным углом наклона;
Прокладки трубопроводов для самотечной канализации;
Прокладки тепловых сетей;
Прокладки любых видов коммуникаций;
Для осуществления шнекового бурения;
Горизонтального прокола;
Проведения диагностики трубопровода;
Замены трубопровода;
Исследования скважин;
Прокладки кабельных трасс;
Прокладки электрокабеля.

На все приобретенное у нас оборудование предоставляется гарантия. Также осуществляется сервисное обслуживание и сопровождение клиента не только до покупки, но и после приобретения оборудования. При необходимости клиент может получить консультацию, позвонив по телефону.

Как повысить эффективность работ по ремонту трубопровода

Зачастую для того, чтобы работы прошли успешно, недостаточно одного лишь мастерства рабочих, нужно использовать современное, удобное и функциональное оборудование. Любой трубопровод рано или поздно приходит в негодность, не существует «вечных материалов, «из которых можно сделать трубы, которые прослужат триста лет. Средний срок – пятьдесят лет, после этого потребуется либо замена, либо ремонт коммуникаций. Только недавно был разработан метод прокладки труб без копания траншей и разведения грязи на городских улицах. Избежать неприятных последствий можно, если использовать только современные, передовые технологии по ремонту и замене труб. Многие специалисты считают бестраншейный метод эффективным, удобным и гарантируют, что он будет развиваться.

Достаточно часто сегодня прибегают к прокладке труб в старых коллекторах, при этом разрушая, или не разрушая старые коммуникации. В целом, методы берстлайнинга и релайнинга очень схожи между собой. По сути, это один и тот же метод, только в первом случае труба полностью разрушается, а во втором остается нетронутой.

В частности, их сходство заключается в том, что, используя и тот и другой метод не нужно прибегать к раскапыванию глубоких траншей, достаточно лишь разработать два котлована определенных проектом размеров. Когда котлованы готовы, приступают к разрушению трубы, или же сразу, к затягиванию новой. Вместо котлованов можно использовать технологические колодцы, однако они должны быть расположены на определенной удаленности друг от друга по всей траектории трассы трубопровода.

Соблюдая установленную нормативными документами последовательность работ при выполнении замены или ремонта труб методом релайнинга, можно добиться отличных результатов.

Если это установлено проектом, рабочие вскрывают старую трубу в том месте, в котором будет производиться затягивание новой трубы. В том же самом месте нужно установить оборудование – лебедку.

Все оборудование перед работами проверяется на работоспособность и исправность. Нельзя допустить установку в скважине неработающего оборудования, поскольку это можно нарушить ход проведения работ и даже вызвать серьезные неисправности, которые может быть очень трудно устранить. Работы по прокладке труб можно отнести к классу опасных, поэтому требуется максимальная подготовка к ним.

После того, как оборудование проверено и установлено, осуществляют подведение троса в трубу и производят ее чистку, используя металлические чистящие ерши, которые предварительно закрепляют на тросе. По мере того, как труба будет полностью прочищена, их снимают, после чего прикрепляют уже трубы, сваренные предварительно между собой. Всю цепь труб затягивают вовнутрь скважины. Можно приваривать дополнительные детали в процессе затягивания. Используя метод замены трубы путем проталкивания в старый трубопровод, новый, можно закончить работу весьма быстро, при этом, практически не прибегая к копанию грунта.

Если нужно разрушить трубопровод среднего или даже большого диаметра, то целесообразно использовать специальную установку – разрушитель, которая, двигаясь по трубопроводу, ломает его стенки и впоследствии вдавливает в грунт. Особенно этот метод подходит в том случае, если нужно выполнить работы в черте города. Не имеет значения, какие трубы подлежат ремонту, стальные или чугунные, либо же те, что сделаны из бетона, если правильно выбрать метод, то отремонтировать можно любые виды коммуникаций. При этом можно как увеличить, так и сохранить диаметр.

Разрушающую установку закрепляют к новой трубе, и по мере ее проталкивания вглубь скважины происходит одновременное расширение и разрушение, а также и протягивание трубы. Прокладку можно начинать либо от котлована, либо из специального колодца, которые должны быть расположены по всему пути прокладки магистрали.

В качестве разрушающего оборудования выступает насадка с калибратором и ножами, которые разрезают трубу изнутри. Сразу же происходит уплотнение грунта, что делает возможным одновременную прокладку новой трубы.

Все работы выполняются очень быстро, если следовать инструкции, поэтому бестраншейные технологии являются отличной заменой траншейным способам прокладки.

Каждый заказчик, закупая оборудование и выплачивая деньги за работу, надеется на то, что в ближайшие несколько лет ему не придется повторять эту процедуру. Бестраншейные современные технологии позволяют забыть о ремонте на несколько десятков лет.

Другим плюсом можно назвать то, что бестраншейные методы позволяют не только быстро выполнить работу, но и быстро подготовить трубу к эксплуатации. В случае с траншейными технологиями, даже после выполнения работ приходится ждать некоторое время до тех пор, пока труба не примет нужную форму, а нанесенная смесь не застынет. Сегодня же после ремонта ввести трубу в эксплуатацию можно уже на следующие сутки.

Все работы должны проводиться в строго определенной проектом последовательности.

Перед тем, как начинать работать на трассе, нужно подготовить все документы и предоставить их в соответствующие ведомства. Документацию ведут на каждом рабочем этапе, при строительстве котлованов, при проведении исследования труб, а также при сдаче проекта. Оформляются документы на все оборудование, которое используется в работе, в частности, прикладываются к проекту технические паспорта, которые должны быть изучены прорабом. Процесс работ протоколируется наблюдателем и сразу же осуществляется проверка качества. Это необходимо, прежде всего, для того, чтобы работы были проведены в строгом соответствии с проектом, с высоким качеством.

Для создания протоколов во время установки рабочего оборудования, можно использовать специальную электронную аппаратуру.

Может потребоваться установка труб для канализации в огромных складах или офисах. К санации и восстановлению труб прибегают в тех случаях, в которых нужно привести в порядок разрушенные участки, но средств на полную замену магистрали не хватает. Могут быть выбраны различные методы санации, допускается даже их комбинирование, если это предусмотрено проектом.

Чаще всего прибегают к бестраншейной санации труб. Для этого используют буровые машины и силовые установки, за счет работы которых новая труба вдавливается в землю.

Большое значение имеет проведение телеинспекционного исследования. В ходе такого исследования нередко обнаруживаются дефекты, которые нужно устранить как можно скорее для того, чтобы предотвратить развитие аварийной ситуации. Может быть выявлено смещение трубы, скол или подтопление скважины грунтовыми водами. В таком случае имеет место неправильное исполнение работ или нарушение в работе оборудования.

Характеристики аварийного участка канализационной сети:

Если брать стандартные разметки, то наружная часть сети канализации, предназначенной для отведения хозяйственно – бытовых отходов, изготавливается из стальных труб небольшого диаметра, с толщиной стенки достаточной для того, чтобы не допустить ее разъедание и течь;
Трубы прокладываются в среднем на глубине около полутора метров, однако зачастую глубина заложения может меняться в зависимости от особенностей территории;
Аварийный участок труб в данном случае располагается под автомагистралями и ЖД – путями;

На многих строительных площадках проходят тепловые трассы. При установке канализационного трубопровода нужно проследить за тем, чтобы он был установлен выше, чем теплопровод.

Санацию или замену трубопровода, находящегося в аварийном состоянии нужно проводить как можно быстрее, в частности для того, чтобы не допустить серьезной и глобальной катастрофы. Часто аварии происходят в тех участках, которые располагаются под зданиями или складами, иначе говоря, там, где ремонт не производится очень долгое время.

Организовать строительные работы необходимо согласно стандартам, введенным государством. Если планируется проводить санацию, используя плеть труб, для того, чтобы последовательно подсоединять их к основной части трубы, то необходимо заранее подготовить котлован правильного размера, имеющий длину и ширину, находящуюся на уровне протягиваемой трубы и скважины.

В первую очередь осуществляется настройка оборудования и установка новой сети труб, которую перед протяжкой закрепляют в приемном котловане, чтобы упростить работы. Затем рабочие начинают протяжку сваренных труб прямо в старой скважине. Шаг за шагом, цепочку укорачивают, а сама труба затягивается внутрь, через специально предназначенный для данной цели котлован в начале площадки.

Разбор оборудования и приглашение на объект заказчика для контроля качества работ – последний этап, важность которого в некоторых случаях недооценивается. После того, как прокладка труб закончена, проводится телеинспекция, во время которой могут быть обнаружены ошибки.

Даже если территория в общем не пострадала, может потребоваться ремонт канализационных колодцев, в особенности, если через них протягивалось крупное оборудование. В целом, восстановительные, а точнее, завершающие работы, при бестраншейном методе прокладки, могут быть окончены за один день.

Санация путем прокладки новой трубы в старую подразумевает своего рода восстановление или можно сказать, оздоровление разрушенной трубы. Данный метод начал использоваться тогда, когда стало понятно, что традиционный путь замены труб неэффективен. Закрытые методы сразу обрели популярность. С помощью санации труб можно производить восстановительные работы на разных, наиболее разрушенных участках магистрального трубопровода, при этом количество работ с землей сведено практически к минимуму, если не считать выкапывания ям в определенных точках участка. За счет данной технологии можно производить восстановление труб, не нарушая при этом целостность других участков, городских объектов и дорожного полотна. Закрытым способом трубы прокладываются гораздо быстрее, нежели традиционным, открытым методом.

В том случае, если требуется замена газового трубопровода, соблюдаются меры по безопасности, за счет чего работы происходят быстро и без нарушения основных правил, которое может привести к взрыву газа. За счет того, что работы производятся очень быстро, сети подключаются к использованию всего через 2-3 дня после отключения, иногда достаточно даже одного дня, что не вызывает большого недовольства жителей жилых домов и не нарушает темпы работы производства. В некоторых случаях проведение открытых работ категорически запрещено.

Поскольку рост городов не прекращается, а напротив, набирает обороты, необходимо прокладывать все больше и больше сетей, при этом старые приходят в негодность. Самым широко используемым на сегодняшний день методом санации является санация трубы с помощью полимерного рукава. В предварительно обработанные участки разрушенной трубы в процессе производства работ затягивают новые полимерные чулки, которые закрепляются на нужном месте, после чего очень быстро твердеют и высыхают. Этот процесс называется полимеризацией чулка. Чтобы просанировать трубопровод, следует предварительно очень обильно смазать чулок эпоксидной смолой, поскольку она способствует склеиванию, а также заделывает небольшие трещины.

Среди всех известных плюсов данного метода можно, прежде всего, отметить: существенное сокращение расходов на выполнение работ, быстрое производство работ и сохранение целостности всех ранее проложенных под землей коммуникационных сетей. Путем применения современных технологий рабочие строят трубопроводы под углом. Просанированные места в дальнейшем долгое время остаются устойчивыми к износу, а в среднем могут прослужить около пятидесяти лет.

В целом санация трубопроводов не является слишком простой задачей. Провести работы данным способом можно только в том случае, если специалисту хорошо знакома технология.

Нередко заказчики просят провести санацию достаточно протяженного магистрального трубопровода. В данном случае санацию можно назвать наиболее эффективным и действенным методом, в особенности, если все остальные способы оказались недейственными. Перед строительством одной сети в другой рабочие должны прочистить трубу, удалить все видимые загрязнения, для того, чтобы не порвать рукав в процессе его затягивания в скважину. Используя санацию можно заделать не слишком большие трещины, в несколько раз снизив общую площадь протечек, однако если были обнаружены достаточно большие протечки, устранить их можно только более радикальными способами.

В целом, санация проводится в четыре основных этапа: очистка трубы от загрязнений, исследование ее состояния, регистрация на карте всех обнаруженных дефектов, нанесение покрытия на внутренние стенки или рукава, проверка проделанной работы.

Перед тем, как начинать работы по восстановлению или санации трубы, необходимо тщательно ее прочистить, используя для этого специальные приспособления, как механические, так и водяные. Оборудование для чистки затягивают в трубу и запускают два или три раза для завершения процедуры и достижения лучшего результата.

После того, как участок полностью прочищен и промыт, его нужно исследовать для того, чтобы обнаружить различные виды повреждений. Для исследования используются специальные, автоматизированные установки – камеры, которые могут самостоятельно передвигаться по трубе, минуя даже углы.

После исследования специалисты принимают решение о том, каким именно методом будет проводиться санация. После этого можно переходить к основному этапу – нанесению покрытия или оболочек.

Инженер может посоветовать применить метод санации, при котором стенки труб обрабатываются покрытием из цемента и песка. Данный метод позволяет обеспечить, прежде всего, уменьшение протечек в разных участках труб, за счет того, что в несколько раз снижается количество трещин и сколов. Процесс нарастания коррозии на стенках приостанавливается, а труба может прослужить очень долгое время. Анализы воды, подаваемой через трубы после санации, показывают хорошие результаты.

Немало времени и сил сегодня затрачивается на то, чтобы разработать методику, подходящую для замены каналов еще быстрее и качественнее, используя при этом минимум оборудования и не принося совершенно никакого вреда окружающей среде. Подобная цель устанавливается, прежде всего, для того, чтобы наладить протекание технологических процессов, сделать их более простыми и современными.

Также специалистами – разработчиками преследуется цель охраны новейших труб, для предотвращения их преждевременного повреждения, а кроме того уделяется немало внимания созданию концепции оборудования, которое может быть использовано для починки трубопроводов водоотведения и водоснабжения. Подобная методика становится максимально распространенной именно в наше время, поскольку необходимо найти способ производить замену трубопроводов на больших территориях, используя при этом минимум оборудования. Внутренняя плоскость труб обрабатывается в обязательном порядке раствором из песка и цемента, который заливается в котлован с помощью специального оборудования. Это оборудование снабжено крутящимися центробежными головками и разглаживающими приборами, что в несколько раз упрощает ход восстановления трубопровода. Данное оборудование подает новую трубу через санируемый трубопровод с помощью лебедки.

Перед тем, как начинать санацию трубопровода, производится приготовление цементно — песочного раствора в бетоносмесительной автомашине, после чего, под большим давлением смесь подают в головку установки с целью дальнейшего разбрызгивания смеси в трубопроводе. Слой раствора, закачиваемого в трубы, регулируется давлением, быстротой работы распыляющей головки и прохождения аппарата по трубопроводу.

При этом необходимо отметить, что в первую очередь наносится тонкая прослойка раствора, которая должна полностью покрыть все трещины и при этом аккуратно распределиться по трубе, не образовывая комков. Впоследствии производится корректировка состава и смягчение раствора, если это необходимо. Подача раствора во второй раз осуществляется с помощью железного конуса, крепящегося к штанге.

С целью повышения скорости работ и качества санации трубопровода, следует выждать некоторое время между нанесением первого и второго слоя цементно-песчаной смеси для того, чтобы убедиться в необходимости увеличить толщину второго слоя. После завершения работ по нанесению смеси, необходимо дождаться полного высыхания, прежде чем запускать трубопровод в эксплуатацию. После высыхания смеси в трубе не должно быть видно никаких дефектов.

Для того чтобы восстановить старый, разрушенный трубопровод, используют смесь, изготовленную из портландцемента и мелкозерненого кварцевого песка, которая наносится путем разбрызгивания. Этот способ нанесения раствора применим для ремонта трубопроводов небольшого и среднего диаметра. Глубина заложения трубы не имеет никакого значения, однако протяженность трубопровода не может превышать трехсот метров.

В целом данная технология высоко эффективна, в особенности в тех случаях, когда необходимо отремонтировать небольшие повреждения, — трещинки или сколы, или убрать слой коррозии, который не сильно влияет на работу трубы. Если же были обнаружены более серьезные повреждения, то следует использовать другие методы – например, тщательная промывка и диагностика труб с последующим нанесением раствора на стенки.

Диагностика трубопровода является обязательной процедурой, за счет которой можно выявить крупные повреждения, и впоследствии устранить их. В целом, диагностика является одним из обязательных этапов подготовки трубы к санации. Проводя подготовку, необходимо как можно более тщательно прочистить всю трубу и убедиться в том, что не были пропущены наиболее загрязненные места. Проводить работы можно только в том случае, если на улице держится плюсовая температура, поскольку смесь для санации может замерзнуть еще до нанесения.

Санация трубопровода — лучший способ ремонта труб по разным причинам. В первую очередь потому, что можно очень быстро устранить проблему и снова подключить трубу к эксплуатации.

Много разговоров ведется об эффективности метода санации. Уже многие инженеры убедились в том, что проводить работы можно практически в любых условиях. В некоторых случаях осуществляют санирование трубы путем проталкивания в нее новой. Одна труба попросту заменяет другую. При этом она имеет более высокие характеристики и может прослужить еще половину от общего срока, то есть, от пятидесяти лет – еще около двадцати пяти лет, что является довольно внушительной цифрой. Благодаря тому, что стали выпускаться трубы различного диаметра, существенно возросли и возможности. Теперь нет необходимости прибегать к ухищрениям и расширять трубу, или прокладывать две в один канал, достаточно просто выбрать ту трубу, что максимально подходит по всем параметрам.

Если производится ремонт канализации, то можно абсолютно точно сказать, что осуществлять ремонт траншейным способом, но с использованием современного оборудования гораздо проще по многим причинам.

Эксперты выделяют определенный порядок производства работ, которого нужно придерживаться. В частности, работы начинают с изучения и осушения выбранного для прокладки трубопровода участка. Затем вскрывают несколько участков, копают траншеи требуемой глубины, после чего извлекают трубы и закладывают новые. Нельзя забывать о соединении новых, только проложенных труб со старыми. Все пространство между трубами заливают цементом, после чего можно засыпать участок, и при необходимости продолжать работы в другом месте в той же последовательности.

В течение второй половины века технологии по прокладке трубопроводов, в частности, бестраншейные методы, быстро развиваются, оставляя траншейные методы позади. При этом можно выделить основные положительные моменты применения бестраншейных технологий. В частности, в несколько раз сокращается вложение денежных средств в производство работ, за счет того, что отсутствует такая статья расходов, как восстановление разрушенных дорог и коммуникаций после производства работ. Практически сведены к минимуму земляные работы. Единственное, что может быть выкопано – это один или два котлована небольшого диаметра, при этом территория между ними остается полностью нетронутой.

Применение метода восстановления труб, известного, как санация с помощью чулка, позволяет обеспечить высокую сопротивляемость труб коррозии. Также после такой обработки трубы становятся более крепкими и стойкими, а также экологичными. Стенки приобретают гладкость, в результате чего повышается пропускная способность.

Суть метода ремонта труб с применением бестраншейных технологий заключается, прежде всего, в том, что, когда в старую трубу, сильно разрушенную в некоторых местах, вводится чулок из полимера, его тщательно расправляют и закрепляют. После этого в трубу подают пар или горячую воду, под действием которой материал, из которого изготовлен чулок, становится твердым. Таким образом, внутри старой трубы образуется новая, более качественная, гладкая и устойчивая к различным видам воздействий.

Таким способом можно проводить реконструкцию различных видов труб, в том числе напорных или безнапорных. Подлежат реконструкции трубы, через которые подается вода, или отводятся канализационные отходы. При этом диаметр труб также колеблется, от самого малого, до большого.

Работы по санации трубы производятся следующим образом: в первую очередь измеряют диаметр трубы, для того, чтобы заказать рукав нужного размера. После того, как рукав изготовлен, его доставляют к месту работ и пропитывают эпоксидной смолой. Сточные и грунтовые воды предварительно откачивают, используя для этого специальное оборудование.

После этого запирают все заглушки и проводят исследование трубы. Перед непосредственным началом работ, трубу тщательно чистят. Также с помощью насосов из трубы откачивают весь ил. Чтобы начинать работы, нужно убедиться в том, что труба изнутри полностью гладкая, чистая и сухая. Только после этого можно начинать вводить полимерные чулки и закреплять их на разрушенных участках.

Когда чулок уже находится в трубе, его заполняют горячей водой и ждут, пока он затвердеет. После того, как чулок затвердел, по мере необходимости вырезают отверстия технологического значения. После этого еще раз проверяют качество проделанных работ и сдают трубу сначала заказчику, а затем и в эксплуатацию.

Санация - это бестраншейный способ ремонта трубопровода диаметром от 50 до 800 мм., получивший всемирное признание.
Санация позволяет эффективно решить следующие проблемы:
снижение проходимости водопровода из-за отложений на стенках;
утечка воды в результате коррозии;
снижение пропускной способности газопровода и низкое давление внутри;
разрушение долговечных стальных трубопроводов;
разрушение канализационных сетей, исчерпавших срок службы;
разрушение локальных ответвлений трубопроводов корневыми системами деревьев;
трещины и засорения трубопроводов.
Компанией "Укрспецоборудование" с применением данной технологии заменено более 12 192 000 м. трубопроводов.

Мы используем два основных метода санации - с разрушением и без разрушения старой трубы.

При санации методом «труба в трубе без разрушения» (релайнинг) проводится ремонт существующих повреждённых труб путём протягивания в них полиэтиленовых труб. Предварительно старая труба очищается от коррозийных отложений.

Далее полиэтиленовая труба протаскивается в старый трубопровод через стартовый котлован или рабочий колодец при помощи сцепного устройства и лебёдки с контролируемым тяговым усилием, установленной в приёмном котловане или другом рабочем колодце. Для уменьшения трения используются специальные приспособления.

Данная технология может применяться ко всем стандартным трубам, при этом диаметр старого трубопровода должен быть на 10–15 % больше. Возникающее при этом уменьшение диаметра компенсируется за счёт отличных гидравлических параметров новой трубы. Гладкая внутренняя поверхность полиэтиленовой трубы значительно сокращает сопротивление в течение длительного времени и повышает гидравлическую пропускную способность трубопровода. Кроме того, новый трубопровод имеет повышенную коррозионную стойкость.

В случае если проведение санации способом "труба в трубе" не позволит создать нужного напора в ремонтируемом участке трубопровода, или требуется увеличение диаметра на ремонтируемом участке, применяется санация с разрушением старой трубы (реновация). Проведение санации в таких случаях осуществляется статическим взламыванием старого трубопровода. Этот способ отлично зарекомендовал себя при работе в сложных гидрогеологических условиях, при непосредственной близости от ремонтируемого участка других коммуникаций и построек. Устройство для реализации технологии состоит из рабочего органа и силового привода. Участок разрушаемой трубы должен быть прямолинейным. Резак выполняется в виде роликовых ножей, за которыми следуют расширитель и затягиваемая в образовавшуюся полость труба. Роликовый резак с расширителем проходят через старую трубу, разрушают ее и вдавливают обломки в окружающий грунт, обеспечивая беспрепятственный проход новой трубы.

Для формирования нового трубопровода, как правило, используются полиэтиленовые трубы, благодаря их высокой технологичности и долговечности. В результате санации получается новый трубопровод необходимого диаметра. Основным преимуществом описанной технологии является сохранение, а при необходимости - увеличение диаметра санируемого трубопровода.

Санация, в отличии от более дорогих и менее эффективных традиционных открытых траншейных методов замены труб, позволяет:
использовать существующий канал коммуникаций;
снизить риск повреждения соседних коммуникаций;
уменьшить общественные затраты и исключить нарушение дорожного движения;
уменьшить расходы на земляные и восстановительные работы;
уменьшить расход времени на замену труб;
не наносить загрязнения окружающей среде.
Санация обладает высокой экономичностью - ремонт с помощью указанной технологии обходится в 2-3 раза дешевле и осуществляется в 5-10 раз быстрее, чем строительство нового трубопровода.

Изобретение относится к способам восстановления изношенных подземных стальных, чугунных и бетонных трубопроводов путем нанесения покрытий на их внутреннюю поверхность. Способ санации трубопроводов включает очистку внутренних поверхностей трубопровода, формование на очищенной поверхности высокоэластичного полимерного покрытия и нанесение на него бетонного покрытия. Высокоэластичное полимерное покрытие формуют путем нанесения на внутреннюю поверхность трубопровода и последующего отверждения композиции, содержащей эмульсию. Дисперсионной средой в эмульсии являются олигомеры с концевыми изоцианатными группами, а дисперсной фазой является раствор или дисперсия, полученная в результате смешивания известкового раствора с содержанием гидроксида кальция 10-70 мас.%, и глицерина в количестве 1-250 мас.ч. на 100 мас.ч. гироксида кальция. Технический результат: повышение адгезии к влажным металлическим или бетонным поверхностям, снижение толщины и повышение прочности бетонного покрытия. 6 з.п.ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Область техники

Изобретение относится к способам санации (восстановления работоспособности) изношенных подземных стальных, чугунных и бетонных трубопроводов путем нанесения на их внутренние поверхности покрытий.

Уровень техники

В настоящее время для санации трубопроводов используются, в основном, методы, одобренные международным обществом бестраншейных технологий (ISTT), Лондон.

Метод разрушения используется для ремонта канализационных коллекторов. По этому методу разрушается и удаляется деградированный бетон коллектора и в полость вводятся короткие полиэтиленовые трубы (обычно длиной 1,5 м), монтаж которых производится из колодца с помощью резьбовых соединений. Если трубопровод не разрушать, то использование этого метода приведет к значительному уменьшению проходного сечения трубопровода.

Разновидностью метода разрушения является метод флексореи. По этому методу вместо полиэтиленовой трубы внутрь деградированного трубопровода протаскивается гибкая труба. Пространство между старой и новой трубами заполняется цементно-песчаным раствором. Работы проводятся из одного стартового котлована на длину до 100 м.

В Европе, США, Японии для санации трубопроводов используется система фирмы Trolining GmbH. По этой системе используют рукав, предварительно изготовленный в форме трубы с толщиной стенок от 2 до 12 мм и имеющий с внешней стороны анкерную (в виде грибков) поверхность. Монтаж рукава осуществляется с помощью лебедки на длину до 120 м. После установки рукав закачивают воздухом под давлением. Пространство между рукавом и трубой заполняют отверждающейся жидкостью. Для дополнительной герметизации в трубу вводят второй рукав с двухсторонней гладкой поверхностью.

Распространенным в настоящее время методом санации трубопроводов является рукавный метод, разработанный Insituform Tecnologies, Inc. Толстый рукав, покрытый полиэтиленовой оболочкой, пропитывается полиэфирной смолой и выворачивается в санируемый трубопровод. Отверждение смолы производится горячей водой.

Российская фирма Ремтрубсервис использует модификацию этого метода (патент RU 2178857), в соответствии с которым с помощью гибкой опалубки на поверхность трубы многократно наклеивают ткань с нанесенным на нее наполненным полимером.

К недостаткам этого метода относится очень сложное аппаратурное оформление, небольшая длина одноразово обрабатываемого участка трубопровода, высокая стоимость проведения работ. По этому методу происходит не столько ремонт старой трубы, сколько формирование новой трубы внутри старой.

По методу фирмы Channeline International на заводе предварительно изготавливаются элементы внутренней футеровки трубы из стеклопластика, производят монтаж элементов в коллекторе и нагнетание цементно-песчаного раствора в кольцевое пространство между вновь установленными панелями и внутренней поверхностью трубопровода. Из всех рассмотренных этот метод является самым дорогим.

Технология фирмы Linabond, Inc. предусматривает восстановление трубопроводов с помощью листов из жесткого поливинилхлорида, которые крепятся с помощью распыляемого полиуретана.

Высокая стоимость санации описанными методами делает их практически нереальными для масштабного восстановления трубопроводных сетей.

Для защиты от коррозии бетонных канализационных коллекторов можно использовать цементно-полимерную композицию AQUAFIN-2K, однако использовать эту композицию для восстановления деградированных коллекторов не рекомендуется.

Для санации водоводов в настоящее время широко используется метод нанесения на внутреннюю поверхность водоводов полиуретанового или полимочевинного покрытия.

Для формирования покрытия используется, например, двухкомпонентная композиция COPON, разработанная фирмой 3М. Компоненты композиции по шлангам под давлением подаются в полость трубопровода, смешиваются и наносятся на поверхность трубы. Композиция должна быть сравнительно эластичной, чтобы не разрушаться при деформации трубопровода. В то же время адгезия покрытия к поверхности трубы очень мала, это вызывает необходимость, во избежание складывания покрытия в трубопроводе, увеличивать толщину покрытия и ограничивать диаметр санируемого трубопровода 300 мм.

Наиболее дешевым является метод восстановления и изоляции металлических трубопроводов путем нанесения защитного бетонного покрытия. Согласно этому методу после очистки и удаления продуктов коррозии приступают к облицовке труб. При большом диаметре труб защитное бетонное покрытие может быть нанесено даже вручную (см. заявку CN 101761730). Однако, как правило, защитное бетонное покрытие наносят на внутренние стенки труб путем центробежного набрызга цементно-песчаного раствора (торкретбетона) с помощью специальных облицовочных машин. Цементно-песчаный раствор, приготавливаемый непосредственно в процессе производства работ, растворонасосом по рукаву, проложенному внутри восстанавливаемого участка трубопровода, поступает в облицовочную машину и попадает на лопатки быстро вращающегося метателя. Под действием центробежных сил раствор равномерно набрасывается на внутреннюю стенку трубы. Нанесение покрытия происходит при непрерывном поступательном перемещении назад облицовочной машины по ремонтному участку. Требуемая толщина защитного слоя покрытия достигается за счет регулировки скорости движения облицовочной машины в зависимости от величины подачи цементно-песчаного раствора.

Поскольку эта технология приводит к получению негладкого покрытия и, в связи с этим, резкому увеличению гидродинамического сопротивления движения по трубе жидкости, как правило, она предусматривает заглаживание поверхности нанесенного бетонного покрытия с помощью специальных приспособлений - заглаживающих конусов, перемещающихся по трубе вместе с облицовочной машиной.

Однако, несмотря на полученные в ряде случаев хорошие результаты, этот метод обнаружил и ряд серьезных недостатков, среди которых можно отметить следующие.

1. Этот метод не может быть использован для восстановления и изоляции бетонных трубопроводов в связи с низкой адгезией бетона (торкретбетона) к бетону тела трубы.

2. Жесткая связь бетонного покрытия с металлом трубы приводит к разрушению покрытия при деформациях трубы, например, при подвижках грунта. В связи с этим, толщину бетонного покрытия необходимо увеличивать, что уменьшает пропускную способность трубопровода.

3. Бетон в покрытии подвергается воздействию процессов карбонизации, выщелачивания и химической деградации. По мере развития этих процессов защитные свойства покрытия теряются, начинается процесс коррозии металла, образующийся слой коррозии вызывает разрушение покрытия. Химическая деградация покрытия особенно интенсивно протекает в канализационных коллекторах. В связи с тем, что при нанесении покрытия бетон не уплотняется, эти процессы протекают сравнительно интенсивно.

Сущность изобретения

В основу изобретения поставлена задача разработать способ санации трубопроводов нанесением на их внутреннюю поверхность бетонного покрытия, который применим как для металлических, так и для бетонных трубопроводов, и обеспечивает получение сравнительно тонкого бетонного покрытия, которое прочно соединено с внутренней поверхностью трубопровода и не разрушается при деформациях трубопровода.

Согласно изобретению поставленная задача достигается тем, что перед нанесением бетонного покрытия на внутренней поверхности трубопровода формуют высокоэластичное полимерное покрытие.

Предпочтительно высокоэластичное полимерное покрытие формовать путем нанесения на внутреннюю поверхность трубопровода и последующего отверждения композиции, содержащей эмульсию, в которой дисперсионной средой являются олигомеры с концевыми изоцианатными группами, а дисперсной фазой является раствор или дисперсия, полученная в результате смешивания известкового раствора с содержанием гидроксида кальция 10-70 мас.% и глицерина в количестве 1-250 масс. частей на 100 масс. частей гироксида кальция (патентная заявка UA а 201101144).

Эта композиция в требуемые сроки отверждается даже при нулевой температуре, прочно приклеивается как к сухой, так и мокрой и ржавой поверхности трубопровода, ингибирует процессы коррозии металлических трубопроводов, прочно склеивается с наносимой на нее бетонной смесью. Покрытие сочетает высокоэластические и пластические свойства, что обеспечивает релаксацию напряжений при деформации трубопровода и исключает возможность разрушения при этом бетонного покрытия. Это позволяет значительно уменьшить его толщину.

Предпочтительно в наносимую бетонную смесь вводить комплексную добавку, содержащую по отношению к массе цемента 0,1-0,6% глицерина и 0,025-0,1% полиакриламида. Желательно, чтобы комплексная добавка дополнительно содержала сложный полиэфир при следующем содержании компонентов по отношению к массе цемента 0,1-0,6% глицерина, 0,025-0,1% полиакриламида и 0,01-0,5% сложного полиэфира (патентная заявка UA 201010346).

Комплексная добавка даже при ее очень малом содержании обеспечивает прочную адгезионную связь наносимой бетонной смеси со свеженанесенным или отвержденным высокоэластичным полимерным покрытием, исключает возможность разделения бетонной смеси на отдельные фракции и ее оплывание на поверхности трубопровода, увеличивает прочность образующегося бетона.

Предпочтительно осуществлять разравнивание и уплотнение нанесенной бетонной смеси. Это может быть осуществлено путем перемещения внутри трубопровода надутой эластичной оболочки в виде тора. Разравнивание и уплотнение делает образующееся бетонное покрытие более тонким, а его поверхность гладкой.

Предпочтительно осуществлять пропитку под давлением отвердевшего бетонного покрытия с образованием на нем полимерного покрытия путем перемещения с помощью троса внутри трубопровода поршня и надутой эластичной оболочки в виде тора, в пространстве между которыми находится диизоцианатсодержащая олигомерная композиция. Диизоцианатсодержащая олигомерная композиция может состоять из продукта взаимодействия 2 молей толуилендиизоцианата и 1 моля полипропиленгликоля с молекулярной массой 1000 или продукта взаимодействия 2 молей дифенилметандиизоцианата и 1 моля политетраметиленгликоля с молекулярной массой 900.

Описание чертежей

На фиг.1 показан продольный разрез трубопровода и устройства для разравнивания и уплотнения нанесенной бетонной смеси.

На фиг.2 показан продольный разрез трубопровода и устройства для пропитки под давлением отвердевшего бетонного покрытия с образованием на нем полимерного покрытия

Примеры осуществления изобретения

Пример 1 (контрольный)

Одношовная стальная труба диаметром 1420 мм и толщиной стенки 10 мм производства Харцызского трубного завода была использована в качестве образца для определения возможности ее санации существующими методами с помощью торкретирования цементно-песчаными растворами. Труба использовалась для транспортировки технической воды, содержащей минеральные взвеси. В процессе эксплуатации внутренняя стенка трубы подверглась интенсивной коррозии, остаточная толщина стенки составляла 2-5 мм, наблюдались очаги оспенной коррозии.

Перед проведением санации, слой отложений и коррозии с поверхности трубы был удален с помощью гидробародинамического снаряда. Цементно-песчаный раствор транспортировался по рукаву, проложенному внутри трубы, и попадал в установку, разработанную и производимую киевским институтом Укроргводбуд, в которой быстро вращающиеся лопатки метателя набрызгивают цементно-песчаный раствор на стенки трубы. Для приготовления цементно-песчаного раствора использовался портландцемент ПЦ 11/Б-Ш-400 и песок с модулем крупности 1,5. Соотношение цемент-песок составляло 1:3, водоцементное отношение 0,5. Осадка конуса была равна 5 см, для увеличения осадки в раствор добавляли пластификатор. Толщина нанесенного раствора составляла 30 мм, при нанесении покрытие заглаживалось полимерным конусом. Работы проводились при температуре 20°C.

Для испытания санированной трубы через месяц после нанесения цементно-песчаного раствора ее подвергали изгибающим нагрузкам, моделирующим осадочные явления в грунте. Испытания показали, что уже при прогибе трубы 1-5 мм/пог.м начинают проявляться процессы отслаивания бетона от тела трубы и в зоне растягивающих нагрузок в бетонном покрытии появляются трещины. Ясно, что эти процессы приведут к коррозии металла, что и наблюдается на практике. Для испытаний была использована труба максимального, выпускаемого в Украине, диаметра. Для специалиста ясно, что вероятность прогиба трубопроводов меньшего диаметра будет значительно больше, следовательно, значительно увеличится и опасность разрушения бетонного покрытия.

После очистки внутренней поверхности стальной трубы на нее слоем 1 мм краскопультом был нанесен праймер - композиция, состоящая из 100 масс.ч. продукта взаимодействия 1М полипропиленгликоля с молекулярной массой 1000 и 2М толуилендиизоцианата, и 80 масс.ч. 40%-ного известкового раствора с содержанием 40 масс.ч. глицерина. Через четверо суток методом торкретирования на образовавшееся полимерное покрытие слоем 10 мм была нанесена бетонная смесь, содержащая в своем составе в количестве 0,02% от веса цемента смесь, состоящую из 50% глицерина, 10% полиакриламида и 40% полидиэтиленгликольмалеинатфталата с молекулярной массой 800.

Через два часа после нанесения бетонного покрытия оно подверглось операции разравнивания и уплотнения, которая схематически показана на фиг.1. В трубопровод 1, на внутреннюю поверхность которого нанесен полимерный праймер 2, а на него бетонное покрытие 3, вставили тор 4 и пропустили через него полипропиленовый трос 5 диаметром 12 мм. Тор 4 накачали до давления 0,03 МПа, при достижении этого давления часть поверхности тора прижалась к бетонному покрытию 3, а часть - к тросу 5. При протягивании троса поверхности тора перекатывались по нанесенному бетонному покрытию 3, разравнивая его и уплотняя. Скорость перемещения троса составляла 0,5 м/сек. Степень обжатия бетонной смеси может регулироваться давлением воздуха в торе.

Через 15 дней после нанесения бетонного покрытия 3 оно было обработано диизоцианатсодержащей олигомерной композицией. Как показано на фиг.2, в трубопровод 1 были введены надетые на трос 5 поршень 6 и тор 4. Тор 4 был накачан воздухом до давления 0,05 МПа. Пространство между поршнем 6 и тором 4 заполнили диизоцианатсодержащей олигомерной композицией 7, представляющей собой продукт взаимодействия 2 молей толуилендиизоцианата и 1 моля полипропиленгликоля с молекулярной массой 1000. Трос перемещали по трубопроводу со скоростью 0,1 м/сек. Поскольку поршень 6 не зафиксирован на тросе 5, его продвижение по трубопроводу вызывается давлением на него полимерной композиции 7, вызываемым перемещением тора 4. По мере расходования композиции 7 расстояние между поршнем 6 и тором 4 сокращается. Расход композиции составил 3,6 кг/пог. м. Композиция 7 пропитывала верхний слой бетонного покрытия 3, а на его поверхности образовывался тонкий слой композиции 7. Для увеличения глубины пропитки бетона композицией нужно увеличить давление в объеме композиции. Это может быть достигнуто увеличением трения между бетонным покрытием 3 и поршнем 6, например, путем увеличения диаметра поршня и/или использования для его изготовления более жесткой резины. Специалисту ясно, что поршень может быть не только цельным, как показано на фиг.2, но и составным, например, состоять из эластичных тарелок, между которыми размещены дистанционные втулки.

Через 15 дней после обработки бетонного покрытия диизоцианатсодержащей олигомерной композицией было проведено испытание трубы. В процессе испытания было установлено, что образовавшееся на бетонном покрытии полимерное покрытие имеет глянцевый вид, высокую стойкость к абразивному износу, а пропитка бетона произошла на глубину 6 мм. Разрушения бетонного покрытия не наблюдалось даже при прогибе трубы 20 мм/пог. м.

Для объяснения полученных результатов были проведены лабораторные испытания элементов покрытия. Ясно, что надежность покрытия зависит от его следующих параметров:

1. Адгезии праймера к телу трубы и наносимой на него бетонной смеси. При отсутствии или малой адгезии бетонное покрытие трубы будет уподобляться самостоятельной трубе (схема «труба в трубе»), толщину покрытия в этом случае придется значительно увеличивать, это увеличит стоимость санации и уменьшит проходное сечение трубы. Коррозия трубы не будет блокироваться.

2. Модуля упругости полимера праймера. Модуль упругости должен быть низким, чтобы напряжения, возникающие в трубе при ее деформации, быстро релаксировали и не вызывали разрушения покрытия.

3. Наличия микротрещин на поверхности бетонного покрытия.

1. Смешение олигомера с концевыми изоцианатными группами с известковым раствором, содержащим в своем составе глицерин, приводит к увеличению адгезии олигомера как к металлу, в том числе мокрому и ржавому, так и к цементно-песчаному раствору. Вспенивания олигомера при этом не наблюдается, так как образующийся при взаимодействии изоцианатных групп с водой углекислый газ поглощается водой и гидроксидом кальция. Вторичная гидроксидная группа глицерина реагирует с гидроксидом кальция, при этом образуется одно- или двухзамещенный глицерат кальция. Как видно из таблицы, именно наличие в известковом растворе однозамещенного глицерата кальция обеспечивает максимальный рост адгезионной прочности.

В таблице приведены примеры праймеров - композиций, которые были подвергнуты испытанию при нанесении на поверхность металла или бетона в различных условиях. Композиции готовили непосредственно перед испытанием путем смешения ингредиентов.

В качестве диизоцианата (ДИЦ) обычно использовали форполимер Krasol LBD (Чехия) - полибутадиендиизоцианат с содержанием NCO групп 3,2% (ПБДИЦ) или макродиизоцианаты (форполимеры), получаемые при взаимодействии простых полиэфиров, например, полипропиленгликолей (ППГ) или политетраметиленгликолей (ПТМГ) с толуилендиизоцианатом (ТДИ), гексаметилендиизоцианатом (ГМДИ) или дифенилметандиизоцианатом (ДФМДИ). В качестве олигомеров могут быть использованы также триизоцианаты на основе, например, полипропилентриолов (ППТ).

Глицерин вводили в водный известковый раствор с содержанием гидроксида кальция 40 масс.%. Соотношение олигомер: известковый раствор (ИР) + глицерин в композиции было равно 60:40. Для адгезионных испытаний композицию толщиной 1 мм наносили на поверхность металлической или бетонной пластины, через 1 час на композицию наносили бетонную смесь толщиной 10 мм. Смесь готовили из портландцемента ПЦ 11/Б-Ш-400, песка с модулем крупности 1,5, соотношение цемент-песок составляло 1:3, водоцементное отношение 0,5. Твердение бетонной смеси происходило при комнатной температуре. Через месяц после нанесения смеси на нее эпоксидным клеем приклеивали металлический грибок и производили его отрыв на адгезиометре PosiTest, DeFelsko.

Цифра после наименования полиэфира обозначает молекулярную массу полиэфира, последняя цифра - его функциональность.

Модуль упругости полиуретанового праймера легко регулируется изменением типа и молекулярной массы используемого диизоцианата и полиэфира, рекомендуемый модуль находится в пределах 1-1,6 МН/кв.м.

По мере отверждения праймера его адгезия к наносимой бетонной смеси снижается. Так, при нанесении на описанный в примере 1 праймер бетонной смеси образуется адгезионное соединение. Разрушение этого соединения носит когезионный (по бетону) характер, если смесь наносилась не позже, чем через 3 суток после нанесения праймера, затем характер разрушения меняется на адгезионный. Если в бетонную смесь вводится комплексная добавка, состоящая из глицерина, полиакриламида и сложного полиэфира, когезионный характер разрушения наблюдается даже в том случае, если смесь наносилась на праймер через месяц после формирования покрытия.

3. Образование микротрещин на поверхности бетонного покрытия резко снижает его прочность, особенно при растягивающих нагрузках. Пропитка покрытия под давлением изоцианатсодержащим олигомером заполняет имеющиеся усадочные и деформационные трещины и в 5-10 раз снижает вероятность образования микротрещин при растягивающих нагрузках.

Канализационный бетонный коллектор с внутренним диаметром один метр был выведен из эксплуатации в связи с частичным обрушением верхнего свода. Бетон коллектора деградировал, его остаточная прочность составляла менее 10 МПа, в нижней части наблюдалась выраженная ручейковая коррозия. Для проведения эксперимента был выбран участок длиной 10 м. На бетон слоем толщиной 0,5 мм валиком был нанесен праймер - полимерная композиция, состоящая из 100 мас.ч. полибутадиендиизоцаната Krasol LBD с содержанием изоцианатных групп 3,2% и 80 мас.ч. известкового раствора с добавкой 15% глицерина. Содержание гидроксида кальция в известковом растворе составляло 40%. Через пять суток вручную на праймер слоем 2 см была нанесена бетонная смесь, содержащая в своем составе 0,02% от веса цемента смесь 50% глицерина, 10% полиакриламида и 40% полидиэтиленгликольмалеината с молекулярной массой 700.

Сразу же после нанесения бетонного покрытия оно подверглось операции разравнивания и уплотнения, которая схематически показана на фиг.1. В бетонный трубопровод 1, на внутреннюю поверхность которого нанесен полимерный праймер 2, а на него бетонное покрытие 3, вставили тор 4, изготовленный путем склеивания между собой противоположных концов резинового рукава, и пропустили через него полипропиленовый трос 5 диаметром 12 мм. Тор 4 накачали до давления 0,02 МПа. При протягивании троса поверхности тора перекатывались по нанесенному бетонному покрытию 3, разравнивая его и уплотняя.

Через месяц после нанесения бетонного покрытия 3 оно было обработано диизоцианатсодержащей олигомерной композицией. Как показано на фиг.2, в трубопровод 1 были введены надетые на трос 5 поршень 6 и тор 4. Тор 4 был накачан воздухом до давления 0,05 МПа. Пространство между поршнем 6 и тором 4 заполнили диизоцианатсодержащей олигомерной композицией 7, представляющей собой продукт взаимодействия 2 молей дифенилметандиизоцианата и 1 моля политетраметиленгликоля с молекулярной массой 900. Трос перемещали по трубопроводу со скоростью 0,1 м/мин. Расход композиции составил 2,8 кг/пог. м. Композиция 7 пропитывала верхний слой бетонного покрытия 3, а на его поверхности образовывался тонкий слой композиции 7.

Через 15 дней после обработки бетонного покрытия олигомерной композицией было проведено испытание трубы. В процессе испытания было установлено, что полимерное покрытие внутри трубы имеет глянцевый вид и высокую стойкость к абразивному износу.

В различных частях трубы была определена адгезия нанесенного бетонного покрытия к бетону трубы. Для определения адгезии использовали адгезиометр PosiTest, DeFelsko. В испытываемом месте с бетонного покрытия абразивным кругом был удален полимер, эпоксидным клеем наклеен металлический грибок, после отверждения клея бетонное покрытие вокруг грибка было удалено круговой фрезой до бетона трубы. При определении адгезии разрушение носило когезионный характер, по бетону трубы при нагрузке 0,07 МПа.

Для определения влияния пропитки бетонного покрытия олигомерной композицией на его хемостойкость и прочностные свойства, из цементно-песчаного раствора были изготовлены кубики 15×15×15 см. Часть кубиков через месяц после их изготовления была обработана олигомерной композицией, через 10 суток после обработки была определена прочность кубиков на сжатие, которая составила 36 МПа для необработанных образцов и 48 МПа для обработанных, остальные кубики были помещены в верхнюю часть камеры канализационного коллектора. Через год была определена прочность образцов, которая составила 18 МПа для необработанных и 46 МПа для обработанных образцов. Таким образом, обработка бетонного покрытия диизоцианатной олигомерной композицией значительно увеличивает его прочность и хемостойкость. Кроме того, как известно, полиуретан, образующийся на поверхности бетонного покрытия, имеет очень высокую стойкость к гидроабразивному износу.

1. Способ санации трубопроводов, включающий очистку внутренних поверхностей трубопровода, формование на очищенной поверхности высокоэластичного полимерного покрытия и нанесение на него бетонного покрытия, отличающийся тем, что высокоэластичное полимерное покрытие формуют путем нанесения на внутреннюю поверхность трубопровода и последующего отверждения композиции, содержащей эмульсию, в которой дисперсионной средой являются олигомеры с концевыми изоцианатными группами, а дисперсной фазой является раствор или дисперсия, полученная в результате смешивания известкового раствора с содержанием гидроксида кальция 10-70 мас.% и глицерина в количестве 1-250 мас.ч. на 100 мас.ч. гироксида кальция.