RU2341717C1

RU2341717C1 - Thermosetting coupling

Info

Publication number: RU2341717C1
Application number: RU2007118052/06A
Authority: RU
Inventors: Алексей Алексеевич Савинов (RU); Алексей Алексеевич Савинов; В чеслав Борисович Борисов (RU); Вячеслав Борисович Борисов
Original assignee: Алексей Алексеевич Савинов; Вячеслав Борисович Борисов
Priority date: 2007-05-16
Filing date: 2007-05-16
Publication date: 2008-12-20

Abstract

FIELD: mechanics.

SUBSTANCE: invention relates to water proofing of pipeline permanent joints and can be used for protection of welded joints of heat-insulated heat-, oil- and water-pipelines. Thermosetting coupling comprises casing made from cross-linked polyethylene and made up of thermosetting h-thick ends and H-thick central part. Note that the casing is made up of thermosetting sheet layer, the novelty of this invention consisting in that the casing layers are glued together with the casing central part thickness and the casing thermosetting ends length are selected proceeding from the ratios H = (1.5 to 2.0)h, where H is the casing central part thickness, h is the casing thermosetting end thickness, and l=(0.1 to 1)L, where l is the length of casing thermosetting ends, L is the casing central part length.

EFFECT: higher strength of thermosetting coupling, higher reliability of water-proofing of welded joint, lower labor input in coupling mounting.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области гидроизоляции неразъемных стыков трубопроводов и может применяться для защиты участков сварных стыков теплоизолированных трубопроводов (теплопроводов, нефтепроводов, водопроводов и т.д.) с заводской полимерной (полиэтиленовой, полипропиленовой и др.) и оцинкованной стальной оболочкой.The invention relates to the field of waterproofing permanent joints of pipelines and can be used to protect sections of welded joints of insulated pipelines (heat pipes, oil pipelines, water pipes, etc.) with factory-made polymer (polyethylene, polypropylene, etc.) and galvanized steel shell.

Известно «Устройство для гидроизоляции стыкового соединения» (патент RU 2210658 от 26.11.2002 г., Е04В 1/64, Е04В 1/62).It is known "Device for waterproofing a butt joint" (patent RU 2210658 from 11/26/2002, ЕВВ 1/64, ЕВВ 1/62).

Известное устройство не обеспечивает должной теплоизоляции участка сварного стыка, так как согласно фиг.2 слой 4 герметика или клеевого материала (1-5 мм) контактирует с металлической трубой увеличивая тепловые потери. Отсутствие теплоизоляции на участке, равном согласно патента 50-100 мм с обеих сторон от сварного шва или другого соединения труб, приведет к размягчению клея (температура в теплопроводе может достигать 130°С), затем к потере должной жесткости у сшитого участка устройства и в дальнейшем к нарушению герметичности из-за возникающих в процессе эксплуатации трубопровода деформаций.The known device does not provide proper thermal insulation of the welded joint, since according to Fig. 2, layer 4 of sealant or adhesive material (1-5 mm) is in contact with a metal pipe, increasing heat loss. Lack of thermal insulation in the area equal to 50-100 mm according to the patent on both sides of the weld or other pipe connection will lead to softening of the adhesive (the temperature in the heat conduit can reach 130 ° C), then to the loss of proper stiffness at the cross-linked section of the device and in the future leakage due to deformations arising during the operation of the pipeline.

Известен патент RU 2145688 от 20.02.2000 г., F16L 59/20 «Теплоизоляционный стык предварительно теплоизолированных трубопроводов и способ его выполнения». Недостатком данной конструкции теплоизоляционного стыка является несшитая муфта. В связи с этим, из-за низкой величины напряжения усадки (материал муфты не сшит) не обеспечивается надежное обжатие концами муфты заводской оболочки трубы, что приведет к некачественной сварке муфты к заводской оболочке.Known patent RU 2145688 from 02.20.2000, F16L 59/20 "Heat-insulating joint of previously insulated pipelines and a method for its implementation." The disadvantage of this design of the insulating joint is a non-crosslinked coupling. In this regard, due to the low value of the shrinkage voltage (the material of the coupling is not crosslinked), reliable compression by the ends of the coupling of the pipe shell is not ensured, which will lead to poor-quality welding of the coupling to the factory shell.

Известен патент RU 2267687 от 01.06.2004 г., F16L 21/00 «Термоусаживающаяся муфта». Недостатком известного изобретения является одинаковая толщина муфты по краям и в серединой части. Так как муфта устанавливается внахлест на полимерную или оцинкованную стальную оболочку (согласно чертежа продольного разреза стыка), то толщину усаживаемой части муфты целесообразно иметь более тонкую для уменьшения времени усадки и для улучшения склеивания адгезивной ленты с муфтой, что обеспечивает надежную гидроизоляцию и в тоже время толщину серединной части целесообразно иметь более толстую для обеспечения требуемой жесткости муфты, что также улучшает гидроизоляцию участка сварного стыка теплопровода в случае ударных нагрузок, возникающих при строительстве теплопровода особенно при бесканальном способе.Known patent RU 2267687 from 01.06.2004, F16L 21/00 "Heat-shrinkable sleeve." A disadvantage of the known invention is the same thickness of the coupling at the edges and in the middle part. Since the coupling is overlapped on a polymer or galvanized steel sheath (according to the drawing of the longitudinal section of the joint), it is advisable to have a thickness of the seated part of the coupling to be thinner to reduce shrinkage time and to improve adhesion of the adhesive tape with the coupling, which provides reliable waterproofing and at the same time thickness the middle part, it is advisable to have a thicker one to ensure the required stiffness of the coupling, which also improves the waterproofing of the section of the welded joint of the heat pipe in case of shock loads Arising from the construction of a heat conductor especially in Underground mode.

Из известных изобретений более близким является патент GB 2319316 от 14.11.1996 г. F16L 59/20. Недостатком данного изобретения является низкая прочность муфты при изготовлении ее из листа или листов. Как следует из формулы, описания и прилагаемых рисунков 4 и 5 многослойная муфта из сшитых листов или листа формируется на оправке в трубу, а затем нагревается до плавления и формирования монолитного трубчатого элемента. Однако формирование монолитного трубчатого элемента возможно при невысокой степени сшивки листа (об этом свидетельствует и пример, где доза облучения листа всего 7 Мрад). Это обусловлено тем, что при низких дозах облучения <10 Мрад в материале листа процент сшитых макромолекул не превышает 50 процентов (гель-фракция), и несшитые макромолекулы образуют прочные связи при температуре плавления листа. При дозах облучения листа 15-35 Мрад, которые обеспечивают высокую прочность у большинства полиолефинов, процент несшитой части в материале сокращается и формирование монолитного трубчатого элемента или муфты затруднительно.Of the known inventions, patent GB 2319316 dated November 14, 1996, F16L 59/20, is closer. The disadvantage of this invention is the low strength of the coupling in the manufacture of it from a sheet or sheets. As follows from the formula, description, and the attached figures 4 and 5, a multilayer sleeve made of stitched sheets or a sheet is formed on a mandrel into a pipe, and then heated to melt and form a monolithic tubular element. However, the formation of a monolithic tubular element is possible with a low degree of crosslinking of the sheet (this is also evidenced by the example, where the radiation dose of the sheet is only 7 Mrad). This is due to the fact that at low irradiation doses <10 Mrad, the percentage of crosslinked macromolecules in the sheet material does not exceed 50 percent (gel fraction), and uncrosslinked macromolecules form strong bonds at the melting temperature of the sheet. At sheet irradiation doses of 15-35 Mrad, which provide high strength for most polyolefins, the percentage of non-crosslinked part in the material is reduced and the formation of a monolithic tubular element or coupling is difficult.

Задачей настоящего изобретения является создание такой муфты, которая бы устранила указанные выше недостатки. Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение прочности муфты, повышение надежности гидроизоляции участка сварного стыка теплопровода, снижение трудоемкости при монтаже муфты.The objective of the present invention is to provide such a coupling that would eliminate the above disadvantages. The technical result of the invention is to increase the strength of the coupling, increase the reliability of the waterproofing of the section of the welded joint of the heat pipe, reduce the complexity of mounting the coupling.

Технический результат достигается тем, что термоусаживающаяся муфта, содержащая кожух, выполненный из сшитого полиэтилена на всей длине, состоящий из усаживаемых концов с толщиной h и средней части с толщиной H, при этом кожух сформирован из усаживаемого листа в ряд слоев, а слои кожуха соединены посредством клея, при этом толщина средней части кожуха и длина усаживаемых концов кожуха выбраны из соотношений:The technical result is achieved in that a heat-shrinkable sleeve comprising a casing made of cross-linked polyethylene along the entire length, consisting of shrinkable ends with a thickness h and a middle part with a thickness H, while the casing is formed from a shrinkable sheet in a series of layers, and the casing layers are connected by glue, while the thickness of the middle part of the casing and the length of the seated ends of the casing are selected from the ratios:

H=(1,05-2,0)h,H = (1.05-2.0) h,

где H - толщина средней части кожуха;where H is the thickness of the middle part of the casing;

h - толщина усаживаемых концов кожуха;h is the thickness of the seated ends of the casing;

l=(0,1-1)L,l = (0.1-1) L,

где l - длина усаживаемых концов кожуха;where l is the length of the seated ends of the casing;

L - длина средней части кожуха.L is the length of the middle part of the casing.

Благодаря клеевому составу обеспечивается возможность использовать полимерный лист с высокой дозой облучения (15-35 Мрад), тем самым повышая прочностные характеристики муфты, увеличивая сопротивление ударным нагрузкам.Thanks to the adhesive composition, it is possible to use a polymer sheet with a high radiation dose (15-35 Mrad), thereby increasing the strength characteristics of the coupling, increasing the resistance to shock loads.

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1, изображен разрез стыкового соединения теплопровода с заводской полиэтиленовой оболочкой. Две теплоизолированные трубы 4 и 5 соединены между собой сварным швом 2. На заводскую оболочку 3 с обеих сторон от сварного стыка нанесена адгезивная лента 7. На адгезивную ленту 7 усажены с помощью газовых горелок края термоусаживающегося многослойного кожуха 1. В отверстия, сделанные в кожухе (расположены сверху), залит пенополиуретан 6, после заливки и выхода воздуха отверстия закрыты заглушками 9, а заглушки покрыты полиэтиленовой лентой с термоплавким герметиком 8.The essence of the claimed invention is illustrated by drawings, where in Fig.1, shows a section of the butt connection of the heat pipe with the factory polyethylene sheath. Two heat-insulated pipes 4 and 5 are interconnected by a weld seam 2. An adhesive tape 7 is applied to the factory sheath 3 on both sides of the weld joint. The edges of the heat-shrinkable multilayer casing are seated with adhesive tape 7 using gas burners 1. Into the holes made in the casing ( located on top), polyurethane foam 6 is poured, after filling and air outlet, the holes are closed with caps 9, and the caps are covered with polyethylene tape with hot-melt sealant 8.

Конструкция установленного на сварной стык термоусаживающегося кожуха приводится на фиг.2, где 10 - слои сшитого полиэтилена, 11 - слои клея. На фиг.2 изображен кожух с расположением слоев одинаковой ширины на средней части и усаживаемых концах.The design of the heat-shrinkable casing installed on the welded joint is shown in FIG. 2, where 10 are layers of cross-linked polyethylene, 11 are layers of glue. Figure 2 shows the casing with the arrangement of layers of the same width on the middle part and the shrinkable ends.

Испытания на сдвиг термоусаживающихся муфт разной длины совместно с адгезивной лентой показали высокую надежность гидроизоляции при соотношении между длиной серединной части L и длиной l концов кожуха, покрывающих заводскую оболочку: 0,1<l/L<1. Адгезивные ленты представляют собой термоплавкие клеи, отличающиеся температурой плавления, максимальным усилием отслаивания, максимальным усилием сдвига между приклеенными поверхностями и др. свойствами. При использовании адгезивных лент с высоким усилием сдвига при монтаже муфт достаточно иметь короткие концы кожуха 0,1<l/L<0,5. При использовании адгезивных лент с низким усилием сдвига, как правило это клеи с низкой температурой плавления, целесообразно использовать длинные концы 0,5≤l/L<1. Так как на практике используются различные адгезивные ленты, то, выбирая длину концов кожуха исходя из требований строительства, можно обеспечить надежную гидроизоляцию стыкового соединения теплопровода.Shear tests of heat-shrinkable sleeves of different lengths together with an adhesive tape showed high reliability of waterproofing with a ratio between the length of the middle part L and the length l of the ends of the casing covering the factory shell: 0.1 <l / L <1. Adhesive tapes are hot-melt adhesives that differ in melting temperature, maximum peeling force, maximum shear force between glued surfaces and other properties. When using adhesive tapes with high shear during the installation of couplings, it is sufficient to have short ends of the casing 0.1 <l / L <0.5. When using adhesive tapes with a low shear force, as a rule these are adhesives with a low melting point, it is advisable to use long ends of 0.5≤l / L <1. Since various adhesive tapes are used in practice, choosing the length of the ends of the casing based on the requirements of the construction can provide reliable waterproofing of the butt joint of the heat conduit.

Уменьшенная толщина усаживаемых концов кожуха по сравнению с серединной частью H=(1,7-2,0)h позволяет уменьшить время усадки, увеличить температуру прогрева адгезивной ленты в зазоре между полиэтиленовой оболочкой и кожухом, что влияет на процесс склеивания при монтаже муфты и на надежность гидроизоляции при эксплуатации теплопровода. При уменьшенной разнотолщинности термоусаживающегося кожуха H=(1,05-1,7)h увеличивается жесткость кожуха, повышается надежность гидроизоляции при изгибающих усилиях, действующих на стык при эксплуатации теплопровода.The reduced thickness of the shrinking ends of the casing compared to the middle part H = (1.7-2.0) h allows to reduce the shrinkage time, increase the temperature of the adhesive tape in the gap between the polyethylene sheath and the casing, which affects the bonding process during installation of the coupling and reliability of waterproofing during operation of the heat pipe. With a reduced thickness difference of the heat-shrinkable casing H = (1.05-1.7) h, the stiffness of the casing increases, the reliability of the waterproofing under bending forces acting on the joint during operation of the heat pipe increases.

Использование данной конструкции термоусаживающейся муфты позволит: с подбором адгезивных лент обеспечить требуемые сдвиговые усилия; с выбором материала термоусаживающегося листа или листов обеспечить высокие механические свойства; сократить время изоляционных работ при высоком качестве; обеспечить надежную защиту сварного стыка теплопровода на протяжении всего срока его эксплуатации.Using this design of a heat-shrinkable coupling will allow: with the selection of adhesive tapes to provide the required shear forces; with the choice of material shrink sheet or sheets to provide high mechanical properties; reduce the time of insulation work with high quality; provide reliable protection of the welded joint of the heat pipe throughout the entire period of its operation.

Claims

A heat-shrinkable sleeve containing a casing made of cross-linked polyethylene along the entire length, consisting of shrinkable ends with a thickness h and a middle part with a thickness H, wherein the casing is formed of a shrinkable sheet in a series of layers, characterized in that the casing layers are connected by glue, the thickness of the middle part of the casing and the length of the seated ends of the casing are selected from the ratios

H = (1.5-2.0) h,

where H is the thickness of the middle part of the casing;

h is the thickness of the seated ends of the casing,

l = (0.1-1) L,

where l is the length of the seated ends of the casing;

L is the length of the middle part of the casing.