Одиночные изоляции для применений с низким уровнем риска, таких как ремонт и техническое обслуживание клапанов
Вторичные изоляции, когда линия должна быть разорвана и существует только одна изоляция
Изоляция участка трубопровода (как надземного, так и подземного и подводного)
Основная теория, лежащая в основе «замораживающего пробка», заключается в охлаждении внешней стенки трубы до такой степени, что ее содержимое (обычно вода) образует пробку внутри трубы, прилипая к стенке и создавая прочную изоляцию. Были проведены испытания с пробками, выдерживающими давление более 8000 фунтов на квадратный дюйм. Для замораживания вокруг трубы устанавливается «кожух» (криогенный теплообменник), внутри которого циркулирует жидкость, обычно жидкий азот. Ранние кожухи представляли собой закрытое пустое пространство, в котором жидкий азот вступал в прямой контакт с трубой; современные кожухи работают по принципу теплообмена, при котором жидкий азот циркулирует по каналам в кожухе. Длина кожуха обычно в два раза превышает диаметр трубы, а его толщина составляет примерно один дюйм.
При низкой температуре модуль упругости материалов увеличивается. В целом, прочность на разрыв и предел текучести увеличиваются с понижением температуры. Поэтому при низкой температуре нет дополнительного риска, что труба будет медленно вытягиваться или изгибаться. Однако из-за повышенной хрупкости при низкой температуре следует избегать любых ударов по трубе.
Поскольку большинство труб из нержавеющей стали рассчитаны на криогенные условия, воздействие низких температур во время замораживания не создаст никакого риска для их металлургических свойств.
Во многих случаях требуется изоляция, при которой нет внутренней среды, подверженной замораживанию. Наиболее распространенные области применения этого процесса:
Сшитые гелевые водные системы идеально подходят в качестве среды для создания стабильной двойной блокировки и предотвращения утечки. В этих системах используется высоковязкий гель на водной основе, который благодаря своей когезионной природе может вытеснять нефть или заполнять пустоты в газопроводе. Сам гель является биоразлагаемым продуктом, адаптированным из пищевой промышленности, и не требует специального обращения при введении или утилизации. Благодаря чрезвычайно высокой вязкости гель не ведет себя как обычная жидкость и не растекается по дну трубы, а образует холмик. После первой инжекции гелеобразная жидкость остается в виде приподнятого холмика, заполняя, вероятно, до 45-65% площади поперечного сечения трубы ниже точки инжекции. Оставшееся пустое пространство будет заполнено гелем во время последующих инжекций.
Местоположение замораживающего затвора тщательно выбирается, чтобы обеспечить отсутствие сварных швов, повреждений труб или напряжений в местах установки замораживающих рубашек. Выбранное место также должно иметь фитинг или клапан между предполагаемыми местами установки рубашек, чтобы обеспечить возможность впрыска геля, испытания затворов под давлением и непрерывного контроля давления во время работы. После проверки и очистки трубы замораживающие рубашки устанавливаются по обе стороны от точки впрыска и подсоединяются к источнику азота с помощью криогенного шланга.
Замораживание труб может быть выполнено на большинстве распространенных материалов труб, таких как:
Места, где может потребоваться услуга по замораживанию труб, включают, но не ограничиваются:
