RU2097646C1 - Method of prevention of development of flaws in pipe line walls - Google Patents

Method of prevention of development of flaws in pipe line walls Download PDF

Info

Publication number
RU2097646C1
RU2097646C1 RU95102302A RU95102302A RU2097646C1 RU 2097646 C1 RU2097646 C1 RU 2097646C1 RU 95102302 A RU95102302 A RU 95102302A RU 95102302 A RU95102302 A RU 95102302A RU 2097646 C1 RU2097646 C1 RU 2097646C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipe
coupling
pipeline
pressure
defect
Prior art date
Application number
RU95102302A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95102302A (en
Inventor
С.В. Головин
Н.Г. Гончаров
Е.В. Лопатин
А.Г. Мазель
И.А. Романова
В.И. Хоменко
Л.А. Гобарев
Original Assignee
Товарищество с ограниченной ответственностью "ВНИИСТ-Сварка"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Товарищество с ограниченной ответственностью "ВНИИСТ-Сварка" filed Critical Товарищество с ограниченной ответственностью "ВНИИСТ-Сварка"
Priority to RU95102302A priority Critical patent/RU2097646C1/en
Publication of RU95102302A publication Critical patent/RU95102302A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2097646C1 publication Critical patent/RU2097646C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L58/00Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation
    • F16L58/02Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation by means of internal or external coatings
    • F16L58/16Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation by means of internal or external coatings the coating being in the form of a bandage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical. SUBSTANCE: detachable coupling consisting of two halves is mounted on pipe line at preliminary filling of flaw with hardening noncorrodible polymer material, after which coupling halves are welded together. Invention gives mathematical dependence of pressure drop versus geometry of pipe and stresses in it. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к способу локального снижения кольцевых напряжений от внутреннего давления в местах дефектов трубопроводов (коррозия, трещины, вмятины и т. п.). The invention relates to a method for local reduction of ring stresses from internal pressure in the places of pipeline defects (corrosion, cracks, dents, etc.).

Снижение кольцевых напряжений осуществляется за счет монтажа и сварки на трубопроводе стальной полноохватывающей муфты с заданной толщиной стенки при заданном снижении давления в трубопроводе или при определенных условиях обжатия муфты на трубопроводе наружными цепными гидравлическими зажимами. The reduction of ring stresses is carried out by mounting and welding on the pipeline a steel full-sleeve coupling with a given wall thickness for a given pressure reduction in the pipeline or under certain compression conditions of the coupling on the pipeline by external hydraulic chain clamps.

Муфты, разгружающие несущую трубу, могут изготавливаться также в виде многослойных тонколистовых конструкций, наматываемых на трубу при понижении давления в трубопроводе. Couplings that unload the supporting pipe can also be made in the form of multilayer thin-sheet structures wound around the pipe with a decrease in pressure in the pipeline.

Напряжение в муфте, сжимающее несущую трубку, создается при увеличении давления в трубопроводе до рабочего или при сжатии половин муфты до их сварки зажимами. The tension in the coupling, compressing the carrier tube, is created when the pressure in the pipeline increases to the working pressure or when the coupling halves are compressed before welding with clamps.

Известны способы муфтования трубопроводов. Known methods for coupling pipes.

Наиболее близким к изобретению является сварка на трубопроводе охватывающих муфт (Pipeline Maintenance Welding Practices. API Recommended practice 1107, 1991. ) различных заплат, не создающих дозированного напряженного состояния сжатия в стенке трубопроводов (Типовая конструкция по безопасному ведению огневых работ на газовых объектах Мингазпрома. ВНИИГаз, 1988). Closest to the invention is the welding on the pipeline covering couplings (Pipeline Maintenance Welding Practices. API Recommended practice 1107, 1991.) of various patches that do not create a dosed tensile state of compression in the wall of the pipelines (Typical design for the safe conduct of hot work at gas facilities of Mingazprom. VNIIGAZ 1988).

Задача изобретения локальное снижение кольцевых напряжений растяжения в стенке трубопровода при его рабочем давлении для предотвращения роста обнаруженных дефектов, особенно трещиноподобных, и последующего разрушения трубы. The objective of the invention is the local reduction of annular tensile stresses in the wall of the pipeline at its working pressure to prevent the growth of detected defects, especially crack-like, and subsequent destruction of the pipe.

Сущность изобретения заключается в том, что для ликвидации повреждения стенки трубопровода его можно полностью перекрыть, а затем освободив от продукта, вырезать поврежденный участок и вварить катушку. The essence of the invention lies in the fact that to eliminate damage to the wall of the pipeline, it can be completely blocked, and then freed from the product, cut the damaged area and weld the coil.

Однако перекрытие трубопровода может вызвать значительные убытки из-за перерыва в снабжении потребителей, а иногда и невозможно. However, blocking the pipeline can cause significant losses due to interruptions in the supply of consumers, and sometimes it is impossible.

В мировой практике имеются решения этой проблемы в виде наложения различных аварийных хомутов, заплат. In world practice, there are solutions to this problem in the form of imposing various emergency clamps, patches.

Нашли применение и круговые муфты, накладываемые на место дефекта в виде сварного кольца из листового металла. Такие кольца, обычно из двух половин, как бы повышают толщину трубы в месте дефекта, а также препятствуют развитию деформации перед разрушением, что задерживает само разрушение. Circular couplings superimposed on the defect site in the form of a welded ring of sheet metal have also found application. Such rings, usually of two halves, increase the thickness of the pipe at the place of the defect, as well as prevent the development of deformation before failure, which delays the destruction itself.

Однако простое наложение муфты на трубопровод, работающий под рабочим давлением, еще не дает достаточно эффекта, так как при этом не снижается напряженное состояние стенки трубы в месте дефекта и, следовательно, не тормозится его развитие, особенно это касается трещиноподобных дефектов. However, the simple application of the coupling to the pipeline operating under working pressure does not yet give enough effect, since this does not reduce the stress state of the pipe wall in the place of the defect and, therefore, does not inhibit its development, especially for crack-like defects.

Муфта может дать более полный эффект в случае, если она возьмет на себя часть кольцевых напряжений, действующих в стенке трубы с дефектом. The coupling can give a more complete effect if it takes on part of the ring stresses acting in the wall of the pipe with a defect.

Это возможно, если перед наложением муфты на дефектный участок в нем на определенную величину снизить давление. This is possible if, before applying the coupling to the defective area in it, reduce the pressure by a certain amount.

Из простых математических расчетов следует, что снижение кольцевых напряжений в несущей трубе будет зависеть от относительного уменьшения давления в момент установки муфты и относительной толщины стенки муфты следующим образом:
σ/σo = Pу/Po+(1-Pу/Po):(1+δм/δ) (1)
где
σ кольцевые напряжения растяжения в стенке трубы под установленной муфтой при рабочем давлении Pо;
so кольцевые напряжения растяжения в стенке трубы без муфты при рабочем давлении Pо;
Pу давление в трубопроводе при установке муфты;
P рабочее давление в трубопроводе;
δм толщина стенки муфты;
δм толщина стенки трубы.
From simple mathematical calculations, it follows that the reduction of annular stresses in the carrier pipe will depend on the relative decrease in pressure at the time of installation of the coupling and the relative wall thickness of the coupling as follows:
σ / σ o = P y / P o + (1-P y / P o ) :( 1 + δ m / δ) (1)
Where
σ ring tensile stresses in the pipe wall under the installed sleeve at a working pressure P about ;
s o ring tensile stresses in the wall of the pipe without coupling at operating pressure P o ;
P y the pressure in the pipeline when installing the coupling;
P working pressure in the pipeline;
δ m coupling wall thickness;
δ m pipe wall thickness.

На фиг. 2 графически показана зависимость (1) относительно снижения напряженного состояния стенки трубопровода σ/σo под муфтой от степени снижения давления при установке муфты (Pу/Pо) и от ее относительной толщины (σм/σ)
Как видно из графика, наложение муфты на трубопровод без давления может при увеличении давления до Pо разгрузить стенку при толстой муфте (δм/δ = 4) почти на 80%
При оптимальном, достаточном с точки зрения техники безопасности снижении давления в стенке трубопровода Pу до 50 65% от Pо кольцевые напряжения, в зависимости от толщины стенки муфты, можно понизить на 20 40%
Для передачи усилия от трубы к муфте между муфтой и трубой в местах неплотного прилегания должно наноситься на поверхность или заливаться через сделанные отверстия в муфте быстротвердеющее вещество типа эпоксидной смолы.
In FIG. 2 graphically shows the dependence (1) regarding the reduction of the stress state of the pipe wall σ / σ o under the coupling on the degree of pressure reduction during installation of the coupling (P у / P о ) and its relative thickness (σ m / σ)
As can be seen from the graph, applying a sleeve to a pipeline without pressure can relieve the wall with a thick sleeve (δ m / δ = 4) by almost 80% when the pressure increases to P о
With an optimum pressure drop in the pipe wall P у up to 50 65% of P о, ring stresses that are sufficient from the safety point of view can be reduced by 20–40% depending on the thickness of the coupling wall
To transfer force from pipe to sleeve between the sleeve and the pipe in places of loose contact, a quick-hardening substance such as epoxy must be applied to the surface or poured through the holes made in the sleeve.

Такие обжимающие муфты способны предотвращать развитие дефектов только в направлении образующей трубопровода. Such crimp couplings can prevent the development of defects only in the direction of the generatrix of the pipeline.

При наличии повреждения, расположенного по кольцу (например, дефект в кольцевом сварном шве), обжимная муфта будет препятствовать переходу в дефект в направлении вдоль трубопровода, предупреждая лавинное разрушение. Для предотвращения раскрытия дефекта в направлении оси трубопровода муфта должна привариваться к трубопроводу по концам двумя фланговыми швами (фиг. 2). If there is damage located along the ring (for example, a defect in an annular weld), the crimp sleeve will prevent the defect from moving in the direction along the pipeline, preventing avalanche damage. To prevent the discovery of a defect in the direction of the axis of the pipeline, the coupling should be welded to the pipeline at the ends with two flank seams (Fig. 2).

Так как коэффициент прочности фланговых швов обычно составляет ≈ 0,7 от прочности стыкового шва, катет флангового шва должен быть не менее 1,4 δ что обеспечит равнопрочность муфты с кольцевым сварным швом в направлении оси трубопровода. Since the strength coefficient of flank joints is usually ≈ 0.7 of the strength of the butt joint, the leg of the flank joint should be at least 1.4 δ, which will ensure equal strength of the coupling with an annular weld in the direction of the axis of the pipeline.

Создание сжимающих напряжений в несущей трубе можно достигнуть не только понижением давления в трубопроводе, но также при сжатии половин муфты на трубопроводе с помощью цепных гидравлических зажимов (фиг. 3), создающих значительные сжимающие усилия и плотно прижимающих свариваемые горизонтальными швами половинки муфты к дефектному участку трубопровода. The creation of compressive stresses in the carrier pipe can be achieved not only by lowering the pressure in the pipeline, but also by compressing the coupling halves in the pipeline using hydraulic chain clamps (Fig. 3), creating significant compressive forces and tightly pressing the coupling halves to be welded with horizontal seams to the defective section of the pipeline .

Муфты могут изготавливаться из многослойно наматываемого стеклопластика или тонкого стального листа. Листы многослойных муфт должны склеиваться между собой полимерными материалами. Такие муфты могут предотвращать развитие дефектов только вдоль оси трубопровода и не воспринимают осевые нагрузки. Couplings can be made of multilayer wound fiberglass or thin steel sheet. Sheets of multilayer couplings must be glued together with polymer materials. Such couplings can prevent the development of defects only along the axis of the pipeline and do not absorb axial loads.

Применение муфт, локально сжимающих кольцевые напряжения растяжения только в местах дефектов стенки трубопроводов, во многих случаях позволит продолжить безаварийную эксплуатацию трубопроводов без их разрезки и замены дефектного участка. The use of couplings locally compressing ring tensile stresses only in places of defects in the wall of pipelines will in many cases allow continuing trouble-free operation of pipelines without cutting and replacing the defective section.

Claims (2)

1. Способ предотвращения развития трещиноподобных и коррозионных дефектов стенок трубопроводов вдоль образующей труб, заключающийся в определении местоположения и характера дефекта, вскрытии трубопровода, удалении изоляционного покрытия и зачистки дефекта, установка разъемной муфты с предварительным заполнением дефекта твердеющим некоррозионно-активным полимерным материалом заподлицо с контуром трубы или закачке этого материала в пространство между муфтой и трубой, сварке горизонтальными продольными швами половин муфты, отличающийся тем, что муфту устанавливают и сваривают на трубопроводе при заданном в нем уменьшении давления ниже рабочего, при этом величину уменьшенного давления в трубопроводе устанавливают из соотношения
Figure 00000002

где σ - кольцевые напряжения в трубе под установленной муфтой при рабочем давлении Р0;
σo- кольцевые напряжения в трубе без муфты при рабочем давлении Р0;
Ру давление в трубопроводе при установке муфты;
Р0 рабочее давление в трубопроводе;
δм- толщина стенки муфты;
δ - толщина стенки трубы.
1. A method of preventing the development of crack-like and corrosion defects of the walls of the pipelines along the pipe generatrix, which consists in determining the location and nature of the defect, opening the pipe, removing the insulation coating and stripping the defect, installing a detachable sleeve with pre-filling the defect with a hardening non-corrosive polymer material flush with the pipe contour or injection of this material into the space between the coupling and the pipe, welding with horizontal longitudinal seams of the coupling halves, distinguishing Take into account that the coupling is installed and welded on the pipeline at a pressure drop specified below, lower than the working pressure, while the value of the reduced pressure in the pipeline is established from the relation
Figure 00000002

where σ are the annular stresses in the pipe under the installed sleeve at an operating pressure of P 0 ;
σ o - ring stresses in a pipe without a coupling at a working pressure P 0 ;
P y the pressure in the pipeline when installing the coupling;
P 0 working pressure in the pipeline;
δ m - wall thickness of the coupling;
δ is the wall thickness of the pipe.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что муфту с обоих концов приваривают к трубопроводу фланговыми швами с катетом не менее 1,4 толщины стенки трубы. 2. The method according to claim 1, characterized in that the sleeve at both ends is welded to the pipeline with flank seams with a leg of at least 1.4 pipe wall thickness.
RU95102302A 1995-02-17 1995-02-17 Method of prevention of development of flaws in pipe line walls RU2097646C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95102302A RU2097646C1 (en) 1995-02-17 1995-02-17 Method of prevention of development of flaws in pipe line walls

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95102302A RU2097646C1 (en) 1995-02-17 1995-02-17 Method of prevention of development of flaws in pipe line walls

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95102302A RU95102302A (en) 1997-05-20
RU2097646C1 true RU2097646C1 (en) 1997-11-27

Family

ID=20164897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95102302A RU2097646C1 (en) 1995-02-17 1995-02-17 Method of prevention of development of flaws in pipe line walls

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2097646C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2484359C1 (en) * 2011-11-01 2013-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "ВолгаУралСпецстрой" Method of pipeline repair and device to this end
RU2601782C1 (en) * 2015-06-10 2016-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Method for pipeline restoration and device for implementation thereof
RU2693940C1 (en) * 2018-03-29 2019-07-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Method of sealing cracks in pipeline wall and device for its implementation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Pipeline Maintenance Weloling Praeticus, API fecommended Praetice 1107 THIRD BD 1T10N, April 1991. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2484359C1 (en) * 2011-11-01 2013-06-10 Общество с ограниченной ответственностью "ВолгаУралСпецстрой" Method of pipeline repair and device to this end
RU2601782C1 (en) * 2015-06-10 2016-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Method for pipeline restoration and device for implementation thereof
RU2693940C1 (en) * 2018-03-29 2019-07-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Method of sealing cracks in pipeline wall and device for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
RU95102302A (en) 1997-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5722463A (en) External pipe reinforcing sleeve
US4095825A (en) Taper pipe joint
EP2510274B1 (en) Pipe clamp device
WO2008053251A2 (en) Insulated pipelines and methods of construction and installation thereof
RU2097646C1 (en) Method of prevention of development of flaws in pipe line walls
US20060284417A1 (en) Method of impeding crack propagation
RU2191317C2 (en) Method of pipeline repairs
RU2314453C1 (en) Method to repair defective section of operating pipeline
WO2009130503A1 (en) Method for manufacture of a pipe-in-pipe pipeline
RU2352854C2 (en) Repair method of defective pressurised pipeline section
RU2285192C2 (en) Method and welded clutch for repairing pipeline
RU2354522C2 (en) Method for repair of defect section of operating pipeline
RU2155905C2 (en) Method for repairing metallic pipelines
CA2164011C (en) External pipe reinforcing sleeve
RU2352855C1 (en) Repair method of long-distance linear section of active pipeline
RU2198340C1 (en) Method of repair of main pipe lines
RU2170875C2 (en) Pipeline restoration method
RU2217651C1 (en) Steel pipe corrosion protection method
RU2134373C1 (en) Method of repair of pipe line deformed by bending
SU1199546A1 (en) Method of connecting process elements to pipeline under pressure
RU2325582C2 (en) Method of prevention of pipeline walls defects development
RU2305221C1 (en) Method of repairing operating pipeline
RU2375632C1 (en) Procedure of pipeline repair
RU2118738C1 (en) Method and device for repair of pipe lines
RU2306476C2 (en) Method of repairing pipeline in operation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070218