Введение к работе
Актуальность работы. Долговременная и безаварийная эксплуатация стальных трубопроводных сетей питьевого водоснабжения в основном зависит от интенсивности коррозионного разрушения внутренней поверхности труб, непосредственно контактирующей с водой. Общепринятым эффективным способом антикоррозионной защиты является нанесение высококачественных покрытий.
Наиболее широкое распространение в мировой практике получили технологии устройства внутренних тонкостенных цементно-песчаных облицовок. Трубы с покрытиями на основе цемента широко применяются в питьевом водоснабжении, обеспечивая постоянство гидравлических характеристик в течение всего срока эксплуатации в связи с тем, что покрытие не подвержено каким-либо обрастаниям.
Существующие традиционные способы нанесения внутренней цементно-песчаной облицовки (центрифугирование и центробежный набрызг) в основном разработаны для труб большого диаметра, в то время как 70% аварийных утечек, обусловленных коррозионным износом, приходится на трубопроводы диаметром 100-300 мм. В настоящее время практически нет хорошо отработанных отечественных технологий устройства облицовок в трубах малого (менее 300 мм) диаметра.
В настоящей диссертационной работе для создания слоя цемент-но-песчаной облицовки в трубах диаметром 100-300 мм предложено применить способ сухого формования бетона, позволяющий получать качественное покрытие без приготовления растворной смеси.
Цель работы - разработка технологии устройства внутренней цементно-песчаной облицовки труб малого диаметра способом сухого формования, оптимизация состава минеральной облицовки и технологических условий нанесения покрытия с целью увеличения прочности сцепления с поверхностью трубы.
Поставленная цель определила следующие задачи исследования: .
анализ существующих методов устройства внутренних цементно-песчаных облицовок;
обоснование возможности использования способа сухого формования для создания покрытия из цементно-песчаной смеси и разработка способа нанесения;
- исследование технологических параметров нанесения слоя покрытия;
разработка методики исследования физико-механических свойств материала облицовки и прочности его сцепления со сталью;
оптимизация технологических условий нанесения и состава минерального покрытия с целью увеличения прочности сцепления;
разработка технологии нанесения покрытия методом сухого формования, ее применение при ремонте водопроводов и технико-экономическая оценка.
Научная новизна.
-
Научно обоснован новый способ и разработаны технологические параметры нанесения качественной цементно-песчаной облицовки труб без приготовления водозатворенной растворной смеси.
-
Экспериментально подтверждено, что сухое формование позволяет добиться наиболее полного контакта цементного геля со стальным основанием, что обусловливает высокую прочность сцепления покрытия с поверхностью трубы.
-
Получен комплекс новых научных, данных о физико-механических свойствах цементно-песчаного покрытия сухого формования и его сцеплении со сталью.
-
Разработаны оптимальные технологические условия формирования и состав покрытия, обеспечивающие наибольшую прочность сцепления облицовки с поверхностью.
Практическое значение работы. Разработанная технология устройства цементно-песчаной облицовки позволяет увеличить срок эксплуатации трубопроводов и сохранить качество воды, доставляемой потребителям. Простота и надежность комплекта облицовочного оборудования обусловливают возможность его использования при ремонте трубопроводов при осуществлении мероприятия по очистке и облицовке старых труб непосредственно на месте ведения работ.
Реализация результатов исследований. По результатам работы запроектирована и изготовлена опытно-промышленная установка нанесения внутренней облицовки. Проведены натурные испытания облицованных труб, смонтированных на участке трубопровода. Разработан проект технических условий на трубы, облицованные способом сухого формования. За время работы над диссертацией выполнено два договора с Управлением социального развития МПС и договор с Главным планово-экономическим управлением обладминистрации на научно-техническую разработку технологии.
Инвестиционный проект по данной тематике признан одним из лучших на конкурсе МПС РФ.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на научно-технических конференциях:
Российская научная конференция "Проблемы безопасности труда, экологии и чрезвычайных ситуаций на железнодорожном транспорте" (Новосибирск, 1995 г.)
Научно-техническая конференция "Охрана природы, гидротехническое строительство, инженерное оборудование" (Новосибирск, 1995 г.);
Научно-техническая конференция "Охрана природы, гидротехническое строительство, инженерное оборудование" (Новосибирск, 1997 г.) (два доклада);
Международный конгресс "Ресурсосберегающие технологии реконструкции и нового строительства" (Новосибирск, 1998 г.).
Публикация. Основные положения диссертационной работы отражены в десяти опубликованных научных трудах, способ нанесения покрытия защищен патентом.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и выводов. Она изложена на 127 страницах, включая 31 рисунок, 23 таблицы и список литературы из 97 наименований.