RU2206016C2 - Metallopolymer tube (versions) - Google Patents
Metallopolymer tube (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2206016C2 RU2206016C2 RU2001107666A RU2001107666A RU2206016C2 RU 2206016 C2 RU2206016 C2 RU 2206016C2 RU 2001107666 A RU2001107666 A RU 2001107666A RU 2001107666 A RU2001107666 A RU 2001107666A RU 2206016 C2 RU2206016 C2 RU 2206016C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- polymer
- rigid
- winding
- spiral
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству полимерных труб, армированных объемным металлическим усилителем прочности, и может быть использовано для изготовления трубопроводов, применяемых для транспортирования агрессивных жидких и газообразных сред при высоких давлениях в газовой, нефтяной и химической промышленности. The invention relates to the production of polymer pipes reinforced with a volumetric metal strength amplifier, and can be used for the manufacture of pipelines used for transporting aggressive liquid and gaseous media at high pressures in the gas, oil and chemical industries.
Известна металлополимерная труба, преимущественно из термопласта, содержащая усилитель прочности в виде сварного ячеистого каркаса, выполненного из продольных и навитых на них спиральных проволочных элементов, закрепленных в отвержденном термопласте (см. А.с. СССР 1366757, "Труба", заявл. 09.01.86, опубл. 15.01.88. Бюл. 2). A metal-polymer pipe is known, mainly made of thermoplastic, containing a strength enhancer in the form of a welded cellular frame made of longitudinal and wound spiral wire elements fixed in a cured thermoplastic (see A.S. USSR 1366757, "Tube", application 09.01. 86, publ. 15.01.88. Bull. 2).
Недостатком такой трубы является ее невысокая нагрузочная способность. The disadvantage of such a pipe is its low load capacity.
Известна металлополимерная труба, содержащая усилитель прочности в виде сварного каркаса, состоящего из продольных и навитых на них поперечных стержней арматуры, при этом для увеличения сопротивления радиальным нагрузкам определенным образом подобрано соотношение толщины внешнего и внутреннего слоев полимерного материала и толщины каркаса (См. А.с. СССР 929951, заявл. 31.08.78, опубл. 23.05.82, Бюл. 19). A metal-polymer pipe is known that contains a strength enhancer in the form of a welded frame, consisting of longitudinal and transverse reinforcement rods wound around them, and in order to increase the resistance to radial loads, the ratio of the thickness of the outer and inner layers of the polymer material and the thickness of the frame is selected in a certain way (See A.с USSR 929951, declared 31.08.78, publ. 05.23.82, bull. 19).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится невысокая нагрузочная способность трубы. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device include the low loading capacity of the pipe.
Известна металлополимерная труба, содержащая усилитель прочности в виде металлического сетчатого каркаса, состоящего из продольных и навитых на них поперечных стержней арматуры, скрепленных в точках их пересечения, например, сваркой, причем продольные стержни арматуры расположены по винтовой линии, а угол винтовой линии продольной арматуры не превышает угол винтовой линии поперечной арматуры (см. патент РФ 2056571, "Труба", заявл. 08.09.94 г., публ.20.03.96 г., Бюл. 8). Known metal-polymer pipe containing a strength enhancer in the form of a metal mesh frame, consisting of longitudinal and wound on them transverse reinforcement rods fastened at the points of intersection, for example, by welding, and the longitudinal reinforcement rods are located along a helical line, and the angle of the helical line of the longitudinal reinforcement is not exceeds the angle of the helical line of the transverse reinforcement (see RF patent 2056571, "Pipe", application. 08.09.94, publ. 20.03.96, Bull. 8).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства относится невысокая нагрузочная способность трубы. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known device include the low loading capacity of the pipe.
Заявляемые два варианта изобретения направлены на создание армированных полимерных трубопроводов для работы в условиях агрессивных сред и высоких давлений. The claimed two variants of the invention are directed to the creation of reinforced polymer pipelines for operation in aggressive environments and high pressures.
Технический результат заключается в получении армированных полимерных труб с высокой нагрузочной способностью, расширении возможностей применения предлагаемых конструкций для различных диаметров труб в различных условиях эксплуатации, с использованием в этих конструкциях различных материалов, а также, в конечном итоге, в повышении надежности работы трубопроводов. The technical result consists in obtaining reinforced polymer pipes with high load capacity, expanding the possibilities of using the proposed structures for various pipe diameters under various operating conditions, using different materials in these structures, and, ultimately, improving the reliability of pipelines.
В первом варианте изобретения указанный технический результат достигается тем, что в трубе металлополимерной, содержащей усилитель прочности, размещенный в монолите полимера, выполненный в виде жесткого металлического каркаса, состоящего из слоя продольных и навитого на него внешнего слоя спиральных элементов, скрепленных в точках их пересечения, например, сваркой, согласно изобретению усилитель прочности включает также упругий слой спиральных элементов, установленный внутри жесткого каркаса без жесткой связи с ним, с направлением навивки слоя спиральных элементов, совпадающим либо противоположным направлению навивки внешнего спирального слоя в жестком каркасе, закрепленный на активизированной наружной поверхности внутренней полимерной трубы с заданным шагом, причем активизированная наружная поверхность включает механически и/или термически обработанный слой полимерной трубы либо полимерный термически обработанный слой, дополнительно нанесенный на эту трубу, а монолит полимера включает в себя внутреннюю полимерную трубу с активизированной наружной поверхностью и экструдированный слой полимера, причем активизированная наружная поверхность внутренней полимерной трубы обладает адгезионными свойствами к экструдированному слою полимера. In the first embodiment of the invention, the indicated technical result is achieved in that in a metal-polymer pipe containing a strength enhancer placed in a polymer monolith, made in the form of a rigid metal frame, consisting of a longitudinal layer and an outer layer of spiral elements wound around it, fastened at the points of their intersection, for example, by welding, according to the invention, the strength amplifier also includes an elastic layer of spiral elements mounted inside a rigid frame without a rigid connection with it, with the direction n winding a layer of spiral elements, either matching or opposite to the winding direction of the outer spiral layer in a rigid frame, fixed to the activated outer surface of the inner polymer pipe with a predetermined step, and the activated outer surface includes a mechanically and / or heat-treated layer of the polymer pipe or a polymer heat-treated layer, additionally deposited on this pipe, and the monolith of the polymer includes an inner polymer pipe with an activated outer surface Stu and the extruded polymer layer, wherein the activated outer surface of the inner polymeric tube has adhesive properties to the extruded polymer layer.
Упругий слой спиральных элементов может быть выполнен из проволоки, ленты либо корда. The elastic layer of spiral elements can be made of wire, tape or cord.
Установка и закрепление слоя спиральных элементов с заданным шагом и направлением навивки на активизированной поверхности внутренней полимерной трубы формирует упругий слой, который совместно с жестким каркасом образует новую конструкцию усилителя прочности. Installation and fixing of the layer of spiral elements with a given step and the direction of winding on the activated surface of the inner polymer pipe forms an elastic layer, which together with the rigid frame forms a new design of the strength amplifier.
Активизированная наружная поверхность внутренней полимерной трубы, обладающая адгезионными свойствами к экструдированному слою полимера, обуславливает возможность получения монолита из различных полимерных материалов. The activated outer surface of the inner polymer pipe, which has adhesive properties to the extruded polymer layer, makes it possible to obtain a monolith from various polymeric materials.
Выполнение усилителя прочности многослойным в виде жесткого сварного каркаса и установленного внутри него упругого слоя спиральных элементов, не связанного при этом жестко с каркасом, позволяет получать трубы с высокой нагрузочной способностью, превышающей нагрузочную способность известных труб более чем в два раза. При этом трубы, обладая определенной жесткостью и упругостью, могут выдерживать перепады высокого давления в трубопроводе за счет перераспределения радиальных нагрузок между слоями усилителя прочности и в самом монолите полимера. The implementation of the multilayer strength amplifier in the form of a rigid welded frame and an elastic layer of spiral elements installed inside it, which is not rigidly connected with the frame, allows one to obtain pipes with a high load capacity exceeding the load capacity of known pipes by more than two times. At the same time, the pipes, having a certain rigidity and elasticity, can withstand high pressure drops in the pipeline due to the redistribution of radial loads between the layers of the strength amplifier and in the polymer monolith itself.
Навивка спирального слоя из проволоки, ленты либо корда с заданным шагом расширяет возможности получения упругого слоя усилителя прочности. Winding a spiral layer of wire, tape or cord with a given step expands the possibilities of obtaining an elastic layer of a strength amplifier.
Во втором варианте изобретения указанный технический результат достигается тем, что в трубе полимерной армированной, содержащей размещенный в монолите полимера усилитель прочности в виде жесткого металлического каркаса, состоящего из слоя продольных и навитого на него слоя спиральных элементов, скрепленных между собой, например, сваркой, согласно изобретению каркас включает дополнительный слой спиральных элементов, установленный с заданным шагом и закрепленный посредством сварки, причем сварочные швы расположены со стороны внутренней поверхности слоя продольных элементов, а направление навивки дополнительного слоя спиральных элементов совпадает с направлением навивки внешнего спирального слоя в жестком каркасе либо ему противоположно. In the second embodiment of the invention, the indicated technical result is achieved by the fact that in a polymer reinforced pipe containing a strength amplifier placed in a polymer monolith in the form of a rigid metal frame, consisting of a layer of longitudinal and a layer of spiral elements wound around it, fastened together, for example, by welding, according to According to the invention, the frame includes an additional layer of spiral elements installed with a given step and fixed by welding, and the welds are located on the inside s surface layer of longitudinal elements and the winding direction of the helical elements of the additional ply coincides with the direction of winding of the spiral outer layer in a rigid frame, or it oppositely.
Установка внутреннего дополнительного слоя каркаса позволяет сформировать ячейки каркаса, изменяющие свою форму в объеме стенки трубы. Это позволяет перераспределять напряжения в трубе, возникающие при различных радиальных нагрузках, повышая тем самым нагрузочную способность трубы. The installation of the inner additional layer of the frame allows the formation of the frame cells, changing their shape in the volume of the pipe wall. This allows you to redistribute stresses in the pipe arising from various radial loads, thereby increasing the load capacity of the pipe.
Закрепление дополнительного слоя каркаса сваркой со стороны внутреннего слоя продольных элементов, позволяет перераспределять нагрузку в местах опасных сечений, а именно: в местах сварки продольных элементов арматуры со спиральными слоями по наружной и по внутренней поверхностям слоя продольных элементов, что также повышает сопротивление радиальным нагрузкам. Fixing the additional layer of the frame by welding from the inner layer of the longitudinal elements allows you to redistribute the load in places of dangerous sections, namely: in the places of welding of longitudinal reinforcement elements with spiral layers on the outer and inner surfaces of the layer of longitudinal elements, which also increases the resistance to radial loads.
Выполнение навивки спиральных слоев каркаса в одну или в противоположные стороны позволяет регулировать прямолинейность трубы, обусловленную винтовой навивкой слоев. Performing the winding of the spiral layers of the frame in one or in opposite directions allows you to adjust the straightness of the pipe due to the helical winding of the layers.
Заявляемые варианты изобретения соответствуют требованию единства изобретения, поскольку образуют единый изобретательский замысел, относятся к объектам одного вида и одинакового назначения, фактически обеспечивают получение близкого технического результата. The claimed variants of the invention meet the requirement of the unity of the invention, since they form a single inventive concept, relate to objects of the same type and the same purpose, in fact, provide a close technical result.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналоги, характеризующиеся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам устройства, как по первому варианту изобретения, так и по второму. The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the invention, made it possible to establish that the applicant did not find analogues characterized by features identical (identical) to all essential features of the device, as in the first a variant of the invention, and the second.
Выбор прототипа позволил выявить совокупности существенных отличительных признаков устройства для обоих вариантов изобретения. Для первого варианта изобретения: усилитель прочности, сформированный из не связанных между собой жесткого сварного каркаса и упругого спирального слоя, установленного внутри жесткого каркаса и укрепленного при этом только посредством полимера, при этом монолит полимера может быть сформован из слоев различных видов полимеров. Для второго варианта: усилитель прочности в виде многослойного жесткого каркаса, в котором спиральные слои приварены к продольному слою с противоположных сторон, т.е. с наружной и с внутренней сторон слоя, с возможностью навивки слоев как в одну, так и в противоположные стороны. Это не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники. Заявитель считает, что заявляемые варианты изобретения соответствуют условиям "новизна" и "изобретательский уровень". The choice of the prototype allowed us to identify the set of essential distinguishing features of the device for both variants of the invention. For the first embodiment of the invention: a strength amplifier formed from unconnected rigid welded framework and an elastic spiral layer installed inside the rigid framework and strengthened only by means of a polymer, while the polymer monolith can be formed from layers of various types of polymers. For the second option: a strength amplifier in the form of a multilayer rigid frame, in which the spiral layers are welded to the longitudinal layer from opposite sides, i.e. from the outside and from the inside of the layer, with the possibility of winding the layers in one or in opposite directions. This is not apparent to a person skilled in the art from the prior art. The applicant believes that the claimed variants of the invention meet the conditions of "novelty" and "inventive step".
Варианты конструкции трубы представлены следующими фигурами на чертеже:
Фиг. 1 - Труба металлополимерная с усилителем прочности в виде сварного каркаса и не связанного с ним жестко слоя спиральных элементов, разрез.Pipe construction options are represented by the following figures in the drawing:
FIG. 1 - Metal-polymer pipe with a strength amplifier in the form of a welded frame and a layer of spiral elements not rigidly connected with it, section.
Фиг. 2 - Труба металлополимерная с усилителем прочности в виде сварного каркаса, разрез. FIG. 2 - Metal-polymer pipe with a strength amplifier in the form of a welded frame, section.
Труба на фиг. 1 содержит усилитель прочности 1, размещенный в монолите полимера 2. При этом усилитель прочности 1 включает в себя сварной каркас 3 и упругий слой 4 спиральных элементов. Упругий слой 4 спиральных элементов образован навивкой проволоки или ленты, или корда с заданным шагом и направлением на предварительно сформованную внутреннюю полимерную трубу 5 и закреплен на ее активизированной наружной поверхности 6. Активизированная наружная поверхность 6 включает механически и/или термически обработанный слой полимерной трубы 5 либо полимерный термически обработанный слой, нанесенный на эту трубу 5, например, в виде предварительно навитой полимерной пленки. Сварной каркас 3 выполнен из равномерно расположенных по окружности продольных элементов арматуры 7 и навитых на них с заданным шагом спиральных элементов 8. В местах пересечения продольная и спиральная арматура сварены электроконтактным методом. Жесткий сварной каркас 3 установлен с натягом на упругий слой 4 спиральных элементов. Внутренняя полимерная труба 5 с активизированной наружной поверхностью 6 и экструдированный слой полимера 9 составляют монолит полимера 2. При этом полимерная труба 5 и экструдированный слой полимера могут быть выполнены из разных видов полимеров, обладающих адгезионной способностью друг к другу. The pipe in FIG. 1 contains a strength amplifier 1 located in the monolith of
Жесткий сварной каркас 3 в сочетании с упругим слоем спиральных элементов 4 позволяет получить металлополимерные трубы различных диаметров с повышенными нагрузочными характеристиками для работы в трубопроводах в различных условиях агрессивных сред и высоких давлений. Нагрузочная способность трубы увеличивается более чем в два раза по сравнению с существующими конструкциями благодаря составному усилителю прочности. Упругие свойства усилителю прочности придает слой спиральных элементов, установленный в жестком каркасе, но не связанный с ним жестко. Расчетный анализ показал, что радиальные нагрузки, возникающие в трубопроводе при перепадах давления, перераспределяются в жестком каркасе, упругом слое и в монолите полимера трубы. В результате этого нагрузочная способность трубы получается выше на 10%, чем в варианте с жестким трехслойным каркасом. Таким образом, повышается и общая надежность работы трубопроводов. Rigid welded frame 3 in combination with an elastic layer of spiral elements 4 allows to obtain metal-polymer pipes of various diameters with high load characteristics for operation in pipelines under various conditions of aggressive environments and high pressures. The loading capacity of the pipe is more than doubled compared to existing structures thanks to a composite strength amplifier. The elastic properties are given to the strength enhancer by a layer of spiral elements installed in a rigid frame, but not rigidly connected with it. The calculation analysis showed that the radial loads arising in the pipeline under pressure drops are redistributed in the rigid frame, the elastic layer and in the monolith of the pipe polymer. As a result of this, the load capacity of the pipe is 10% higher than in the version with a rigid three-layer frame. Thus, the overall reliability of the pipelines increases.
Труба на фиг. 2 содержит усилитель прочности 1, размешенный в монолите полимера 2. При этом усилитель прочности 1 выполнен в виде жесткого сварного каркаса 3. Сварной каркас 3 выполнен в виде двух слоев спиральных элементов, наружного слоя 4 и внутреннего слоя 5, установленных с заданными шагом и направлением, и размещенного между ними слоя продольных элементов 6. Спиральные элементы наружного слоя 4 скреплены сваркой в точках их пересечения с продольными элементами по наружной поверхности слоя продольных элементов 6. А спиральные элементы внутреннего слоя 5 скреплены сваркой с продольными элементами по внутренней поверхности слоя продольных элементов 6. The pipe in FIG. 2 contains a strength amplifier 1, placed in a monolith of
Выполнение жесткого каркаса многослойным позволяет так же, как и в первом варианте изобретения, повысить нагрузочную способность трубы более чем в два раза по сравнению с существующими конструкциями труб, при этом нагрузочная способность труб повышается за счет приваренного особым образом внутреннего спирального слоя. Этот вариант изобретения интересен для случая получения труб не только с повышенной нагрузочной способностью, но и тогда, когда требуется повышенная жесткость конструкции. The implementation of a rigid frame multilayer allows, in the same way as in the first embodiment of the invention, to increase the load capacity of the pipe by more than two times compared to existing pipe designs, while the load capacity of the pipes is increased due to a specially welded inner spiral layer. This embodiment of the invention is interesting for the case of pipes not only with increased load capacity, but also when increased structural rigidity is required.
Использование заявляемых вариантов изобретений в производстве труб и их последующие испытания подтвердили возможность получения качественных металлополимерных труб различного диаметра с повышенной нагрузочной способностью для использования их в условиях агрессивных сред и высоких давлений в различных отраслях промышленности. The use of the claimed variants of the inventions in the production of pipes and their subsequent tests confirmed the possibility of obtaining high-quality metal-polymer pipes of various diameters with increased load capacity for use in aggressive environments and high pressures in various industries.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001107666A RU2206016C2 (en) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | Metallopolymer tube (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001107666A RU2206016C2 (en) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | Metallopolymer tube (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001107666A RU2001107666A (en) | 2003-02-10 |
| RU2206016C2 true RU2206016C2 (en) | 2003-06-10 |
Family
ID=29209416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001107666A RU2206016C2 (en) | 2001-03-21 | 2001-03-21 | Metallopolymer tube (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2206016C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2665776C1 (en) * | 2017-05-26 | 2018-09-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Промтехнологии" | Polymeric reinforced pipe with electric heat tracing |
-
2001
- 2001-03-21 RU RU2001107666A patent/RU2206016C2/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2665776C1 (en) * | 2017-05-26 | 2018-09-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Промтехнологии" | Polymeric reinforced pipe with electric heat tracing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6054359B2 (en) | Hose assembly for low temperature fluid transfer | |
| US6006788A (en) | Flexible pipe with internal gasproof undulating metal tube | |
| RU1831631C (en) | Flexible pipe-line | |
| MX2009002052A (en) | Flexible duct for conveying hydrocarbons comprising a tubular duct frame of clamped hoop iron. | |
| JPH0151717B2 (en) | ||
| US20060130924A1 (en) | Flexible tubular duct for the transport of fluid and particularly gaseous hydrocarbons with an anti-turbulence carcass and internal lining | |
| DK177858B1 (en) | Flexible tube and method of manufacture thereof | |
| EP0871831B1 (en) | Subsea flexible pipe | |
| RU2206016C2 (en) | Metallopolymer tube (versions) | |
| WO2009127650A1 (en) | Fluid-tight end fitting for a composite hose and method of assembling a composite hose on such end fitting | |
| US7347225B2 (en) | Highly flexible multistructure tube | |
| CN107842652B (en) | Double-flat-wall plastic steel winding pipe | |
| JPH0834070A (en) | Synthetic resin pipe | |
| KR100851965B1 (en) | Steel material pipe coated with adherence epoxy resin and method thereof | |
| EP0050469B1 (en) | Flexible hose | |
| RU2317469C1 (en) | Combined pipe with ballast coating | |
| RU2117205C1 (en) | Multi-layer pipe for transportation of aggressive media under high pressure | |
| EA011529B1 (en) | Rigid composite tubular article and method for its production | |
| RU214847U1 (en) | RESERVOIR | |
| WO2008065055A1 (en) | Rigid tubular article | |
| CN113915421A (en) | Drainage pipeline | |
| RU19118U1 (en) | FLEXIBLE PIPE | |
| JPH0432548Y2 (en) | ||
| RU2014546C1 (en) | Fitting | |
| RU2170872C1 (en) | Reinforced polymeric tube and method for making it |