Заказать звонок
Оставьте свои данные и мы вам перезвоним.
Отправляя форму, Вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Наши проекты
Кроме испытаний участков трубопроводов, «Аквасинт» разработала и успешно апробировала технологическую схему теплогидроизоляции и ремонта в полевых условиях наиболее проблемной зоны трубопроводов – зон сварных швов (стыков) труб.
Решение эксплуатационных проблем с насосно-компрессорными трубами (НКТ) ООО "ЛУКОЙЛ-инжиниринг", г. Пермь.
Создание герметичной теплоизолирующей облицовки шахты позволит улучшить условия труда и уровень техники безопасности.
В качестве материала ограждающих конструкций ПКСП ("Капсула жизни") целесообразно использование материала "Аквизол-159", армированного тканой металлической сеткой из нержавеющей проволоки.
Описание проектов
Детали о реализованных проектах и проведенных испытаниях.
Описание проекта
Разработка материала "Аквизол-159"
Одним из важных направлений создания новых материалов является теплоизоляционные покрытия (ТИП). Перед ними ставится не только задача энергосбережения, но и защита производственного пространства от избыточного теплопритока. В ряде случаев, например, на участках с вечной мерзлотой, также и сбережения поверхности почвы.
На сегодняшний день промышленность использует неорганические и органические материалы для ТИП, а также их комбинации. Так, например, ввод в действие изменения 3 СНиП П-3-79 "Строительная теплотехника" предусматривает 2-х и 3-х кратное увеличение теплового сопротивления ограждающих конструкций вновь строящихся зданий и обусловил разработку и появление в строительстве ряда новых материалов и технологий теплоизоляции. В частности, распространение получили пенополистирол, пенополиуретан, маты на основе базальтовых волокон и т.д. Каждый новый материал имел свои преимущества и недостатки.
Анализ производственных и технологических особенностей новых материалов, проведенный "Аквасинт", привел к необходимости разработки ТИП, максимально удовлетворяющих требованиям добывающей промышленности, а именно, иметь высокую долговечность и прочность, низкие плотность, теплопроводность, горючесть, удовлетворительную технологичность применения как в заводских условиях, так и на месторождениях полезных ископаемых.
В результате был получен материал "Аквизол-159", который представляет собой механическую смесь полых микросфер и полимерного связующего. При этом микросферы имеют размер 2-500 мкм и могут быть стеклянными, керамическими и полимерными, а насыщение ими связующего доходить до 70% по объёму. В качестве связующего предпочтение отдано эпоксидной смоле ЭД-20 и ее модификациям.
Поскольку широкое применение в промышленности получил пенополиуретан, то в таблице приведены их сравнительные характеристики на основе данных с "Аквизол-159".
На сегодняшний день промышленность использует неорганические и органические материалы для ТИП, а также их комбинации. Так, например, ввод в действие изменения 3 СНиП П-3-79 "Строительная теплотехника" предусматривает 2-х и 3-х кратное увеличение теплового сопротивления ограждающих конструкций вновь строящихся зданий и обусловил разработку и появление в строительстве ряда новых материалов и технологий теплоизоляции. В частности, распространение получили пенополистирол, пенополиуретан, маты на основе базальтовых волокон и т.д. Каждый новый материал имел свои преимущества и недостатки.
Анализ производственных и технологических особенностей новых материалов, проведенный "Аквасинт", привел к необходимости разработки ТИП, максимально удовлетворяющих требованиям добывающей промышленности, а именно, иметь высокую долговечность и прочность, низкие плотность, теплопроводность, горючесть, удовлетворительную технологичность применения как в заводских условиях, так и на месторождениях полезных ископаемых.
В результате был получен материал "Аквизол-159", который представляет собой механическую смесь полых микросфер и полимерного связующего. При этом микросферы имеют размер 2-500 мкм и могут быть стеклянными, керамическими и полимерными, а насыщение ими связующего доходить до 70% по объёму. В качестве связующего предпочтение отдано эпоксидной смоле ЭД-20 и ее модификациям.
Поскольку широкое применение в промышленности получил пенополиуретан, то в таблице приведены их сравнительные характеристики на основе данных с "Аквизол-159".
Согласно ускоренным климатическим испытаниям "Аквизол-159", срок службы составляет не менее 50 лет при нулевом влагопоглощении. При этом допускается эксплуатация в морской воде на глубине до 2 км. Пожароопасность: трудновозгораемый, самозатухающий, а при введении в рецептуру антипиренов – негорючий (Г1).
Из таблицы видно, что "Аквизол-159" обладает лучшими параметрами по прочности и близкими по теплопроводности в сравнении с двумя видами ППУ. По прочим же эксплуатационным параметрам он находится вне конкуренции. Достоинством нового материала является возможность подбора параметров под решаемую задачу путем варьирования фракционным составом микросфер и их процентным насыщением связующего.
Из таблицы видно, что "Аквизол-159" обладает лучшими параметрами по прочности и близкими по теплопроводности в сравнении с двумя видами ППУ. По прочим же эксплуатационным параметрам он находится вне конкуренции. Достоинством нового материала является возможность подбора параметров под решаемую задачу путем варьирования фракционным составом микросфер и их процентным насыщением связующего.
На фото представлен образец материала с полимерными (фенолформальдегидными) микросферами
Испытания образцов на стенде
Описание проекта
Технология применения "Аквизол-159" на трубопроводах
В большинстве технологических процессов применяются трубопроводы, по которым циркулирует или теплоноситель, или перерабатываемое сырье. Во всех случаях необходима теплоизоляция, которая отличалась бы долговечностью и эффективностью.
Для решения технологических задач использования "Аквизол-159" была применена опытная установка по смешению и подаче компонентов на изолируемое изделие в периодическом режиме.
В качестве объекта исследования взята стальная труба диаметром 159 мм и длиной 6000 мм, а также полиэтиленовая труба большего диаметра в качестве пресс-формы длиной 600 мм. Нагнетание материала осуществлялось в межтрубное пространство для формирования ТИП толщиной 20 мм.
Для решения технологических задач использования "Аквизол-159" была применена опытная установка по смешению и подаче компонентов на изолируемое изделие в периодическом режиме.
В качестве объекта исследования взята стальная труба диаметром 159 мм и длиной 6000 мм, а также полиэтиленовая труба большего диаметра в качестве пресс-формы длиной 600 мм. Нагнетание материала осуществлялось в межтрубное пространство для формирования ТИП толщиной 20 мм.
На фото представлен образец теплоизолированной трубы Д 159
Был выполнен расчет потери температуры нефти при ее прокачке на 40 км, диаметре трубы 213 мм и толщине ТИП "Аквизол-159" равном 45мм. Параметры нефти: Р20=780кг/м3, µ = 0,015 Ра.s., Тнач=80 ºС.
Коэффициент теплоотдачи от теплоизоляции к грунту определялся по формуле Форхгеймера-Гребера. Расчет показал падение температуры в трубопроводе до 63.5 ºС, что найдено приемлемым на научно-техническом совете ООО "Лукойл-Коми".
Также в период с 16 по 22 октября 2019 года ООО "ЦТС" и ООО "ЛУКОЙЛ-Пермь" провели опытно-промышленные испытания антикоррозионного теплогидрозащитного покрытия "Аквизол-159" производства ООО "НПП "Аквасинт". Было просверлено отверстие Д 8 мм на трубопроводе, затем нанесено покрытие "Аквизол-159". В дальнейшем в трубопроводе с рабочим давлением 3,2 МПа было подано давление 4 МПа. По истечении 3 суток давление повысили до 7 МПа. Были получены положительные результаты.
В Заключении по результатам испытаний указано, что проведенные опытно-промышленные испытания подтвердили, что:
Коэффициент теплоотдачи от теплоизоляции к грунту определялся по формуле Форхгеймера-Гребера. Расчет показал падение температуры в трубопроводе до 63.5 ºС, что найдено приемлемым на научно-техническом совете ООО "Лукойл-Коми".
Также в период с 16 по 22 октября 2019 года ООО "ЦТС" и ООО "ЛУКОЙЛ-Пермь" провели опытно-промышленные испытания антикоррозионного теплогидрозащитного покрытия "Аквизол-159" производства ООО "НПП "Аквасинт". Было просверлено отверстие Д 8 мм на трубопроводе, затем нанесено покрытие "Аквизол-159". В дальнейшем в трубопроводе с рабочим давлением 3,2 МПа было подано давление 4 МПа. По истечении 3 суток давление повысили до 7 МПа. Были получены положительные результаты.
В Заключении по результатам испытаний указано, что проведенные опытно-промышленные испытания подтвердили, что:
- Покрытие "Аквизол-159" соответствует требованиям ТУ32.99.59-001-92352132-2019
- При этом, попытки снятия с трубы покрытия "Аквизол-159" после испытаний также подтвердили его высокую прочность и стойкость к любым внешним и внутренним механическим воздействиям
- ООО "ЛУКОЙЛ-Пермь" и ООО "ЦТС" считают возможным применение покрытия "Аквизол-159" как средство для ремонта дефектов по телу трубопроводов в подземном исполнении
- Покрытие "Аквизол-159" рекомендовано для применения ООО "ЛУКОЙЛ-Пермь" при рабочем (эксплуатационном) давлении в трубопроводах, не превышающим 3,2 МПа
Кроме испытаний участков трубопроводов "Аквасинт" разработала и успешно апробировала технологическую схему теплогидроизоляции и ремонта в полевых условиях наиболее проблемной зоны трубопроводов – зон сварных швов (стыков) труб.
Описание проекта
Теплоизоляция насосно-компрессорных труб (НКТ)
Консультации со специалистами ООО "ЛУКОЙЛ-инжиниринг", г. Пермь, выявили наличие эксплуатационных проблем с насосно-компрессорными трубами (НКТ), которые представляют собой вакуумный термокейс. По таким НКТ идет закачка в пласт перегретого пара с Т=350 ºС с целью разжижения нефти перед ее подъемом на поверхность с глубин более 1000 м. Нами было предложено техническое решение по изоляции НКТ материалом "Аквизол-159" с защитой его от деструкции в связи с повышенной температурой среды. Выполнены расчеты по падению температуры пара на глубине 1000 м., которая составила примерно 20 ºС.
На фото представлен смонтированный образец на 220 °C
Практический эксперимент был поставлен на площадке ООО "Лукойл-Коми", где перегретый пар подается на устье скважины. На фото показаны два участка с врезанными трубами, имеющими ТИП "Аквизол-159" с дополнительной термозащитой. Эксплуатация в течении 30 дней и последующая разборка с дефектовкой показали полную сохранность ТИП на образце с Т=220 ºС, образец с Т=350 ºС претерпел изменение цвета ТИП, но сохранил свои защитные свойства.
На фото представлен смонтированный образец на 350 °C
Для реализации описанных примеров использования "Аквизол-159" нами была разработана установка для непрерывного смешения компонентов и нагнетания на изделие для его изоляции или в пресс-форму, что определяется конкретной задачей. Установка имеет раздельные потоки связующего, отвердителя и микросфер, поступающих после дозирования в соответствующие смесители. Этим достигается увеличение живучести приготовленной массы и повышенная надежность и ремонтопригодность установки. Одновременно разработана документация на подобную установку в мобильном исполнении (на шасси КамАЗ) для ремонтных работ ТИП трубопроводов на местности.
Проведенные ООО "Аквасинт" исследования и конструкторские проработки показали возможность более широкого применения материала Аквизол-159.
Проведенные ООО "Аквасинт" исследования и конструкторские проработки показали возможность более широкого применения материала Аквизол-159.
Описание проекта
Применение "Аквизол-159" в шахтах. Теплоизоляция
В России в поселке Ярега Республики Коми имеется уникальная шахта, где добывается высоковязкая нефть. Для обеспечения текучести нефти в породу, прилегающую к выработке, нагнетается пар высокой температуры Т=350 ºС. Стены шахты облицованы деревянными досками (40 мм), имеющими врезки вентилей для приема самотекущей нефти.
На фото представлена выработка шахты Ярега
На фото представлена тепловизионная съемка изоляционной перемычки
В результате в шахте постоянно держится температура более 60 ºС, что крайне неблагоприятно для персонала.
Облицовочные доски периодически выходят из строя и требуют замены. Поверхность досок, обращенная к породе, находится в постоянном контакте с нефтью и подвергается разрушению.
На основании протокола ВКС, организованной Академией Горных Наук с участием филиала ООО "Лукойл-Инжиниринг", "ПермьНИПИнефть", ООО "НПП "Аквасинт", ООО "АРУС", ООО НПО "Стрим" от 19 февраля 2021 года, г. Москва и протокола № 363 Технического совета ООО "Лукойл-Коми" от 24 июня 2021 года, считаем целесообразным постепенную замену досок на панели из материала "Аквизол-159". При этом толщина облицовки может быть уменьшена из-за более низкой теплопроводности нового материала. Панели могут быть отлиты в заводских условиях нужной формы и размеров, доставлены к месту сборки местным транспортом из-за небольшого веса. Также панели могут быть снабжены закладными элементами для установки запорной арматуры или других приспособлений. Сборка панелей производится склеиванием этим же материалом, приготовленным на месте в малогабаритном смесителе.
На основании протокола ВКС, организованной Академией Горных Наук с участием филиала ООО "Лукойл-Инжиниринг", "ПермьНИПИнефть", ООО "НПП "Аквасинт", ООО "АРУС", ООО НПО "Стрим" от 19 февраля 2021 года, г. Москва и протокола № 363 Технического совета ООО "Лукойл-Коми" от 24 июня 2021 года, считаем целесообразным постепенную замену досок на панели из материала "Аквизол-159". При этом толщина облицовки может быть уменьшена из-за более низкой теплопроводности нового материала. Панели могут быть отлиты в заводских условиях нужной формы и размеров, доставлены к месту сборки местным транспортом из-за небольшого веса. Также панели могут быть снабжены закладными элементами для установки запорной арматуры или других приспособлений. Сборка панелей производится склеиванием этим же материалом, приготовленным на месте в малогабаритном смесителе.
Полагаем, что создание герметичной теплоизолирующей облицовки шахты позволит улучшить условия труда и уровень техники безопасности. Очевидно, что данное предложение может быть применимо и для других подземных производств.
Описание проекта
Применение "Аквизол-159" в шахтах. Капсулы жизни
"Правила безопасности в угольных шахтах", вступившие в силу с 1 января 2015 года, предусматривают обустройство в шахтах пунктов коллективного спасения персонала (ПКСП) в качестве дополнительного средства самоспасения людей. Авторы в работе [10] подробно изложили проблему и предложили пути её решения.
ООО «НПП «Аквасинт» считает целесообразным использование в качестве материала ограждающих конструкций ПКСП ("Капсула жизни") материала "Аквизол-159", армированного тканой металлической сеткой из нержавеющей проволоки. ПКСП может быть собран на месте, как описано выше, иметь любую форму и габариты.
ООО «НПП «Аквасинт» считает целесообразным использование в качестве материала ограждающих конструкций ПКСП ("Капсула жизни") материала "Аквизол-159", армированного тканой металлической сеткой из нержавеющей проволоки. ПКСП может быть собран на месте, как описано выше, иметь любую форму и габариты.
Обсуждаемая капсула по сути является оболочечной конструкцией с вязкоупругим полимерным наполнителем. Таким образом, для расчета могут быть использованы методики, разработанные для зарядов твердого топлива ракетных двигателей.
Авторы считают, что армирование ТИП значительно повышает стойкость конструкции к ударной волне при взрыве, блокирует пробитие металлическими элементами и фрагментами породы. После проведения расчетов можно выбрать оптимальную форму капсулы и толщину ее стенок. Материал при качественной сборке панелей или других элементов обеспечивает полную герметичность жизненного пространства и защиту от температуры до 220 ºС длительное время. Для защиты от большей температуры необходимы специальные дополнительные решения.
"Аквизол-159" возможно армировать различными материалами и их сочетаниями. Например, одним из авторов проведен эксперимент по проверке проникновения гвоздя 100 мм под нагрузкой 100 кг через два слоя тонкой стальной сетки разных номеров. Гвоздь насквозь не проходит, а наличие вязкого материала ("Аквизол-159") еще больше тормозит проникновение.
Авторы считают, что армирование ТИП значительно повышает стойкость конструкции к ударной волне при взрыве, блокирует пробитие металлическими элементами и фрагментами породы. После проведения расчетов можно выбрать оптимальную форму капсулы и толщину ее стенок. Материал при качественной сборке панелей или других элементов обеспечивает полную герметичность жизненного пространства и защиту от температуры до 220 ºС длительное время. Для защиты от большей температуры необходимы специальные дополнительные решения.
"Аквизол-159" возможно армировать различными материалами и их сочетаниями. Например, одним из авторов проведен эксперимент по проверке проникновения гвоздя 100 мм под нагрузкой 100 кг через два слоя тонкой стальной сетки разных номеров. Гвоздь насквозь не проходит, а наличие вязкого материала ("Аквизол-159") еще больше тормозит проникновение.
