HU209350B

HU209350B - Insulating construction for connecting metallic pipelines

Info

Publication number: HU209350B
Application number: HU312890A
Authority: HU
Inventors: Gyoezoe Huray; Viktor Izing; Endre Makary; Ferenc Ronkay
Original assignee: Huray; Izing; Makary; Ronkay
Priority date: 1990-05-22
Filing date: 1990-05-22
Publication date: 1994-04-28
Also published as: HUT64161A; HU903128D0

Abstract

A találmány villamosán szigetelő szerkezet fém anyagú csővezetékek csatlakoztatására, amely szerkezetnek a csővezetékekhez (ΙΑ, IB) csatlakoztatott egyegy fém karimája (7, 3), amely karimák legalább egyik a csővezetékhez (IA) rögzített fém gyűrűhöz (2) csatlakozó lazakarima (3), és a karimák (7, 3) között 3 elhelyezett szigetelő anyagú tömítése (5) van. A találmány szerint a lazakarima (3), valamint a vele kapcsolódó csővezeték (ΙΑ, IB) és a hozzá tartozó gyűrű (2) között villamosán szigetelő anyagból készített szigetelő elem (8) van elhelyezve. 1. ábra HU 209 350 B A leírás terjedelme: 6 oldal (ezen belül 1 lap ábra)The invention relates to an electrically insulating structure for connecting metal pipelines, which is a metal flange (7, 3) connected to the piping (ΙΑ, IB), at least one flange (3) connected to a metal ring (2) fixed to the pipe (IA), and a seal (5) of insulating material 3 arranged between the flanges (7, 3). According to the invention, an insulating element (8) made of an electrically insulating material is disposed between the loose (3) and the associated pipe (, IB) and the associated ring (2). Figure 1 EN 209 350 B Scope of the description: 6 pages (including 1 sheet)

Description

A találmány tárgya villamosán szigetelő szerkezet fém anyagú csővezetékek csatlakoztatására.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an electrically insulating structure for connecting metallic pipelines.

Fém csővezetékeknél felmerült az igény arra, hogy a csővezeték egyes szakaszait egymástól villamosán szigeteljék. Pl. a csővezeték ún. aktív korrózióvédelménél kis egyenfeszültségű (20-40 V) villamos árammal katódos védelem alá helyeznek egy-egy csővezeték szakaszt, amely szakaszokat egymástól villamosán el kell választani.In the case of metal pipelines, there is a need to electrically insulate each section of the pipeline. For example, the so-called pipeline In the case of active corrosion protection, a section of pipeline is placed under cathodic protection with low-voltage (20-40 V) electric current, which sections must be electrically separated from each other.

Egy ismert megoldás szerint a fém csővezetékbe műanyag közdarabot építenek be. Ilyen kialakítást ismertet például a Gáztechnikái Kézikönyv (Főszerkesztő: Dr. Vida Miklós, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1984.) a 691. oldalon közölt IV-354. ábrával, ahol a két fém csővezeték szakasz közé kemény polietilén anyagú csőszakaszt iktatnak be. Ez a megoldás eléggé költséges, hiszen két fém-műanyag csőkötés kell hozzá.One known solution is to install a plastic insert in the metal pipeline. Such a design is described, for example, in the Gas Technology Handbook (Editor-in-Chief: Dr. Miklós Vida, Technical Publisher, Budapest, 1984) on page 691, IV-354. 10A, where a hard polyethylene pipe section is inserted between the two metal pipeline sections. This solution is quite expensive as it requires two metal-plastic pipe joints.

Egy másik megoldás szerint a csővezetékbe beiktatott karimás csőkötésnél a karimacsavarokat villamosán szigeteken helyezik el. Ilyen kialakítás látható az említett Gáztechnikái Kézikönyv 692. oldalán közölt IV-355. ábrán és a 851. oldalon lévő V-44. ábrán, valamint a Földgázelosztás (Szerkesztette: Dr. Gősi Pál, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1989.) c. kézikönyv 304. oldalán ismerteit 8-29. ábrán. A csavarok szigetelése műanyag alátétekkel, illetve hüvelyekkel történik. Hátránya e megoldásnak, hogy minden egyes csavarnál kell szigetelés és azokat szereléskor a helyszínen kell behelyezni, a szigetelés könnyen megsérül, ha a szerelés nem kellő gondossággal történik, és összeszerelt állapotban a szigetelések nem láthatók, ezért nehezen ellenőrizhető, hogy a szerelés megfelelően történt-e, illetve, hogy a szigetelések később nem hibásodtak-e meg. Az is hátrányos, hogy szabványos karima furatok és csavarátmérők választása esetén nincsen hely a szigeteléseknek, ezért speciális méreteket kell választani, illetve kisebb átmérőjű, jobb minőségű és ezért drágább csavarokat kell alkalmazni.Alternatively, the flange bolts are electrically located on the islands when the flanged pipe connection is incorporated into the pipeline. Such a design can be seen in IV-355, page 692 of the aforementioned Gas Technology Manual. and page 851 on page V-44. and Distribution of Natural Gas (Edited by Dr. Pál Gősi, Technical Publisher, Budapest, 1989). 8-29 on page 304 of this manual. FIG. The screws are insulated with plastic washers or sleeves. The disadvantage of this solution is that each screw has to be insulated and installed on site, the insulation is easily damaged if the installation is not carried out with due care and the insulations are not visible when assembled, making it difficult to verify that the assembly has been done correctly , and whether the insulation was subsequently damaged. It is also disadvantageous that when choosing standard flange holes and screw diameters, there is no space for insulation, so special sizes must be chosen or screws of smaller diameter, better quality and therefore more expensive.

Az eddig alkalmazott villamosán szigetelő szerkezetek eleget tettek a villamos szempontból történő leválasztás követelményének, és ha a csővezeték a földben van vezetve, nem kell gondoskodni tűz elleni védelemről. Azonban a csővezetékek nem mindig vannak a földben, és az utólagos beépítés szempontjából is kedvezőbb a földmunka nélkül beszerelhető megoldás. Ez esetben az említett ismert megoldások hátránya, hogy nem tekinthetők tűzbiztosnak. A műanyag közdarabot beiktató megoldásnál a műanyag elég, illetve elolvad, és a csővezetékben lévő közeg kiömlik, ami különösen gáz esetén igen nagy veszéllyel jár. A karimacsavarok villamos szigetelésén alapuló megoldásnál a műanyag szigetelés elégése, illetve megolvadása azt eredményezi, hogy a karimás csőkötés meglazul és a csővezetékben lévő közeg kiszivárog. Ha a szigeteléshez kerámia anyagú elemeket használnak, azok tűzállósága megfelelő, azonban ridegségük miatt egyébként igen sérülékenyek (törés, repedés), és ez nem teszi lehetővé alkalmazásukat nagy megbízhatóságú karimás csőkötésekben.The electrically insulating structures used to date have met the requirement of electrical isolation and, when the pipeline is routed in the ground, no fire protection is required. However, pipelines are not always in the ground, and a retrofit solution is more favorable for retrofitting. In this case, the disadvantage of these known solutions is that they cannot be considered as fireproof. In the case of the insertion of the plastic insert, the plastic is sufficiently melted and melted and the fluid in the pipeline spills out, which is extremely dangerous especially in the case of gas. In the solution based on the electrical insulation of the flange bolts, the burning or melting of the plastic insulation results in loosening of the flanged pipe joint and leakage of the fluid in the pipeline. If ceramic elements are used for insulation, they have good fire resistance but are otherwise very fragile due to their brittleness (fracture, cracking) and do not allow their use in highly reliable flanged pipe joints.

A villamos szigetelő szerkezetek iránti igény főképp azóta nőtt meg, mióta széleskörűen alkalmazzák az aktív korrózióvédelmet. Az igényt a régebben lefektetett acél gázvezetékek utólagos aktív korrózióvédelemmel való ellátása külön is fokozza. Műszakilag kedvezőbb az olyan megoldás, amelynél nem kell utólag földmunkát végezni, mert pl. pincében is elhelyezhető. Ez esetben azonban egy esetleges pincetűznél a szigetelő szerkezetnek biztosítania kell, hogy ne legyen gázömlés, azaz tűzbiztosnak kell lennie. Az nem feltétlenül szükséges, hogy a szigetelő szerkezetet a tűz után is ugyanúgy lehessen használni, mint korábban, vagyis a tűzállóság nem kritérium. A tűz eloltását követően a szigetelő szerkezet cseréje elvégezhető, tekintettel arra, hogy az ilyen esetek viszonylag ritkák. Amennyiben azonban tűz esetén gázömlés történne, ez rendkívül nagy veszélyt jelentene.The need for electrical insulating structures has been increasing, especially since active corrosion protection has been widely used. The need for additional active corrosion protection of previously laid steel gas pipelines is further exacerbated by the need. It is technically more advantageous to have a solution that does not require subsequent earthworks, for example. can also be placed in the cellar. However, in this case, in the event of a cellar being insulated, the insulating structure must ensure that there is no gas leakage, i.e. fire resistance. It is not absolutely necessary that the insulating structure can be used after the fire as before, so fire resistance is not a criterion. After the fire has been extinguished, replacement of the insulating structure can be carried out, given that such cases are relatively rare. However, a gas leak in the event of a fire would be extremely dangerous.

Az aktív korrózióvédelmet az olaj- és gázvezetékek, valamint vegyipari nyersanyagokat szállító csővezetékek mellett távfűtővezetékeknél is kiterjedten alkalmazzák. Ezért olyan szigetelő szerkezetek lennének szükségesek, amelyek olcsóbban állíthatók elő, mint az említett típusok.In addition to oil and gas pipelines and pipelines transporting chemical raw materials, active corrosion protection is widely used in district heating pipelines. Therefore, there would be a need for insulating structures which can be produced at a lower cost than the types mentioned.

A találmány célja az ismert villamosán szigetelő szerkezetek fenti hátrányainak kiküszöbölése, és olyan kis költséggel megvalósítható megoldás létrehozása, amely széles körben alkalmazható.It is an object of the present invention to overcome the above drawbacks of known electrically insulating structures and to provide a low cost solution which is widely applicable.

A találmány szerinti szigetelő szerkezet azon a felismerésen alapul, hogy karimás csőcsatlakozásoknál a két karimát fémesen is csatlakoztathatjuk, ha a karima és a hozzá csatlakozó csővezeték között villamos szigetelést hozunk létre legalább az egyik oldalon.The insulating structure of the present invention is based on the recognition that for flanged pipe connections, the two flanges can be joined metallically by providing electrical insulation between the flange and the pipe connected thereto on at least one side.

A találmány tehát villamosán szigetelő szerkezet fém anyagú csővezetékek csatlakoztatására, amely szerkezetnek a csővezetékekhez csatlakoztatott egyegy fémkarimája, amely karimák legalább egyike a csővezetékhez rögzített fém gyűrűhöz csatlakozó lazakarima, és a karimák között elhelyezett szigetelő anyagú tömítése van. A találmány szerint a lazakarima, valamint a vele kapcsolódó csővezeték és a hozzá tartozó gyűrű között villamosán szigetelő anyagból készített szigetelő elem van elhelyezve.The invention thus provides an electrically insulating device for connecting metallic pipelines, which comprises a metal flange connected to the pipelines, the flanges having at least one loose flange connected to the metal ring fixed to the pipeline and an insulating material seal between the flanges. According to the invention, an insulating element made of electrically insulating material is disposed between the flange flange and the associated conduit and its associated ring.

A találmány egy előnyös kiviteli alakjánál a szigetelő elem a lazakarima és az azzal kapcsolódó csővezeték között lévő szigetelő hüvelyből, valamint a lazakarima és a gyűrű között lévő szigetelő tárcsából áll. Ez esetben célszerű, ha a szigetelő hüvely a lazakarima belső szélénél peremmel van ellátva.In a preferred embodiment of the invention, the insulating element comprises an insulating sleeve between the flange flange and the associated piping and an insulating disk between the flange flange and the ring. In this case, it is advantageous if the insulating sleeve is provided with a flange at the inner edge of the loose flange.

A villamos leválasztás időállósága szempontjából előnyös, ha a tömítés, valamint a lazakarimák és a hozzájuk tartozó gyűrűk közötti szigetelő tárcsák külső átmérője nagyobb, mint a gyűrűk külső átmérője, továbbá az, hogy a karimát és a lazakarimát, illetve a lazakarimákat összeszorító csavarok orsóira szigetelőcsövek vannak felhúzva.It is advantageous for the durability of electrical separation if the outer diameter of the seal and the insulating discs between the flange flanges and their respective rings are larger than the outer diameter of the rings, and that pulled up.

A találmány szerinti szigetelő szerkezet fém csőve2The insulating structure of the invention is a metal pipe 2

HU 209 350 Β zetékbe beépítve a beépítés helye előtti csővezeték szakaszt a beépítés helyét követő csővezeték szakasztól villamos szempontból elszigeteli. A találmány szerinti megoldás előnye, hogy a villamos leválasztás úgy valósul meg, hogyWhen installed in a 350 eli socket, electrically insulates the pre-site pipeline section from the post-installation section. An advantage of the present invention is that the electrical separation is achieved by:

- ellentétben az eddig ismert megoldásokkal, a csővezeték környezetében keletkező tűz esetén a csővezetékben áramló közeg a környezetbe nem tud kijutni, mivel a tömítések és szigetelések elhelyezése folytán jó a hőelvezetés, így azok jobban ellenállnak a hő hatásának,- in contrast to known solutions, in the event of a fire in the vicinity of the pipeline, the fluid flowing through the pipeline cannot escape into the environment because of the good heat dissipation due to the placement of seals and insulations,

- az előállítás olcsó, mert csak a karimás kötéseknél már ismert elemeket és szigeteléseket tartalmaz,- the production is inexpensive because it only contains elements and insulation already known in the flange connection,

- a szigetelő szerkezetnél a csővezeték szükség esetén megbontható, például tömör (vak) tárcsa behelyezésével lezárható, és- in the insulating structure, the pipeline can be opened if necessary, for example, by means of a solid (blind) disc, and

- a megoldás széles körben használható a legkülönbözőbb nyomású és anyagú közegeket szállító csővezetéknél, így olajat, gázt és vegyi anyagokat szállító csővezetéknél, valamint távhőellátó csővezetéknél, különösen ha az aktív korrózióvédelemmel van ellátva.- the solution is widely applicable to pipelines for a wide range of pressures and materials, including oil, gas and chemical pipelines, as well as district heating pipelines, especially when provided with active corrosion protection.

A találmány szerinti villamos szigetelő szerkezetet rajzokon szemléltetett előnyös kiviteli alakok alapján ismertetjük, ahol azThe electrical insulating device according to the invention will be described with reference to preferred embodiments illustrated in the drawings, wherein:

1. ábra a találmány szerint szerkezet egy kiviteli alakjának hosszmetszete, aFigure 1 is a longitudinal sectional view of an embodiment of the device according to the invention, a

2. ábra pedig a találmány szerinti szerkezet egy másik kiviteli alakjának hosszmetszete.Figure 2 is a longitudinal sectional view of another embodiment of the device according to the invention.

Az 1. ábrán az egymáshoz csatlakoztatott fém csővezetékeket 1A és 1B jelöléssel láttuk el. Az 1B csővezetékhez fém 7 karima van hozzáhegesztve, az 1A csővezetékhez pedig fém 3 lazakarimához való fém 2 gyűrű. A 7 karima és a 2 gyűrű között szigetelő anyagú 5 tömítés van. A 3 lazakarima, valamint az 1A csővezeték és a 2 gyűrű között 8 szigetelő elem van elhelyezve, amelynek 14 hüvelyrésze az 1A csővezeték 16 tárcsarésze pedig a 2 gyűrű felé látja el a villamos szigetelést. A 3 lazakarimát és a 7 karimát egymáshoz legalább négy fém csavarkötés szorítja, amelyek közül az ábrán csak a 9 csavarból, 10 alátétből és 11 csavaranyából álló csavarkötés látszik. A 9 csavar orsójára az 5 tömítés és a 16 tárcsarész között 12 szigetelőcső van felhúzva.In Figure 1, the interconnected metal pipelines are designated 1A and 1B. A metal flange 7 is welded to the pipe 1B and a metal ring 2 to the metal flange 3 of the pipe 1A. There is an insulating seal 5 between the flange 7 and the ring 2. Between the flange flange 3 and the conduit 1A and the ring 2, an insulating element 8 is provided, the sleeve portion 14 of which is provided with an electrical insulation towards the ring 2 and the disk portion 16 of the conduit 1A. The flange flange 3 and flange 7 are clamped together by at least four metal screw connections, of which only the screw connection consisting of screw 9, washer 10 and nut 11 is shown. An insulating tube 12 is placed on the spindle of the screw 9 between the seal 5 and the disk portion 16.

Az 5 tömítés és a 8 szigetelőelem olyan nem gyúlékony anyagból van, amely tűz esetén fellépő hőhatásnak is ellenáll. Ilyen anyag pl. az IT-lemez és a teflon. Az IT-lemez különösen alkalmasnak bizonyult gázipari alkalmazásoknál.The gasket 5 and the insulating element 8 are made of a non-flammable material which also withstands the effects of heat in the event of fire. Such material is e.g. IT disk and Teflon. The IT disk has proven to be particularly suitable for gas applications.

Az 5 tömítés és a 8 szigetelő elem külső átmérőjének legalább akkorának kell lennie, mint a 2 gyűrű külső átmérőjének. Látható, hogy az ábrázolt kiviteli alaknál ezek a külső átmérők ennél jóval nagyobbak, majdnem elérik a 7 karima és a 3 lazakarima külső átmérőjét. Ez azzal az előnnyel jár, hogy ha a szigetelő szerkezet mostoha körülmények között van elhelyezve, pl. pincében, a rárakódó por, piszok, hulladék kevésbé okozhat villamos átvezetést a 7 karima és a 3 lazakarima között. Hasonló a szerepük a csavarkötéseken lévő szigetelőcsöveknek is, amelyek közül az ábrán csak a 9 csavar orsójára felhúzott 12 szigetelőcső látszik. Ezek megakadályozzák, hogy a szerkezetre rárakódó por, piszok, illetve ráeső tárgyak zárlatot okozzanak a csavarok orsói és a 2 gyűrű között.The outer diameter of the seal 5 and the insulating element 8 must be at least as large as the outer diameter of the ring 2. It can be seen that, in the embodiment shown, these outer diameters are much larger, almost reaching the outer diameter of the flange 7 and the flange 3. This has the advantage that when the insulating structure is placed under harsh conditions, e.g. in the cellar, dust, dirt and debris that may be deposited may cause less electrical conductivity between flange 7 and flange 3. The insulating tubes on the screw joints have a similar role, of which only the insulating tube 12 is mounted on the spindle of the screw 9. These prevent dust, dirt or falling objects on the structure from causing short circuits between the screw spindles and the ring 2.

Amikor a csavarkötéseket meghúzzuk, a 2 gyűrű és a 7 karima az 5 tömítést közrefogva egymáshoz szorul, és ezáltal létrejön az 1A és 1B csővezeték tömör csatlakoztatása. A két 1A és 1B csővezetéket villamos egyrészt az 5 tömítés, másrészt a 8 szigetelő elem választja el egymástól.When the screw joints are tightened, the ring 2 and the flange 7 are clamped together with the gasket 5 to form a tight connection of the pipelines 1A and 1B. The two pipelines 1A and 1B are separated by an electrical seal 5 on the one hand and an insulating element 8 on the other.

A 2. ábrán látható szigetelő szerkezetnél mindkét ΙΑ, 1B csővezetéknél 3A, 3B lazakarima van, a hozzájuk tartozó 2A, 2B gyűrűvel és ezek között lévő 5 tömítéssel. Itt a 3 A, 3 B lazakarimát a megfelelő ΙΑ, 1B csővezetéktől és 2A, 2b gyűrűtől villamos szigetelő elem két darabból van, egy 4A, 4B szigetelő hüvelyből és egy 6A, 6B szigetelő tárcsából. A 4A, 4B szigetelő hüvelynek a 2A, 2B gyűrű megfelelő 13A, 13B bemélyedésébe nyúló 15A, 15B pereme van, amely felütközik a 6A, 6B szigetelő tárcsa belső szélén. Ez arra szolgál, hogy szerelt állapotban megakadályozza a 4A, 4B szigetelő hüvely axiális irányú elmozdulását. A 4A, 4B szigetelő hüvely pereme kiképezhető úgy is, hogy az a 3A, 3B lazakarima belső szélénél kialakított vállon ütközzék fel, ekkor a 6A, 6B szigetelő tárcsa egészen az 1A, 1B csővezetékig nyúlhat. Ennél a kiviteli alaknál mindkét 3A, 3B lazakarima, és ezáltal az ezeket összeszorító csavarkötések is, villamosán el vannak választva az ΙΑ, 1B csővezetéktől.2, each pipe cs, 1B has a flange flange 3A, 3B with an associated ring 2A, 2B and a seal 5 therebetween. Here, the flange flange 3A, 3B is formed by two pieces of electrical insulating element megfelelő, 1B and ring 2A, 2b, an insulating sleeve 4A, 4B and an insulating disk 6A, 6B. The insulating sleeve 4A, 4B has a flange 15A, 15B extending into a corresponding recess 13A, 13B of the ring 2A, 2B which abuts the inner edge of the insulating disk 6A, 6B. This serves to prevent axial movement of the insulating sleeve 4A, 4B when mounted. The flange of the insulating sleeve 4A, 4B may also be configured to abut a shoulder formed at the inner edge of the flange flange 3A, 3B, whereby the insulating disk 6A, 6B may extend to the conduit 1A, 1B. In this embodiment, both loose flanges 3A, 3B, and thus the screw joints clamping them together, are electrically separated from the pipeline ΙΑ, 1B.

A találmány szerinti szerkezet az ábrázolt kiviteli alakoktól eltérően is kialakítható. Pl. a csavarkötésenként alkalmazott egy-egy 12 szigetelőcső helyett használható egyetlen, a 2 gyűrűt körülvevő szigetelőcső is, amelynek fala a 2 gyűrű és a 9 csavar között helyezkedik el.The structure according to the invention may be formed differently from the illustrated embodiments. For example, instead of one insulating tube 12 per screw connection, a single insulating tube surrounding the ring 2 may be used, the wall of which is between the ring 2 and the screw 9.

Claims

PATENT CLAIMS

An electrical insulating device for connecting metallic pipelines comprising a metal flange connected to the pipelines, the flange having at least one of the flanges connected to the metal ring fixed to the pipeline and an insulating material sealing between the flanges, characterized in that 3A, 3B) and an associated insulating element (8; 4A, 6A, 4B, 6B) made of an electrically insulating material between the associated pipeline (ΙΑ, 1B) and the associated ring (2; 2A, 2B).

Device according to Claim 1, characterized in that the insulating element (8) is made of an insulating sleeve (4A, 4B) between the loose flange (3A, 3B) and the associated pipe (ΙΑ, 1B) and the loose flange (8). 3A, 3B) and comprises an insulating disk (6A, 6B) between the ring (2A, 2B).

3. A2. A device according to claim 3, characterized in

The insulating sleeve (4a, 4B) is a flange flange (3A,

3B) is provided with a flange (15A, 15B) at its inner edge.

Device according to Claim 2 or 3, characterized in that the sealing discs (5A) and the insulating discs (6A, 6B) between the sealing flanges (3A, 3B) and the respective rings (2A, 2B) 5 are external. has a larger diameter than the outer diameter of the rings (2A, 2B).

A device according to claim 1, characterized in that the outer diameter of the disc portion (16) of the seal (5) and the insulating element (8) between the loose flange (3) and the associated ring (2) is larger than the ring (16). 2) outer diameter.

6. Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that insulating tubes (12) are applied to the spindles of the screws (9) for clamping the collar flange (7) and the flange flange (3) or the flange flange (3A, 3B).