RU195176U1

RU195176U1 - Split clamp

Info

Publication number: RU195176U1
Application number: RU2019135530U
Authority: RU
Inventors: Иван Викторович Староконь; Андрей Олегович Головачев; Равиль Ильдарович Надыров
Original assignee: Иван Викторович Староконь; Андрей Олегович Головачев; Равиль Ильдарович Надыров
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2019-11-05
Publication date: 2020-01-16

Abstract

Настоящая полезная модель относится к разъемному зажиму, предназначенному для снижения внутренних напряжений, возникающих в восстановленных сварных соединениях, и соответственно усиления несущей способности сварных швов труб, и может быть использована при проведении регламентных, ремонтных и иных работ на морских нефтегазовых сооружениях. Технической задачей, для решения которой предназначена заявленная полезная модель, является создание конструкции разъемного зажима, усиливающего несущую способность сварного стыковочного узла трубопроводного соединения и повышающего его (узла) ресурс. Это же является и техническим результатом, для достижения которого предназначена заявленная полезная модель. Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что заявленная полезная модель содержит два элемента, каждый из которых выполнен с возможностью соединения с другим, образуя при этом две рабочие полости, оси которых ориентированы в продольном и вертикальном направлении соответственно, при этом каждый элемент содержит два участка, образующих Т-образную форму, причем каждый участок каждого элемента выполнен в виде полуцилиндра, при этом стенки обеих участков одного из элементов выполнены сплошными, а стенка одного из участков другого элемента содержит отверстие, имеющее разрыв, образующий две разнесенные друг относительно друга ветви, концевые участки которых выполнены отогнутыми с образованием проушин, при этом второй участок данного элемента и оба участка второго элемента также снабжены проушинами. 2 ил.This utility model relates to a detachable clamp designed to reduce internal stresses arising in reconditioned welded joints and, accordingly, to increase the bearing capacity of pipe welds, and can be used in routine maintenance, repair and other works at offshore oil and gas facilities. The technical problem for which the claimed utility model is intended is to create a detachable clamp design that enhances the bearing capacity of the welded docking node of the pipe connection and increases its (node) resource. This is also a technical result for which the claimed utility model is intended. The achievement of the specified technical result is ensured by the fact that the claimed utility model contains two elements, each of which is configured to connect to the other, forming two working cavities, the axes of which are oriented in the longitudinal and vertical directions, respectively, while each element contains two sections, forming a T-shape, and each section of each element is made in the form of a half cylinder, while the walls of both sections of one of the elements are solid, and the wall of one of The string of the other element contains a hole having a gap, forming two branches spaced apart from each other, the end sections of which are bent to form eyes, while the second section of this element and both sections of the second element are also provided with eyes. 2 ill.

Description

Настоящая полезная модель относится к разъемному зажиму, предназначенному для снижения внутренних напряжений, возникающих в восстановленных сварных соединениях, и повышению прочностных характеристик сварных швов труб, и может быть использована при проведении регламентных, ремонтных и иных работ на морских нефтегазовых сооружениях (нефтепроводах, газопроводах, морских стационарных платформ и др.).This utility model relates to a detachable clamp designed to reduce internal stresses arising in reconditioned welded joints and to increase the strength characteristics of pipe welds, and can be used in routine maintenance, repair and other works at offshore oil and gas facilities (oil pipelines, gas pipelines, offshore stationary platforms, etc.).

Морские нефтегазовые сооружения (МНГС), из-за воздействия внешних сил находятся в сложнонапряженном состоянии, часто подвергаясь знакопеременным циклическим нагрузкам. Действия этих напряжений приводят к накоплению усталостных повреждений с последующим разрушением сварных соединений. Как показали данные экспериментальных исследований, ресурс отремонтированного сварного соединения значительно ниже, чем у нового соединения. В результате при проведении ремонта сварных соединений МНГС их ресурс в некоторых случаях может не соответствовать необходимому сроку продления эксплуатации.Offshore oil and gas facilities (MNGS), due to external forces are in a difficult state, often subjected to alternating cyclic loads. The action of these stresses leads to the accumulation of fatigue damage with the subsequent destruction of welded joints. As shown by experimental research, the resource of a repaired welded joint is much lower than that of a new joint. As a result, during the repair of MNGS welded joints, their life in some cases may not correspond to the required period of extension of operation.

Величина прогнозируемого ресурса напрямую зависит от величин знакопеременных напряжений, действующих в сварном соединении. Одним из путей увеличения срока службы восстановленного сварного соединения является снижение действующих в нем переменных напряжений, что можно сделать с помощью усиливающей конструкции, выполняющей роль своеобразного бандажа, воспринимающего на себя большую часть воздействующих на сварное соединение нагрузок.The value of the predicted resource directly depends on the values of alternating stresses acting in the welded joint. One of the ways to increase the service life of the restored welded joint is to reduce the alternating stresses acting in it, which can be done with the help of a reinforcing structure that acts as a kind of bandage, which takes up most of the loads acting on the welded joint.

Как правило, в качестве указанной выше конструкции, для разных случаев, используют разъемные зажимы в виде хомутов, которые, в основном, применяют для устранения протечек путем установки конструкции непосредственно на трубу, с возможностью ее охватывания, с последующей стяжкой охватывающих трубу элементов. При этом хомуты используют не только для устранения протечек, но и для соединения труб, оси которых расположены под разными углами по отношению друг к другу и где требуется простое механическое соединение.As a rule, as the above design, for different cases, use detachable clamps in the form of clamps, which are mainly used to eliminate leaks by installing the structure directly on the pipe, with the possibility of its covering, followed by tightening the elements surrounding the pipe. At the same time, clamps are used not only to eliminate leaks, but also to connect pipes whose axes are located at different angles with respect to each other and where a simple mechanical connection is required.

Примером такого механического соединения двух перпендикулярных труб служит техническое решение, известное из патента РФ № 145540, класс F16L 23/00, опубликован20.09.2014.An example of such a mechanical connection of two perpendicular pipes is a technical solution known from RF patent No. 145540, class F16L 23/00, published on September 20, 2014.

Механическое соединение труб в данном примере осуществляется посредством разъемного зажима (хомута) для соединения двух взаимно перпендикулярных труб, состоящего из двух полуколец, где первое полукольцо выполнено с одним сквозным отверстием на каждом из торцов с возможностью прохождения через каждое отверстие зажимного винта, а второе полукольцо выполнено с одним углублением на каждом из торцов с возможностью резьбового удержания в каждом углублении по одному винту, для охвата и стягивания наружной поверхности первой трубы, на внешней поверхности одного из полуколец выполнены пазы, обеспечивающие возможность погружения в них головок зажимных винтов, причем, на внешней поверхности, по меньшей мере, одного из полуколец выполнен, по меньшей мере, один выступ, в торце выступа выполнено глухое отверстие для охвата присоединяемой трубы, глухое отверстие в торце выступа выполнено с осью перпендикулярной оси хомута, в стенке выступа выполнено сквозное отверстие для крепежного элемента фиксирующего присоединяемую трубу.The mechanical connection of pipes in this example is carried out by means of a detachable clamp (clamp) for connecting two mutually perpendicular pipes, consisting of two half rings, where the first half ring is made with one through hole on each of the ends with the possibility of passing through each hole of the clamping screw, and the second half ring is made with one recess on each of the ends with the possibility of a threaded hold in each recess of one screw, for covering and tightening the outer surface of the first pipe, on the outside grooves are made on the first surface of one of the half rings, allowing the heads of the clamping screws to be immersed in them, moreover, on the outer surface of at least one of the half rings, at least one protrusion is made, a blind hole is made in the end of the protrusion to enclose the pipe to be connected, a blind hole in the end of the protrusion is made with an axis perpendicular to the axis of the clamp, a through hole is made in the wall of the protrusion for the fastener fixing the attached pipe.

Известный хомут используется исключительно в качестве соединительного элемента, не предназначенного при этом для восприятия каких-либо значительных по величине знакопеременных внешних нагрузок.The known clamp is used solely as a connecting element, not intended for the perception of any significant in magnitude alternating external loads.

Из патента РФ №189577, класс F16L 55/17, опубликован 28.05.2019, известен разъемный зажим, состоящий из двух сопрягаемых частей, при этом каждая часть имеет форму полуцилиндра и выполнена с возможностью соединения с другой частью. При использовании каждая часть накладывается на поверхность трубы в продольном направлении и затем обе части стягиваются между собой крепежными элементами, образуя при этом достаточно жесткое соединение, усиливая тем самым зону пониженной прочности.From the patent of the Russian Federation No. 189577, class F16L 55/17, published 05/28/2019, a detachable clamp is known that consists of two mating parts, each part having the shape of a half cylinder and made with the possibility of connection with the other part. In use, each part is superimposed on the surface of the pipe in the longitudinal direction and then both parts are pulled together by fasteners, forming a sufficiently rigid connection, thereby strengthening the zone of reduced strength.

Недостаткам данного технического решения является отсутствие возможности охвата труб, соединенных, например, посредством сварки и расположенных под углом друг к другу, например, перпендикулярно.The disadvantages of this technical solution is the lack of coverage of pipes connected, for example, by welding and located at an angle to each other, for example, perpendicularly.

Из патента РФ № 153566, класс А63В 17/02, опубликован 27.07.2015, (принят в качестве наиболее близкого аналога) известен разъемный зажим, для соединения двух взаимно перпендикулярных труб, состоящий из двух полуколец, где первое полукольцо имеет по одному сквозному отверстию с внешним пазом на каждом из торцов с возможностью прохождения через каждое отверстие зажимного винта и погружения его головки в паз, а второе полукольцо имеет на каждом из торцов по одному углублению с возможностью резьбового удержания в каждом углублении по одному винту, при этом указанные полукольца образуют две взаимно перпендикулярные сообщающиеся полости цилиндрической формы, где первая полость сформирована внутренней поверхностью полуколец с возможностью охвата и стягивания наружной поверхности первой трубы заданного диаметра, а вторая полость сформирована двумя симметрично расположенными пазами, выполненными на торцевой поверхности внутри одного из сопрягаемых концов каждого полукольца, с возможностью охвата и стягивания наружной поверхности торцевого конца второй трубы заданного диаметра, при этом обеспечивается возможность сквозного прохождения через указанную вторую полость и торцевой конец второй трубы одного из зажимных винтов, при этом на торцевых концах полуколец выполнены одинаковые срезы таким образом, что образующиеся торцевые поверхности полуколец расположены параллельно друг другу и перпендикулярно скрепляющим винтам.From RF patent No. 153566, class А63В 17/02, published July 27, 2015, (adopted as the closest analogue), a detachable clamp is known for connecting two mutually perpendicular pipes, consisting of two half rings, where the first half ring has one through hole with an external groove on each end with the possibility of passing through each hole of the clamping screw and immersing its head in the groove, and the second half-ring has one recess on each of the ends with the possibility of threadedly holding one screw in each recess, at these half rings form two mutually perpendicular communicating cavities of cylindrical shape, where the first cavity is formed by the inner surface of the half rings with the possibility of gripping and tightening the outer surface of the first pipe of a given diameter, and the second cavity is formed by two symmetrically located grooves made on the end surface inside one of the mating ends of each half rings, with the possibility of coverage and contraction of the outer surface of the end end of the second pipe of a given diameter, with it is possible that the through-passage through said second cavity and a second pipe end face of one of the clamping screws, wherein the ends of the half rings on the end sections are made identical so that the end surfaces of the half-rings formed are located parallel to each other and perpendicular to the fastening screws.

К недостаткам данного технического решения следует отнести формирование полости для второй трубы двумя симметрично расположенными пазами, выполненными на торцевой поверхности внутри одного из сопрягаемых концов каждого полукольца, с возможностью охвата и стягивания наружной поверхности торцевого конца второй трубы, при этом указанная полость выполнена с возможностью прохождения сквозь нее одного из зажимных винтов, который одновременно проходит сквозь торцевую часть второй трубы, ослабляя тем самым несущую способность стенок трубы и нарушая ее целостность.The disadvantages of this technical solution include the formation of a cavity for the second pipe with two symmetrically located grooves made on the end surface inside one of the mating ends of each half ring, with the possibility of gripping and tightening the outer surface of the end end of the second pipe, while this cavity is made with the possibility of passing through one of the clamping screws, which simultaneously passes through the end part of the second pipe, thereby weakening the bearing capacity of the pipe walls and destroying its integrity.

Технической задачей, для решения которой предназначена заявленная полезная модель является создание конструкции разъемного зажима, усиливающего несущую способность сварного стыковочного узла трубопровода и его ответвлений и повышающего ресурс сварных соединений.The technical problem for which the claimed utility model is intended is to create a detachable clamp design that enhances the bearing capacity of the welded pipe docking station and its branches and increases the resource of welded joints.

Это же является и техническим результатом, для достижения которого предназначена заявленная полезная модель.This is also a technical result for which the claimed utility model is intended.

Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, заявленная полезная модель содержит два элемента, каждый из которых выполнен с возможностью соединения с другим, образуя при этом две рабочие полости, оси которых ориентированы в продольном и вертикальном направлении соответственно, при этом каждый элемент содержит два участка, образующих Т-образную форму, причем каждый участок каждого элемента выполнен в виде полуцилиндра, при этом стенки обеих участков одного из элементов выполнены сплошными, а стенка одного из участков другого элемента содержит отверстие, имеющее разрыв, образующий две, разнесенные друг относительно друга ветви, концевые участки которых выполнены отогнутыми с образованием проушин, при этом второй участок данного элемента и оба участка второго элемента также снабжены проушинами.The achievement of the specified technical result is ensured by the fact that the claimed utility model contains two elements, each of which is made with the possibility of connection with the other, forming two working cavities, the axes of which are oriented in the longitudinal and vertical directions, respectively, while each element contains two sections forming T-shape, with each section of each element made in the form of a half cylinder, while the walls of both sections of one of the elements are solid, and the wall of one of the sections the other element contains a hole having a gap forming two branches spaced apart from each other, the end sections of which are bent to form eyes, while the second section of this element and both sections of the second element are also provided with eyes.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведен общий вид разъемного зажима в разобранном виде, на фиг. 2 приведено трехмерное изображение охвата нескольких взаимно перпендикулярных труб с помощью данного зажима.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows an exploded view of a detachable clamp; FIG. 2 shows a three-dimensional image of the coverage of several mutually perpendicular pipes using this clamp.

Заявленное устройство разъемного зажима состоит из двух, 1 и 2, конструктивных элементов, имеющих возможность соединения и разъединения друг с другом. Оба элемента имеют Т-образную форму. На элементе 1 указанная форма образована участками 3 и 4, на элементе 2 – участками 5 и 6 соответственно. Все участки упомянутых элементов выполнены в виде полуцилиндра. Стенки участков 5 и 6 выполнены сплошными, а стенка участка 3 содержит отверстие, имеющее разрыв, образующий разнесенные друг относительно друга ветви 7 и 8, концевые участки которых выполнены отогнутыми с образованием проушин 9 и 10. Аналогичные проушины выполнены на участке 4 (поз. 11), а также участках 5 и 6 (поз.12 и 13 на фиг.1). Посредством указанных проушин, с помощью крепежных средств, происходит соединение элементов 1 и 2. The claimed device detachable clamp consists of two, 1 and 2, structural elements having the ability to connect and disconnect with each other. Both elements are T-shaped. On element 1, this form is formed by sections 3 and 4, on element 2 - by sections 5 and 6, respectively. All sections of these elements are made in the form of a half cylinder. The walls of sections 5 and 6 are solid, and the wall of section 3 contains a hole having a gap forming branches 7 and 8 spaced apart from each other, the end sections of which are bent to form eyes 9 and 10. Similar eyes are made in section 4 (pos. 11 ), as well as sections 5 and 6 (pos. 12 and 13 in figure 1). Through these eyes, using fasteners, the connection of elements 1 and 2.

При использовании заявленного разъемного зажима, элементами 1 и 2 осуществляют охват стыковочного узла трубопровода как это показано на фиг.2 и затем производят плотный зажим указанного участка элементами 1 и 2 непосредственно через проушины с помощью крепежных средств, в частности болтов и гаек. Происходит жесткая фиксация всех элементов стыковочного узла и соответственно его сварных соединений, при этом часть величины внешнего воздействия на трубы воспринимается непосредственно зажимом, что ведет к снижению внутренних напряжений в сварных швах и соответственно к увеличению их несущей способности и повышению ресурса самого сварного соединения.When using the claimed detachable clamp, elements 1 and 2 cover the docking assembly of the pipeline as shown in FIG. 2 and then tightly clamp the indicated section with elements 1 and 2 directly through the eyes using fasteners, in particular bolts and nuts. All elements of the joint assembly and, accordingly, its welded joints are rigidly fixed, while part of the external impact on the pipes is perceived directly by the clamp, which leads to a decrease in internal stresses in the welds and, accordingly, to an increase in their bearing capacity and an increase in the resource of the welded joint itself.

Как показали исследования, наибольшее снижение напряженного состояния в восстановленных сварных соединениях (от 45% до 65%)достигается при увеличении толщины стенок обеих рабочих полостей, образуемых элементами 1 и 2 устройства. На практике, предпочтительно использовать конструкцию разъемного зажима с толщиной стенок участка 6 равной 2 мм, а участка 3 – 4 мм соответственно, при этом длина указанных участков должна составлять 0,5 от величины их диаметров.As studies have shown, the greatest reduction in the stress state in restored welded joints (from 45% to 65%) is achieved with an increase in the wall thickness of both working cavities formed by elements 1 and 2 of the device. In practice, it is preferable to use a detachable clamp design with a wall thickness of section 6 of 2 mm and a section of 3-4 mm, respectively, while the length of these sections should be 0.5 of their diameters.

Для изготовления заявленного разъемного зажима возможно применение технологий, хорошо апробированных на практике: литье в формы, горячая штамповка и сварка из составных стальных деталей. Наиболее рентабельной технологией производства с экономической точки зрения считается метод горячего штампования.For the manufacture of the claimed detachable clamp, it is possible to use technologies that are well proven in practice: casting, hot stamping and welding from composite steel parts. From the economic point of view, the hot stamping method is considered the most cost-effective production technology.

Claims

A detachable clip containing two elements, each of which is configured to connect to the other, forming two working cavities, the axes of which are oriented in the longitudinal and vertical directions, respectively, while each element contains two sections forming a T-shape, each the section of each element is made in the form of a half-cylinder, while the walls of both sections of one of the elements are solid, and the wall of one of the sections of the other element contains a hole having a gap that forms two times Eseniya each other branches, the end portions of which are made to form the bent lugs, the second portion of the member and both portions of the second member is also provided with eyelets.