RU2227241C1 - Connection of enameled pipes and method for making thereof - Google Patents
Connection of enameled pipes and method for making thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2227241C1 RU2227241C1 RU2003115074/06A RU2003115074A RU2227241C1 RU 2227241 C1 RU2227241 C1 RU 2227241C1 RU 2003115074/06 A RU2003115074/06 A RU 2003115074/06A RU 2003115074 A RU2003115074 A RU 2003115074A RU 2227241 C1 RU2227241 C1 RU 2227241C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sleeve
- pipes
- enamel
- length
- enameled
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Protection Of Pipes Against Damage, Friction, And Corrosion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к соединениям труб с внутренним эмалевым покрытием сваркой и может быть использовано при сборке трубопроводов, предназначенных для транспортировки коррозионно-активных сред в нефтяной, газовой, химической промышленности, в системе ЖКХ и других отраслях промышленности.The invention relates to pipe fittings, in particular to pipe joints with an internal enamel coating by welding and can be used in the assembly of pipelines intended for the transportation of corrosive media in the oil, gas, chemical industry, in the housing and communal services system and other industries.
Известно соединение трубопроводов, содержащее набор элементов крепления: подвижный и неподвижный фланцы, эластичное кольцо и втулку, которые монтируются на концах соединяемых труб и стягиваются крепежными элементами (1). Соединение конструктивно и по исполнению сложно, металлоемко и не гарантирует надежности при эксплуатации, так как не предусматривает защиту от коррозии места стыка труб.It is known to connect pipelines containing a set of fastening elements: movable and fixed flanges, an elastic ring and a sleeve that are mounted at the ends of the pipes to be joined and are pulled together by fasteners (1). The connection is structurally and execution difficult, metal-intensive and does not guarantee reliability during operation, as it does not provide protection against corrosion of the pipe junction.
Известно устройство для защиты внутреннего сварного шва трубопровода, содержащее втулку с раструбами, несущую на себе установочные выступы, уплотнительные элементы - упругоэластичные манжеты (2). Однако при сварке труб упругоэластичные манжеты нагреваются до значительных температур и в процессе эксплуатации быстро теряют исходные свойства, что приводит к разгерметизации уплотнения и проникновению агрессивной среды в зону сварного шва.A device is known for protecting the internal weld of a pipeline, comprising a sleeve with sockets, bearing mounting tabs, sealing elements - elastic cuffs (2). However, when welding pipes, the elastic cuffs are heated to significant temperatures and quickly lose their original properties during operation, which leads to seal failure and the penetration of aggressive media into the weld zone.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является соединение эмалированных труб, состоящее из двух труб и установленную коаксиально внутри них в зоне стыка втулку с внутренним эмалевых покрытием, с кольцевой проточкой и радиальными упорными выступами. Полость между проточкой втулки и внутренней поверхностью труб заполнена материалом с адгезионными свойствами. Соединение содержит уплотнительные резиновые кольца. После сварки труб над полостью выполняются два технологических отверстия для закачивания во внутрь адгезионного материала, например клея "Циакрил ЭО" (3). Известному соединению присущи отмеченные выше недостатки. Кроме того, для формирования антикоррозионного слоя требуется дополнительное оборудование (нагревательное оборудование, перекачивающие насосы и др.), что осложняет реализацию соединения в полевых условиях, а использование в качестве защитного материала клея, резиновых уплотнителей и наличие концентраторов напряжений в зоне соединения (технологические отверстия) снижают надежность соединения в процессе эксплуатации трубопровода.The closest in technical essence and the achieved result is the connection of enameled pipes, consisting of two pipes and installed coaxially inside them in the joint zone, a sleeve with an internal enamel coating, with an annular groove and radial thrust protrusions. The cavity between the bore of the sleeve and the inner surface of the pipe is filled with a material with adhesive properties. The connection contains sealing rubber rings. After welding the pipes, two technological holes are made over the cavity for pumping adhesive material into the inside, for example, Ciacryl EO glue (3). The known compound has the disadvantages noted above. In addition, the formation of an anticorrosive layer requires additional equipment (heating equipment, transfer pumps, etc.), which complicates the implementation of the connection in the field, and the use of glue, rubber seals and the presence of stress concentrators in the connection zone as a protective material (technological holes) reduce the reliability of the connection during operation of the pipeline.
Задачей изобретения является устранение существующих недостатков известных решений, а именно повышение надежности, коррозионной стойкости сварного соединения, его прочности при длительной эксплуатации трубопроводов, расширение области применения соединения при транспортировке химически агрессивных сред, снижение энергозатрат и расхода материалов, сокращение времени сборки и сварки соединения.The objective of the invention is to eliminate the existing disadvantages of the known solutions, namely increasing the reliability, corrosion resistance of the welded joint, its strength during long-term operation of pipelines, expanding the scope of the joint during transportation of chemically aggressive media, reducing energy and material consumption, reducing assembly and welding time of the joint.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом соединении эмалированных труб, наиболее близком к известному (3) по основным конструктивным элементам и достигаемому техническому результату, содержащем две трубы с внутренним эмалевым покрытием, эмалированную втулку с внешним радиальным выступом, установленную коаксиально внутри труб, антикоррозионное покрытие между внутренней поверхностью концов соединяемых труб и внешней поверхностью втулки, но по предлагаемому соединению втулка имеет разрез по ее длине, а радиальный выступ выполнен по всему периметру среднего сечения втулки, при этом ширина (l) и высота (h) выступа, а также длина (L) втулки и толщина (t) ее стенки соотносятся к толщине (S) стенки соединяемых труб соответственно как l/S=(0,1-0,3), h/S=(0,3-0,6), L/S (2-5), t/S=(0,12-0,35), причем втулка имеет наряду с внутренним внешнее эмалевое покрытие такого же марочного состава эмали, что и эмалевое покрытие труб, а в качестве связующего компонента антикоррозионного покрытия эмалевой композиции используют силикатную легкоплавкую эмаль с температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР), равнозначным (близким) ТКЛР эмали труб и втулки.The problem is solved in that in the proposed connection of enameled pipes, closest to the known (3) in terms of the main structural elements and the achieved technical result, containing two pipes with an internal enamel coating, an enameled sleeve with an external radial protrusion, mounted coaxially inside the pipes, an anticorrosive coating between the inner surface of the ends of the connected pipes and the outer surface of the sleeve, but according to the proposed connection, the sleeve has a cut along its length, and the radial protrusion is filled around the entire perimeter of the middle section of the sleeve, and the width (l) and height (h) of the protrusion, as well as the length (L) of the sleeve and the thickness (t) of its wall, are related to the wall thickness (S) of the pipes being connected, respectively, as l / S = (0.1-0.3), h / S = (0.3-0.6), L / S (2-5), t / S = (0.12-0.35), and the sleeve has along with the internal enamel coating of the same enamel composition as the enamel coating of pipes, and silicate low-melting enamel with a temperature coefficient of linear expansion is used as a binder component of the anticorrosive coating of the enamel composition ( RLW) equivalent (close) TFLE enamel tubes and bushings.
Значительную роль в предлагаемом соединении эмалированных труб выполняют конструктивные особенности втулки. Соотношения размеров радиального выступа втулки, длины и толщины ее стенки взаимосвязаны с толщиной стенок соединяемых труб, а пределы указанных соотношений установлены экспериментально с учетом образования изотермического температурного поля в зоне термического влияния, создаваемого при формировании корневого шва в процессе сварки труб с различной толщиной стенок. С учетом указанного фактора используют разрезанную втулку, специальный состав шликера для образования легкоплавкой эмали с ТКЛР, равнозначным ТКЛР эмали труб и втулки. Все отмеченное создает условия формирования прочного антикоррозионного слоя по всей поверхности соприкосновения труб и втулки в виде эмалевой композиции, включая эмалевые покрытия труб и втулки, а процесс осуществляется с использованием тепловой энергии, передаваемой от сварки труб.A significant role in the proposed connection of enameled pipes is performed by the design features of the sleeve. The ratios of the dimensions of the radial protrusion of the sleeve, the length and thickness of its wall are interconnected with the wall thickness of the pipes being connected, and the limits of these ratios are established experimentally taking into account the formation of an isothermal temperature field in the heat-affected zone created during the formation of the root weld in the process of welding pipes with different wall thicknesses. Taking into account the indicated factor, a cut sleeve is used, a special slip composition for the formation of low-melting enamel with TLCR, equivalent to TLCR of pipe and sleeve enamel. All of the above creates the conditions for the formation of a durable anti-corrosion layer on the entire contact surface of the pipes and the sleeve in the form of an enamel composition, including enamel coatings of the pipes and the sleeve, and the process is carried out using thermal energy transmitted from pipe welding.
Выбор значений ТКЛР легкоплавкой эмали установлен с учетом приведения комплекса эксплуатационных свойств антикоррозионного слоя к свойствам эмалевого покрытия труб и втулки.The choice of TEC values for low-melting enamel was established taking into account the reduction of the set of operational properties of the anticorrosion layer to the properties of the enamel coating of pipes and bushings.
Радиальный бурт по всему периметру втулки кроме выполнения функции, обеспечивающей симметричную геометрическую фиксацию труб по отношению друг к другу и втулке, при дуговой сварке частично оплавляется, перемешивается с металлом труб и сварочного электрода, а при охлаждении прочно сцепляется с корневым сварочным швом по всему периметру труб.The radial collar around the entire perimeter of the sleeve, in addition to performing a function that provides symmetrical geometric fixation of the pipes with respect to each other and the sleeve, is partially melted during arc welding, mixed with the metal of the pipes and the welding electrode, and when cooled, it adheres firmly to the root weld along the entire perimeter of the pipes .
Разрез по длине втулки, выполненный по одному из вариантов: по линии, параллельной оси, под углом к оси втулки или по ломаной линии, обеспечивает компенсацию напряжений, возникающих от термических и механических воздействий при сборке соединения, включая сварку. С этой же целью на радиальном выступе выполняют по крайней мере четыре поперечных надреза по его высоте, выполненных попарно в диаметрально противоположных направлениях.The section along the length of the sleeve, made according to one of the options: along a line parallel to the axis, at an angle to the axis of the sleeve or along the broken line, provides compensation for stresses arising from thermal and mechanical influences during assembly of the joint, including welding. For the same purpose, at least four transverse cuts along its height are made on the radial protrusion, made pairwise in diametrically opposite directions.
С учетом известных способов соединения труб с внутренним антикоррозионным покрытием из различного материала в настоящей заявке на соединение эмалированных труб разработан способ для его выполнения.Given the known methods of connecting pipes with an internal anti-corrosion coating of various materials, a method for its implementation is developed in the present application for connecting enameled pipes.
Из источников информации известен способ соединения труб посредством сочленения их с промежуточным элементом (4). В полость между промежуточным элементом, эластичными уплотнениями на его концах и внутренней поверхностью труб после сварки через штуцеры подают горячий воздух и заполняют полость жидким твердеющим материалом. Затем полость продувают горячим воздухом до образования твердой защитной пленки и заполняют ее нетвердеющим антикоррозионным материалом. Недостатки способа: сложное приборное обеспечение, многооперационность, снижение в процессе работы соединения эксплуатационных характеристик (герметичности, цельности покрытия на поверхностях, образующих полость, ослабление прочности соединения), связанное с использованием резиновых уплотнений, типом антикоррозионного материала, с наличием технологических отверстий в зоне сварного соединения.From sources of information, a method for connecting pipes by articulating them with an intermediate element (4) is known. After welding, hot air is fed into the cavity between the intermediate element, elastic seals at its ends and the inner surface of the pipes through the fittings and filled into the cavity with liquid hardening material. Then the cavity is blown with hot air until a solid protective film is formed and filled with a non-hardening anticorrosive material. The disadvantages of the method: complex instrumentation, multioperation, reduction in the process of joining the operational characteristics (tightness, integrity of the coating on the surfaces forming the cavity, weakening of the strength of the connection) associated with the use of rubber seals, type of anticorrosive material, with the presence of technological holes in the welded joint area .
Известны способы соединения металлических труб с внутренним антикоррозионным покрытием (5), тонких облицованных труб (6) или двусторонне эмалированных труб (7). Перечисленные способы предназначены для соединения труб с использованием двух промежуточных элементов из коррозионно-стойкого металла, их механического обжатия, двойную сварку (5, 6) или соединения эмалированных труб с напрессовкой на них нагретого промежуточного элемента (7).Known methods for connecting metal pipes with an internal anti-corrosion coating (5), thin coated pipes (6) or double-sided enameled pipes (7). The listed methods are intended for connecting pipes using two intermediate elements made of corrosion-resistant metal, compressing them mechanically, double welding (5, 6) or connecting enameled pipes with a pressed-on heated intermediate element (7).
Кроме перечисленных выше недостатков? рассмотренные способы соединения неприменимы для стыковки труб внешних транспортных трубопроводов, испытывающих продольные и поперечные амплитурные нагрузки. Это инициирует нарушение сплошности соединений, коррозионные процессы, особенно в зоне сварного соединения.Besides the disadvantages listed above? The considered connection methods are not applicable for joining pipes of external transport pipelines experiencing longitudinal and transverse amplitude loads. This initiates a violation of the continuity of the joints, corrosion processes, especially in the weld zone.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному является способ соединения труб с внутренним термопластическим покрытием (8), включающий размещение внутри концов труб на участке без термопластического покрытия втулки с внутренним покрытием, с концевой проточкой и двумя кольцевыми канавками, заполнение кольцевой проточки термопластичным и теплоизолирующим материалом, а канавок - уплотнительными кольцами. Трубы соединяют сваркой, при которой концы внутреннего покрытия труб на расстоянии большем, чем ширина кольцевой проточки, и соприкасающуюся с покрытием труб часть термопластического материала втулки сваривают между собой путем их оплавления за счет тепла сварки.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed one is a method of connecting pipes with an internal thermoplastic coating (8), which includes placing inside the pipe ends without a thermoplastic coating of the sleeve with an internal coating, with an end groove and two annular grooves, filling the annular groove with thermoplastic and heat-insulating material, and grooves - with sealing rings. The pipes are joined by welding, in which the ends of the inner coating of the pipes are greater than the width of the annular groove, and the part of the thermoplastic material of the sleeve in contact with the pipe coating is welded together by fusion due to the heat of welding.
Таким образом, герметизация сварного соединения внутри труб по данному способу осуществляется на небольшом кольцевом участке элементов соединения, а внутренний участок зоны сварного соединения контактирует только с теплоизоляционным материалом и не защищает его от коррозии в случае нарушения сплошности участка оплавления при сварочных работах или в процессе переменных нагрузок, действующих на трубопроводы при их эксплуатации. Поэтому отмеченные выше недостатки характерны для известного способа, выбранного за прототип.Thus, the sealing of the welded joint inside the pipes by this method is carried out on a small annular portion of the joint elements, and the inner portion of the welded joint zone is in contact only with the heat-insulating material and does not protect it from corrosion in case of violation of the continuity of the fusion section during welding or during variable loads acting on pipelines during their operation. Therefore, the above disadvantages are characteristic of the known method selected for the prototype.
Задачей предлагаемого по изобретению способа соединения труб с внутренним эмалевым покрытием при использовании предлагаемого в настоящей заявке соединения эмалированных труб является устранение недостатков известных решений: повышение надежности, коррозионной стойкости сварного соединения, его прочности при длительной эксплуатации трубопроводов, расширение области применения соединения для трубопроводов при транспортировке агрессивных сред, снижение энергозатрат, расхода материалов, сокращения времени сборки и сварки соединения.The objective of the invention according to the invention, the method of connecting pipes with an internal enamel coating when using the enameled pipe connection proposed in this application is to eliminate the disadvantages of the known solutions: improving the reliability, corrosion resistance of the welded joint, its strength during long-term operation of pipelines, expanding the scope of the connection for pipelines during aggressive transportation environments, reducing energy consumption, material consumption, reducing assembly and welding time is connected i.
При этом для реализации предлагаемого способа не требуется специального оборудования, дорогостоящих материалов и высокой квалификации персонала.Moreover, to implement the proposed method does not require special equipment, expensive materials and highly qualified personnel.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе соединения эмалированных труб, включающем эмалирование втулки (нанесение покрытия), сочленение труб с втулкой (размещение втулки внутри концов труб), сварку, формирование в процессе сварки антикоррозионного покрытия между концами труб и втулкой в отличии от известного способа используют втулку с разрезом по ее длине и радиальным выступом по всему периметру среднего сечения втулки, при этом ширина (l) и высота (h) выступа, а также длина (L) втулки и толщина (t) ее стенки взаимосвязаны с толщиной (S) стенок соединяемых труб соотношениями: l/S=(0,1-0,3), h/S=(0,3-0,6), L/S=(2-5), t/S=(0,12-0,35), причем втулка имеет наряду с внутренним внешнее эмалевое покрытие такого же марочного состава эмали, что и эмалевое покрытие труб, а в качестве связующего компонентов антикоррозионного покрытия эмалевой композиции используют силикатную легкоплавкую эмаль с ТКЛР, близким ТКЛР эмали труб и втулки, при этом перед эмалированием втулки после разреза по длине осуществляют ее развальцовку по внешнему диаметру до размера внутреннего диаметра эмалированных труб, затем проводят сжатие эмалированной втулки, преимущественно до смыкания стенок в местах ее разреза, после чего наносят на соприкасаемые поверхности элементов соединения (втулка и концы труб) шликер для образования силикатной легкоплавкой эмали, а после размещения втулки внутри труб поверхности соприкосновения элементов соединения прижимают друг к другу за счет аккумулированной энергии при разжатии втулки и, используя тепловую энергию сварки и накопленную металлом стенок труб при наведении корневого сварного шва, формируют антикоррозионное покрытие в виде эмалевой композиции (эмали труб, втулки и силикатной легкоплавкой эмали) на длине соединения труб, равной длине втулки, по всей поверхности контакта концов труб с втулкой.The problem is solved in that in the proposed method for connecting enameled pipes, including enameling the sleeve (coating), articulating the pipes with the sleeve (placing the sleeve inside the ends of the pipes), welding, forming an anti-corrosion coating between the ends of the pipes and the sleeve during welding, in contrast to the known The method uses a sleeve with a cut along its length and a radial protrusion around the entire perimeter of the middle section of the sleeve, while the width (l) and height (h) of the protrusion, as well as the length (L) of the sleeve and the thickness (t) of its wall are interconnected with the thickness (S) of the walls of the connected pipes by the ratios: l / S = (0.1-0.3), h / S = (0.3-0.6), L / S = (2-5), t / S = (0.12-0.35), and the sleeve, along with the inner one, has an external enamel coating of the same enamel composition as the enamel coating of the pipes, and silicate low-melting enamel with a TLCR close to that of the enamel composition is used as a binder component TKLR enamel pipes and bushings, while before enameling the sleeve after cutting along the length, it is expanded by its outer diameter to the size of the inner diameter of the enameled pipes b, then the enameled sleeve is compressed, mainly until the walls are closed at the places of its cut, after which a slip is applied to the contacting surfaces of the connection elements (sleeve and pipe ends) to form a silicate fusible enamel, and after placing the sleeve inside the pipes, the contact surfaces of the connection elements are pressed together to each other due to the accumulated energy when the sleeve is unclenched and, using the thermal energy of the welding and the pipe walls accumulated by the metal when the root weld is guided, they form an anticorrosive a rozion coating in the form of an enamel composition (enamel of a pipe, a sleeve and silicate low-melting enamel) over a pipe connection length equal to the length of the sleeve over the entire contact surface of the pipe ends with the sleeve.
Существенные преимущества конструктивных признаков втулки, использованной в соединении эмалированных труб, подтверждаются в способе его реализации.The significant advantages of the structural features of the sleeve used in the connection of enameled pipes are confirmed in the method of its implementation.
Развальцовка разрезанной втулки до размера внутреннего диаметра эмалированных труб позволяет аккумулировать механическую энергию при сжатии втулки, которая затем используется для плотного прилегания поверхностей соприкосновения подготовленной к размещению втулки внутри концов соединяемых труб, что обеспечивает автоматическую компенсацию зазоров между внутренними диаметрами труб и наружным диаметром втулки, возникающих из-за погрешности изготовления, допусков, отклонений по эллипсности, а также колебаний толщины эмалевых покрытий. При разжатии втулки внутри труб происходит принудительное заполнение пустот пастой шликера силикатной легкоплавкой эмали. Таким образом, между эмалевым покрытием из одинаковой марки эмали (на трубах и втулке) формируется слой шликера, силикатной легкоплавкой эмали. Выбор силикатной легкоплавкой эмали связан с использованием тепла от сварки труб на максимально возможном расстоянии от корневого сварного шва. При образовании сварочного шва от тепла аккумулированного металлом труб шликер расплавляется с образованием слоя силикатной эмали. В то же время эмалевое покрытие труб и втулки оплавляется без потери исходного сцепления с металлической поверхностью. В этот период создаются благоприятные термодинамические и кинетические условия для образования прочных химических связей фазовых составляющих компонентов основных эмалевых покрытий с силикатной легкоплавкой эмалью.The expansion of the cut sleeve to the size of the inner diameter of the enamelled pipes allows the mechanical energy to be accumulated when the sleeve is compressed, which is then used to tightly fit the contact surfaces prepared for placement of the sleeve inside the ends of the pipes to be connected, which automatically compensates for gaps between the inner diameters of the pipes and the outer diameter of the sleeve arising from due to manufacturing errors, tolerances, deviations in ellipse, as well as fluctuations in the thickness of enamel coated d. When the sleeve is unclenched inside the pipes, the voids are forced to fill the voids with slip paste with silicate low-melting enamel. Thus, between the enamel coating of the same brand of enamel (on the pipes and the sleeve) a slip layer is formed, silicate low-melting enamel. The choice of silicate low-melting enamel is associated with the use of heat from pipe welding at the maximum possible distance from the root weld. When a weld is formed from heat accumulated by the metal of the pipes, the slip melts to form a layer of silicate enamel. At the same time, the enamel coating of the pipes and the sleeve is melted without losing the initial adhesion to the metal surface. During this period, favorable thermodynamic and kinetic conditions are created for the formation of strong chemical bonds of the phase components of the main enamel coatings with silicate low-melting enamel.
При охлаждении одинаковый ТКЛР контактирующих при сварке эмалей является условием формирования плотного, прочного, с хорошей пластичностью антикоррозионного покрытия в виде эмалевой композиции в зоне внутреннего сварного соединения по всей длине и поверхности соприкосновения втулки с концами соединяемых труб.During cooling, the same TEC of the enamels in contact during welding is a condition for the formation of a dense, durable, with good ductility anticorrosion coating in the form of an enamel composition in the area of the internal welded joint along the entire length and contact surface of the sleeve with the ends of the pipes being joined.
Вероятность получения качественного антикоррозионного слоя усиливается при размещении втулок в трубах разрезом вниз, а после размещения втулки в одной из труб при наполнении полости разреза пастой шликера силикатной легкоплавкой эмали.The likelihood of obtaining a high-quality anticorrosive layer is enhanced when the sleeves are placed in the pipes with a slit down, and after the sleeve is placed in one of the pipes when the slit paste is filled with slip paste with silicate low-melting enamel.
После наварки сварного шва полость разреза перекрывается слоем эмалевой композиции, образовавшейся при охлаждении металла соединения.After welding the weld, the section cavity is overlapped by a layer of enamel composition formed during cooling of the joint metal.
На фиг.1 и 2 изображены в продольном разрезе общий вид соединения эмалированных труб в рабочем состоянии и перед наведением корневого сварного шва.Figures 1 and 2 show in longitudinal section a General view of the connection of enameled pipes in working condition and before pointing the root weld.
Соединение (фиг.1) состоит из двух труб 1, 2 с внутренним эмалевым покрытием 3, втулки 4 с внутренним и внешним эмалевым покрытием 5 такого же марочного состава, что и эмалевое покрытие труб, по периметру в среднем сечении втулка имеет радиальный выступ 6, а по длине стенки сквозной разрез 7, выполненный по одному из вариантов: под углом или параллельно к оси втулки, по ломаной линии. Стенки труб соединены корневым сварочным швом 8, на длине соединения труб, равной длине втулки, имеется антикоррозионное покрытие 9 из эмалевой композиции, включающей эмали покрытий труб, втулки и силикатной легкоплавкой эмали.The connection (figure 1) consists of two
На фиг.2, кроме того, обозначены: 10 - шликер силикатной легкоплавкой эмали, S - толщина стенок соединяемых труб, t - толщина стенки втулки, L - длина втулки, l - ширина радиального выступа втулки, h - высота радиального выступа втулки, b - ширина разреза втулки.In Fig.2, in addition, are indicated: 10 - slip silicate fusible enamel, S - wall thickness of the connected pipes, t - wall thickness of the sleeve, L - length of the sleeve, l - width of the radial protrusion of the sleeve, h - height of the radial protrusion of the sleeve, b - the width of the cut sleeve.
Параметры размеров втулки взаимосвязаны с толщиной стенок труб: l/S=(0,1-0,3), h/S=(0,3-0,6), L/S=(2-5), t/S=(0,12-0,35), b/S=(0,04-0,1).The dimensions of the sleeve are interrelated with the wall thickness of the pipes: l / S = (0.1-0.3), h / S = (0.3-0.6), L / S = (2-5), t / S = (0.12-0.35), b / S = (0.04-0.1).
Под конкретный внутренний диаметр и толщину стенки эмалированных труб 1 и 2, подлежащих соединению, изготавливают втулку 4, внешний диаметр которой определяют с учетом норм и требований свободной посадки соединяемых элементов. Остальные размеры конструктивных элементов втулки: толщина стенки (t), длина (L), ширина (l) и высота (h) радиального выступа 6 и ширина разреза (b) выполняются с учетом установленных соотношений в зависимости от толщины стенки труб. Изготовленная втулка разрезается по длине (L) на ширину (b), равную (0,04-0,1)S.For a specific inner diameter and wall thickness of the
Для регулирования упругопластической деформации, возникающей при подготовке втулки к соединению с трубами, на радиальном выступе 6 выполняют по крайней мере четыре поперечных надреза по высоте попарно в диаметрально противоположных направлениях.To control the elastoplastic deformation that occurs when preparing the sleeve for connection with the pipes, at least four transverse height cuts are made in pairs in diametrically opposite directions on the
Разрезанную втулку развальцовывают по внешнему диаметру до размера внутреннего диаметра эмалированных труб, затем эмалируют по всей поверхности маркой эмали, использованной для эмалирования труб. Эмалированную втулку сжимают до соприкосновения стенок, фиксируют ее в сжатом состоянии. Готовят шликер состава силикатной эмали, обеспечивающий ее легкоплавкость и ТКЛР, близкий ТКЛР эмалям покрытий труб и втулки. Шликер 10 (в виде пасты или тестообразной массы) по общепринятой технологии эмалирования металлических изделий наносят на внешнюю поверхность втулки 4 и на внутреннюю поверхность концов соединяемых труб на расстоянии половины длины втулки. Втулку размещают сначала в одной из труб до соприкосновения торца трубы и радиального выступа 6 втулки 4 разрезом 7 вниз. Ввиду того, что при сжатии эмалированной втулки при соприкосновении стенок по месту разреза сохраняются полости, то они дополнительно заполняются пастой шликера. После размещения втулки во второй трубе ее разжимают. Стенки втулки за счет упругой деформации с постоянным усилием прижаты к стенкам трубы, а шликер, заполняя все пустоты, распределяется в виде сплошного слоя 10 между стенками труб и втулки. Соединение подготовлено к сварке стыка труб 1 и 2 (фиг.2).The cut sleeve is expanded along the outer diameter to the size of the inner diameter of the enameled pipes, then enameled over the entire surface with the enamel grade used for enameling pipes. The enameled sleeve is compressed until the walls come into contact, and it is fixed in a compressed state. A slurry of the composition of silicate enamel is prepared, which ensures its fusibility and thermal expansion coefficient close to thermal expansion coefficient of pipe and sleeve coatings. Slip 10 (in the form of a paste or a pasty mass) according to the generally accepted technology of enameling metal products is applied to the outer surface of the
При формировании корневого сварочного шва, кроме торцов стенок труб, происходит расплавление металла верхней части выступа втулки. От тепловой энергии, выделяемой при сварке и передаваемой через выступ и стенки труб, происходит прогрев и размягчение эмалевого покрытия труб и втулки, а также расплавление шликера легкоплавкой эмали. При сварке в результате действия сил поверхностного натяжения и массы жидкого металла, жидкой легкоплавкой эмали и давления сварочной дуги происходит термодинамическое взаимодействие между контактирующими расплавами эмалей. Благодаря близким значениям ТКЛР эмалей, в процессе остывания сварного соединения происходит формирование прочного, плотного с достаточной пластичностью антикоррозионного покрытия из эмалевой композиции 9 по всей длине и поверхности соприкосновения втулки и свариваемых труб. Втулка (через радиальный выступ) и трубы соединены корневым сварочным швом, что усиливает прочность соединения в целом.In the formation of the root weld, in addition to the ends of the pipe walls, the metal melts the upper part of the protrusion of the sleeve. From the heat energy generated during welding and transmitted through the protrusion and the walls of the pipes, the enamel coating of the pipes and the sleeve is heated and softened, as well as the slip of the fusible enamel melts. When welding as a result of the action of surface tension forces and the mass of liquid metal, liquid low-melting enamel and pressure of the welding arc, thermodynamic interaction occurs between the contacting enamel melts. Due to the close values of the thermal expansion coefficient of enamels, in the process of cooling the welded joint, a durable, dense with sufficient ductility anti-corrosion coating is formed from the enamel composition 9 along the entire length and contact surface of the sleeve and the welded pipes. The sleeve (through the radial protrusion) and the pipes are connected by a root weld, which enhances the strength of the connection as a whole.
Для заявленного соединения труб и способа его выполнения не требуется дополнительного оборудования и энергозатрат (используется только тепловая энергия сварочного процесса с учетом изотермы теплового поля, образуемого в зоне термического влияния на металл от тепла сварки), специальной подготовки и высокой квалификации исполнителей, что очень важно для выполнения соединения в полевых условиях.For the claimed pipe connection and the method of its implementation, additional equipment and energy costs are not required (only the thermal energy of the welding process is used taking into account the isotherm of the heat field generated in the zone of thermal influence on the metal from the heat of welding), special training and highly qualified performers, which is very important for performing the connection in the field.
Пример выполнения. Для соединения эмалированных труб с внутренним диаметром 245 мм и толщиной стенки 20 мм изготовлена втулка из марки металла, использованной для туб. Параметры втулки: внешний диаметр с учетом допусков на свободную посадку и толщину эмалевого покрытия равен 241 мм, толщина стенки 2,5 мм, длина 56 мм, ширина и высота выступа 2,8 и 9,0 мм соответственно. На диаметрально противоположных сторонах радиального выступа выполнены восемь равноудаленных по периметру выступа надрезов.Execution example. To connect the enameled pipes with an inner diameter of 245 mm and a wall thickness of 20 mm, a sleeve is made of the metal grade used for the tubes. Sleeve parameters: the outer diameter, taking into account the tolerances for loose fit and the thickness of the enamel coating, is 241 mm, the wall thickness is 2.5 mm, the length is 56 mm, the width and height of the protrusion are 2.8 and 9.0 mm, respectively. On diametrically opposite sides of the radial protrusion, eight notches are made equally spaced along the perimeter of the protrusion.
Втулка разрезана по длине под углом 15° к ее оси на ширину 2 мм и развальцована на внешний диаметр до размера внутреннего диаметра эмалированной трубы. На поверхность развальцованной втулки по известной технологии нанесено эмалевое покрытие эмалью марки ЭСБТ-9 с ТКЛР 105×10-7, 1/°C, использованной при эмалировании труб.The sleeve is cut lengthwise at an angle of 15 ° to its axis to a width of 2 mm and expanded to an outer diameter to the size of the inner diameter of the enameled pipe. An enamelled enamel of the ЭСБТ-9 grade with ТКЛР 105 × 10 -7 , 1 / ° C, used for pipe enameling, is applied to the surface of a flared sleeve by a known technology.
Эмалированную втулку сжали до смыкания разрезанных стенок и зафиксировали в сжатом состоянии.The enameled sleeve was squeezed to close the cut walls and locked in a compressed state.
С учетом результатов изучения распределения при сварке температурного поля по металлу в зависимости от толщины стенок сварного соединения подобран специальный состав шликера с минимальной температурой плавления для образования легкоплавкой эмали с ТКЛР 05×10-7, 1/°C т.е. равнозначным ТКЛР эмали труб и втулки, на всем участке сварного соединения на длину втулки. Близкие значения ТКЛР эмалей - важное условие образования качественного покрытия с высокими характеристиками эмалевой композиции, лимитирующим показателем которой является стойкость против растягивающих нагрузок.Taking into account the results of studying the distribution of the temperature field during metal welding, depending on the wall thickness of the welded joint, a special slip composition with a minimum melting temperature was selected for the formation of low-melting enamel with TLCR 05 × 10 -7 , 1 / ° C i.e. equivalent to TKLR enamel pipes and sleeves, over the entire welded portion of the sleeve length. Close values of the TECL of enamels are an important condition for the formation of a high-quality coating with high characteristics of the enamel composition, the limiting indicator of which is resistance to tensile loads.
После нанесения шликера на поверхности элементов соединения втулку разместили в трубах и разжали.After applying a slip on the surface of the connection elements, the sleeve was placed in the pipes and released.
Сварку труб производили известным способом: ручной дуговой сваркой покрытием электродом в соответствии с требованиями СНиП-Ш-42-80.The pipes were welded in a known manner: by manual arc welding by coating with an electrode in accordance with the requirements of SNiP-Sh-42-80.
Сварное соединение выдержало испытание по существующим методикам на прочность сварного соединения, плотность и герметичность эмалевой композиции и высокую стойкость к коррозии сварного соединения в различных средах, транспортируемых по трубопроводам.The welded joint has passed the test according to existing methods for the strength of the welded joint, the density and tightness of the enamel composition and high resistance to corrosion of the welded joint in various environments transported through pipelines.
В настоящее время предлагаемое соединение эмалированных труб использовано при соединении 400 м нефтепроводов в ОАО "Нефтегазстой" г. Волгоград.Currently, the proposed connection of enameled pipes was used to connect 400 m of oil pipelines in OJSC "Neftegazstoy" Volgograd.
Источники использованной информацииSources of information used
1. Патент РФ № 2158872.1. RF patent No. 2158872.
2. Свидетельство на полезную модель № 20360.2. Utility Model Certificate No. 20360.
3. Патент РФ № 2080510.3. RF patent No. 2080510.
4. Патент РФ № 2080509.4. RF patent No. 2080509.
5. Патент РФ № 2202457.5. RF patent No. 2202457.
6. Патент РФ № 2153120.6. RF patent No. 2153120.
7. Патент РФ № 2158871.7. RF patent No. 2158871.
8. Патент РФ № 2157479.8. RF patent No. 2157479.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003115074/06A RU2227241C1 (en) | 2003-05-20 | 2003-05-20 | Connection of enameled pipes and method for making thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003115074/06A RU2227241C1 (en) | 2003-05-20 | 2003-05-20 | Connection of enameled pipes and method for making thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2227241C1 true RU2227241C1 (en) | 2004-04-20 |
Family
ID=32466151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003115074/06A RU2227241C1 (en) | 2003-05-20 | 2003-05-20 | Connection of enameled pipes and method for making thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2227241C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2602715C1 (en) * | 2015-07-13 | 2016-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭМАЛЬ-СТАВАН" (ООО "ЭМАЛЬ-СТАВАН") | Connection of pipes with internal coating and method of its implementation |
| RU184595U1 (en) * | 2018-07-30 | 2018-10-31 | Эллина Вадимовна Депершмидт | Enamelled pipe connector |
-
2003
- 2003-05-20 RU RU2003115074/06A patent/RU2227241C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2602715C1 (en) * | 2015-07-13 | 2016-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭМАЛЬ-СТАВАН" (ООО "ЭМАЛЬ-СТАВАН") | Connection of pipes with internal coating and method of its implementation |
| RU184595U1 (en) * | 2018-07-30 | 2018-10-31 | Эллина Вадимовна Депершмидт | Enamelled pipe connector |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2403932C (en) | Method of joining metal oilfield tubulars and well provided therewith | |
| RU2283739C1 (en) | Pipeline welded joint unit | |
| US10927984B2 (en) | Fitting with a coating, pipeline system and use of the fitting or of the pipeline system | |
| MX2012004206A (en) | A tubular joint having wedge threads with surface coating. | |
| RU115861U1 (en) | PIPELINE WELDED ASSEMBLY | |
| GB2161565A (en) | Improved pipe for building thermally insulated conduits, and process using same | |
| RU2227241C1 (en) | Connection of enameled pipes and method for making thereof | |
| RU2503873C1 (en) | Weld joint of pipes with internal corrosion protection coating | |
| US3491182A (en) | Method of joining together lengths of pipe | |
| JPS5828094A (en) | Piping execution method for transporting fluid having temperature different from periphery | |
| RU2080510C1 (en) | Joint of enameled pipes | |
| CN111207252A (en) | Connecting structure of metal pipe composite pipe outside inner resin pipe and manufacturing method thereof | |
| RU126415U1 (en) | WELDED PIPES WITH INTERNAL ANTI-CORROSION COATING | |
| US3490122A (en) | Method of making an in-line pipe connection | |
| RU126417U1 (en) | WELDED PIPES WITH INTERNAL ANTI-CORROSION COATING | |
| RU126418U1 (en) | PIPELINE WELDED ASSEMBLY | |
| RU126416U1 (en) | WELDED PIPES WITH INTERNAL ANTI-CORROSION COATING | |
| CN210978982U (en) | Novel prefabricated joint heat preservation oversleeve of glass fiber | |
| RU2410593C2 (en) | Procedure for connecting pipes with internal coating | |
| RU2395029C1 (en) | Permanent connection of pipes with internal anti-corrosion coating | |
| RU194501U1 (en) | WELDED PIPE ASSEMBLY UNIT WITH INTERNAL PROTECTIVE COATING | |
| RU2207236C1 (en) | Titanium-steel reducer | |
| RU2397394C1 (en) | Permanent connection of pipes with internal anti-corrosion coating | |
| JPH01229188A (en) | Manufacture of duplex tube | |
| RU2767123C1 (en) | Corrosion-resistant bushing for internal protection of pipelines |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080521 |
|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20100211 |