Sistem de curățare cu plasmă a arcului a suprafeței exterioare a liniilor de distanță lungă (sistem de curățare

1. Mașină pentru curățarea suprafeței exterioare a țevilor telescopice (12) cu un cadru al unei mașini de curățat (18) cu unul sau mai multe benzi (3), acționări (4) pentru deplasarea unghiulară a canalelor (3) și dispozitive pentru deplasarea longitudinală a cadrului mașinii de curățat (18) ),
caracterizat,
că generatoarele de torță cu plasmă rece (8) sunt dispuse pe rotorul (3) sau pe mai multe rotoare (3) ale mașinii de curățat (18) pe circumferință,
că duzele (16) ale generatoarelor de lanternă cu plasmă rece (8) sunt aliniate în direcția suprafeței țevii de curățat și
că un sistem (6) pentru depozitarea și alimentarea unui corp de lucru care formează plasmă este amplasat în cadrul mașinii de curățat (18) și/sau pe un vehicul (1).

2. Mașină conform revendicării 1,
caracterizat,
că o manta de ardere (13) pentru incinerarea deșeurilor mașinii de curățat în direcția de curățare a suprafeței țevii este concentrică cu țeava telescopică (12) și la o distanță de aceasta și
că duzele (16) ale generatoarelor de plasmă rece (8) sunt aliniate la acest spațiu (A) sub un unghi față de suprafața liniei telescopului (12).

3. Mașină conform revendicării 1, caracterizat, că generatoarele de plasmă cu lanternă (8) pentru curățarea finală a suprafeței liniei telescopului (12) sunt dispuse între generatoarele de plasmă cu lanternă (8) de pe rotorul (3) de pe circumferință.

4. Mașină conform revendicării 1, caracterizat, că, în direcția de curățare a liniei telescopului (12) în spatele canalului (3) cu generatoare de plasmă cu torță (8), sunt prevăzute un canal (3) sau mai multe canale (3) cu generatoare de plasmă cu lanternă (8) pentru curățarea finală.

5. Mașină conform revendicării 1, caracterizat, că gazele, lichidele, pastele și metalele sunt utilizate ca corpuri de lucru care formează plasmă pentru generatoarele de plasmă cu torță (8).

6. Mașină conform revendicării 2, caracterizat, că jacheta de ardere (13) poate fi răcită.

7. Mașină conform revendicării 2, caracterizat, că o manta de ardere (13) are unul sau mai multe colectoare de inele (15) pentru a alimenta jeturile de lichid sau de gaz către golul (A) dintre țeava (12) de curățat și manta (13).

8. Mașină conform revendicării 2, caracterizat, că sub jacheta de ardere (13) este amenajată o cadă (17) pentru colectarea deșeurilor de curățare.

9. Mașină conform revendicării 3, caracterizat, că gazele, lichidele, pastele și metalele sunt utilizate ca corpuri de lucru care generează plasmă pentru a genera plasmă în generatoarele de plasmă ale torței (8) pentru curățarea finală.

10. Mașină conform revendicării 4, caracterizat, că sistemul (5) pentru depozitarea și alimentarea corpului de lucru pentru formarea plasmei pentru generatoarele de plasmă cu lanternă (8) pentru curățarea finală este aranjat în cadrul mașinii de curățat (18) și/sau pe vehicul (1).

11. Mașină conform revendicării 8, caracterizat, că o cadă (17) este umplută cu apă și echipată cu pompe pentru a pompa această apă printr-un circuit de răcire al unei cămăși post-ardere (13) și/sau într-un colector inelar (15) al cămașei post-ardere (13).

Invenția se referă la un sistem de curățare cu plasmă a arcului a suprafeței exterioare a liniilor de distanță lungă, în conformitate cu preambulul revendicării 1.

Sistemul conform invenției se referă la transportul prin conducte. Poate fi utilizat în industria petrolului și a gazelor, precum și în utilități și managementul apei pentru a elimina, detartra și dezbrăca suprafața exterioară a conductelor și pentru a îndepărta vechea izolație.

Această instalație poate fi utilizată pentru întreținerea și repararea conductelor de petrol și gaze.

În timpul reparației, conducta este scoasă din șanț. Pentru a efectua un diagnostic, vechea garnitură de bitum, cauciuc-bitum, plastic sau altă izolație de pe conductă trebuie îndepărtată în primul rând. Suprafața conductei trebuie să fie liberă de resturi vechi de izolație. După ce conducta a fost reparată, aceasta va fi prevăzută cu o nouă manta izolatoare. Pentru a obține o aderență fiabilă a îmbrăcămintei de protecție la suprafața țevii, conducta trebuie curățată, degresată și degresată până la metalul gol. Adică toți oxizii (rugină și solzi) și orice pete de ulei sau grăsime trebuie îndepărtate. Pentru o astfel de curățare, sistemul conform invenției este utilizat pentru curățarea cu plasmă a arcului a suprafeței exterioare a conductelor.

Cea mai apropiată tehnică a invenției este o „mașină cu linie autopropulsată” pentru curățarea prin explozie a conductelor, conductelor de petrol și gaze etc. (brevet RU 2 281 850, B24C 3/06, 2006).

Acest dispozitiv cunoscut are un cadru (schele) cu dispozitive atașate pentru mișcarea longitudinală a schelei și pentru deplasarea unghiulară a instrumentelor de curățare (mașini de sablat), un dispozitiv pentru alinierea automată a schelelor verticale pe țeavă, un dulap de comutare și o unitate de comandă.

Dispozitivul servește la îndepărtarea murdăriei și a izolației vechi din țevile de orice diametru. Rama este proiectată pentru a fi separabilă cu o balama, astfel încât să poată fi așezată pe conductă de sus și apoi fixată mai jos.

Instrumentele pentru curățarea suprafeței țevii sunt mașini de sablat. În aceste mașini de sablat, particulele solide (medii de sablare metalice, particule abrazive sau nisip) sunt accelerate spre suprafața țevii prin efectul unui jet de aer sau mecanic (cu turbine centrifuge). Suprafața țevii este curățată de faptul că jetul de particule de mare energie (grâu de oțel, material de măcinat, nisip) de la mașinile de sablat interacționează cu suprafața țevii. Mașinile de sablat sunt distribuite uniform în jurul circumferinței țevii care urmează să fie curățate, astfel încât să fie posibilă o deviere în formă de pendul a jeturilor către suprafața țevii perpendiculară pe axa țevii.

Numărul de mașini de sablat asigură curățarea unei secțiuni în formă de inel (continuă) a suprafeței țevii. Mișcarea progresivă a întregului sistem de-a lungul conductei asigură curățarea sa completă.

Toate facilitățile de mai sus pentru curățarea conductelor au următoarele defecte:

- Toate curățările mecanice (cu perii, răzuitoare, grâu de oțel, abrazivi și nisip) nu asigură o calitate ridicată a curățării. O mulțime de murdărie și reziduuri de îmbrăcăminte de protecție rămân pe suprafața țevilor.
- Suprafața țevii poate fi deteriorată în timpul curățării mecanice. Cordonul de sudură este parțial tăiat, ceea ce afectează rezistența țevii.
- Curățarea mecanică cu răzuitoare și perii metalice necesită schimbarea frecventă a instrumentului de tăiere.
- Curățarea cu grâu de oțel, nisip și abrazivi necesită o mulțime de consumabile și duce la pierderi mari de consumabile și la poluarea mediului.
- Toate dispozitivele mecanice pentru curățarea conductelor sunt neproductive, nu asigură o calitate înaltă și sunt dăunătoare pentru personalul de operare și pentru mediu.

Caracteristicile esențiale ale invenției, care sunt comune în stadiul tehnicii, sunt următoarele:

- Prezența unui cadru separabil (schele), a unei centrale electrice transportabile, a unui vehicul mobil pentru a transporta sistemul de curățare la locul de utilizare și alergători Rotoarele și tubul sunt aranjate concentric, astfel încât să fie posibilă o mișcare de rotație unghiulară a rotoarelor
- Prezența unităților cu mișcare de lucru rotativă a alergatoarelor pe mașina de curățat și a unităților pentru o deplasare longitudinală a întregii mașini de curățat de-a lungul conductei
- prezența unui dulap de comandă electric și a unui panou de comandă.

Obiectul invenției este de a utiliza o metodă fundamental nouă pentru curățarea suprafeței țevilor metalice și îndepărtarea murdăriei. Acest proces constă într-o expunere scurtă a unei plasme reci la o temperatură de aproximativ 10.000 ° C și a unei densități de energie de 1011 W/m 2 la suprafața conductei de curățat.

La temperatura specificată și densitatea energetică, toți compușii chimici cunoscuți se evaporă sau sublim imediat. Moleculele organice compuse din bitum, polietilenă și alte substanțe și oxizi (solzi și rugină) conținute în îmbrăcămintea de protecție a conductelor se disociază și formează un gaz la temperaturi ridicate care constă din atomi de carbon, hidrogen și oxigen excitați. Reacțiile de recombinare chimică au loc în acest gaz, prin care se formează compușii chimici cei mai simpli și siguri, cum ar fi CO2 și H2O.

Utilizarea hidrocarburilor și a aditivilor de hidrogen ca mediu de lucru care formează plasmă contribuie la această conversie a moleculelor cancerigene în cei mai simpli și siguri compuși.

Astăzi, acest principiu stă la baza funcției sistemelor termice pentru eliminarea armelor chimice și a compușilor chimici toxici (

M. N. Bernadiner, A. P. Schurygin „Utilizarea și prelucrarea incendiilor de deșeuri industriale”. M.: Chimie, 1990

Utilizarea arzătoarelor cu propan sau acetilenă pentru curățarea conductelor nu duce la un astfel de efect datorită temperaturii scăzute și densității energetice din jetul de produse de ardere de la aceste arzătoare. Dimpotrivă, aceasta duce la gazificarea moleculelor organice nocive compozite, de ex. B. în incinerarea (convențională) a deșeurilor la temperatură scăzută. Acest lucru provoacă doar poluarea mediului.

Caracteristica esențială a invenției este utilizarea generatoarelor de plasmă rece ca instrument de lucru pentru îndepărtarea izolației vechi și a oricăror alți contaminanți de pe liniile telescopului.

Sunt utilizate două tipuri de generatoare de plasmă. Primul tip sunt generatoarele de torță cu plasmă rece. Corpul de lucru gazos sau vaporos care formează plasmă este alimentat la generator sub presiune. Ca urmare a efectului unei descărcări puternice a arcului, fluxul de gaz sau de abur într-o duză cu jet a generatorului de torță este transformat într-un flux de mare viteză de oxidare, reducere sau plasmă neutră, adică H. într-o făclie. Orice contaminare de pe suprafața țevii este îndepărtată prin faptul că una sau mai multe torțe cu plasmă scanează suprafața țevii care urmează să fie curățată. Pentru a face acest lucru, generatoarele de torță sunt atașate la rotoarele unei mașini de curățat. Acești alergători fac mișcări rotunde și progresive de-a lungul conductei prin intermediul acționărilor.

Pentru a neutraliza particulele de contaminanți vaporizați, jeturile generatoarelor de plasmă le ghidează într-un spațiu dintre o parte a țevii care nu a fost încă curățată și o manta care este concentrică cu țeava și poate fi răcită. Jacheta este plasată în fața mașinii de curățat și conectată mecanic la cadrul mașinii de curățat. Lanternele generatoarelor de plasmă rece sunt îndreptate (într-un unghi acut) spre suprafața țevii în direcția longitudinală a mișcării mașinii de curățat de-a lungul țevii.

Al doilea tip de generatoare de plasmă sunt generatoare de plasmă pentru curățarea finală (finisare). Sunt utilizate pentru tratamentul de închidere, adică H. Pentru curățarea finală a suprafeței țevii și îndepărtarea oxizilor (detartraj și îndepărtarea ruginii) până când strălucirea metalului, astfel încât îmbrăcămintea de protecție nouă să poată fi aplicată ulterior. Acești generatori de plasmă sunt electrozi speciali speciali prin care sunt alimentați corpurile de lucru care formează plasmă.

Modul în care funcționează este că plasma neutră sau reducătoare a frigului este generată într-un spațiu îngust între un electrod și suprafața țevii (conducta servește drept al doilea electrod), această suprafață a țevii fiind îndepărtată din vechea izolație și alte priorități cu ajutorul generatoarelor de torță Impuritățile sunt eliberate. Electrozii pentru curățarea finală sunt aranjați deasupra suprafeței conductei care a fost tratată anterior cu generatoare de plasmă cu torță. Funcția electrozilor pentru curățarea finală se bazează pe o reacție de reducere a oxidului chimic termic și pe un bine-cunoscut efect de pulverizare a catodului (

D. P. Ilyashshenko, K. I. Thomas. Procedura de producere a sudurii, M: 2011 r.

). Electrozii pentru curățarea finală sunt atașați de alergători.

În funcție de cantitatea de contaminare, rezistența și compoziția îmbrăcămintei de protecție vechi, performanța generatoarelor cu plasmă rece a torței și electrozii pentru curățarea finală, dispunerea lor pe alergători și numărul lor sunt selectate.

Modul în care funcționează curățarea cu plasmă cu arc face posibilă funcționarea sistemului în orice moment al anului, în orice condiții meteorologice și cu un teren complicat.

Invenția este explicată mai în detaliu cu referire la desenele însoțitoare utilizând un exemplu de realizare a unui sistem. Arat-o:

Planurile de prezentare 1 și 2 ale unui sistem pentru curățarea cu plasmă a arcului a suprafeței exterioare a conductelor pe distanțe lungi.

1 un vehicul, 2 o centrală mobilă, 3 alergătoare o deplasare unghiulară a generatoarelor de plasmă și electrozi, 4 acționări pentru o deplasare unghiulară a alergatoarelor și o deplasare longitudinală a mașinii de curățat, 5 un sistem pentru depozitarea și furnizarea unui corp de lucru care produce plasma, 6 un dulap electric, 7 o unitate de operare, 8 un generator de plasmă cu lanternă, 9 un sistem de alimentare pentru un corp de lucru cu formare de plasmă, 10 recipiente de depozitare pentru un corp de lucru cu formare de plasmă pentru generatoare de plasmă rece la torță, 11 recipiente de depozitare pentru un corp de lucru cu formare de plasmă pentru electrozi 14, 15 pentru curățarea finală, 12 o linie de telescop, 13 o jachetă de post-ardere, 14 Electrozi pentru curățarea finală, 15 un colector inelar pentru a transporta lichidul sau gazele în spațiul dintre manta și suprafața liniilor telescopului 12 care urmează să fie curățate, 16 duze pentru atomizarea lichidului sau gazului în colectorul inelar 15, 17 o cadă cu pompă de apă s pentru colectarea liniilor (colector inelar), 18 un cadru al mașinii de curățat, 19 un dispozitiv de încărcare și 20 o tijă pentru fixarea învelișului post-combustie 13 pe cadrul mașinii de curățat 18 .

În timpul transportului, instalația pentru curățarea cu plasmă a arcului a suprafeței exterioare a liniilor de distanță lungă 12 se află pe un vehicul de teren 1. Există, de asemenea, o centrală mobilă 2 pe ea. În plus, pe vehicul poate fi amplasat un sistem de alimentare 9 al unui corp de lucru care formează plasmă, un recipient de stocare 10 al corpului de lucru care formează plasma pentru generatoare de plasmă rece de tip torță și un container 11 de un corp de lucru care formează plasmă pentru electrozii 14 pentru curățarea finală 1.

Vehiculul 1 poate fi prevăzut cu un dispozitiv de încărcare 19 pentru a instala mașina de curățat 18 pe linia 12 a telescopului. Același dispozitiv de încărcare 19 poate servi și ca element de susținere în timpul funcționării mașinii de curățat 18.

Înainte de funcționare, mașina de curățat 18 este instalată pe linia 12 a telescopului în așa fel încât mantaua de curățare 13 este în fața mașinii de curățat 18 în direcția sa de deplasare peste linia 12 a telescopului.

Pe cadrul mașinii de curățat 18 sunt un alergător sau mai multe alezaje 3 pentru rotație unghiulară în jurul conductei 12, acționări 4 pentru deplasarea unghiulară a canalelor 3 și pentru deplasarea longitudinală a ramei mașinii de curățat 18 de-a lungul conductei telescopice 12 și sistemelor 5 pentru depozitare și transport în generatoarele de plasmă rece 8 sau dispuse în electrozii 14 pentru curățarea finală.

Cu ajutorul generatoarelor de plasmă cu lanternă 8, se elimină toate tipurile de impurități, cu excepția oxizilor (solzi și rugină) de pe suprafața liniei 12 a telescopului. Suprafața conductei 12 este dezoxidată cu ajutorul electrozilor 14 pentru curățarea finală. Electrozii 14 sunt, de asemenea, localizați pe canalele 3 și scanează (scanează) electrozii 14 pe întreaga suprafață a liniei 12 a telescopului. Pentru a asigura funcționarea generatoarelor de plasmă rece cu lanternă 8 și a electrozilor 14 pentru curățarea finală, corpurile de lucru formatoare de plasmă sunt alimentate din containerele 10, 11 și 5 cu ajutorul sistemelor de transport 9 și 5.

Dispozitivele electrice din dulapul de comutare 6, și anume toate generatoarele de torțe 8, electrozii 14 pentru curățarea finală, centrala electrică mobilă 2 și viteza mișcării unghiulare și longitudinale a instrumentelor de curățare, sunt controlate de la panoul de comandă 7. Panoul de control 7 este, de asemenea, utilizat pentru a controla și monitoriza sistemele de alimentare pentru promovarea corpului de lucru care formează plasmă și a tuturor sistemelor auxiliare.

Sistemul conform invenției pentru curățarea cu plasmă a arcului a suprafeței exterioare a liniilor telescopice 12 a fost fabricat la OOO „Gazprom Transgas Sankt-Petersburg” și testat pe baza testelor pentru toate anotimpurile și toate condițiile meteorologice. Vechea izolație și orice alte impurități au fost îndepărtate din țevile cu diametrul de 1020 mm. Sistemul de curățare a fost superior tuturor mașinilor existente pentru curățarea mecanică a conductelor în toți parametrii.

CITĂRI INCLUSE ÎN DESCRIERE

Această listă a documentelor enumerate de solicitant a fost generată automat și este inclusă numai pentru o mai bună informare a cititorului. Lista nu face parte din cererea germană de brevet sau model de utilitate. DPMA nu își asumă nicio răspundere pentru erori sau omisiuni.

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

M. N. Bernadiner, A. P. Schurygin „Utilizarea și prelucrarea incendiilor de deșeuri industriale”. M.: Chimie, 1990 [0016]
D. P. Ilyashshenko, K. I. Thomas. Procedura de producere a sudurii, M: 2011 r. [0022]