RU2221955C1

RU2221955C1 - Heatproof belt to protect mains weld zone

Info

Publication number: RU2221955C1
Application number: RU2003108404/06A
Authority: RU
Inventors: Х.К. Мухаметдинов
Original assignee: Мухаметдинов Харис Касьянович
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-01-20

Abstract

FIELD: construction. SUBSTANCE: invention relates to construction and repair of mains and it is designed for protection of pipe external insulation coating in near- weld zone in process of welding and protection of butt weld from abnormal cooling. Proposed heatproof belt contains three tapes made of heatproof material, one main tape two additional tapes, arranged on outer surface and enclosing the pipeline. Length of each of tapes exceeds length of circumference of outer surface of insulated pipeline, being made of elastic porous material impregnated with carbamide formaldehyde resin with hardener with subsequent hardening. Tapes are provided with fastening members arranged with overlapping on outer surface of pipeline. When carrying out welding jobs, to protect outer Manufacture's insulation of pipes, additional tapes are applied to their ends to cover completely Manufacture's insulation adjacent to zone of welding. After termination of welding, both additional belts are shifted to weld and main belt is placed over two additional belts with aligning its longitudinal axis and weld and is secured on pipeline. Tapes provide reliable heat insulation of weld zone. EFFECT: improved reliability of pipeline. 5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и используется при сооружении и ремонте магистральных трубопроводов при низких температурах для защиты изоляционного наружного покрытия труб в околошовной зоне в процессе их сварки, а также для защиты зоны сварного стыка от внережимного охлаждения. The invention relates to the construction and is used in the construction and repair of pipelines at low temperatures to protect the insulating outer coating of pipes in the heat-affected zone during welding, as well as to protect the welded joint zone from non-mode cooling.

Из уровня техники известно, что сборка и сварка труб в секции на трубосборочных базах, а также сварка трубопровода из секций в полевых условиях в условиях низких температур значительно отличаются от аналогичных операций, проводимых при положительных температурах окружающей среды. Испытания стыков, сваренных в условиях отрицательных температур по обычной технологии, показали значительное возрастание числа дефектов. Происходит это вследствие усиления хрупкости металла в результате понижения его вязкости и пластичности под влиянием сильного охлаждения. Вместе с тем, повышение на морозе скорости охлаждения и твердения расплавленного металла увеличивает внутренние напряжения в сварочном стыке и околошовной зоне. Оказывает влияние на качество сварки и более интенсивное, особенно в осенних условиях, поглощение влаги их воздуха электродной обмазкой и флюсом. Это вызывает повышенное количество трещин, случаев непровара, образование пор и шлаковых включений. Все перечисленные обстоятельства требуют изменения технологии сварочно-монтажных работ. Особенно актуальным это становится в связи с большим объемом сварочных работ при строительстве магистральных трубопроводов в районах Сибири и Крайнего Севера, где условия работы весьма осложняются низкими температурами, доходящими до минус 50^oС.It is known from the prior art that the assembly and welding of pipes in sections at pipe assembly bases, as well as the welding of pipes from sections in field conditions at low temperatures, are significantly different from similar operations carried out at positive ambient temperatures. Tests of joints welded at low temperatures using conventional technology showed a significant increase in the number of defects. This occurs due to the increase in the fragility of the metal as a result of a decrease in its viscosity and ductility under the influence of strong cooling. At the same time, an increase in the freezing rate of cooling and hardening of molten metal in frost increases internal stresses in the welding joint and the heat-affected zone. It has an impact on the quality of welding and more intensive, especially in autumn conditions, the absorption of moisture in their air by electrode coating and flux. This causes an increased number of cracks, cases of lack of penetration, the formation of pores and slag inclusions. All of the above circumstances require a change in welding technology. This becomes especially relevant due to the large amount of welding work during the construction of trunk pipelines in the regions of Siberia and the Far North, where working conditions are very complicated by low temperatures, reaching minus 50 ^o C.

Долговременной практикой ведения сварочно-монтажных работ в зимних условиях выработаны известные рекомендации и правила производства сварочных работ при температурах ниже минус 20^oС, позволяющие избежать непровара стыков, снижения поглощения влаги электродами и флюсами и позволяющие избежать увеличения внутренних напряжений в сварных швах. Так, электроды и флюсы прокаливают до полного освобождения от остатков влаги. Установленная обязательность подогрева стыков больших диаметров в любое время решает проблему осушки зоны сварки. Известно, что подогрев необходим на ширину 150 мм до температуры 180-200^oС.Long-term practice of conducting welding and installation work in winter conditions has developed well-known recommendations and rules for welding work at temperatures below minus 20 ^o С, which allow avoiding lack of penetration of joints, reducing moisture absorption by electrodes and fluxes and avoiding an increase in internal stresses in welds. So, electrodes and fluxes are calcined until they are completely free of moisture. The established obligation to heat joints of large diameters at any time solves the problem of drying the welding zone. It is known that heating is necessary for a width of 150 mm to a temperature of 180-200 ^o C.

Известно, что для компенсации усиленных тепловых потерь при температурах воздуха ниже минус 30^oС сварку вынуждены вести без всяких перерывов на повышенных режимах по сравнению с условиями положительных температур. По окончании сварки стыки укрываются утепляющими асбестовыми поясами для предотвращения быстрого остывания и возникающих при этом значительных напряжений в металле сварных швов (см. ЗЛАТКИН В.П. "Организация и строительство магистральных трубопроводов", Л., "Недра", ЛО, 1976, с. 92-93).It is known that in order to compensate for the amplified heat loss at air temperatures below minus 30 ^o С, they are forced to weld without any interruptions at elevated conditions compared to the conditions of positive temperatures. At the end of welding, the joints are covered with insulating asbestos belts to prevent rapid cooling and the resulting significant stresses in the weld metal (see ZLATKIN VP "Organization and construction of main pipelines", L., "Nedra", LO, 1976, p. . 92-93).

Известное решение принято в качестве наиболее близкого аналога к заявленному изобретению. The known decision is made as the closest analogue to the claimed invention.

При сварке труб с заводской изоляцией для производства сварочных работ и защиты изоляции от выгорания концы труб оставляют без покрытия. Однако при производстве сварки, особенно при ветреной погоде, возможны выплески металла из сварочной ванны и попадание расплавленного металла на заводскую изоляцию, что неизбежно приводит к ее повреждению. When welding pipes with factory insulation for welding and to protect the insulation from burnout, the ends of the pipes are left uncoated. However, during welding, especially in windy weather, splashes of metal from the weld pool and hit of molten metal on the factory insulation are possible, which inevitably leads to its damage.

Недостатком известного решения, принятого за прототип, является недостаточная механическая прочность утепляющих асбестовых поясов и отсутствие защиты заводской изоляции от выгорания на участках, прилегающих к зоне сварного соединения. The disadvantage of the known solution adopted for the prototype is the lack of mechanical strength of the insulating asbestos belts and the lack of protection of the factory insulation from burnout in areas adjacent to the weld zone.

Задачей изобретения является защита заводской изоляции труб при сварочных работах, а также защита зоны сварного стыка от внережимного охлаждения при ведении работ в условиях низких температур. The objective of the invention is to protect the factory insulation of pipes during welding, as well as the protection of the weld zone from non-mode cooling when conducting work at low temperatures.

Указанная задача решается тем, что термостойкий пояс (ТП) для защиты зоны сварного соединения магистрального трубопровода содержит расположенные на его наружной поверхности и охватывающие трубопровод три ленты из термостойкого материала - основную и две дополнительные. Каждая из трех лент имеет поперечные трубопроводу размеры, на 400-500 мм превышающие длину окружности наружной поверхности изолированного трубопровода, и выполнена одно- или двухслойной, прошитой из эластичного пористого материала, пропитанного карбамидноформальдегидной смолой с отвердителем с последующим отверждением, а продольные относительно оси трубопровода стороны лент имеют длину не менее 300 мм. Каждая лента снабжена элементами ее закрепления с нахлестом на наружной поверхности магистрального трубопровода. This problem is solved in that the heat-resistant belt (TP) for protecting the welded joint zone of the main pipeline contains three ribbons made of heat-resistant material located on its outer surface and covering the pipeline — the main and two additional ones. Each of the three tapes has dimensions transverse to the pipeline, 400-500 mm larger than the circumference of the outer surface of the insulated pipeline, and is made of one- or two-layer sewn from an elastic porous material impregnated with urea-formaldehyde resin with a hardener followed by curing, and the sides are longitudinal with respect to the axis of the pipeline tapes have a length of at least 300 mm. Each tape is equipped with elements of its fastening with an overlap on the outer surface of the main pipeline.

В частном случае выполнения термостойкого пояса, прилегающие к трубопроводу ленты выполнены из нетканого синтетического материала (НСМ), а элементы крепления лент выполнены в виде пришитых к лентам до их пропитки смолой контактных застежек типа "липучка". In the particular case of a heat-resistant belt, the tapes adjacent to the pipeline are made of non-woven synthetic material (HCM), and the tape fastening elements are made in the form of hook and loop fasteners sewn to the tapes before they are impregnated with resin.

Наличие дополнительных лент позволяет надежно укрыть заводскую изоляцию в зоне сварного соединения труб, а после выполнения сварочных работ дополнительные пояса, будучи передвинуты к сварному шву, совместно с основным поясом создают укрытие для зоны сварного соединения, предотвращающее ее внережимное охлаждение. The presence of additional tapes makes it possible to reliably cover factory insulation in the zone of pipe weld, and after welding, additional belts, being moved to the weld, together with the main belt create a shelter for the weld zone, preventing its non-mode cooling.

Продольные размеры поясов гарантированно охватывают наружную поверхность изолированного трубопровода при наибольших отклонениях его размера. Выбор материала для изготовления поясов обусловлен его доступностью, удобством раскроя заготовок, хорошей способностью пропитываться карбамидными смолами и удерживать их, а также хорошими физико-механическими свойствами, проявляемыми после отверждения карбамидных смол, прежде всего, термостойкостью и гибкостью. The longitudinal dimensions of the belts are guaranteed to cover the outer surface of the insulated pipeline with the largest deviations in its size. The choice of material for the manufacture of belts is due to its accessibility, convenience of cutting blanks, good ability to be impregnated with urea resins and hold them, as well as good physical and mechanical properties that are manifested after curing of urea resins, primarily, heat resistance and flexibility.

Так однослойная лента имеет толщину 3-3,5 мм, а двухслойная лента - 6-7 мм, при этом обе ленты обладают необходимой гибкостью для удобной установки их на трубопроводе. So a single-layer tape has a thickness of 3-3.5 mm, and a two-layer tape - 6-7 mm, while both tapes have the necessary flexibility for convenient installation on the pipeline.

Указанные элементы крепления лент обеспечивают быстрое их закрепление на наружной поверхности трубопровода и перестановку лент в зону сварного соединения. The indicated fastening elements of the tapes ensure their fast fixation on the outer surface of the pipeline and rearrangement of the tapes into the welded joint zone.

Изобретение иллюстрируется графическим материалом, где на фиг.1 изображено устройство, защищающее заводскую изоляцию при проведении сварочных работ на трубопроводе; на фиг.2 - установка термостойкого пояса на сварном шве и околошовной зоне после окончания сварочных работ на стыке трубопровода; на фиг. 3 - расположение застежек контактных на концах термостойкой ленты и их защита при пропитке лент смолой. The invention is illustrated in graphic material, in which figure 1 shows a device that protects the factory insulation when conducting welding work on the pipeline; figure 2 - installation of a heat-resistant belt on the weld and heat-affected zone after welding at the junction of the pipeline; in FIG. 3 - the location of the contact fasteners at the ends of the heat-resistant tape and their protection when the tapes are impregnated with resin.

Термостойкий пояс (ТП) для защиты зоны сварного соединения магистрального трубопровода 1 содержит расположенные на его наружной поверхности и охватывающие трубопровод 1 три ленты из термостойкого материала - основную 2 и две дополнительные 3. Каждая из трех лент имеет поперечные трубопроводу размеры, на 400-500 мм превышающие длину окружности наружной поверхности изолированного трубопровода, и выполнена одно- или двухслойной, прошитой из эластичного пористого материала, пропитанного карбамидноформальдегидной смолой с отвердителем с последующим отверждением, а продольные относительно оси трубопровода стороны лент имеют длину 150-300 мм. Каждая лента снабжена элементами 4 ее закрепления с нахлестом на наружной поверхности свариваемых труб 5, 6 магистрального трубопровода 1. The heat-resistant belt (TP) for protecting the zone of the welded joint of the main pipeline 1 contains three tapes of heat-resistant material located on its outer surface and covering the pipeline 1 - the main 2 and two additional 3. Each of the three tapes has dimensions transverse to the pipeline, 400-500 mm exceeding the circumference of the outer surface of the insulated pipeline, and is made of one- or two-layer sewn from elastic porous material impregnated with urea-formaldehyde resin with a hardener with after uyuschim curing and longitudinal with respect to the pipe axis side strips have a length of 150-300 mm. Each tape is equipped with elements 4 of its fastening with an overlap on the outer surface of the welded pipes 5, 6 of the main pipeline 1.

Прилегающие к трубопроводу ленты выполнены из нетканого синтетического материала (НСМ) или других пористых долговечных материалов, например текстильных или из технических тканей. Элементы 4 крепления лент выполнены в виде пришитых к термостойким лентам до их пропитки смолой контактных застежек типа "Велькро", которые представляют собой ленты шириной 50 мм и длиной 500 мм, не менее. Застежки контактные нашивают на концы термостойких лент с продольным расположением застежек на одном конце термостойкой ленты и с поперечным расположением застежек на другом конце термостойкой ленты (см. фиг.3). Такое расположение застежек обеспечивает гарантированное закрепление термостойких лент на трубопроводе. Для сохранения свойств застежек при пропитке карбамидноформальдегидным клеем термостойких лент, застежки защищают от попадания на них клея нашитыми накладками 7 из полиэтиленовой пленки. The tapes adjacent to the pipeline are made of non-woven synthetic material (HCM) or other porous durable materials, for example, textile or technical fabrics. The fastening elements 4 of the tapes are made in the form of Velcro-type contact fasteners sewn to heat-resistant tapes before they are impregnated with resin, which are tapes with a width of 50 mm and a length of 500 mm, not less. Contact fasteners are sewn onto the ends of heat-resistant tapes with a longitudinal arrangement of fasteners at one end of the heat-resistant tape and with a transverse arrangement of fasteners at the other end of the heat-resistant tape (see figure 3). This arrangement of fasteners provides guaranteed fastening of heat-resistant tapes on the pipeline. To preserve the properties of the fasteners when the urea-formaldehyde adhesive is impregnated with heat-resistant tapes, the fasteners protect the adhesive from getting on them with sewn-on plates 7 made of plastic film.

В случае выполнения лент двухслойными прошивку слоев выполняют до пропитки лент карбамидноформальдегидной смолой. При производстве сварочных работ при любой температуре окружающей среды для защиты наружной заводской изоляции труб 4, 5 на их концы устанавливают дополнительные ленты 3, которые будучи тонкостенными обладают необходимой гибкостью. Ленты перекрывают наружную поверхность трубопровода с нахлестом, поскольку длина лент превышает длину наружной поверхности изолированного трубопровода. Конец каждой ленты закрепляется посредством элемента крепления, при этом лента закрывает полностью примыкающую к зоне сварного соединения заводскую изоляцию 8 (см. фиг. 1). In the case of double-layer tapes, the layers are flashed before the tapes are impregnated with urea-formaldehyde resin. When welding at any ambient temperature, to protect the external factory insulation of pipes 4, 5, additional tapes 3 are installed at their ends, which, being thin-walled, have the necessary flexibility. Tapes overlap the outer surface of the pipeline with an overlap, since the length of the tapes exceeds the length of the outer surface of the insulated pipeline. The end of each tape is fixed by means of a fastening element, while the tape covers the factory insulation 8 completely adjacent to the welded joint zone (see Fig. 1).

По окончании сварки шва оба дополнительных пояса сдвигают к сварному шву. Поверх двух дополнительных поясов накладывают основной пояс с совмещением его продольной оси и сварного шва, после чего закрепляют на трубопроводе. Будучи термостойкими и обладая хорошими теплоизоляционными свойствами, ленты 2, 3 надежно теплоизолируют зону сварного соединения от окружающей среды и предотвращают повышенные тепловые потери при отрицательных температурах окружающей среды, что исключает быстрое остывание сварного стыка и устраняет неизбежные при быстром его остывании значительные внутренние напряжения в сварном шве. At the end of the weld, both additional belts are shifted to the weld. On top of two additional belts impose the main belt with the combination of its longitudinal axis and the weld, and then fasten to the pipeline. Being heat-resistant and having good thermal insulation properties, tapes 2, 3 reliably insulate the welded joint area from the environment and prevent increased heat loss at low ambient temperatures, which eliminates the rapid cooling of the weld joint and eliminates significant internal stresses that are inevitable during quick cooling of the weld .

Изобретение технологично при изготовлении, из-за незначительного собственного веса и простой сборки удобно при транспортировании и монтаже на трубопроводе, а также эффективно при ведении сварочных работ как при строительстве магистральных трубопроводов, так и при проведении ремонтных работ в процессе эксплуатации трубопроводов. Повышает надежность трубопровода и устраняет возможность повреждения его изоляции в процессе строительства и эксплуатации. The invention is technologically feasible in manufacturing, due to its low dead weight and simple assembly, it is convenient for transportation and installation on the pipeline, as well as effective in welding operations both during the construction of main pipelines and during repair work during the operation of pipelines. Increases the reliability of the pipeline and eliminates the possibility of damage to its insulation during construction and operation.

Claims

1. Heat-resistant belt (TP) for protecting the insulating coating of pipes and the welded joint of the main pipelines, comprising a tape made of heat-resistant material located on its outer surface and covering the pipe, characterized in that the TP further comprises two tapes, each of the three tapes having transverse piping sizes exceeding the circumference of the outer surface of the insulated pipeline, made of single or stitched two-layer of elastic porous material, followed by impregnation of carbamide doformaldegidnoy resin and hardener and curing, each tape is provided with its fastening elements overlap on the outer surface of the main pipeline.

2. The belt according to claim 1, characterized in that the tapes adjacent to the pipeline are made of non-woven synthetic material.

3. The belt according to claim 1 or 2, characterized in that the fastening elements of the tapes are made in the form of contact fasteners sewn on the ends of each tape before it is impregnated with resin, and at one end of the tape a group of fasteners is located along the tape and on the other across the tape , while the fasteners are protected from impregnation with glue sewn onto the tape protective overlays.

4. Belt according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the protective pads are made of synthetic film.

5. A belt according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the dimensions of the main and additional tapes transverse to the pipeline exceed 400-500 mm of the circumference of the outer surface of the insulated pipeline.