Система за дъгово плазмено почистване на външната повърхност на междуградски линии (система за почистване

1. Машина за почистване на външната повърхност на телескопични тръби (12) с рамка на почистваща машина (18) с една или повече пътеки (3), задвижвания (4) за ъглово изместване на пътеките (3) и устройства за надлъжно преместване на рамката на почистващата машина (18 ),
характеризира,
че генераторите на студена плазмена горелка (8) са разположени върху ротора (3) или върху няколко ротора (3) на почистващата машина (18) по обиколката,
че дюзите (16) на генераторите на студена плазмена горелка (8) са подравнени по посока на повърхността на тръбата, която трябва да се почисти и
че система (6) за съхранение и подаване на плазмообразуващо работно тяло е разположена в рамката на почистващата машина (18) и/или на превозно средство (1).

2. Машина съгласно претенция 1,
характеризира,
че обвивка за доизгаряне (13) за изгаряне на отпадъци от почистващата машина в посоката на почистване на повърхността на тръбата е концентрична с телескопичната тръба (12) и на разстояние от нея, и
че дюзите (16) на генераторите на студена плазма (8) са подравнени в тази празнина (А) под ъгъл спрямо повърхността на линията на телескопа (12).

3. Машина съгласно претенция 1, характеризира, че плазмените генератори на горелка (8) за окончателно почистване на повърхността на телескопната линия (12) са разположени между генераторите на плазмена горелка (8) на ротора (3) по обиколката.

4. Машина съгласно претенция 1, характеризира, че в посоката на почистване на телескопната линия (12) зад бегача (3) с плазмени генератори на факела (8) за финално почистване са подредени бегач (3) или няколко бегачи (3) с плазмени генератори на факел (8).

5. Машина съгласно претенция 1, характеризира, че газовете, течностите, пастите и металите се използват като плазмообразуващи работни тела за плазмени генератори на горелки (8).

6. Машина съгласно претенция 2, характеризира, че кожухът за доизгаряне (13) може да се охлади.

7. Машина съгласно претенция 2, характеризира, че кожухът за доизгаряне (13) има един или повече пръстенови колектори (15), за да подават струи течност или газ към процепа (A) между тръбата (12), която трябва да се почисти, и кожуха (13).

8. Машина съгласно претенция 2, характеризира, че под кожуха за доизгаряне (13) е уредена вана (17) за събиране на почистващите отпадъци.

9. Машина съгласно претенция 3, характеризира, че газовете, течностите, пастите и металите се използват като плазмообразуващи работни тела за генериране на плазма в плазмените генератори на горелката (8) за окончателно почистване.

10. Машина съгласно претенция 4, характеризира, че системата (5) за съхранение и захранване на плазмообразуващото работно тяло за плазмените генератори на горелката (8) за окончателно почистване е разположена в рамката на почистващата машина (18) и/или на превозното средство (1).

11. Машина съгласно претенция 8, характеризира, че ваната (17) е пълна с вода и е оборудвана с помпи, за да изпомпва тази вода през охладителна верига на риза за доизгаряне (13) и/или в пръстенен колектор (15) на риза за догаряне (13).

Изобретението се отнася до система за дъгово плазмено почистване на външната повърхност на дълги линии съгласно преамбюла на претенция 1.

Системата съгласно изобретението се отнася до тръбопроводния транспорт. Може да се използва в петролната и газовата промишленост, както и в комуналните услуги и управлението на водите за почистване, отстраняване на котлен камък и обезпрашаване на външната повърхност на тръбопроводите и за премахване на старата изолация.

Това съоръжение може да се използва за обслужване и ремонт на нефто- и газопроводи.

По време на ремонта тръбопроводът се отстранява от изкопа. За да се извърши диагностика, предимно трябва да се отстрани старото битумно уплътнение, каучуково-битумен, пластмасов или друг изолационен материал на тръбопровода. Повърхността на тръбата трябва да е без остатъци от изолация. След ремонта на тръбопровода той ще бъде снабден с нова изолационна обвивка. За да се постигне надеждно сцепление на защитното облекло с повърхността на тръбата, тръбата трябва да бъде почистена, обезмаслена и обезмаслена до голия метал. Т.е. всички оксиди (ръжда и котлен камък), както и всякакви петна от масла или мазнини трябва да бъдат отстранени. За такова почистване се използва системата съгласно изобретението за дъгово плазмено почистване на външната повърхност на тръбопроводите.

Най-близкото ниво на техниката до изобретението е "самоходна линейна машина" за доменно почистване на тръбите, нефтопроводите и газопроводите и др. (Патент RU 2 281 850, B24C 3/06, 2006).

Това известно устройство има рамка (скеле) с прикрепени устройства за надлъжно движение на скелето и за ъглово изместване на почистващите инструменти (взривни машини), устройство за автоматично вертикално подравняване на скелето върху тръбата, разпределителен шкаф и операционна единица.

Устройството се използва за отстраняване на мръсотия и стара изолация от тръби с всякакъв диаметър. Рамката е проектирана да се отделя със съединение, така че да може да се постави върху тръбопровода отгоре и след това да се закрепи отдолу.

Инструментите за почистване на повърхността на тръбите са дробеструйни машини. В тези взривни машини твърдите частици (метални взривни среди, абразивни частици или пясък) се ускоряват към повърхността на тръбата чрез ефекта на въздушен поток или механично (с центробежни турбини). Повърхността на тръбата се почиства от факта, че струята от високоенергийни частици (стоманен пясък, шлифовъчен материал, пясък) от взривните машини взаимодейства с повърхността на тръбата. Взривните машини са разпределени равномерно по обиколката на тръбата, която трябва да се почисти, така че е възможно махалоподобно отклонение на струите към повърхността на тръбата, перпендикулярна на оста на тръбата.

Броят на взривните машини гарантира, че се почиства цяла площ (непрекъсната) пръстеновидна част на повърхността на тръбата. Постепенното движение на цялата система по тръбата осигурява нейното пълно почистване.

Всички горепосочени съоръжения за почистване на тръбопроводи имат следните дефекти:

- Всички механични почиствания (с четки, стъргалки, песъчинки от стомана, абразиви и пясък) не гарантират високо качество на почистване. На повърхността на тръбите остават много замърсявания и остатъци от защитно облекло.
- По време на механично почистване повърхността на тръбата може да се повреди. Заваръчната перла е частично отрязана, което влияе върху якостта на тръбата.
- Механичното почистване със скрепери и метални четки изисква честа смяна на режещия инструмент.
- Почистването със стоманени песъчинки, пясък и абразиви изисква много консумативи и води до голяма загуба на консумативи и замърсяване.
- Всички механични устройства за почистване на тръби са непродуктивни, не осигуряват високо качество и са вредни за обслужващия персонал и околната среда.

Основните характеристики на изобретението, които са общи за нивото на техниката, са както следва:

- Наличието на отделяща се рамка (скеле), транспортируема електроцентрала, мобилно превозно средство за транспортиране на системата за почистване до мястото на употреба и бегачи. Роторът и тръбата са разположени концентрично, така че е възможно ъглово въртеливо движение на ротора
- Наличието на задвижвания с въртящо се работно движение на бегачи на почистващата машина и задвижвания за надлъжно преместване на цялата почистваща машина по тръбата
- наличието на електрически шкаф за управление и контролен панел.

Целта на изобретението е да се използва принципно нов метод за почистване на повърхността на металната тръба и отстраняване на всякакъв вид замърсяване. Този процес се състои от кратко излагане на студена плазма при температура около 10 000 ° C. и енергийна плътност от 1011 W/m 2 върху повърхността на тръбата, която трябва да се почисти.

При определената температура и енергийна плътност всички известни химични съединения се изпаряват или възвишават незабавно. Съставните органични молекули от битум, полиетилен и други вещества и оксиди (котлен камък и ръжда), съдържащи се в защитното облекло на тръбопроводите, се дисоциират и образуват високотемпературен газ, който се състои от възбудени атоми на въглерод, водород и кислород. В този газ протичат химически рекомбинационни реакции, при които се образуват най-простите, безопасни химични съединения като CO2 и H2O.

Използването на въглеводороди и водородни добавки като плазмообразуващи работни среди допринася за това превръщане на канцерогенните молекули в най-простите, безопасни съединения.

Днес този принцип лежи в основата на функцията на термичните системи за обезвреждане на химическо оръжие и токсични химични съединения (

М. Н. Бернадинер, А. П. Шуригин „Оползотворяване и преработка на промишлени отпадъци“. М.: Химия, 1990

Използването на пропан или ацетиленови горелки за почистване на тръби не води до такъв ефект поради ниската температура и енергийната плътност в струята на продуктите от горенето от тези горелки. Напротив, това води до газификация на композитни органични вредни молекули, напр. Б. при (конвенционално) изгаряне на отпадъци с ниска температура. Това причинява само замърсяване на околната среда.

Съществената характеристика на изобретението е използването на генератори на студена плазма като работен инструмент за премахване на старата изолация и всякакви други замърсители от телескопните линии.

Използват се два вида генератори на плазма. Първият вид са студените генератори на плазмени горелки. Газообразното или парообразно работно тяло, образуващо плазма, се подава към генератора под налягане. В резултат на ефекта на мощен дъгов разряд, потокът от газ или пара в струйната дюза на генератора на факела се трансформира във високоскоростен поток на окислителната, редукционната или неутралната плазма, т.е. H. в факла. Всяко замърсяване на повърхността на тръбата се отстранява, като една или повече плазмени горелки сканират повърхността на тръбата, която трябва да се почисти. За да направите това, генераторите на горелки са прикрепени към роторите на почистваща машина. Тези бегачи извършват кръгли и прогресивни движения по тръбата посредством задвижвания.

За да неутрализират изпарените частици замърсители, струите на плазмените генератори ги водят в процеп между тръбна част, която все още не е почистена, и риза, която е концентрична с тръбата и охлаждаща се. Якето се поставя пред машината за почистване и се свързва механично с рамката на машината за почистване. Факелите на генераторите на студена плазма са насочени (под остър ъгъл) към повърхността на тръбата в надлъжна посока на движение на почистващата машина по тръбата.

Вторият тип плазмени генератори са плазмени генератори за окончателно почистване (довършване). Те се използват за затварящо лечение, т.е. H. За окончателно почистване на повърхността на тръбата и отстраняване на оксидите (отстраняване на котлен камък и отстраняване на ръжда), докато металът заблести, за да може по-късно да се постави ново защитно облекло Тези плазмени генератори са специални плоски електроди, през които се подават плазмообразуващи работни тела.

Начинът, по който работят, е, че неутралната или намаляваща студена плазма се генерира в тясна междина между електрод и повърхността на тръбата (тръбата служи като втори електрод), като тази повърхност на тръбата се отстранява от старата изолация и други приоритети с помощта на факелни генератори Освобождават се примеси. Електродите за окончателно почистване са разположени над повърхността на тръбата, предварително обработена с плазмени генератори на горелки. Функцията на електродите за окончателно почистване се основава на реакция на термична химическа редукция на оксид и добре известен ефект на разпрашаване на катода (

Д. П. Иляшшенко, К. И. Томас. Процедура за производство на заваряване, M: 2011 r.

). Електродите за окончателно почистване са прикрепени към бегачите.

В зависимост от количеството замърсяване, здравината и състава на старото защитно облекло, ефективността на факелните студени плазмени генератори и електродите за окончателно почистване се подбират тяхната подредба върху бегачите и техният брой.

Начинът, по който работи дъговото плазмено почистване, дава възможност за експлоатация на системата по всяко време на годината, при всякакви метеорологични условия и със сложен терен.

Изобретението е обяснено по-подробно с позоваване на придружаващите чертежи, използвайки примерно изпълнение на система. Покажи го:

1 и 2 обзорни планове на система за дъгово плазмено почистване на външната повърхност на тръбопроводи за дълги разстояния.

1 превозно средство, 2 мобилна електроцентрала, 3 пътеки за ъглово изместване на плазмени генератори и електроди, 4 задвижвания за ъглово изместване на пътеките и надлъжно преместване на почистващата машина, 5 система за съхранение и захранване на плазмообразуващо работно тяло, 6 електрически шкаф, 7 операционен блок, 8 горелка плазмен генератор, 9 захранваща система за плазмообразуващо работно тяло, 10 съхранение за плазмообразуващо работно тяло за горелката плазмени генератори, 11 съхранение съоръжения за плазмообразуващо работно тяло за електродите 14, 15 за окончателно почистване, 12 телескоп линия, 13 риза за доизгаряне, 14 Електроди за окончателно почистване, 15 пръстенен колектор за пренасяне на течността или газовете в процепа между ризата и повърхността на телескопните линии 12, които трябва да бъдат почистени, 16 дюзи за пулверизиране на течности или газове в пръстеновидния колектор 15, 17 вана с водна помпа s за линии за събиране (пръстен колектор), 18 рамка на почистващата машина, 19 зареждащо устройство и 20 пръчка за закрепване на кожуха след изгаряне 13 към рамката на почистващата машина 18 .

По време на транспортирането инсталацията за дъгово плазмено почистване на външната повърхност на дълги линии 12 е разположена на превозно средство с висока проходимост 1. Върху него има и мобилна електроцентрала 2. В допълнение, система за захранване 9 на плазмообразуващо работно тяло, контейнер за съхранение 10 на плазмообразуващото работно тяло за генератори на плазмен тип факел и контейнер за съхранение 11 на плазмообразуващо работно тяло за електродите 14 за окончателно почистване могат да бъдат разположени на превозното средство 1.

Превозното средство 1 може да бъде снабдено с устройство за товарене 19, за да се настрои почистващата машина 18 на телескопната линия 12. Същото зареждащо устройство 19 може също да служи като опорен елемент по време на работа на почистващата машина 18.

Преди работа почистващата машина 18 е настроена на линията на телескопа 12 по такъв начин, че почистващата риза 13 да предшества почистващата машина 18 по посока на движението й над линията на телескопа 12.

На рамката на почистващата машина 18 има направляваща или няколко пътеки 3 за ъглово завъртане около тръбопровода 12, задвижвания 4 за ъглово преместване на пътеките 3 и за надлъжно преместване на рамката на почистващата машина 18 по телескопната линия 12 и системи 5 за съхранение и транспортиране в студените плазмени генератори 8 или подредени в електродите 14 за окончателно почистване.

С помощта на факелните плазмени генератори 8 се отстраняват всички видове примеси с изключение на оксиди (котлен камък и ръжда) по повърхността на телескопната линия 12. Повърхността на тръбопровода 12 се дезоксидира с помощта на електроди 14 за окончателно почистване. Електродите 14 също са разположени на роторите 3 и сканират електродите 14 по цялата повърхност на телескопната линия 12. За да се осигури работата на генераторите за плазмена фаза 8 и електродите 14 за окончателно почистване, към тях се подават плазмообразуващи работни тела от контейнерите 10, 11 и 5 с помощта на транспортни системи 9 и 5.

Електрическите устройства в разпределителния шкаф 6, а именно всички генератори на горелки 8, електродите 14 за окончателно почистване, мобилната електроцентрала 2 и скоростта на ъгловото и надлъжно движение на почистващите инструменти, се управляват от контролния панел 7. Контролният панел 7 също се използва за управление и наблюдение на захранващите системи за промотиране на плазмообразуващото работно тяло и всички спомагателни системи.

Системата съгласно изобретението за дъгово плазмено почистване на външната повърхност на телескопни линии 12 е произведена в OOO "Gazprom Transgas Sankt-Petersburg" и е тествана с помощта на всесезонни и всепогодни тестове. Старата изолация и всякакви други примеси бяха отстранени от тръби с диаметър 1020 мм. Системата за почистване превъзхожда всички съществуващи машини за механично почистване на тръбопроводите по всички параметри.

ЦИТАТИ, ВКЛЮЧЕНИ В ОПИСАНИЕТО

Този списък на документите, изброени от кандидата, е генериран автоматично и е включен единствено за по-добра информация на читателя. Списъкът не е част от германската заявка за патент или полезен модел. DPMA не поема отговорност за грешки или пропуски.

RU 2093280 [0005]
RU 2145911 [0005, 0005]
RU 2212959 [0005]
САЩ 4771499 [0005]
RU 2113288 [0005]
RU 2219004 [0005]
САЩ 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]
САЩ 505627 [0005]
US 5107633 [0005]
RU 5267417 [0005]
RU 2128092 [0005]
RU 2132245 [0005]
RU 2163172 [0005]
САЩ 5603136 [0005]
RU 2219003 [0005]
САЩ 4306914 [0005]

М. Н. Бернадинер, А. П. Шуригин „Оползотворяване и преработка на промишлени отпадъци“. М.: Химия, 1990 [0016]
Д. П. Иляшшенко, К. И. Томас. Процедура за производство на заваряване, M: 2011 r. [0022]