Опубликовано: 09.09.2021

Описание проекта.

Существующая технология сварки полиэтиленовых труб для газопроводов позволяет проводить сварочные работы при температурах окружающего воздуха от не ниже -5 ºС. При температурах ниже регламентированных сварочные работы рекомендуется выполнять в специальных отапливаемых укрытиях, в которых поддерживается допустимая температура. Затраты времени на выполнение одного сварного соединения полиэтиленовых труб при температурах воздуха ниже допустимых по существующей технологии с использованием укрытий могут составлять 4–6 часов. В регионах холодного климата такие затраты времени на проведение сварочных работ недопустимы при проведении ремонтно-восстановительных работ на газопроводах.

Цель проекта: Разработка технологии сварки закладными нагревателями и сварки встык полиэтиленовых труб для газопроводов на открытом воздухе при температурах ниже минус 5 ºС.

Задачи: – Математическое моделирование теплового процесса предварительного подогрева муфты и труб из полиэтилена в сборе с помощью штатного нагревателя, вмонтированного в тело муфты;

  • Математическое моделирование теплового процесса предварительного подогрева при сварке встык полиэтиленовых труб;
  • Математическое моделирование теплового процесса сварки полиэтиленовых труб с учетом степени кристалличности полимерного материала и теплоты фазового превращения;
  • Разработка методики расчетного определения технологических параметров сварки – напряжения для подогрева нагревателем, продолжительностей подогрева нагревателем и выравнивания температур свободным охлаждением, параметров теплоизоляции после оплавления по режиму, регламентированному для допустимой температуры окружающего воздуха;
  • Проведение сварки при температурах ниже нормативных с расчетными технологическими параметрами;
  • Экспериментальное исследование прочности сварных соединений, выполненных по разработанной технологии;
  • Разработка рекомендаций по сварке полиэтиленовых труб различного типоразмера при температурах ниже нормативных.

Преимущества проекта: – Существенное сокращение времени, затрачиваемого на сварку при низких температурах окружающего воздуха;

  • исключение при выполнении сварки использования временных помещений (укрытий), обеспечивающих соблюдение температурного интервала;
  • использование стандартного сварочного оборудования для сварки закладными нагревателями с дополнительным источником питания для предварительного подогрева;
  • использование стандартного сварочного оборудования для сварки встык с дополнительными насадками для предварительного подогрева;
  • обеспечение при низких температурах воздуха допустимой скорости охлаждения использованием теплоизоляции;
  • обеспечение необходимой длительной прочности муфтового сварного соединения, производимого при температурах воздуха ниже нормативных, за счет формирования необходимой для этого надмолекулярной структуры материала;
  • отсутствие отечественных и зарубежных аналогов.

Приоритетное направление развития науки, технологий и техники.

Транспортные и космические системы.

Социально-экономическая эффективность от реализации проекта.

Внедрение предлагаемой технологии сварки позволит проводить ремонт газопроводов из полиэтиленовых труб в зимних условиях регионов холодного климата в кратчайшие сроки и избежать  разрушения систем отопления в населенных пунктах из-за замерзания теплоносителя. Предприятия, занимающие строительством газопроводов, в северных регионах все шире будут применять полиэтиленовые трубы в системах газоснабжения, что увеличит сроки эксплуатации газопроводов.

Потенциальный рынок и т. пр. Предприятия, занимающиеся строительством и эксплуатацией газораспределительных сетей, а также предприятия, разрабатывающие оборудование для сварки полимерных труб.

Наличие ОИС (объекта интеллектуальной собственности).

  1. Патент РФ 2450202 Способ муфтовой сварки полимерных труб // Старостин Н.П., Ботвин Г.В., Данзанова Е.В.;
  2. Патент РФ 2343331 Способ сварки полимерных труб // Старостин Н.П., Герасимов А.И., Аммосова О.А.;
  3. Патент 2627170 Способ и образец для определения прочности муфтового сварного соединения полимерных труб // Герасимов А.И., Старостин Н.П., Ботвин Г. В., Данзанова Е. В.;
  4. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ №2017663780 Butt fusion – Программа для расчета динамики температурного поля при сварке встык полиэтиленовых труб для газопроводов с учетом образования грата // Старостин Н.П., Аммосова О.А.

Статус проекта: готов к внедрению, необходимы доработки.

Контактная информация

  1. Старостин Николай Павлович, д.т.н., г.н.с. nikstar56@mail.ru
  2. Аммосова Ольга Александровна, к.т.н., с.н.с. ammosova_o@mail.ru
  3. Данзанова Елена Викторовна, к.т.н., с.н.с. dhv4071@mail.ru