RU2442062C2

RU2442062C2 - High pressure flange coupling with dielectric union fitting

Info

Publication number: RU2442062C2
Application number: RU2010113160/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Абрамович Гильман (RU); Александр Абрамович Гильман; Евгений Павлович Емцев (RU); Евгений Павлович Емцев; Глеб Константинович Гамаюнов (RU); Глеб Константинович Гамаюнов; Евгений Александрович Карякин (RU); Евгений Александрович Карякин
Priority date: 2010-04-05
Filing date: 2010-04-05
Publication date: 2012-02-10
Also published as: RU2010113160A

Abstract

FIELD: pipeline coupling.

SUBSTANCE: coupling comprises the flange connection with holes for standard fastening elements; fastening elements: bolts, nuts and ring plates; a dielectric spacer between the flanges; dielectric inserts in the form of dielectric bushings and plates isolating the fastening elements from the flanges, of a dielectric pipe inside the flange connection to extend the dielectric clearance. Flanges have a cylindrical nose with threaded openings, where pressure bolts are positioned uniformly around the nose, these bolts thrust against metal rings positioned in the flange rings. When the pressure bolts are tightened, metal rings move and press the sealing gaskets, which are also positioned in the flange rings between the dielectric spacer, metal ring and cylindrical noses.

EFFECT: reliable pressurization of the flange coupling.

1 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводным соединениям, повышающим стойкость к наружной коррозии и герметичность при высоких давлениях, и может быть использовано, в частности, для защиты газопроводов, нефтепроводов и систем водо- и теплоснабжения от коррозии.The invention relates to pipeline connections that increase resistance to external corrosion and tightness at high pressures, and can be used, in particular, to protect gas pipelines, oil pipelines and water and heat supply systems from corrosion.

Известно, что в диэлектрических фланцевых соединениях для электрического разъединения труб используются электроизолирующие прокладки между фланцами и диэлектрические вставки между крепежными элементами и фланцами. Так, в диэлектрическом фланцевом соединении трубопровода, разработанном нефтегазодобывающим управлением «Альметьевнефть» ОАО «Татнефть», для создания трубопроводного соединения, обеспечивающего защиту от наружной коррозии и диэлектрический разъем одного участка трубопровода от другого, внутри патрубков с фланцами приклеивают катушку из стеклопластиковой трубы, а в зазор между фланцами помещается стеклопластиковая прокладка-кольцо. В пазах фланцев размещаются резиновые уплотнительные кольца. Стальные шпильки с гайками изолируются с помощью диэлектрических вставок (патент РФ №2174637).It is known that in dielectric flange joints for electrically disconnecting pipes, insulating gaskets between the flanges and dielectric inserts between fasteners and flanges are used. So, in a dielectric flange connection of a pipeline developed by the Almetyevneft oil and gas production department of OAO TATNEFT to create a pipe connection that provides protection against external corrosion and a dielectric connector of one section of the pipeline from another, a coil of fiberglass pipe is glued inside the flange nozzles, and in the gap between the flanges is placed fiberglass gasket-ring. In the grooves of the flanges are rubber o-rings. Steel studs with nuts are insulated using dielectric inserts (RF patent No. 2174637).

Обычно при механической связи фланцев одновременно производится герметизация соединения. В Саратовском государственном техническом университете (СГТУ) разработано фланцевое соединение, в котором механическое соединение фланцев и герметизация соединения разделены, что позволяет применять его при высоких давлениях транспортируемой среды (патент РФ №2367837).Usually, when the flanges are mechanically connected, the joint is sealed at the same time. At the Saratov State Technical University (SSTU), a flange connection has been developed in which the mechanical connection of the flanges and the sealing of the connection are separated, which allows it to be used at high pressures of the transported medium (RF patent No. 2367837).

Однако эти соединения не могут использоваться в качестве диэлектрических фланцевых соединений на высокое давление.However, these connections cannot be used as dielectric flange connections for high pressure.

В качестве прототипа фланцевого соединения на высокое давление с диэлектрическим разъемом трубопровода целесообразно рассмотреть фланцевое соединение на высокое давление с диэлектрическим разъемом трубопровода, разработанное нефтегазодобывающим управлением «Альметьевнефть». Фланцевая пара с отверстиями под стандартные крепежные элементы удлинена с обеих сторон с помощью патрубков. Во внутренней части фланцевой пары установлена диэлектрическая трубка с возможностью создания герметичности и электрического разъема по внутренней поверхности трубопровода. Диэлектрическая трубка по концам плотно прижата к внутренней поверхности фланцев с приварными патрубками с помощью двух металлических наконечников. Длина диэлектрической трубки больше диаметра трубопровода. Крепежные элементы электрически изолированы от стальных фланцев с помощью диэлектрических вставок. Фланцы по наружной поверхности отделены друг от друга с диэлектрической прокладкой (патент РФ №2162981).As a prototype of a high pressure flange connection with a dielectric pipe connector, it is advisable to consider a high pressure flange connection with a dielectric pipe connector developed by the Almetyevneft oil and gas production department. Flanged pairs with holes for standard fasteners are extended on both sides with nozzles. A dielectric tube is installed in the inner part of the flange pair with the possibility of creating tightness and an electrical connector along the inner surface of the pipeline. The dielectric tube at its ends is tightly pressed to the inner surface of the flanges with welded nozzles using two metal tips. The length of the dielectric tube is greater than the diameter of the pipeline. The fasteners are electrically isolated from the steel flanges using dielectric inserts. The flanges on the outer surface are separated from each other with a dielectric gasket (RF patent No. 2162981).

Недостатки прототипа обуславливаются, в первую очередь, тем, что установка диэлектрической трубки с двумя металлическими наконечниками во внутренней части фланцевой пары уменьшает проходное сечение трубопровода, а удлинение фланцев патрубками с помощью двух сварных швов с обеих сторон соединения усложняет конструкцию и уменьшает ее надежность.The disadvantages of the prototype are caused, first of all, by the fact that the installation of a dielectric tube with two metal tips in the inner part of the flange pair reduces the flow cross-section of the pipeline, and the elongation of the flanges by pipes with two welds on both sides of the connection complicates the design and reduces its reliability.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение надежной герметизации фланцевого соединения и электроизоляционной защиты при высоких давлениях транспортируемой среды без уменьшения проходного сечения трубопровода.The objective of the invention is to provide reliable sealing of the flange connection and electrical insulation at high pressures of the transported medium without reducing the bore of the pipeline.

Поставленная задача решается за счет того, что фланцевое соединение на высокое давление с диэлектрическим разъемом трубопровода, содержащее фланцевую пару с отверстиями под стандартные крепежные элементы, крепежные элементы, диэлектрическую прокладку между фланцами, диэлектрические вставки, изолирующие крепежные элементы от фланцев, диэлектрическую трубку во внутренней части фланцевой пары, дополнительно содержит цилиндрический выступ на внешней поверхности каждого фланца, нажимные болты, которые размещены в резьбовых отверстиях, расположенных в осевом направлении равномерно по окружности цилиндрического выступа, с упором в металлические кольца, которые располагаются в кольцевой проточке фланцев и перемещаются при закручивании нажимных болтов, при этом сдавливают герметизирующие прокладки, которые также расположены в кольцевой проточке фланцев, в замкнутом объеме между диэлектрической прокладкой, металлическим кольцом и цилиндрическими поверхностями кольцевой проточки, что обеспечивает надежную герметизацию фланцевого соединения.The problem is solved due to the fact that the flange connection to high pressure with a dielectric connector of the pipeline containing a flange pair with holes for standard fasteners, fasteners, a dielectric gasket between the flanges, dielectric inserts, insulating fasteners from the flanges, a dielectric tube in the inner part the flange pair, further comprises a cylindrical protrusion on the outer surface of each flange, pressure bolts that are placed in the threaded holes, located in the axial direction evenly around the circumference of the cylindrical protrusion, with emphasis in metal rings, which are located in the annular groove of the flanges and move when tightening the pressure bolts, while compressing the gaskets, which are also located in the annular groove of the flanges, in a closed volume between the dielectric gasket, a metal ring and cylindrical surfaces of the annular groove, which ensures reliable sealing of the flange connection.

Диэлектрическая прокладка, диэлектрические вставки и диэлектрическая трубка составляют надежный электроизолирующий контур.Dielectric gasket, dielectric inserts and dielectric tube constitute a reliable electrical insulating circuit.

Сущность изобретения поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

На чертеже изображена половина продольного разреза фланцевого соединения на высокое давление с диэлектрическим разъемом трубопровода. Фланцы 1 и 2 скреплены крепежными элементами 3, представляющими собой болты с гайками и шайбами. Между фланцами 1 и 2 установлена диэлектрическая прокладка 4 и диэлектрическая трубка 5, предназначенная для увеличения диэлектрического зазора в транспортируемой среде. Крепежные элементы 3 электрически изолированы от фланцев 1 и 2 диэлектрическими вставками в виде изготовленных из диэлектрического материала втулок 6 и шайб 7. На внешней поверхности фланцев 1 и 2 расположен цилиндрический выступ 8, в резьбовых отверстиях которого в осевом направлении равномерно по окружности расположены нажимные болты 9. Во фланцах 1 и 2 выполнена кольцевая проточка, в которой рамещены металлические кольца 10 и герметизирующие прокладки 11, выполненные из эластомера. После затягивания крепежных элементов 3 до полного закрепления фланцев 1 и 2 производится герметизация соединения закручиванием нажимных болтов 9, которые перемещают металлические кольца 10 и сжимают герметизирующие прокладки 11 с заданным напряжением, соответствующим давлению рабочей среды.The drawing shows half a longitudinal section of a flange connection for high pressure with a dielectric connector of the pipeline. Flanges 1 and 2 are fastened with fasteners 3, which are bolts with nuts and washers. Between the flanges 1 and 2, a dielectric gasket 4 and a dielectric tube 5 are installed, designed to increase the dielectric gap in the transported medium. The fastening elements 3 are electrically isolated from the flanges 1 and 2 by dielectric inserts in the form of bushings 6 and washers made of dielectric material. On the outer surface of the flanges 1 and 2 there is a cylindrical protrusion 8, in the threaded holes of which axial pressure bolts 9 are evenly arranged around the circumference An annular groove is made in flanges 1 and 2, in which metal rings 10 and sealing gaskets 11 made of elastomer are placed. After tightening the fasteners 3 until the flanges 1 and 2 are completely fixed, the connection is sealed by tightening the pressure bolts 9, which move the metal rings 10 and compress the gaskets 11 with a given voltage corresponding to the pressure of the working medium.

К числу преимуществ предложенного технического решения следует отнести:The advantages of the proposed technical solution include:

- Отсутствие уменьшения проходного сечения во фланцевом соединении трубопровода.- No reduction in the flow area in the flange connection of the pipeline.

- Надежную герметизацию фланцевого соединения, а также возможность дополнительного поджатая герметизирующих прокладок в процессе эксплуатации соединения.- Reliable sealing of the flange connection, as well as the possibility of additional tightened sealing gaskets during operation of the connection.

- Достаточно надежную электроизоляционную защиту.- Enough reliable electrical insulation protection.

- Простоту монтажных операций, связанных с затягиванием болтов согласно рекомендациям монтажа фланцевых соединений.- Simplicity of installation operations associated with tightening the bolts according to the recommendations for mounting flange joints.

Claims

High pressure flange connection with a dielectric pipe connector, containing a flange pair with holes for standard fasteners, fasteners, a dielectric gasket between the flanges, dielectric inserts, insulating fasteners from the flanges, a dielectric tube in the inner part of the flange pair, characterized in that it additionally contains a cylindrical protrusion on the outer surface of each flange, pressure bolts that are located in threaded holes located in the axial board uniformly over the circumference of the cylindrical protrusion, with emphasis in the metal rings which are disposed in the annular groove for squeezing the flange sealing gaskets, which are also located in the annular groove flanges.