Соединение труб с внутренним антикоррозионным покрытием

 

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении и эксплуатации трубопроводов для противокоррозионной защиты внутренних поверхностей зон сварных стыков труб. Соединение труб содержит две трубы с внутренним эмалевым покрытием и втулку, установленную коаксиально внутри них с образованием в зоне стыка труб полости. На наружной поверхности втулки выполнена кольцевая проточка, в среднем сечении заодно с телом втулки выполнены радиальные упорные выступы. На концевых участках втулки выполнены заходные конусы и ступенчатые кольцевые канавки, в которых установлены уплотнительные элементы, между наружными поверхностями которых и внутренней поверхностью труб размещен адгезионный материал. Уплотнительные элементы выполнены в виде эластичных манжет Г-образной формы в поперечном сечении, козырек которых расположен под тупым углом относительно вертикальной стойки и обращен в сторону внутренних поверхностей труб, а торец козырька - в сторону стыка труб к монтажному шву. Пространство между наружной поверхностью втулки, манжетами и внутренней поверхностью труб заполнено адгезионным материалом. Расширяет арсенал технических средств. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к соединениям труб с внутренним эмалевым покрытием, и может быть использовано при сборке трубопроводов, предназначенных дня транспортировки коррозионно-активных сред в нефтяной, газовой, химической и других отраслей промышленности.

Известно соединение труб с внутренним эмалевым покрытием, содержащее две соединяемые трубы, к концам которых приварены коррозионно-стойкие втулки. На внутреннюю поверхность труб наносят слой эмали и сваривают коррозионно-стойкие втулки между собой, см. авт. св. СССР № 1648696, В 23 К 31/00, 1991.

Недостатками известного решения являются сложность выполнения соединения, необходимость применения дорогостоящих втулок из дефицитных материалов, невозможность сборки труб в полевых условиям.

Известно также соединение труб с внутренним эмалевым покрытием, содержащее две трубы с раструбами на концах, в которых размещены вставки с образованием полости между концами и наружной поверхностью вставок, которая заполнена коррозионно-стойким материалом, см. авт. св. СССР № 1328121, В 23 К 31/06, 1987.

Недостатками такого решения являются необходимость выполнения раструбов на концах труб, сложность размещения вставок внутри труб, а также воздействие сварки на покрытие через зазор между вставками. Все это не обеспечивает надежную защиту стыка труб и усложняет как конструкцию соединения, так и технологию его сборки.

Наиболее близким решением к заявленному является соединение эмалированных труб, содержащее две трубы с внутренним эмалированным покрытием и втулку, установленную коаксиально внутри них с образованием в зоне стыка труб полости, на наружной поверхности втулки выполнена кольцевая проточка, а в среднем сечении последней заодно с течем втулки выполнены радиальные упорные выступы, при этом на концевых участках втулки выполнены кольцевые канавки, в которые установлены уплотнительные элементы, и заходные конусы, между наружными поверхностями которых и внутренней поверхностью труб размещен материал с адгезионными свойствами по отношению к упомянутым поверхностям, см. патент РФ № 2080510, F 16 L 13/02, 1997.

Недостатком известного решения является ненадежность защиты сварного шва, т.к. уплотнительные элементы в виде эластичных колец не обеспечивают надежную герметизацию некалиброванных труб, имеющих отклонения геометрических параметров и размеров (овальность, разностенность и т.п.) от номинальных, а также допустимые дефекты, обусловленные способом производства (незначительные вмятины, выступы и т.п.), вследствие возможного заклинивания уплотнительных элементов и нарушения в связи с этим герметичности. Установка уплотнительных колец в таких трубах осложнена необходимостью их центрирования в каждом случае установки.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение надежной защиты сварного шва и упрощения монтажа соединения в полевых условиях.

Технический результат достигается тем, что в известном соединении эмалированных труб, содержащем две трубы с внутренним эмалевым покрытием и втулку, установленную коаксиально внутри них с образованием в зоне стыка труб полости, на наружной поверхности втулки выполнена кольцевая проточка, в среднем сечении которой заодно с телом втулки выполнены радиальные упорные выступы, при этом на концевых участках втулки выполнены кольцевые канавки, в которых установлены уплотнительные элементы, и заходные конусы, между наружными поверхностями которых и внутренней поверхностью труб размещен адгезионный материал, на концевых участках втулки выполнены кольцевые ступенчатые канавки, а уплотнительные элементы выполнены в виде эластичных манжет Г-образной формы в поперечном сечении, козырек которых расположен под тупым углом относительно вертикальной стойки и обращен в сторону внутренней поверхности труб, при этом торец козырька обращен в сторону стыка труб к монтажному шву, а пространство между наружной поверхностью втулки, манжетами и внутренней поверхностью труб заполнено адгезионным материалом.

Как показали проведенные лабораторные испытания указанного соединения в полевых условиях, выбор направления торца козырька в сторону стыка труб к монтажному шву или в сторону заходных конусов втулки является важным элементом сборки и определяется диаметром соединяемых труб и климатическими особенностями сборки соединения. Так, для небольших диаметров и в летних условиях манжета, установленная на втулке торцом козырька в сторону ее заходных конусов, позволяет втулке достаточно легко с помощью оправки входить в сопрягаемую трубу. При увеличении диаметров труб и массы сопрягаемой втулки более 219 мм, а также в зимних условиях манжеты с таким ориентированием козырька в канавке усложняют собираемость стыка из-за возможных перекосов манжеты и необходимости заделки торца ее козырька в трубу. Изменение положения манжеты с ориентированием торца ее козырька в зону стыка труб к монтажному шву позволяет легко установить втулку в трубу, что особенно важно в полевых условиях зимнего времени.

Для повышения надежности соединения труб диаметром более 219 мм на концевых участках втулки необходимо устанавливать не менее 2-х манжет, а на наружной поверхности втулки между канавками с манжетами и на ее заходных конусах выполнены накопительные кольцевые проточки для герметика. Такое конструктивное выполнение соединения обеспечит надежную защиту сварного шва некалиброванных труб, труб с отклонениями геометрических параметров и размеров, а также обеспечит удобство монтажа за счет использования “самоустанавливающейся” манжеты, повторяющей ответный профиль взаимодействующей с ней детали соединения и компенсирующей за счет герметика погрешности низкого качества изготовления соединяемых труб. Упрощение монтажа в полевых условиях обеспечивается за счет заданного ориентирования торца козырька манжеты.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено соединение труб с антикоррозионным покрытием в разрезе; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - узел I на фиг.1.

Соединение труб содержит две соединяемые трубы 1 и 2 с внутренним антикоррозионным покрытием 3, с установленной внутри них, в зоне стыка, коаксиально с зазором втулкой 4 с внутренним антикоррозионным покрытием 5, в центре наружной поверхности которой выполнена кольцевая проточка 6 и радиально расположенные в ее среднем сечении упорные выступы 7, выступающие над поверхностью втулки для фиксации ее в зоне стыка соединяемых труб. В кольцевой проточке 6 размещен теплоизоляционный материал 8, например стеклоткань. (Между внутренней поверхностью зоны стыка труб и проточкой втулки образована полость 9, которая заполнена материалом 10 с адгезионными свойствами типа клея “Циакрил 30”). На концах наружной поверхности втулки 4 выполнены кольцевые ступенчатые канавки 11, в которые установлены уплотнительные манжеты 12 и 13, кольцевая проточка 14 между ними и заходные конусы 15 с кольцевыми проточками 16, между которыми и внутренней поверхностью труб размещен материал 17 с адгезионными свойствами. Уплотнительные элементы 12 и 13 выполнены в виде эластичных манжет Г-образной формы в поперечном сечении, козырек 18 которых расположен под тупым углом относительно вертикальной стойки 19 и обращен в сторону внутренней поверхности труб 1 и 2, при этом торец козырька обращен в сторону стыка труб к монтажному шву 20. Вторая манжета 13 дублирует работу первой манжеты и способствует самоустановке втулки 4 в трубе 1 и 2. Пространство 21 между наружными ступенчатыми поверхностями втулки, манжетами, проточками между ними и внутренней поверхностъю труб заполнено адгезионным материалом 17. Тупой угол между козырьком 18 и стойкой 19 обеспечивает возможность профилирования козырька 18 относительно внутренней поверхности соединяемых труб. Размер этого угла зависит от диаметра соединяемых труб 1 и 2 и выбирается конкретно в каждом случае, например для труб 1 и 2 диаметром 219 мм угол равен 120 градусам.

Сборка соединения труб осуществляется следующим образом: на внутреннюю поверхность каждого конца соединяемых труб наносят материал 17. Наружные поверхности заходных конусов 15 втулки 4 и ее кольцевые ступенчатые канавки 11 заполняют материалом 17 и вставляют в них манжеты 12 и 13. В одну из труб 1 вставляют собранную втулку 4, используя вспомогательную оправку (отверку) для заправки козырька 18 и манжет 12 и 13 в трубу, до упора выступов 7 в торец трубы 1, тем самым образуя надежное кольцевое наполнение адгезионного материала 17 между сопрягаемыми деталями соединения, затем трубу 2 аналогично стыкуют с трубой 1 и сваривают между собой, образуя сварной шов 20, оставляя два технологических отверстия в местах нахождения упоров для заполнения полости 9 адгезионным материалом 10 с последующей герметизацией отверстий.

Формула изобретения

1. Соединение труб с внутренним антикоррозионным покрытием, содержащее две трубы с внутренним эмалевым покрытием и втулку, установленную коаксиально внутри них с образованием в зоне стыка труб полости, на наружной поверхности втулки выполнена кольцевая проточка, в среднем сечении которой заодно с телом втулки выполнены радиальные упорные выступы, при этом на концевых участках втулки выполнены кольцевые канавки, в которых установлены уплотнительные элементы, и заходные конусы, между наружными поверхностями которых и внутренней поверхностью труб размещен адгезионный материал, отличающееся тем, что на концевых участках втулки выполнены кольцевые ступенчатые канавки, а уплотнительные элементы выполнены в виде эластичных манжет Г-образной формы в поперечном сечении, козырек которых расположен под тупым углом относительно вертикальной стойки и обращен в сторону внутренних поверхностей труб, при этом торец козырька обращен в сторону стыка труб к монтажному шву, а пространство между наружной поверхностью втулки, манжетами и внутренней поверхностью труб заполнено адгезионным материалом.

2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что на наружной поверхности втулки между канавками с манжетами и на ее заходных конусах выполнены кольцевые проточки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3