RU121027U1

RU121027U1 - DEVICE FOR PROTECTING THE INTERNAL WELDED PIPELINE

Info

Publication number: RU121027U1
Application number: RU2011150304/06U
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Викторович Поротиков; Михаил Александрович Исаков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Балтийские технологии"
Priority date: 2011-12-05
Filing date: 2011-12-05
Publication date: 2012-10-10

Abstract

1. Устройство для защиты внутреннего сварного шва трубопроводов, содержащее втулку, выполненную из стеклопластика, фиксатор, расположенный в кольцевой канавке, выточенной в центральной части внешней поверхности втулки, и эластичные уплотнения, расположенные в кольцевых канавках, выточенных на внешней поверхности втулки, симметрично от центральной кольцевой канавки, отличающееся тем, что фиксатор выполнен в виде разъемного металлического кольца, наружный диаметр которого превышает внутренний диаметр свариваемых труб, и с возможностью выполнения функции формирователя равномерного сварного шва между торцами свариваемых труб, а на концах втулки по внутреннему и наружному диаметрам выполнены конусные проточки. ! 2. Устройство для защиты внутреннего сварного шва трубопровода по п.1, отличающееся тем, что фиксатор выполнен с возможностью соединения его концов соответствующим замком, выполненным из того же материала, что и фиксатор. 1. A device for protecting the internal welded seam of pipelines, comprising a sleeve made of fiberglass, a retainer located in an annular groove machined in the central part of the outer surface of the sleeve, and elastic seals located in annular grooves machined on the outer surface of the sleeve, symmetrically from the central an annular groove, characterized in that the retainer is made in the form of a split metal ring, the outer diameter of which exceeds the inner diameter of the pipes to be welded, and with the possibility of performing the function of a uniform welded seam former between the ends of the pipes being welded, and tapered grooves are made at the ends of the sleeve along the inner and outer diameters ... ! 2. A device for protecting the internal weld of a pipeline according to claim 1, characterized in that the latch is configured to connect its ends with a corresponding lock made of the same material as the latch.

Description

Заявляемое техническое решение относится к строительству трубопроводов, а именно к средствам защиты внутреннего сварного шва трубопроводов.The claimed technical solution relates to the construction of pipelines, and in particular to means of protecting the internal weld of pipelines.

Из патента на изобретение «Узел сварного соединения трубопровода» (патент RU №2283739, В23К 31/02, F16L 13/02, опубл. Бюл. №26 от 20.09.2006 г.) известно устройство для защиты внутреннего сварного шва трубопроводов, представляющее собой втулку. Втулка имеет кольцевые элементы, кольцевые неармированные и/или армированные резиновые уплотнения, термоизоляционный материал, Г-образный кольцевой упор или, как минимум, три Г-образных упора, равноразмещенных в радиальной плоскости и служащих для установки центров масс. Втулка выполнена с цилиндрическим участком и сопряженными с ним развальцованными и/или механически обработанными лезвийным инструментом коническими участками. Г-образный кольцевой упор или Г-образные упоры размещены на половине длины втулки и жестко зафиксированы на ее внешней поверхности, а на внутренней поверхности цилиндрического участка и сопряженных с ним конических участков втулки нанесено защитное покрытие. Кольцевые элементы жестко закреплены на внешней поверхности цилиндрического участка втулки, равно смещены от его торцов и установлены оппозитно друг другу. Кольцевые неармированные и/или армированные резиновые уплотнения размещены на внешней поверхности втулки и плотно контактируют с торцами кольцевых элементов и коническими участками втулки.From the patent for the invention "Node welded pipe" (patent RU No. 2283739, V23K 31/02, F16L 13/02, publ. Bull. No. 26 from 09/20/2006) known device for protecting the internal weld of pipelines, which is sleeve. The sleeve has annular elements, annular unreinforced and / or reinforced rubber seals, heat-insulating material, a L-shaped ring stop or at least three L-shaped stops equally spaced in the radial plane and used to set the centers of mass. The sleeve is made with a cylindrical section and conical sections flared and / or machined with a blade tool coupled to it. A L-shaped ring stop or L-shaped stops are placed on half the length of the sleeve and are rigidly fixed on its outer surface, and a protective coating is applied on the inner surface of the cylindrical section and the conical sections of the sleeve mating with it. The ring elements are rigidly fixed on the outer surface of the cylindrical section of the sleeve, equally offset from its ends and installed opposite each other. Ring non-reinforced and / or reinforced rubber seals are placed on the outer surface of the sleeve and are in close contact with the ends of the ring elements and the conical sections of the sleeve.

Это известное устройство для защиты внутреннего сварного шва трубопроводов имеет следующие недостатки:This known device for protecting the internal weld of pipelines has the following disadvantages:

- сложная конструкция, которая обусловлена наличием большого числа трудоемких деталей, как например, Г-образных кольцевых упоров;- a complex design, which is due to the presence of a large number of time-consuming details, such as, for example, L-shaped ring stops;

- при эксплуатации оно не способно обеспечить надежную защиту узла сварного соединения труб, потому что Г-образный кольцевой упор не способен выполнять функцию формирователя равномерного сварного шва.- during operation, it is not able to provide reliable protection for the welded joint of pipes, because the L-shaped ring stop is not capable of performing the function of a shaper of a uniform weld.

Из патента на изобретение «Сварная соединительная система» (патент RU №2230970, F16L 13/00, опубл. 20.06.2004г.) известно устройство для защиты внутреннего сварного шва трубопровода, представляющее собой втулку, имеющую посередине длины наружную центральную кольцевую канавку, заполненную жаропрочной композицией, в которой размещены фиксаторы. При этом втулка выполнена из стеклопластика, а симметрично от центрального кольца канавки выполнены попарно канавки, в которых размещены эластичные уплотнения, например, манжеты, причем ближние к центральной канавке манжеты установлены с возможностью продольного перемещения. Втулка взаимодействует с упругими элементами, например, пружинами из металла с памятью, установленными сверху жаропрочной композиции по периметру втулки между фиксаторами.From the patent for the invention “Welded joint system” (patent RU No. 2230970, F16L 13/00, publ. 06/20/2004), a device for protecting the internal weld of a pipeline is known, which is a sleeve having an outer central annular groove filled in the middle of the length with heat-resistant the composition in which the latches are placed. In this case, the sleeve is made of fiberglass, and symmetrically from the central ring of the groove, grooves are made in pairs, in which elastic seals, for example, cuffs are placed, and the cuffs closest to the central groove are mounted with the possibility of longitudinal movement. The sleeve interacts with elastic elements, for example, metal springs with a memory mounted on top of the heat-resistant composition around the sleeve perimeter between the clips.

Это техническое решение выбирается в качестве прототипа, так как оно содержит наибольшее число существенных признаков, совпадающих с существенными признаками заявляемой полезной модели. Однако прототип имеет существенные недостатки, а именно:This technical solution is selected as a prototype, since it contains the largest number of essential features that match the essential features of the claimed utility model. However, the prototype has significant disadvantages, namely:

- сложность конструкции и высокая трудоемкость, связанные с большим количеством сложных в изготовлении и точно подгоняемых деталей, в том числе и пружины, изготавливаемой из дорогостоящего и трудно обрабатываемого металла с памятью;- the complexity of the design and high complexity associated with a large number of difficult to manufacture and precisely customized parts, including springs made from expensive and difficult to process metal with memory;

- при эксплуатации оно не способно обеспечить надежную защиту узла сварного соединения труб, потому что используемые в нем фиксаторы не способны выполнять функцию формирователей равномерного сварного шва.- during operation, it is not able to provide reliable protection for the welded joint of pipes, because the clamps used in it are not able to fulfill the function of formers of a uniform weld.

Задачей настоящей полезной модели является создание нового устройства для защиты внутреннего сварного шва трубопроводов, позволяющего достичь следующего технического результата: упростить конструкцию путем уменьшения количества составных элементов и повысить надежность в эксплуатации путем участия в образовании равномерного сварного шва.The objective of this utility model is to create a new device for protecting the internal weld of pipelines, which allows to achieve the following technical result: to simplify the design by reducing the number of components and to increase operational reliability by participating in the formation of a uniform weld.

Поставленная задача решается за счет разработки устройства для защиты внутреннего сварного шва трубопроводов, содержащего втулку с центральной кольцевой канавкой, в которой расположен фиксатор, выполненный в виде разъемного металлического кольца, наружный диаметр которого превышает внутренний диаметр свариваемых труб, и с возможностью выполнения функции формирователя равномерного сварного шва между торцами свариваемых труб, а на концах втулки по внутреннему и наружному диаметрам выполнены конусные проточки.The problem is solved by developing a device for protecting the internal weld of pipelines, containing a sleeve with a central annular groove, in which there is a clamp made in the form of a detachable metal ring, the outer diameter of which exceeds the inner diameter of the pipes being welded, and with the possibility of performing the function of a uniform welded former a seam between the ends of the pipes to be welded, and conical grooves are made at the ends of the sleeve along the inner and outer diameters.

Сущность заявляемой полезной модели состоит в том, что устройство для защиты внутреннего сварного шва трубопроводов, содержащее втулку, выполненную из стеклопластика, фиксатор, расположенный в кольцевой канавке, выточенной в центральной части внешней поверхности втулки, и эластичные уплотнения, расположенные в кольцевых канавках, выточенных на внешней поверхности втулки, симметрично от центральной кольцевой канавки, согласно настоящей полезной модели, фиксатор выполнен в виде разъемного металлического кольца, наружный диаметр которого превышает внутренний диаметр свариваемых труб, и с возможностью выполнения функции формирователя равномерного сварного шва между торцами соединяемых труб, а на концах втулки по внутреннему и наружному диаметрам выполнены конусные проточки.The essence of the claimed utility model consists in the fact that the device for protecting the internal weld of pipelines, containing a sleeve made of fiberglass, a retainer located in an annular groove machined in the central part of the outer surface of the sleeve, and elastic seals located in the annular grooves machined on the outer surface of the sleeve, symmetrically from the Central annular groove, according to this utility model, the latch is made in the form of a detachable metal ring, the outer diameter of which th exceeds the inner diameter of the welded pipe, and to perform the function generator uniform weld between the ends of the pipe, and at the ends of the sleeve inner and outer diameters are made tapered bore.

Возможен вариант развития основного технического решения, по которому фиксатор выполнен с возможностью соединения его концов соответствующим замком, выполненным из того же материала, что и фиксатор.A development option for the main technical solution is possible, according to which the latch is made with the possibility of connecting its ends with a corresponding lock made of the same material as the latch.

Таким образом, в заявляемом устройстве для защиты внутреннего сварного шва трубопроводов достигается упрощение конструкции путем уменьшения количества составных элементов и повышается надежность в эксплуатации путем участия в образовании равномерного сварного шва.Thus, in the inventive device for protecting the internal weld of pipelines, simplification of the design is achieved by reducing the number of components and increases the reliability in operation by participating in the formation of a uniform weld.

Упрощение конструкции заявляемого устройства достигается путем уменьшения в нем количества составных элементов, за счет выполнения фиксатора в виде разъемного металлического кольца, которое препятствует отеканию расплавленного металла из зоны сварки внутрь свариваемых труб под действием силы тяжести и способствует образованию равномерного шва, т.е. фиксатор в данном случае служит формирователем равномерного шва, повышая надежность в эксплуатации заявляемого устройства. Кроме, того, благодаря использованию фиксатора во время сварки образуются две герметичных части между фиксатором и эластичными уплотнениями, каждая из которых служит демпфером для устранения звуковых колебаний при эксплуатации сварного соединения и компенсатором возникающих деформаций из-за влияния внешних воздействий, это значительно увеличивает надежность в эксплуатации заявляемого устройства.Simplification of the design of the claimed device is achieved by reducing the number of component elements in it, by making a retainer in the form of a detachable metal ring, which prevents molten metal from flowing from the welding zone into the welded pipes under the action of gravity and promotes the formation of a uniform weld, i.e. the latch in this case serves as a shaper of a uniform seam, increasing the reliability in operation of the claimed device. In addition, due to the use of the clamp during welding, two tight parts are formed between the clamp and the elastic seals, each of which serves as a damper to eliminate sound vibrations during operation of the welded joint and a compensator for the resulting deformations due to the influence of external influences, which significantly increases the reliability in operation the claimed device.

Практика показала, что для среднего размера труб, когда фиксатор выполнен в виде разъемного металлического кольца, его посадка на втулку при сварном соединении труб уменьшает теплопередачу на стенки втулки. При этом прогар поверхностного слоя втулки обычно происходит на глубину 0,1-0,2 мм и практически не сказывается на прочностных параметрах втулки. Кроме того, низкая теплопроводность материала втулки (0,4 Вт/(м×К)) препятствует распространению тепла по втулке, нагреву слоя защитного покрытия и герметика. Это снижает его вязкость и, соответственно, препятствует вытеканию герметика из зоны склейки, повышая надежность в эксплуатации данного устройства для защиты внутреннего сварного шва трубопроводов.Practice has shown that for an average pipe size, when the latch is made in the form of a detachable metal ring, its fit on the sleeve when the pipes are welded reduces heat transfer to the walls of the sleeve. In this case, burnout of the surface layer of the sleeve usually occurs to a depth of 0.1-0.2 mm and practically does not affect the strength parameters of the sleeve. In addition, the low thermal conductivity of the material of the sleeve (0.4 W / (m × K)) prevents the spread of heat through the sleeve, heating the layer of protective coating and sealant. This reduces its viscosity and, accordingly, prevents the leakage of sealant from the gluing zone, increasing the reliability of the operation of this device to protect the internal weld of pipelines.

Надежность в эксплуатации достигается и за счет выполнения на концах втулки по внутреннему и наружному диаметрам конусных проточек, которые способствует увеличению пропускной способности трубопровода, потому что с их помощью уменьшается сопротивление потоку жидкости внутри трубопровода.Reliability in operation is also achieved due to the execution of conical grooves at the ends of the sleeve along the inner and outer diameters, which helps to increase the throughput of the pipeline, because with their help the resistance to liquid flow inside the pipeline decreases.

Возможен вариант, при котором фиксатор может быть выполнен с возможностью соединения его концов соответствующим замком, выполненным из того же материала, что и фиксатор, это упрощает конструкцию заявленного устройства и одновременно повышает надежность в эксплуатации.A variant is possible in which the latch can be made with the possibility of connecting its ends with a corresponding lock made of the same material as the latch, this simplifies the design of the claimed device and at the same time increases operational reliability.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется следующими чертежами, где:The essence of the claimed utility model is illustrated by the following drawings, where:

Фиг.1 - Устройство для защиты внутреннего сварного шва трубопроводов;Figure 1 - Device for protecting the internal weld of pipelines;

Фиг.2,3 - Фиксатор.Fig.2.3 - The latch.

1 - втулка;1 - sleeve;

2 - кольцевая канавка;2 - an annular groove;

3 - фиксатор;3 - clamp;

4 - замок;4 - lock;

5 - кольцевые канавки;5 - annular grooves;

6 - эластичные уплотнения;6 - elastic seals;

7 - конусные проточки.7 - conical grooves.

Устройство (Фиг.1) для защиты внутреннего сварного шва трубопроводов содержит втулку 1, выполненную из композиционного материала на основе полиэфирных смол и стекловолоконных нитей. Толщина стенки (на чертеже показано условно) втулки 1 сравнима с толщиной стенок соединяемых труб (на чертеже не показано). Прочностные параметры материала втулки 1 не хуже параметров стали, из которой изготовлены соединяемые трубы (на чертеже не показано) (например, сталь 20). При использовании сталей с другими прочностными характеристиками производится перерасчет толщины стенки (на чертеже показано условно) втулки 1, исходя из прочностных параметров материалов труб (на чертеже не показано) и втулки 1. В центральной части внешней поверхности (на чертеже показано условно) втулки 1 выполнена кольцевая канавка 2 для установки фиксатора 3 (Фиг.2), выполненного в виде разъемного металлического кольца (толщина которого определяется толщиной стенки свариваемых труб и, соответственно, требованиями ГОСТ на вид профиля стыковых сварных соединений).The device (Figure 1) for protecting the internal weld of pipelines contains a sleeve 1 made of a composite material based on polyester resins and fiberglass threads. The wall thickness (conventionally shown in the drawing) of the sleeve 1 is comparable to the wall thickness of the connected pipes (not shown in the drawing). The strength parameters of the material of the sleeve 1 is not worse than the parameters of the steel of which the pipes to be connected are made (not shown in the drawing) (for example, steel 20). When using steels with other strength characteristics, the wall thickness (conditionally shown) of sleeve 1 is recalculated based on the strength parameters of pipe materials (not shown in the drawing) and sleeve 1. In the central part of the outer surface (conditionally shown in the drawing), sleeve 1 is made annular groove 2 for installing the retainer 3 (Figure 2), made in the form of a detachable metal ring (the thickness of which is determined by the wall thickness of the pipes being welded and, accordingly, the requirements of GOST for the type of profile st postglacial welds).

Наружный диаметр (на чертеже показано условно) фиксатора 3 выполнен больше, чем внутренний диаметр (на чертеже показано условно) соединяемых труб (на чертеже не показано). Этот фиксатор 3 служит формирователем равномерного сварного шва (на чертеже не показано). При этом фиксатор 3 может быть выполнен с возможностью соединения его концов (на чертеже показано условно) соответствующим замком 4, выполненным из того же материала, что и сам фиксатор 3.The outer diameter (conventionally shown in the drawing) of the retainer 3 is made larger than the internal diameter (conventionally shown in the drawing) of the connected pipes (not shown in the drawing). This clamp 3 serves as a shaper of a uniform weld (not shown in the drawing). In this case, the latch 3 can be made with the possibility of connecting its ends (conventionally shown in the drawing) with a corresponding lock 4 made of the same material as the latch 3 itself.

Для герметизации зазора (на чертеже не показано) между втулкой 1 и трубой (на чертеже не показано) в кольцевых канавках 5, выточенных на внешней поверхности (на чертеже показано условно) втулки 1, симметрично от центральной кольцевой канавки 2, расположены эластичные уплотнения 6, например, в виде резиновых колец. Кроме того, их наличие способствует взаимной центровке соединяемых труб (на чертеже не показано).To seal the gap (not shown in the drawing) between the sleeve 1 and the pipe (not shown in the drawing) in the annular grooves 5, machined on the outer surface (conventionally shown) of the sleeve 1, elastic seals 6 are located symmetrically from the central annular groove 2, for example, in the form of rubber rings. In addition, their presence contributes to the mutual alignment of the connected pipes (not shown in the drawing).

По внутреннему и наружному диаметрам (на чертеже показано условно) втулки 1 выполнены конусные проточки 7, обеспечивающие снижение сопротивления в месте (на чертеже не показано) соединения трубопровода (на чертеже не показано) потоку (на чертеже не показано) протекающей жидкости и, соответственно, увеличению скорости прокачиваемых объемов.According to the inner and outer diameters (conventionally shown in the drawing) of the sleeve 1, conical grooves 7 are made, which provide a decrease in resistance at the place (not shown in the drawing) of the pipe connection (not shown) to the flow (not shown) of the flowing fluid and, accordingly, increase the speed of pumped volumes.

Применение устройства для защиты внутреннего сварного шва трубопровода происходит следующим образом.The use of a device for protecting the internal weld of a pipeline is as follows.

Втулка 1 вводится в первую соединяемую трубу (на чертеже не показано) (приваренную к предыдущим в монтируемом трубопроводе) до упора в фиксатор 3, затем на нее заводят стыкуемую трубу (на чертеже не показано). При этом зазор (на чертеже не показано) между втулкой 1 и трубами (на чертеже не показано), ограниченный эластичными уплотнениями 6, заполняют, например, пластизольной мастикой (на чертеже не показано), обеспечивая герметизацию стыка (на чертеже не показано).The sleeve 1 is inserted into the first pipe to be connected (not shown in the drawing) (welded to the previous ones in the mounted pipe) as far as it will go into the latch 3, then a butt pipe (not shown in the drawing) is brought into it. In this case, the gap (not shown in the drawing) between the sleeve 1 and the pipes (not shown in the drawing), limited by elastic seals 6, is filled, for example, with plastisol mastic (not shown), providing a joint seal (not shown).

Соединение труб (на чертеже не показано) выполняется сваркой. При этом втулка 1 оказывается помещенной внутрь соединения, а фиксатор 3 по всему периметру приваривается к соединяемым трубам (на чертеже не показано) при выполнении сварного шва (на чертеже не показано). Это создает дополнительную жесткость в ослабленном сечении втулки 1, по кольцевой канавке 2, и улучшает характеристики внутреннего сварного шва трубопровода в отношении продольной сдвиговой нагрузки.The pipe connection (not shown in the drawing) is performed by welding. In this case, the sleeve 1 is placed inside the connection, and the retainer 3 around the entire perimeter is welded to the pipes to be connected (not shown in the drawing) when performing a weld (not shown in the drawing). This creates additional rigidity in the weakened section of the sleeve 1, along the annular groove 2, and improves the characteristics of the internal weld of the pipeline in relation to the longitudinal shear load.

Предлагаемая конструкция втулки 1 позволяет значительно облегчить выполняемое соединение, за счет своей массы - в четыре раза меньшей, чем у используемых металлических втулок.The proposed design of the sleeve 1 can significantly facilitate the connection, due to its mass - four times less than that used metal bushings.

Кроме того, при механической обработке торцов втулки 1 под рабочими углами происходит вскрытие параллельных слоев каркаса стеклонитей и создание шероховатости по контуру обработки, что при вышеуказанном сродстве материалов обеспечивает дополнительную адгезию пластизольной мастики (на чертеже не показано) к втулке 1 за счет развитой поверхности.In addition, when machining the ends of the sleeve 1 at working angles, the parallel layers of the glass fiber frame are opened and roughness along the processing contour is created, which, with the above affinity of the materials, provides additional adhesion of the plastisol mastic (not shown) to sleeve 1 due to the developed surface.

Материал втулки 1 обладает высокими диэлектрическими характеристиками и не подвержен разрушению блуждающими токами.The material of the sleeve 1 has high dielectric characteristics and is not subject to destruction by stray currents.

Плотности материалов втулки 1 и труб (на чертеже не показано) существенно различаются (до 4-х раз), что препятствует созданию благоприятных условий для развития различных типов колебаний в трубопроводе, приводящих к дополнительным нагрузкам непосредственно на нитку трубы (на чертеже не показано).The densities of the materials of the sleeve 1 and pipes (not shown in the drawing) differ significantly (up to 4 times), which prevents the creation of favorable conditions for the development of various types of vibrations in the pipeline, leading to additional loads directly on the pipe thread (not shown in the drawing).

Таким образом, с помощью заявляемого устройства для защиты внутреннего сварного шва трубопроводов удается достичь следующего технического результата: упростить конструкцию путем уменьшения количества составных элементов и повысить надежность в эксплуатации путем участия в образовании равномерного сварного шва.Thus, using the inventive device for protecting the internal weld of pipelines, it is possible to achieve the following technical result: to simplify the design by reducing the number of components and to increase operational reliability by participating in the formation of a uniform weld.

Claims

1. Device for protecting the internal weld of pipelines, comprising a sleeve made of fiberglass, a retainer located in an annular groove machined in the central part of the outer surface of the sleeve, and elastic seals located in the ring grooves machined on the outer surface of the sleeve, symmetrically from the central annular grooves, characterized in that the latch is made in the form of a detachable metal ring, the outer diameter of which exceeds the inner diameter of the pipes to be welded, and with the possibility performing the function of a shaper of a uniform weld between the ends of the pipes being welded, and conical grooves are made at the ends of the sleeve along the inner and outer diameters.

2. The device for protecting the internal weld of the pipeline according to claim 1, characterized in that the latch is made with the possibility of connecting its ends with a corresponding lock made of the same material as the latch.