Внедрение нетрадиционных клеевых технологий ремонта различных, в том числе разнородных трубопроводов термоусаживающимися полимеркомпозиционными муфтами с эффектом «память формы» Научный руководитель проекта: Строганов В.Ф., почетный член РААСН, д-р хим. наук, профессор;

Актуальность проблемы: Важнейшим фактором в обеспечении экономического и социального развития стран является эффективное использование энергоносителей, что в значительной мере обусловлено организацией транспортировки и эксплуатации энергоносителей Протяженность стальных трубопроводов в России ~17млн.км., большая часть из них эксплуатируется свыше 20 лет (при безаварийном сроке службы лет). В этой связи темпы массового разрушения катастрофически нарастают (количество изношенных трубопроводов составляет 55-70%) Во всем мире, в т.ч. В России, происходит процесс замены трубопроводов: металлических на полимерные. Это требует внедрения новых технологий их соединения и ремонта 2

Методы соединения и ремонта ТП: Традиционные: сварные, фланцевые, резьбовые, раструбные и проч. Не традиционные: клеевые, клеесварные, муфтово-клеевые и проч. Гибридные: в случаях соединения металлических и пластиковых труб 3

Термоусаживающиеся муфты с эффектом «память формы»: Впервые эффект «память формы» (ЭПФ) обнаружен и реализован для некоторых сплавов металлов Суть ЭПФ заключается в формировании какой-либо формы (например уменьшение или увеличение диаметра) при нагревании (металла, полимера) с последующим фиксированием ее при охлаждении. Восстановление формы происходит при нагревании до температуры фиксирования В полимерах впервые ЭПФ реализован на линейных полимерах – термопластах (для соединения труб из полиэтилена, полипропилена и др.) Применение этого эффекта, в т.ч. полиэтиленовых муфт для соединения металлических трубопроводов проблематично (из-за плохой адгезии ПЭ к стали) Применение муфт с ЭПФ для соединения металлических, в т.ч. разнородных трубопроводов (металл-полимер, металл-стеклопластик, металл-керамика и др.) по муфто-клеевым технологиям требует разработки составов как для муфт, так и для клеев 4

Р азновидность разработанных ТУМ с эффектом «память формы»: Литые, из сетчатых эпоксидных полимеров (для Ø до мм.) Литые, наполненные из эпоксидных полимеров (для Ø до мм.) Армированные: стекло-, углепластики (для Ø до мм.) Разрабатываемые композиции 4 поколения (для Ø до мм.) 5

6

7

8

9

Конкурентные преимущества и области применения: Основным преимуществом данной технологии является возможность соединения и ремонта труб из разнородных материалов (металл-полимер, нержавеющая сталь-чугун, керамическая труба-металл и т.д.) Возможность выполнения локального ремонта, в том числе в полевых условиях без проведения вскрышных работ для замены трубы (или пары труб) Безопасность процесса, ввиду отсутствия открытых источников огня Скорость ремонта и малые трудозатраты 10

Состояние разработки (стадия реализации) и патентная защищенность: Разработаны составы связующего для муфт Разработаны составы клеев Выбраны режимы изготовления муфт Выбраны режимы отверждения и термической усадки муфт, т.е. формирование муфто-клеевых соединений (МКС) Разработана оснастка испытания ТУМ Разработаны устройства и установки для дорнирования (раздачи муфт) 11

С тадия реализации: Изготовлены натурные образцы муфто-клеевых соединений для разнородных материалов, которые экспонировались на ряде выставок различного уровня: «50 лучших инновационных идей Республики Татарстан» (г.Казань, декабрь, 2005г.) – диплом VI Московского международного салона инноваций и инвестиций (г.Москва, февраль, 2006г.) – Золотая медаль, Диплом XIII Международная специализированная выставка «Нефть, газ. Нефтехимия» (г.Казань, сентябрь, 2006г.) Первый инвестиционный саммит Республики Татарстан (г.Лондон, октябрь, 2006) – благодарственное письмо VIII Международная выставка «Энергетика. Ресурсосбережение» (г.Казань, декабрь, 2006г.) Выставка «Архитектура. Строительство. Градостроительство. ЖКХ» (г.Казань, январь, 2007) VII Московский международный салон инноваций и инвестиций «Термоусаживающиеся муфты с эффектом «памяти формы» для соединения труб, в том числе из разнородных материалов» (г.Москва, 2007) 12

Патентная защищенность: Разработка защищена патентами на технологию получения термоусаживающихся муфт и технологическое оборудование: Патент РФ «Способ неразъемного соединения труб», 2003г. (приоритет ) Патент РФ «Композиция для изготовления термоусаживающихся изделий», 2005г. (приоритет ) Патент РФ на полезную модель «Устройство для раздачи полимерных муфт», 2006г. (приоритет ) Патент РФ «Установка для раздачи муфт», 2008г. (приоритет ) Патент РФ «Устройство для раздачи труб», 2008г. (приоритет ) 13

Рынок. Продуктом реализации на рынке являются: Ремонтные аптечки с комплектом муфт, клея и вспомогательных материалов (обогревающее устройство: лента, полотенце; емкости для приготовления клея, перчатки, растворитель для обезжиривания поверхностей; шпатели, наждак и др. Муфты, клей и другое – в качестве расходных материалов для пополнения аптечек Услуги по ремонту с использованием разработанных технологий 14

Ремонтная аптечка 15

Этапы, необходимые для внедрения проекта этапа Содержание работ по этапу Длительн ость этапа, мес. Стоимость реализации этапа, млн. руб. Исполнители, соисполнители и организации ведущие проект 1 Разработка проектной и технологической документации 41,5 КГАСУ, каф. ХИЭС, проф., д.х.н., Строганов В.Ф. 2 Организация участка изготовления муфт (методом заливки, намотки) 60,5 3 Приобретение оборудования (закупка, аренда и др.) 42,0 4 Изготовление технологической оснастки для заливки и намотки муфт (формы и пр.) 61,0 5Организация участка комплектации ремонтных аптечек и выполнения ремонтных работ. 30,5 16