RU2395029C1

RU2395029C1 - Permanent connection of pipes with internal anti-corrosion coating

Info

Publication number: RU2395029C1
Application number: RU2009121590/06A
Authority: RU
Inventors: Алексей Габдуллович Гареев (RU); Алексей Габдуллович Гареев; Ильмир Гамирович Гараев (RU); Ильмир Гамирович Гараев; Альберт Атласович Фатхуллин (RU); Альберт Атласович Фатхуллин; Владимир Борисович Оснос (RU); Владимир Борисович Оснос
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2009-06-05
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2010-07-20

Abstract

FIELD: machine building. ^ SUBSTANCE: permanent connection of pipes with internal anti-corrosion coating consists of butt welded pipes with anti-corrosion coating spaced from ends of pipes at distance of thermal effect of welding and of bushing positioned in pipes under butt. The bushing is made out of composite material. Also the bushing has an external central circular groove in the middle of its length with heat resistant composition and fixing devices. Grooves filled with sealant are made symmetrically from the central circle of the groove. The bushing is made out of thermal-plastic material of high adhesion ability to pipe material. The fixing devices correspond to cylinder lugs of the bushing arranged symmetrically on both ends between the circular groove and the grooves. Heat-resistant composition fills whole space between the pipes, circular groove and fixing devices; the latter interact with their external ends with ends of anti-corrosion coating, while with their external surface they interact with internal surface of corresponding pipes and are adhered to them under temperature effect of welding. ^ EFFECT: increased reliability of connection. ^ 1 dwg

Description

Изобретение относится к механическому неразъемному соединению труб, а именно к соединению труб с антикоррозионным внутренним покрытием для транспортировки химически активных жидкостей.The invention relates to a mechanical permanent connection of pipes, namely the connection of pipes with an anti-corrosion inner coating for the transport of chemically active liquids.

Известен «Узел сварного соединения трубопровода» (патент RU №2283739, В23К 31/02, F16L 13/02, опубл. Бюл. №26 от 20.09.2006 г.), содержащий металлические трубы с нанесенным на их внутреннюю поверхность защитным покрытием и втулку, размещенную внутри труб, отличающийся тем, что сварное соединение узла выполнено ручной и/или автоматической сваркой с получением сварного шва, площадь которого превышает площадь нормального сечения труб, а узел имеет кольцевые элементы, кольцевые неармированные и/или армированные резиновые уплотнения, термоизоляционный материал, герметизирующий материал, Г-образный кольцевой упор или как минимум три Г-образных упора, равноразмещенных в радиальной плоскости, служащие для установки центров масс, размещенная внутри труб втулка выполнена с цилиндрическим участком и сопряженными с ним развальцованными и/или механически обработанными лезвийным инструментом, коническими участками и размещена внутри труб таким образом, что кромки труб контактируют с Г-образным кольцевым упором или Г-образными упорами, защитное покрытие на внутренней поверхности труб нанесено на расстоянии от их торцов с образованием в зоне нанесения термоненагруженной зоны, Г-образный кольцевой упор или Г-образные упоры размещены на половине длины втулки и жестко зафиксированы на ее внешней поверхности, на внутренней поверхности цилиндрического и сопряженных с ним конических участков втулки нанесено защитное покрытие, кольцевые элементы жестко закреплены на внешней поверхности цилиндрического участка втулки, равно смещены от его торцов и установлены оппозитно друг другу, кольцевые неармированные и/или армированные резиновые уплотнения размещены на внешней поверхности втулки между нанесенным на внутреннюю поверхность труб защитным покрытием, торцами кольцевых элементов и коническими участками втулки и плотно контактируют с ними, термоизоляционный материал жестко закреплен на внешней поверхности цилиндрического участка втулки между торцами кольцевых элементов, герметизирующий материал нанесен на внешнюю поверхность упомянутых конических участков втулки.The well-known "site of the welded joint of the pipeline" (patent RU No. 2283739, BK 31/02, F16L 13/02, publ. Bull. No. 26 of 09/20/2006), containing metal pipes with a protective coating applied to their inner surface and a sleeve placed inside the pipes, characterized in that the welded joint is made by manual and / or automatic welding to obtain a weld, the area of which exceeds the normal section of the pipes, and the assembly has ring elements, ring unreinforced and / or reinforced rubber seals, heat-insulating material , a sealing material, an L-shaped annular stop or at least three L-shaped stops equally spaced in the radial plane, used to set the centers of mass, the sleeve located inside the tubes is made with a cylindrical section and mated with it and / or machined with a blade tool, conical sections and placed inside the pipes so that the edges of the pipes come in contact with the L-shaped ring stop or the L-shaped stops, a protective coating on the inner surface of the pipes is applied to the distance from their ends with the formation of a thermally loaded zone in the application zone, the L-shaped ring stop or the L-shaped stops are placed on half the length of the sleeve and are rigidly fixed on its outer surface, a protective coating is applied on the inner surface of the cylindrical and conjugated conical sections of the sleeve, the ring elements are rigidly fixed on the outer surface of the cylindrical section of the sleeve, are equally offset from its ends and installed opposite each other, ring unreinforced and / or reinforced rubber seals are placed on the outer surface of the sleeve between the protective coating applied to the inner surface of the pipes, the ends of the ring elements and the conical sections of the sleeve and are tightly in contact with them, the heat-insulating material is rigidly fixed to the outer surface of the cylindrical section of the sleeve between the ends of the ring elements, the sealing material is applied to the outer surface of the aforementioned conical sections of the sleeve.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Сварная соединительная система» (патент RU №2230970, F16L 13/00, опубл. Бюл. №17 от 20.06.2004 г.), содержащая две трубы и размещенную в них втулку, имеющую по середине длины наружную центральную кольцевую канавку с жаропрочной композицией и фиксаторы, при этом втулка выполнена из стеклопластика, а симметрично от центрального кольца канавки выполнены попарно канавки под эластичные уплотнения, например манжеты, причем ближние к центральной канавке манжеты устанавливаются с возможностью продольного перемещения, и взаимодействует с упругим элементом, например пружинами из металла с памятью, установленными сверху жаропрочной композиции по периметру втулки между фиксаторами, а между уплотнителями помещен самоотвердевающий герметик.The closest in technical essence and the achieved result is “Welded joint system” (patent RU No. 2230970, F16L 13/00, publ. Bull. No. 17 dated 06/20/2004), containing two pipes and a sleeve placed in them having in the middle of the length, the outer central annular groove with a heat-resistant composition and clamps, while the sleeve is made of fiberglass, and symmetrically from the central ring of the groove, grooves are made in pairs for elastic seals, for example, cuffs, and the cuffs closest to the central groove are installed with possibility of longitudinal movement, and cooperates with an elastic element, for example springs of memory metal, mounted on top of heat-resistant composition according to the perimeter of the sleeve between the clamps and placed between the self-hardening sealant seals.

Недостатками обоих аналогов являются:The disadvantages of both analogues are:

- сложность конструкции и дороговизна, связанные с большим количеством сложных трудоемких в изготовлении и точно подгоняемых деталей, в том числе и пружины, изготавливаемой из дорогостоящего металла с памятью;- the complexity of the design and the high cost associated with a large number of complex time-consuming to manufacture and precisely customized parts, including springs made of expensive metal with memory;

- значительное сужение проходного сечения в месте стыка и, как следствие, увеличенное сопротивление потоку жидкости, связанное с необходимостью размещения пружины и тем, что изолятором от теплового воздействия свариваемых труб на втулку является только воздушная прослойка, которая должна быть для этого достаточной толщины;- a significant narrowing of the bore at the junction and, as a result, increased resistance to fluid flow, due to the need to place the spring and the fact that the insulator from the thermal effect of the pipes being welded on the sleeve is only an air gap, which should be of sufficient thickness for this;

- низкая надежность, связанная с толщиной самоотвердевающегося герметика, так как чем толще слой отверждаюшегося герметика, тем выше вероятность его разрушения со временем из-за разницы температурных коэффициентов расширения материалов трубы, втулки и герметика, при этом дополнительных элементов изоляции стыка от агрессивной среды не предусмотрено.- low reliability associated with the thickness of the self-hardening sealant, since the thicker the layer of cured sealant, the higher the probability of its destruction over time due to the difference in temperature coefficients of expansion of the materials of the pipe, sleeve and sealant, while additional elements of isolation of the joint from the aggressive medium are not provided .

Технической задачей изобретения является упрощение и удешевление конструкции за счет уменьшения количества деталей, в том числе конструктивно сложных, снижение сопротивления потоку жидкости за счет увеличения проходного сечения в местах установки втулки, а также повышение надежности изоляции стыков труб от агрессивного воздействия перекачиваемых по ним жидкостей за счет уменьшения слоя герметика и дополнительной защиты стыка.An object of the invention is to simplify and reduce the cost of the design by reducing the number of parts, including structurally complex ones, reducing the resistance to fluid flow by increasing the bore at the installation points of the sleeve, and also increasing the reliability of insulation of pipe joints from the aggressive effects of the fluids pumped through them due to reducing the sealant layer and additional joint protection.

Техническая задача решается неразъемным соединением труб с внутренним антикоррозионным покрытием, включающим соединенные сваркой встык трубы с антикоррозионным покрытием, которое удалено от торцов труб на расстояние термического воздействия сварки, и размещенную в них под стыком втулку из композитного материала, имеющую по середине длины наружную центральную кольцевую канавку с жаропрочной композицией и фиксаторы, причем симметрично от центрального кольца канавки выполнены канавки, заполняемые герметиком.The technical problem is solved by the integral connection of pipes with an internal anti-corrosion coating, including butt-welded pipes with an anti-corrosion coating, which is removed from the pipe ends by the distance of the thermal effect of welding, and a sleeve made of composite material placed under them at the junction, having an outer central annular groove in the middle of the length with a heat-resistant composition and clamps, moreover, the grooves filled with sealant are made symmetrically from the central ring of the groove.

Новым является то, что втулка выполнена из термопластичного материала с высокой адгезией к материалу труб, фиксаторы выполнены в виде цилиндрических выступов втулки, размещенных симметрично с двух концов между кольцевой канавкой и канавками, причем жаропрочной композицией заполнено все пространство между трубами, кольцевой канавкой и фиксаторами, которые выполнены с возможностью взаимодействия наружными торцами с торцами антикоррозионного покрытия, а наружной поверхностью - с внутренней поверхностью соответствующих труб с адгезией к ним под температурным воздействием сварки.What is new is that the sleeve is made of thermoplastic material with high adhesion to the pipe material, the latches are made in the form of cylindrical protrusions of the sleeve placed symmetrically at both ends between the annular groove and the grooves, with the heat-resistant composition filling the entire space between the pipes, the annular groove and the clamps, which are configured to interact with the outer ends with the ends of the anti-corrosion coating, and the outer surface with the inner surface of the corresponding pipes with adhesion to them under the temperature effect of welding.

На чертеже изображено соединение труб в разрезе.The drawing shows a connection of pipes in section.

Неразъемное соединение труб с внутренним антикоррозионным покрытием включает соединенные сваркой 1 встык трубы 2 и 3 с антикоррозионным покрытием 4, которое удалено от торцов труб 2 и 3 на расстоянии термического воздействия сварки 1, и размещенную в них под стыком втулку 5 из композитного материала, имеющую по середине длины наружную центральную кольцевую канавку 6 с жаропрочной композицией 7 и фиксаторы 8, причем симметрично от центрального кольца канавки выполнены канавки 9. заполняемые герметиком 10. Втулка 5 выполнена из термопластичного материала с высокой адгезией к материалу труб 2 и 3. Фиксаторы 8 выполнены в виде цилиндрических выступов втулки 5, размещенных симметрично с двух концов между кольцевой канавкой 6 и канавками 9. Жаропрочной композицией 7 заполнено все пространство между трубами 2 и 3, кольцевой канавкой 6 и фиксаторами 8, которые выполнены с возможностью взаимодействия наружными торцами 11 с торцами 12 антикоррозионного покрытия 2, а наружной поверхностью 13 - с внутренней поверхностью 14 соответствующих труб 2 или 3 с адгезией к ним под температурным воздействием сварки 1.The permanent connection of pipes with an internal anti-corrosion coating includes butt welded pipes 2 and 3 with an anti-corrosion coating 4, which is removed from the ends of the pipes 2 and 3 at a distance of the thermal effect of welding 1, and a sleeve 5 made of composite material placed under them at the junction having in the middle of the length, the outer central annular groove 6 with a heat-resistant composition 7 and the clamps 8, moreover, grooves are made symmetrically from the central ring of the groove 9. filled with sealant 10. The sleeve 5 is made of thermoplastic material with high adhesion to the material of the pipes 2 and 3. The latches 8 are made in the form of cylindrical protrusions of the sleeve 5, placed symmetrically at both ends between the annular groove 6 and the grooves 9. The heat-resistant composition 7 filled the entire space between the pipes 2 and 3, the annular groove 6 and clamps 8, which are configured to interact with the outer ends 11 with the ends 12 of the anti-corrosion coating 2, and the outer surface 13 with the inner surface 14 of the corresponding pipes 2 or 3 with adhesion to them under the influence of temperature arch 1.

Неразъемное соединение осуществляют следующим образом.One-piece connection is as follows.

Втулка 5 изготавливается специально для данного типоразмера труб 2 и 3 из термопластичного материала (например, поликарбоната, полиуретана и т.п.) с высокой адгезией к материалу труб 2 и 3 с выборками 9, упорами 8 и кольцевой канавкой 6, которая полностью заполнена жаропрочной композицией 7 (например, асбест, керамика и т.п.). Трубы 2 и 3 с внутренним антикоррозионным покрытием 4 (например, футерованные полипропиленовым рукавом, или пластмассой, или покрытые эмалью и т.п.) предварительно подготавливают к соединению, для чего с обоих концов труб 2 и 3 удаляют антикоррозионное покрытие 4 на расстояние термического воздействия сварки 1 (например, для труб 273×8 ГОСТ 8732-78 достаточно удалить 20 см от торца труб 2 и 3), после чего в трубу 2 вставляют втулку 5, предварительно заполняя выборки 9 герметиком 10 до упора торца 11 фиксатора 8 втулки 5 в торец 12 антикоррозионного покрытия 4. Затем на втулку 4 надевают трубу 3 до упора торца 11 фиксатора 8 втулки 5 в торец 12 антикоррозионного покрытия 4 и стыковки в месте сварки 1 труб 2 и 3, причем концы втулки 5 с выборками 9 плотно взаимодействуют изнутри с антикоррозионным покрытием 4, наружная поверхность 13 фиксаторов 8 с жаропрочной композицией 7 - с внутренней поверхностью 14 труб 2 и 3. Излишки герметика 10 вдавливаются в пространство между торцами 11 фиксатора 8 втулки 5 и торцами 12 антикоррозионного покрытия 4, герметизируя его. При сварке 1 разогреваются стенки труб 2 и 3, плавя наружные поверхности 13 фиксаторов 8 втулки 2, которые, остывая, припаиваются герметично к внутренней поверхности 14 труб 2 и 3.The sleeve 5 is specially made for this size of pipes 2 and 3 from thermoplastic material (for example, polycarbonate, polyurethane, etc.) with high adhesion to the material of pipes 2 and 3 with samples 9, stops 8 and an annular groove 6, which is completely filled with heat-resistant composition 7 (for example, asbestos, ceramics, etc.). Pipes 2 and 3 with an internal anti-corrosion coating 4 (for example, lined with a polypropylene sleeve, or plastic, or coated with enamel, etc.) are preliminarily prepared for connection, for which the anti-corrosion coating 4 is removed from both ends of the pipes 2 and 3 by the distance of the thermal effect welding 1 (for example, for pipes 273 × 8 GOST 8732-78, it is enough to remove 20 cm from the end of pipes 2 and 3), after which the sleeve 5 is inserted into the pipe 2, pre-filling samples 9 with sealant 10 to the end of the end 11 of the retainer 8 of the sleeve 5 in end 12 of anti-corrosion coating 4. Then we put the pipe 3 on the sleeve 4 until the end of the end 11 of the retainer 8 of the sleeve 5 stops against the end 12 of the anticorrosion coating 4 and the joints at the weld point 1 of the pipes 2 and 3, and the ends of the sleeve 5 with samples 9 tightly interact from the inside with the anticorrosive coating 4, the outer surface 13 clamps 8 with a heat-resistant composition 7 - with the inner surface 14 of the pipes 2 and 3. The excess sealant 10 is pressed into the space between the ends 11 of the clamp 8 of the sleeve 5 and the ends 12 of the anti-corrosion coating 4, sealing it. When welding 1, the walls of the pipes 2 and 3 are heated, melting the outer surfaces 13 of the clamps 8 of the sleeve 2, which, when cooled, are soldered tightly to the inner surface 14 of the pipes 2 and 3.

Такое соединение герметизирует место сварки 1 труб 2 и 3 и пространство вокруг, не только в месте соединения втулки 5 и антикоррозионного покрытия 4 труб 2 и 3, но и в местах стыковки наружных торцов 11 фиксаторов с торцами 12 антикоррозионного покрытия 4 и наружной поверхности 13 фиксаторов 8 с внутренней поверхностью 14 труб 2 и 3. При этом наличие небольших выборок 9 на концах втулки 5 и тонкого слоя герметика 10 исключает вымывание его агрессивной перекачиваемой через трубы 2 и 3 жидкостью и быстрое разрушение в течение длительного времени (в 3-4 раза большего, чем в наиболее близком аналоге). Все это в совокупности увеличивает надежность неразъемного соединения труб 2 и 3 с внутренним антикоррозионным покрытием 4 длительное время благодаря трехступенчатой надежной тройной герметизации места сварки 1 труб 2 и 3 и окружающего его пространства.Such a connection seals the place of welding 1 of pipes 2 and 3 and the space around, not only at the junction of the sleeve 5 and the anti-corrosion coating 4 of pipes 2 and 3, but also at the junctions of the outer ends of the 11 fasteners with the ends 12 of the anti-corrosion coating 4 and the outer surface 13 of the fasteners 8 with an inner surface 14 of pipes 2 and 3. Moreover, the presence of small samples 9 at the ends of the sleeve 5 and a thin layer of sealant 10 prevents it from being washed away by aggressive fluid pumped through pipes 2 and 3 and rapid destruction over a long period of time (3-4 times Olsha than in the closest analogue). All this together increases the reliability of the permanent connection of pipes 2 and 3 with an internal anti-corrosion coating 4 for a long time thanks to a three-stage reliable triple sealing of the welding spot 1 of pipes 2 and 3 and the surrounding space.

Причем наличие жаропрочной композиции 7 в кольцевой канавке 6 втулки 5, позволяющей увеличить наружный диаметр кольцевой канавки 7 без риска разрушения втулки под термическим воздействием сварки 1, и небольших канавок 9 дают возможность максимально увеличить внутренний диаметр втулки 5, что увеличивает проходное сечение в местах стыка труб 2 и 3 и, как следствие, уменьшает сопротивление потоку перекачиваемой жидкости.Moreover, the presence of a heat-resistant composition 7 in the annular groove 6 of the sleeve 5, which allows to increase the outer diameter of the annular groove 7 without the risk of collapse of the sleeve under the heat of welding 1, and small grooves 9 make it possible to maximize the internal diameter of the sleeve 5, which increases the bore at the junction of the pipes 2 and 3 and, as a result, reduces the resistance to the flow of the pumped liquid.

Предлагаемое неразъемное соединение просто и дешево в изготовлении из-за упрощения и удешевления конструкции втулки, надежно благодаря наличию трехступенчатой надежной длительное время герметизации места сварки и стыка труб, а также оно позволяет уменьшить сопротивления потоку жидкости за счет увеличения проходного сечения в местах установки втулки.The proposed one-piece connection is simple and cheap to manufacture due to the simplification and cheapening of the design of the sleeve, reliable due to the presence of a three-stage reliable long-time sealing of the weld and pipe joints, and it also allows to reduce resistance to fluid flow by increasing the bore at the installation site of the sleeve.

Claims

One-piece pipe connection with an internal anti-corrosion coating, including butt-welded pipes with an anti-corrosion coating, which is removed from the pipe ends by the distance of the thermal effect of welding, and a sleeve made of composite material placed in them under the joint, having an outer central annular groove with a heat-resistant composition in the middle of the length and retainers, moreover, symmetrically from the central ring of the grooves are grooves filled with sealant, characterized in that the sleeve is made of thermoplastic of the material with high adhesion to the pipe material, the clamps are made in the form of cylindrical protrusions of the sleeve placed symmetrically at both ends between the annular groove and the grooves, and the heat-resistant composition fills the entire space between the pipes, the annular groove and the clamps, which are configured to interact with the outer ends with the ends of the anticorrosion coating, and the outer surface - with the inner surface of the corresponding pipes with adhesion to them under the temperature effect of welding.