RU218725U1 - Разрезной тройник для реконструкции и ремонта трубопроводов с применением технологии врезки под давлением - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к системам реконструкции и ремонта нефтепроводов, газопроводов, нефтепродуктопроводов и прочих трубопроводов, а конкретно к разрезным тройникам для трубопроводов с применением технологии врезки и перекрытия трубопроводов под давлением. Технический результат - увеличение герметичности трубопроводов при их реконструкции или ремонте под давлением до 15 МПа без остановки подачи рабочей среды и безопасности персонала при проведении работ. Разрезной тройник для реконструкции и ремонта трубопроводов с применением технологии врезки под давлением состоит из нижней полумуфты и верхней полумуфты, к которой приварен вертикальный патрубок, при этом нижняя полумуфта приваривается к верхней полумуфте стыковым швом, отличающийся тем, что к вертикальному патрубку приварен встык воротниковый фланец, в который установлена герметизирующая заглушка цилиндрической формы, выполненная с тремя диаметрально расположенными пазами, в два из которых вставлены уплотнительные кольца со стороны вертикального патрубка, в диске воротникового фланца коаксиально третьему диаметральному пазу, расположенному над уплотнительными кольцами, выполнены сквозные отверстия, в которые установлены винтовые механизмы привода стопорных сегментов, выполненных в виде секторных шпонок, при этом воротниковый фланец соединяется с глухим фланцем посредством шпилек с гайками, а между воротниковым и глухим фланцами расположена кольцеобразная прокладка. Вертикальный патрубок может быть снабжен горизонтальным отводом.

Description

Полезная модель относится к системам реконструкции и ремонта нефтепроводов, газопроводов, нефтепродуктопроводов и прочих трубопроводов, а конкретно к разрезным тройникам для трубопроводов с применением технологии врезки и перекрытия трубопроводов под давлением. Полезная модель может быть использована при строительстве, реконструкции и ремонте трубопроводных систем, предназначенных для транспорта газа, нефти и нефтепродуктов и прочих продуктов, в частности, для обеспечения осуществления производственных операций (ремонт, замена) под давлением без остановки подачи продукта потребителям.

Известен тройник разрезной штампосварной для трубопроводов, состоящий из нижней полумуфты, верхней полумуфты, изготовленной с помощью штамповки, с приваренными к ней патрубком и эллиптическим днищем, причем нижняя полумуфта стыковым швом приваривается к верхней полумуфте, затем конструкцию с двух сторон приваривают к ремонтируемой трубе кольцевыми угловыми швами (патент РФ №116953, опубл. 10.06.2012 по индексу МПК F16L 21/00). Данное устройство наиболее близко к предлагаемому техническому решению и принято за прототип. Тройник разрезной по прототипу не совместим с оборудованием для врезки и перекрытия трубопроводов под давлением, вследствие чего установка и монтаж разрезного тройника невозможна без остановки подачи продукта потребителям (проведения работ под давлением).

Техническая проблема, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании конструкции разрезного тройника, обеспечивающей повышение безопасности персонала при проведении работ по установке разрезного тройника и герметичности трубопровода при осуществлении производственных операций (ремонт, замена) под давлением до 15 МПа без остановки подачи рабочей среды (природного газа, нефтепродуктов, пара и т.п.), надежности узла врезки, увеличения срока эксплуатации тройника и всей конструкции газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов в целом.

Технический результат - увеличение герметичности трубопроводов при их реконструкции или ремонте под давлением до 15 МПа без остановки подачи рабочей среды и безопасности персонала при проведении работ.

Технический результат достигается за счет заявляемой конструкции разрезного тройника для реконструкции и ремонта трубопроводов с применением технологии врезки под давлением, состоящей из нижней полумуфты и верхней полумуфты, к которой приварен вертикальный патрубок, при этом нижняя полумуфта приваривается к верхней полумуфте стыковым швом, в которой в отличие от прототипа, к вертикальному патрубку приварен встык воротниковый фланец, в который установлена герметизирующая заглушка цилиндрической формы, выполненная с тремя диаметрально расположенными пазами, в два из которых вставлены уплотнительные кольца со стороны вертикального патрубка, в диске воротникового фланца коаксиально третьему диаметрально расположенному пазу, расположенному над уплотнительными кольцами, выполнены сквозные отверстия, в которые установлены винтовые механизмы привода стопорных сегментов, выполненных в виде секторных шпонок, при этом воротниковый фланец соединяется с глухим фланцем посредством шпилек с гайками, а между воротниковым и глухим фланцами расположена кольцеобразная прокладка.

Вертикальный патрубок может быть снабжен горизонтальным отводом.

В качестве прокладки между воротниковым и глухим фланцами в зависимости от рабочего давления транспортируемого продукта в трубопроводе может быть использована паронитовая прокладка, спирально-навитая прокладка или кольцевое уплотнение RTJ.

Высота заглушки рассчитывается в зависимости от рабочего давления трубопровода, механических свойств металла и совместимости с оборудованием для врезки в трубопроводы под давлением.

Увеличение герметичности трубопроводов при их реконструкции или ремонте и безопасности установки разрезного тройника обеспечивается за счет наличия двойного барьера безопасности в виде двух уплотнительных колец, установленных в герметизирующей заглушке, обеспечивающими 100% герметичность всех соединений и совместимость разрезных тройников с оборудованием, применяемым для технологии врезки под давлением.

Предлагаемая конструкция может быть использована для трубопроводов диаметром от 100 мм до 1400 мм и толщиной стенок от 6 мм до 50 мм.

Полезная модель поясняется чертежами:

на фиг. 1 схематически изображен вид спереди разрезного тройника, где 1 - верхняя полумуфта, 2 - нижняя полумуфта, 3 - вертикальный патрубок, 4 - воротниковый фланец, 5 - герметизирующая заглушка, 6 - уплотнительные кольца, 7 - стопорный сегмент, 8 - винтовые механизмы привода стопорных сегментов 7, 9 - глухой фланец, 10 - шпильки, 11 - гайки, 12 - прокладка;

на фиг. 2 схематически изображен вид сбоку разрезного тройника в разрезе, где 13 - горизонтальный отвод.

Разрезной тройник для трубопроводов состоит из нижней полумуфты 2 и верхней полумуфты 1. Во время проведения работ нижняя полумуфта 2 приваривается к верхней полумуфте 1 стыковым швом и угловыми швами к ремонтируемой трубе (на чертеже не показана). Нижняя полумуфта 2 изготавливается для труб диаметром соответствующим внешнему диаметру трубы. Радиус нижней полумуфты 2 равен половине наружного диаметра ремонтируемой трубы.

Верхняя 1 и нижняя 2 полумуфты могут быть изготовлены с помощью вальцовки, механической обработки либо штамповки, благодаря чему возможно их изготовление в заводских условиях, а не в полевых условиях.

К верхней полумуфте 1 приварен вертикальный патрубок 3. К вертикальному патрубку 3 приварен встык воротниковый фланец 4, в который установлена герметизирующая заглушка 5 цилиндрической формы. Высота заглушки 5 рассчитывается в зависимости от рабочего давления трубопровода, механических свойств металла и совместимости с оборудованием для применения технологии врезки под давлением. Герметизирующая заглушка 5 выполнена с тремя диаметрально расположенными пазами (на чертеже не показаны), выполненными со стороны вертикального патрубка 3. В нижние два паза со стороны вертикального патрубка 3 вставлены два уплотнительных кольца 6. Уплотнительные кольца 6 могут быть выполнены из нитрилкаучука, фторкаучука и прочих эластомеров. Конкретный вид материала выбирают в зависимости от вида рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу.

Предпочтительно использование двух уплотнительных колец, т.к. увеличивается надежность уплотнительного соединения. Увеличение количества колец приведет к увеличению габаритных размеров заглушки 5, что в свою очередь приведет к увеличению ее веса. При увеличении габаритных размеров и веса герметизирующей заглушки будет невозможно применение существующего оборудования для монтажа разрезного тройника с применением технологии врезки под давлением.

Наличие дополнительного второго уплотнительного кольца 6 исключает возможность разгерметизации разрезного тройника и трубопровода в целом, а также существенно снижает травмоопасность для персонала в процессе ремонта или реконструкции трубопровода. При разрушении одного уплотнительного кольца возможная разгерметизация рабочей среды исключается за счет наличия второго уплотнительного кольца. Возможный выход рабочей среды из трубопровода будет предотвращен, благодаря чему обеспечивается безопасность персонала при проведении работ по реконструкции или ремонту трубопроводов под давлением без остановки подачи рабочей среды.

Таким образом, наличие в герметизирующей заглушке двух уплотнительных колец, выполняющих роль своеобразного двойного барьера, обеспечивающего увеличение герметичности заявляемой конструкции разрезного тройника и безопасности выполнения работ с применением технологии врезки и перекрытия трубопроводов под давлением. Кроме этого, повышается общая надежность узла соединения тройника с трубопроводом и трубопровода в целом.

В заявляемой конструкции разрезного тройника предпочтительная глубина диаметральных пазов составляет 6-10 мм, что позволяет сохранить габариты и вес заглушки, обусловленные применяемым комплектом оборудования для применения технологии врезки под давлением.

Выше уплотнительных колец 6 в заглушке 5 выполнен третий диаметрально расположенный паз (на чертеже не показан).

В диске воротникового фланца 4 коаксиально третьему диаметральному пазу в заглушке 5 выполнены сквозные отверстия, в которые установлены винтовые механизмы (передача «винт-гайка») привода 8 стопорных сегментов 7, выполненных в виде секторных шпонок. Количество стопорных сегментов 7 и винтовых механизмов 8 зависит от диаметра и рабочего давления трубопровода и может быть от трех до шестнадцати. Винтовые механизмы 8 предназначены для приведения в движение стопорных сегментов 7. При выкручивании винта «гайка» перемещается по нему в сторону заглушки 5 и выдвигает при этом стопорный сегмент 7 внутрь из диска воротникового фланца 4 в верхний третий диаметрально расположенный паз заглушки 5. Таким образом, заглушка 5 фиксируется в воротниковом фланце 4 с помощью стопорных сегментов 7. Герметизация винтовых механизмов 8 обеспечивается во время работы двумя уплотнительными кольцами и после завершения работы заглушается резьбовым соединением (на чертеже не показано).

После завершения работ по технологии врезки под давлением сверху на воротниковый фланец 4 устанавливают глухой фланец 9. Воротниковый фланец 4 и глухой фланец 9 соединены между собой посредством шпилек 10 с гайками 11. Между воротниковым 4 и глухим 9 фланцами расположена кольцеобразная плоская прокладка 12. В качестве прокладки 12 в зависимости от рабочего давления транспортируемого продукта в трубопроводе может быть использована паронитовая прокладка, спирально-навитая прокладка или кольцевое уплотнение RTJ. Спирально-навитая прокладка, может состоять, например, из материала наполнителя - графита с внешним кольцом из Стали 20 и внутренним защитным кольцом из стали 12Х18Н0Т. Использование спирально-навитой прокладки обеспечивает герметичность и надежность соединений компонентов тройника между собой за счет ее способности выдерживать механические нагрузки, возникающие при высоких температурах и давлениях. Уплотнения RTJ - это уплотнительные кольца из одного металла или комбинации многих металлических материалов. Они идеально подходят для условий высокого давления и высокой температуры. Максимальное рабочее давление составляет 1500 бар и температура до 1000°С.

Вертикальный патрубок 3 может быть выполнен с горизонтальным отводом 13. Вид сварного соединения, соединяющего между собой вертикальный патрубок 3 с горизонтальным отводом 13, зависит от способа изготовления последнего (предпочтительно - седловидный шов). Горизонтальный отвод 13 может быть использован для подключения дополнительных трубопроводов к действующему трубопроводу без остановки перекачки/передачи продукта.

Заявляемый разрезной тройник используется следующим образом.

В полевых условиях на участок трубы устанавливают верхнюю 1 и нижнюю 2 полумуфты и производят их приварку стыковым продольным швом к трубе. После выполнения продольного шва конструкцию с двух сторон приваривают к ремонтируемой трубе кольцевыми угловыми швами. Приварку вертикального патрубка 3 к верхней полумуфте 1 производят в заводских условиях.

Оборудование, применяемое для врезки под давлением, монтируют на воротниковый фланец 4. При вырезании отверстия в магистральном трубопроводе полость тройника заполняется рабочей средой под давлением. После выполнения монтажных работ с применением технологии врезки под давлением устанавливают герметизирующую заглушку 5 с помощью специального оборудования, смонтированного на воротниковый фланец 4. Герметизирующая заглушка 5 жестко фиксируется по диаметру в воротниковом фланце 4 стопорными сегментами 7, выдвигаемых с помощью винтовых механизмов привода 8 из диска воротникового фланца 4.

После установки герметизирующей заглушки 5 оборудование для врезки под давлением демонтируют. Затем на воротниковый фланец 4 последовательно устанавливают прокладку 12, глухой фланец 9 и стягивают их между собой с помощью шпилек 10 с гайками 11.

После установки глухого фланца 9 разрезной тройник покрывают изоляцией и трубопровод в сборе с разрезным тройником готов к эксплуатации.

Заявляемая конструкция разрезного тройника была успешно испытана на прочность под давлением 14,7 МПа (в течение 30 минут) и герметичность под давлением 11,8 МПа (в течение 180 минут). Разрезной тройник выдержал гидравлические испытания: протечек и разрушений выявлено не было.

Claims (2)

1. Разрезной тройник для реконструкции и ремонта трубопроводов с применением технологии врезки под давлением, состоящий из нижней полумуфты и верхней полумуфты, к которой приварен вертикальный патрубок, при этом нижняя полумуфта приварена к верхней полумуфте стыковым швом, отличающийся тем, что к вертикальному патрубку приварен встык воротниковый фланец, в который установлена герметизирующая заглушка цилиндрической формы, выполненная с тремя диаметрально расположенными пазами, в два из которых вставлены уплотнительные кольца со стороны вертикального патрубка, в диске воротникового фланца коаксиально третьему диаметрально расположенному пазу выполнены сквозные отверстия, в которые установлены винтовые механизмы привода стопорных сегментов, выполненных в виде секторных шпонок, при этом воротниковый фланец соединяется с глухим фланцем посредством шпилек с гайками, а между воротниковым и глухим фланцами расположена кольцеобразная прокладка.

2. Разрезной тройник по п. 1, отличающийся тем, что вертикальный патрубок снабжен горизонтальным отводом.

Images