RU173017U1

RU173017U1 - Pipe connection unit with internal protective coating

Info

Publication number: RU173017U1
Application number: RU2016136445U
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Севастьянов; Алена Анатольевна Грибова
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Завод дозировочной техники "Ареопаг"
Priority date: 2016-09-09
Filing date: 2016-09-09
Publication date: 2017-08-07

Abstract

Заявлен узел соединения труб с внутренним защитным покрытием, в котором проходное сечение в зоне узла равно проходному сечению соединяемых труб, с тем, чтобы обеспечить возможность применения сварного узла при строительстве напорных и магистральных трубопроводов, а также снизить эксплуатационные расходы, узел соединения труб с внутренним защитным покрытием содержит концевые участки 11 соединяемых труб 1 с внутренним защитным покрытием 2, втулку 3 с внутренним защитным покрытием 2, элементы 3 и 4 герметизации и термоизоляции, соответственно, на внешней поверхности втулки 3. Втулка 3 имеет внутренний диаметр D, по существу равный внутреннему диаметру D1 соединяемых труб 1, и установлена между торцами концевых участков 11 соединяемых труб 1. Узел содержит соединительную муфту 6, состоящую из соединенных между собой двух полумуфт 61, надетую на концевые участки 11 соединяемых труб 1 с втулкой 3 между ними, при этом сварные швы 7 выполнены между каждой полумуфтой 61 и соединяемыми трубами 1 на внешней поверхности их концевых участков 11.Фиг. 1.A pipe connection unit with an internal protective coating is claimed, in which the cross-section in the area of the unit is equal to the cross section of the pipes to be connected, in order to provide the possibility of using a welded unit in the construction of pressure and main pipelines, as well as reduce operating costs, the pipe connection unit with an internal protective the coating contains end sections 11 of the connected pipes 1 with an internal protective coating 2, a sleeve 3 with an internal protective coating 2, elements 3 and 4 of sealing and thermal insulation, respectively about, on the outer surface of the sleeve 3. The sleeve 3 has an inner diameter D substantially equal to the inner diameter D1 of the connected pipes 1, and is installed between the ends of the end sections 11 of the connected pipes 1. The assembly contains a coupling 6, consisting of two half-couplings 61 interconnected put on the end sections 11 of the connected pipes 1 with the sleeve 3 between them, while the welds 7 are made between each coupling half 61 and the connected pipes 1 on the outer surface of their end sections 11. FIG. one.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к конструкции трубопроводов, в частности, к сварному узлу соединения труб с внутренним защитным покрытием, и может быть использована при сборке трубопроводов (металлических, полимерных и т.д.) в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности.The proposed utility model relates to the design of pipelines, in particular, to a welded joint for connecting pipes with an internal protective coating, and can be used in the assembly of pipelines (metal, polymer, etc.) in the oil, gas, chemical, and other industries.

В настоящее время известны сварные узлы соединения труб с внутренним защитным покрытием, содержащие концевые участки свариваемых труб с внутренним защитным покрытием, установленную в них втулку с внутренним защитным покрытием с элементами герметизации на внешней поверхности втулки, и сварной шов, выполненный по периметру торцов концевых участков труб (патенты га полезные модели №№№ 20360, 22699, 89656, 138866, патент на изобретение №2283739 и другие).Currently known are the welded joints of pipes with an internal protective coating, containing the end sections of the pipes to be welded with an internal protective coating, a sleeve installed in them with an internal protective coating with sealing elements on the outer surface of the sleeve, and a weld made along the perimeter of the ends of the pipe ends (GA patents utility models Nos. 20360, 22699, 89656, 138866, invention patent No. 2283739 and others).

Приведенные известные решения, в основном, отличаются друг от друга конструкцией втулки, которая закрывает сварной шов концов труб с целью обеспечения сплошного защитного покрытия вдоль стыкуемых труб. При этом, все известные конструкции сварных узлов характеризуются изменением, а именно, сужением проходного сечения в зоне втулки.The above known solutions mainly differ from each other by the design of the sleeve, which closes the weld of the ends of the pipes in order to provide a continuous protective coating along the joined pipes. Moreover, all known designs of welded units are characterized by a change, namely, a narrowing of the bore in the area of the sleeve.

Наиболее близким к предлагаемому решению является сварной узел соединения труб с внутренним защитным покрытием по патенту на полезную модель №89656. Известный сварной узел соединения труб с внутренним защитным покрытием содержит концы свариваемых труб с внутренним защитным покрытием, установленную в них втулку с внутренним защитным покрытием и сварной шов, выполненный по периметру торцов концевых участков труб. На наружной поверхности втулки расположены эластичные уплотняющие манжеты и центрирующее кольцо, контактирующее с торцами свариваемых труб. При этом втулка выполнена с центральной кольцевой проточкой, в которой расположена термоизоляционная прокладка, и двумя кольцевыми проточками, выполненными по разные стороны от центральной кольцевой проточки и предназначенными для установки в них эластичных уплотняющих манжет. Центрирующее кольцо выполнено с выступом в средней части и разрезным по образующей, включая выступ, и установлено поверх термоизоляционной прокладки. Описанный сварной узел имеет достаточно простую конструкцию и технологичен в исполнении, обеспечивает надежную защиту внутреннего защитного покрытия труб.Closest to the proposed solution is a welded pipe joint with an internal protective coating according to utility model patent No. 89656. Known welded node connecting pipes with an internal protective coating contains the ends of the welded pipes with an internal protective coating, a sleeve installed with an internal protective coating and a weld made along the perimeter of the ends of the pipe ends. On the outer surface of the sleeve are elastic sealing cuffs and a centering ring in contact with the ends of the pipes to be welded. In this case, the sleeve is made with a central annular groove in which the heat-insulating gasket is located, and two annular grooves made on opposite sides of the central annular groove and designed to install elastic sealing cuffs in them. The centering ring is made with a protrusion in the middle part and is cut along the generatrix, including the protrusion, and is installed on top of the heat-insulating gasket. The described welded unit has a fairly simple design and is technologically advanced in execution, provides reliable protection of the inner protective coating of the pipes.

Однако, данный сварной узел, как указанные выше сварные трубные соединения, характеризуется сужением проходного сечения трубного соединения в зоне втулки, что создает дополнительное сопротивление и увеличивает давление и энергопотребление перекачивающих насосных агрегатов, а также отрицательно влияют на надежность работы трубопроводов вследствие возникающих пульсаций давлений и вероятности образования гидроударов. Кроме того, неравномерное проходное сечение в зоне узла соединения труб не позволяют производить калибровку и диагностирование трубопроводов, что в свою очередь увеличивает эксплуатационные расходы и исключает возможность применения сварного узла при строительстве напорных и магистральных трубопроводов.However, this welded assembly, like the above-mentioned welded pipe connections, is characterized by a narrowing of the bore of the pipe connection in the area of the sleeve, which creates additional resistance and increases the pressure and energy consumption of pumping pump units, as well as negatively affects the reliability of pipelines due to pressure pulsations and probability water hammer formation. In addition, the uneven flow cross-section in the area of the pipe connection node does not allow calibration and diagnostics of pipelines, which in turn increases operating costs and excludes the possibility of using a welded node in the construction of pressure and main pipelines.

В основу полезной модели положена задача создать узел соединения труб с внутренним защитным покрытием, в котором проходное сечение в зоне узла равно проходному сечению соединяемых труб, с тем, чтобы уменьшить сопротивление и давление в трубопроводе, уменьшить пульсации давления и вероятности образования гидроударов, и таким образом обеспечить возможность применения сварного узла при строительстве напорных и магистральных трубопроводов, а также снизить эксплуатационные расходы.The utility model is based on the task of creating a pipe connection unit with an internal protective coating, in which the cross section in the area of the node is equal to the cross section of the pipes being connected, in order to reduce the resistance and pressure in the pipeline, to reduce pressure pulsations and the likelihood of water hammer formation, and thus to provide the possibility of using a welded assembly in the construction of pressure and main pipelines, as well as reduce operating costs.

Поставленная задача решается тем, что в узле соединения труб с внутренним защитным покрытием, содержащем концевые участки соединяемых труб с внутренним защитным покрытием, втулку с внутренним защитным покрытием, элементы герметизации и термоизоляции на внешней поверхности втулки, сварной шов, согласно предлагаемой полезной модели, втулка имеет внутренний диаметр, по существу равный внутреннему диаметру соединяемых труб, и установлена между торцами концевых участков соединяемых труб, при этом узел содержит соединительную муфту, состоящую из соединенных между собой двух полумуфт, надетую на концевые участки соединяемых труб с втулкой между ними, при этом сварной шов выполнен между каждой полумуфтой и внешней поверхностью каждого концевого участка соединяемых труб.The problem is solved in that in the node connecting the pipes with an internal protective coating containing the end sections of the connected pipes with an internal protective coating, a sleeve with an internal protective coating, sealing and thermal insulation elements on the outer surface of the sleeve, the weld, according to the proposed utility model, the sleeve has an inner diameter substantially equal to the inner diameter of the pipes to be connected, and is installed between the ends of the end sections of the pipes to be connected, the assembly comprising a coupling, consisting boiling of interconnected two coupling halves, wear on the end portions of the pipe with a sleeve therebetween, wherein the weld is formed between each coupling half and the outer surface of each end portion of the pipe.

Наличие наружной муфты на внешней поверхности соединяемых концов труб позволяет выполнять сварные швы по периметру внешней поверхности соединяемых труб, что обеспечивает стойкость и надежность внутреннего защитного покрытия труб. Кроме того, выполнение соединительного элемента в виде муфты на внешней поверхности концов труб, позволяет обеспечить равнопроходное сечение в зоне сварного узла. Втулка, установленная между торцами соединяемых труб, выполнена с внутренним диметром, равным внутреннему диаметру соединяемых труб, и не меняет проходное сечение в зоне сварного узла. Использование готовой внутренней втулки, с элементами герметизации и термоизоляции на внешней поверхности обеспечивает простоту изготовления таких соединений.The presence of an external coupling on the outer surface of the joined ends of the pipes allows you to weld along the perimeter of the outer surface of the connected pipes, which ensures the stability and reliability of the inner protective coating of the pipes. In addition, the implementation of the connecting element in the form of a coupling on the outer surface of the ends of the pipes, allows to ensure an equidistant section in the area of the welded site. The sleeve installed between the ends of the pipes to be connected is made with an internal diameter equal to the internal diameter of the pipes to be connected, and does not change the bore in the area of the welded assembly. The use of a finished inner sleeve, with elements of sealing and thermal insulation on the outer surface ensures the ease of manufacture of such compounds.

При этом, выполнение муфты из двух полумуфт позволяет выполнять сварные швы по внешнему периметру труб до нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность труб, что позволяет защитить защитное покрытие труб и втулки от воздействия высоких температур при сварке и тем самым также обеспечить стойкость и надежность защитного покрытия.At the same time, the implementation of the coupling of two coupling halves allows welds to be made along the outer perimeter of the pipes before applying a protective coating to the inner surface of the pipes, which protects the protective coating of pipes and sleeves from the effects of high temperatures during welding and thereby also ensures the durability and reliability of the protective coating.

Целесообразно, чтобы полумуфты были соединены между собой сварным швом над элементом центровки, установленным на внешней поверхности втулки.It is advisable that the coupling halves are interconnected by a weld over the centering element mounted on the outer surface of the sleeve.

Сварное соединение полумуфт обеспечивает надежное их соединение. Элемент центровки на внешней поверхности втулки позволяет выполнить сварные швы качественно на равных расстояниях от концов стыкуемых частей полумуфт.Welded connection of the coupling halves ensures their reliable connection. The alignment element on the outer surface of the sleeve allows you to perform welds with high quality at equal distances from the ends of the joined parts of the coupling halves.

В дальнейшем предлагаемая полезная модель будет более подробно раскрыта на конкретных примерах ее выполнения со ссылками на чертежи, на которых изображены:In the future, the proposed utility model will be described in more detail on specific examples of its implementation with reference to the drawings, which depict:

Фиг. 1 - узел соединения труб с внутренним защитным покрытиемFIG. 1 - pipe connection unit with an internal protective coating

Фиг. 2 - промежуточный этап сборки узла соединения с вставленной втулкой в один концевой участок трубы с приваренной к ней полумуфтой.FIG. 2 - an intermediate stage of assembly of the connection unit with the inserted sleeve in one end section of the pipe with a coupling half welded to it.

Узел сварного соединения труб с внутренним защитным покрытием, показанный на Фиг. 1, содержит соединяемые трубы 1 с концевыми участками 11, на которые нанесено защитное покрытие 2, внутреннюю втулку 3, на внутреннюю поверхность которой нанесено защитное покрытие 2. Защитное покрытие 2 труб 1 и втулки 3 может быть выполнено способами, известными при сборке трубопроводов в нефтяной, газовой, химической и других отраслях промышленности с целью противокоррозионной защиты узла, например в виде полимерного покрытия.The welded pipe assembly with the inner protective coating shown in FIG. 1, contains connected pipes 1 with end sections 11, on which a protective coating 2 is applied, an inner sleeve 3, on the inner surface of which a protective coating is applied 2. The protective coating 2 of the pipes 1 and the sleeve 3 can be made by methods known when assembling pipelines in oil , gas, chemical and other industries with the aim of corrosion protection of the site, for example in the form of a polymer coating.

Втулка 3 имеет внутренний диаметр D равный внутреннему диаметру D1 соединяемых труб 1 и установлена между торцами концевых участков 11 соединяемых труб 1. На внешней поверхности втулки 3 установлены элементы 4 герметизации, например, в виде эластичных уплотняющих манжет на концевых участках втулки 3 и посередине втулки 3 расположен элемент 5 термоизоляции, например, в виде термоизоляционной прокладки цилиндрической формы, образованной, например, из асбестового листа.The sleeve 3 has an inner diameter D equal to the inner diameter D1 of the connected pipes 1 and is installed between the ends of the end sections 11 of the connected pipes 1. On the outer surface of the sleeve 3, sealing elements 4 are installed, for example, in the form of elastic sealing cuffs on the end sections of the sleeve 3 and in the middle of the sleeve 3 a thermal insulation element 5 is located, for example, in the form of a cylindrical thermal insulation strip formed, for example, from an asbestos sheet.

Узел содержит соединительный элемент в виде муфты 6, надетой на концевые участки 11 соединяемых труб 1 с внутренней втулкой 3 между ними. Муфта 6 выполнена из двух полумуфт 61 в форме втулок. Полумуфты 61 соединены между собой сварным соединением 62. Концевые участки 11 труб 1 и муфта 6 соединены сварными швами 7 по периметрам внешней поверхности соединяемых труб 1 и контактирующими с указанной поверхностью участками муфты 6.The node contains a connecting element in the form of a sleeve 6, worn on the end sections 11 of the connected pipes 1 with the inner sleeve 3 between them. The coupling 6 is made of two coupling halves 61 in the form of bushings. The coupling halves 61 are interconnected by a welded joint 62. The end sections 11 of the pipes 1 and the coupling 6 are connected by welds 7 along the perimeters of the outer surface of the connected pipes 1 and the coupling sections 6 contacting the specified surface.

В предлагаемом узле сварного соединения труб может быть использована конструкция втулки с элементами герметизации, описанная в полезной модели по патенту №89656. В частности, как показано на Фиг. 1, на внешней поверхности втулки 3 выполнены три кольцевые проточки: более длинная центральная кольцевая проточка 31 и две боковые кольцевые проточки 32, расположенные по разные стороны от центральной кольцевой проточки 31. В центральной кольцевой проточке 31 расположен элемент 5 термоизоляции - термоизоляционная прокладка, в боковых проточках 32 установлены элементы 4 герметизации - эластичные манжеты.In the proposed site for the welded connection of pipes, a sleeve design with sealing elements described in the utility model according to patent No. 89656 can be used. In particular, as shown in FIG. 1, three annular grooves are made on the outer surface of the sleeve 3: a longer central annular groove 31 and two side annular grooves 32 located on opposite sides of the central annular groove 31. In the central annular groove 31 there is a thermal insulation element 5 - a heat-insulating gasket, in the side grooves 32 installed elements 4 of the seal - elastic cuffs.

В преимущественном варианте, на внешней поверхности втулки 3, поверх элемента 5 термоизоляции, фиксируя его на втулке 3, установлено разрезное центрирующее кольцо 8, имеющее в средней части выступ 81 для упора в него торцов соединяемых сварным швом 62 (Фиг. 1) полумуфт 61.In an advantageous embodiment, on the outer surface of the sleeve 3, on top of the thermal insulation element 5, fixing it on the sleeve 3, a split centering ring 8 is installed, having in the middle part a protrusion 81 for abutting the ends of the halves 61 connected by the weld seam 62 (Fig. 1).

Сборка узла осуществляется следующим образом.Assembly of the node is as follows.

Одну полумуфту 61 надевают на один концевой участок 11 трубы 1 и соединяют сварным швом 7 полумуфту 61 с трубой 1 по внешнему ее периметру, например нахлесточным сварным соединением.One coupling half 61 is put on one end portion 11 of the pipe 1 and connected by a weld 7 of the coupling half 61 to the pipe 1 along its outer perimeter, for example, with an overlap welded joint.

Вторую полумуфту 61 надевают на другой концевой участок 11 второй соединяемой трубы 1 и аналогично соединяют сварным швом 7 вторую полумуфту 61 с трубой 1 по внешнему ее периметру, например нахлесточным сварным соединением.The second coupling half 61 is put on the other end portion 11 of the second pipe 1 to be joined, and the second coupling half 61 is connected with the pipe 1 along its outer perimeter, for example, with an overlap welded joint, with a weld 7.

Далее, наносят защитное покрытие 2 на внутренние поверхности концевых участков 11 труб 1 и внутренние поверхности полумуфт 61.Next, a protective coating 2 is applied to the inner surfaces of the end sections 11 of the pipes 1 and the inner surfaces of the coupling halves 61.

Устанавливают на внешнюю поверхность втулки 3, имеющей на внутренней поверхности защитное покрытие 2, элемент 5 термоизоляции - термоизоляционную прокладку и элементы 4 герметизации - эластичные манжеты в соответствующих им проточках 31, 32. Поверх элемента 5 термоизоляции надевают разрезное центрирующее кольцо 8 с выступом 81. Вставляют подготовленную втулку 3 в одну часть трубы 1, сваренной с полумуфтой 61, до примыкания торца втулки 3 с торцом концевого участка 11 трубы 1. Предварительно торцы трубы 1 и втулки 3 промазывают мастикой. При этом используют втулку 3 внутренний диаметр которой равен диаметру соединяемых труб 1. Кроме того, длину втулки 3 и длину полумуфт 61 выбирают из условия, чтобы при стыковке торца втулки 3 и торца концевого участка 11 трубы 1, свободный торец полумуфты 61 упирался в выступ 81 на втулке 3.They are installed on the outer surface of the sleeve 3, which has a protective coating 2 on the inner surface, the thermal insulation element 5 —a heat-insulating gasket, and the sealing elements 4 — elastic cuffs in their corresponding grooves 31, 32. A split centering ring 8 with a protrusion 81 is put on top of the thermal insulation element 5. the prepared sleeve 3 in one part of the pipe 1, welded with a coupling half 61, until the end of the sleeve 3 adjoins the end of the end section 11 of the pipe 1. Previously, the ends of the pipe 1 and the sleeve 3 are greased with mastic. In this case, a sleeve 3 is used, the inner diameter of which is equal to the diameter of the connected pipes 1. In addition, the length of the sleeve 3 and the length of the coupling halves 61 are selected so that when the end face of the sleeve 3 and the end of the end section 11 of the pipe 1 are joined, the free end of the coupling half abuts against the protrusion 81 on sleeve 3.

На Фиг. 2 показан описанный промежуточный этап сборки узла сварного соединения.In FIG. 2 shows the described intermediate assembly step of the weld assembly.

В собранный промежуточный узел вставляют второй концевой участок 11 трубы 1 с приваренной к ней второй полумуфтой 61 до примыкания свободного торца втулки 3 к торцу вставляемого концевого участка 11 трубы 1 и свободного торца полумуфты 61 к выступу 81 на втулке 3. При этом также свободной торец втулки 3 и торец трубы 1 промазывают мастикой. Далее осуществляют сварку примыкающих торцов полумуфт 61, например стыковочным сварным соединением.Insert the second end section 11 of the pipe 1 with the second coupling half 61 welded to it into the assembled intermediate assembly until the free end of the sleeve 3 abuts the end of the inserted end section 11 of the pipe 1 and the free end of the coupling half 61 to the protrusion 81 on the sleeve 3. At the same time, the free end of the sleeve 3 and the end of the pipe 1 is coated with mastic. Next, the adjacent ends of the coupling halves 61 are welded, for example, by a butt welded joint.

Благодаря тому, что сварку муфты с концевыми участками труб осуществляют до нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность труб, исключается нарушение покрытия под действием высоких температур в процессе сварки.Due to the fact that welding of the coupling with the end sections of the pipes is carried out before applying a protective coating to the inner surface of the pipes, the coating is not affected by high temperatures during welding.

Обеспечение равного прохода на всем протяжении трубопровода с внутренним защитным покрытием позволяет: снизить энергопотребление перекачивающих насосных станций за счет снижения сопротивлений по длине трубопровода; снизить аварийность за счет снижения пульсации давлений и вероятности образования гидроударов в зоне узлового соединения им тем самым повысить надежности работы и увеличить срок эксплуатации трубопровода; снизить эксплуатационные расходы; производить калибровку и диагностирование трубопроводов; эффективно применять в трубопроводных системах различного назначения (нефтесбор, водоводы, внешний транспорт нефти, магистральные трубопроводы); повысить надежности работы и увеличить срок эксплуатации трубопровода.Ensuring equal passage throughout the pipeline with an internal protective coating allows you to: reduce the energy consumption of pumping pumping stations by reducing the resistance along the length of the pipeline; reduce accident rate by reducing pressure pulsation and the likelihood of water hammer formation in the zone of the nodal connection, thereby increasing the reliability of operation and increasing the life of the pipeline; reduce operating costs; calibrate and diagnose pipelines; effectively applied in piping systems for various purposes (oil gathering, water conduits, external oil transport, trunk pipelines); improve reliability and increase the life of the pipeline.

Claims

1. The site of the welded connection of pipes with an internal protective coating, containing the end sections of the pipes to be connected, a sleeve with an internal protective coating and sealing and thermal insulation elements located on its outer surface, and a weld, characterized in that it is equipped with a coupling consisting of two interconnected coupling halves, put on the end sections of the pipes to be connected, and a centering ring mounted on the outer surface of the sleeve, while the sleeve is placed between the ends of the end sections connecting s tube and has an inner diameter equal to the inner diameter of the pipe and a weld is formed between each of the pipe coupling and the outer surface of its end portion.

2. The node according to claim 1, characterized in that the coupling halves are interconnected by a weld located above the centering ring.