RU2249150C1

RU2249150C1 - Method of manufacture of pipe connection unit

Info

Publication number: RU2249150C1
Application number: RU2003126970/06A
Authority: RU
Inventors: А.А. Булдаков (RU); А.А. Булдаков; С.В. Михайлюк (RU); С.В. Михайлюк; П.А. Новиков (RU); П.А. Новиков; М.Ю. Осокин (RU); М.Ю. Осокин; В.И. Передерий (RU); В.И. Передерий; В.В. Семенюга (RU); В.В. Семенюга; А.Н. Токарев (RU); А.Н. Токарев; В.А. Усошин (RU); В.А. Усошин; В.А. Яковлев (RU); В.А. Яковлев
Original assignee: ЗАО "Газкомпозит"
Priority date: 2003-09-03
Filing date: 2003-09-03
Publication date: 2005-03-27
Also published as: RU2003126970A

Abstract

FIELD: erection of transport pipe lines; manufacture of pipe connection units from composite materials.

SUBSTANCE: proposed method includes manufacture of two metal tips with alternating convexities and recesses on their outer surfaces and placing them in winding unit. Duplicate sealing layers made from elastomer, anti-adhesive gasket and separating layer are laid in succession on each of them; they do not reach outer edges of duplicate layers and main sealing layer. Circular elastic cords are laid of anti-adhesive gasket and ends of anti-adhesive gasket are bent around circular cords; separating layer embraces circular cords together with ends of gasket. Then, fittings impregnated with binder are wound on stack and binder is hardened at heating.

EFFECT: enhanced reliability of hermetic joint.

2 cl, 12 dwg

Description

Изобретения относятся к области изготовления труб, а именно узлов их соединения, и могут быть использованы при изготовлении электроизолирующих, компенсационных и других вставок из композиционных материалов в нефтегазопродуктопроводах, тепловых сетях и т.д.The invention relates to the field of manufacture of pipes, namely, nodes of their connection, and can be used in the manufacture of electrical insulating, compensation and other inserts from composite materials in oil and gas pipelines, heating networks, etc.

Известен способ изготовления пластиковой трубы (см. патент РФ №2111403). Способ включает изготовление металлических законцовок с чередующимися выпуклостями и впадинами на их наружных поверхностях, установку их в намоточное приспособление, укладку на каждую из них последовательно дублирующих герметизирующих слоев из эластомера и общих антиадгезионной прокладки и разделительного слоя, не доходящих до внешних краев дублирующих слоев и основного герметизирующего слоя, с последующей намоткой на весь пакет арматуры, пропитанной связующим, и отверждение при нагреве.A known method of manufacturing a plastic pipe (see RF patent No. 21111403). The method includes the manufacture of metal endings with alternating convexities and depressions on their outer surfaces, installing them in a winding device, laying successively duplicate sealing layers of elastomer and common release liner and a separation layer on each of them, not reaching the outer edges of the duplicating layers and the main sealing layer, followed by winding on the entire package of reinforcement impregnated with a binder, and curing by heating.

Способ позволяет обеспечить повышение надежности герметичного соединения между пластиком и металлическими законцовкам за счет прижатия к ним дублирующих герметизирующих слоев давлением рабочей среды.The method allows to increase the reliability of the tight connection between plastic and metal tips due to the pressing of duplicate sealing layers to them by the pressure of the working medium.

В конструкции, изготовленной по данному способу, основной и дублирующие герметизирующие слои эластомера с помощью размещенного между ними разделительного слоя и антиадгезионной пленки образуют своего рода манжеты с радиусом кривизны в зоне раскрытия, практически равным нулю (см. фиг.1). Под действием внутреннего давления (вследствие меньшей кольцевой жесткости стеклопластиковой арматуры по сравнению с жесткостью металлической законцовки) происходит раскрытие манжет. Так как радиус кривизны манжеты в зоне ее раскрытия отсутствует, то это приводит к возникновению высокой концентрации напряжений в материале манжеты в зоне радиуса (см. фиг.2). При длительном нагружении происходит возникновение и развитие трещины (причем в первую очередь по линии склейки дублирующего и основного герметизирующих слоев) и, как следствие, последующее разрушение манжеты и разгерметизация соединения (см. фиг.3).In the design made by this method, the main and duplicate sealing layers of the elastomer with the help of a separation layer and a release film between them form a kind of cuff with a radius of curvature in the opening zone practically equal to zero (see Fig. 1). Under the influence of internal pressure (due to the lower ring stiffness of the fiberglass reinforcement compared with the rigidity of the metal ending), the cuffs open. Since the radius of curvature of the cuff in the zone of its opening is absent, this leads to the appearance of a high concentration of stresses in the material of the cuff in the radius zone (see figure 2). With prolonged loading, the occurrence and development of a crack occurs (and first of all along the line of gluing of the backing and main sealing layers) and, as a result, the subsequent destruction of the cuff and depressurization of the connection (see figure 3).

Технической задачей настоящего изобретения является повышение несущей способности узла соединения труб.An object of the present invention is to increase the bearing capacity of a pipe joint.

Технический результат достигается тем, что при изготовлении узла соединения труб, включающем изготовление двух металлических законцовок с чередующимися выпуклостями и впадинами на их наружных поверхностях, установку их в намоточное приспособление, укладку на каждую из них последовательно дублирующих герметизирующих слоев из эластомера и общих антиадгезионной прокладки и разделительного слоя, не доходящих до внешних краев дублирующих слоев и основного герметизирующего слоя, с последующей намоткой на весь пакет арматуры, пропитанной связующим, и отверждение при нагреве, после укладки антиадгезионной прокладки на нее, в местах расположения окраин разделительного слоя, устанавливают кольцевые эластичные шнуры, загибают концы антиадгезионной прокладки вокруг кольцевых шнуров, а разделительный слой укладывают с охватом кольцевых шнуров вместе с огибающими их концами прокладки. Введение эластичных шнуров позволяет сформировать в герметизирующем слое в зоне их расположения радиусы, позволяющие существенно снизить концентрацию напряжений в материале манжеты, снизить вероятность ее разрушения на один-два порядка и обеспечить работоспособность изделия в течение всего срока эксплуатации трубопровода.The technical result is achieved by the fact that in the manufacture of a pipe joint, including the manufacture of two metal ends with alternating convexities and depressions on their outer surfaces, installing them in a winding device, laying on each of them successively duplicating sealing layers of elastomer and common release liner and release agent layer, not reaching the outer edges of the duplicate layers and the main sealing layer, followed by winding on the entire package of reinforcement impregnated binder, and curing during heating, after laying the release liner on it, at the locations of the edges of the separation layer, install elastic elastic cords, bend the ends of the release liner around the ring cords, and separate the layer with the coverage of the ring cords along with the ends of the gasket enveloping them. The introduction of elastic cords makes it possible to form radii in the sealing layer in the zone of their location, which can significantly reduce the stress concentration in the cuff material, reduce the likelihood of its destruction by one or two orders of magnitude, and ensure the operability of the product during the entire life of the pipeline.

Общий вид узла соединения, изготовленного данным способом, представлен на фиг.4.A General view of the connection node made by this method is presented in Fig.4.

Следует отметить, что пакет эластомера основного герметизирующего слоя получают методом его послойной выкладки из сырого листового материала с последующей вулканизацией при температуре полимеризаци стеклопластика силовой арматуры. Для обеспечения монолитности всего пакета требуется обеспечить давление при вулканизации на уровне 20-30 кг/см². За счет намотки силовой арматуры возможно получить давление 5-20 кг/см², что в отдельных случаях не позволяет обеспечить требуемого качества пакета. В связи с этим в эластомере пакета могут иметь место отдельные расслоения, приводящие к снижению его герметичности за счет замыкания поверхности пластика (В) с полостью манжеты (Г) через негерметичный разделительный слой поз.1 (фиг.5). Для устранения данного недостатка после укладки и загиба разделительного слоя внешние концы дублирующего слоя загибают с охватом кольцевых шнуров и огибающих их концов антиадгезионной прокладки и разделительного слоя (фиг.6). В этом случае возможные расслоения будут замыкаться на монолитный дублирующий слой поз.2, что позволит существенно повысить надежность всей системы.It should be noted that the package of elastomer of the main sealing layer is obtained by the method of layer-by-layer laying of it from raw sheet material with subsequent vulcanization at the temperature of polymerization of fiberglass reinforcement. To ensure the integrity of the entire package is required to provide a pressure during vulcanization at the level of 20-30 kg / cm ² . Due to the winding of the power reinforcement, it is possible to obtain a pressure of 5-20 kg / cm ² , which in some cases does not provide the required quality of the package. In this regard, in the elastomer of the package there may be separate delamination, leading to a decrease in its tightness due to the closure of the surface of the plastic (B) with the cavity of the cuff (G) through the leaky separation layer pos.1 (figure 5). To eliminate this drawback after laying and bending the separation layer, the outer ends of the backup layer are bent to cover the annular cords and the envelopes of the ends of the release liner and the separation layer (FIG. 6). In this case, possible delamination will be locked to a monolithic duplicating layer pos.2, which will significantly improve the reliability of the entire system.

На фиг.7-12 показана последовательность изготовления узла соединения. На двух металлических законцовках (фиг.7) 3 устанавливают кольцевые ребра 4, образующие на их поверхностях выпуклости, предназначенные для воспринятия осевых нагрузок, действующих на узел соединения со стороны внутреннего давления рабочей среды и внешних силовых факторов. Затем законцовки устанавливают в намоточное приспособление и укладывают на них (в зоне между ребрами) через клеевой подслой дублирующие герметизирующие слои 2 (например, из резины), оставляя с каждой стороны по одному свободному концу (Д). Затем на дублирующие слои укладывают одну общую антиадгезионную прокладку 5 (например, из фторопласта), а сверху, по краям, на некотором расстоянии от ребер - кольцевые эластичные шнуры 6. Затем свободные концы Е антиадгезионной прокладки загибаются вокруг шнуров, а сверху укладывается разделительный слой 1 (например, из ткани или трикотажного полотна) (фиг.8), свободные концы которого подворачиваются под кольцевые шнуры с огибающими их концами антиадгезионной прокладки (фиг.9). Затем свободные концы дублирующих слоев Д, в свою очередь, загибают вокруг образовавшихся буртов (фиг.10), а сверху, между буртами и по краям от них, выкладывают слои основного герметизирующего слоя 7 (фиг.11) с последующей намоткой на весь пакет стеклопластиковой арматуры 8, пропитанной связующим (фиг.12). После этого узел поступает на термообработку для полимеризации связующего и вулканизации эластомера. Введение эластичных шнуров позволяет сформировать в герметизирующем слое в зоне их расположения радиусы, позволяющие существенно снизить концентрацию напряжений в материале манжеты, снизить вероятность ее разрушения на один-два порядка и обеспечить работоспособность изделия в течение всего срока эксплуатации трубопровода.7-12 shows the sequence of manufacture of the connection node. On two metal tips (Fig. 7) 3, annular ribs 4 are installed, forming convexities on their surfaces, designed to absorb axial loads acting on the connection node from the side of the internal pressure of the working medium and external force factors. Then, the endings are installed in the winding device and laid on them (in the area between the ribs) through the adhesive sublayer, duplicate sealing layers 2 (for example, from rubber), leaving one free end on each side (D). Then, one common release liner 5 (for example, made of fluoroplastic) is laid on the duplicate layers, and ring elastic cords 6 are placed at the top and at the edges and at some distance from the ribs 6. Then, the free ends E of the release liner are folded around the cords and a release layer 1 is laid on top (for example, from fabric or knitted fabric) (Fig. 8), the free ends of which are tucked under the ring cords with enveloping ends of the release liner (Fig. 9). Then the free ends of the overlapping layers D, in turn, are bent around the formed collars (Fig. 10), and on top, between the collars and along the edges of them, lay the layers of the main sealing layer 7 (Fig. 11), followed by winding on the entire fiberglass package reinforcement 8 impregnated with a binder (Fig.12). After that, the site goes to heat treatment for polymerization of the binder and vulcanization of the elastomer. The introduction of elastic cords makes it possible to form radii in the sealing layer in the zone of their location, which can significantly reduce the stress concentration in the cuff material, reduce the likelihood of its destruction by one or two orders of magnitude, and ensure the operability of the product during the entire life of the pipeline.

Claims

1. A method of manufacturing a pipe joint, including the manufacture of two metal endings with alternating convexities and depressions on their outer surfaces, installing them in a winding device, laying on each of them successively duplicating sealing layers of elastomer and common release liner and release layer that do not reach to the outer edges of the overlapping layers and the main sealing layer, followed by winding on the entire package of reinforcement impregnated with a binder, and curing by heating, tlichayuschiysya in that after laying the release liner on it at locations margins spacer layer mounted annular elastic cords folded around the ends of the release liner ring cords, and a separating layer covering the stack of annular cords together with envelope gaskets at their ends.

2. The method according to claim 1, characterized in that after laying and bending the separation layer, the outer ends of the backup layer are bent to cover the annular cords and envelopes of the release liner and the separation layer.