RU2614953C1

RU2614953C1 - Isolating pipeline connection

Info

Publication number: RU2614953C1
Application number: RU2015156545A
Authority: RU
Inventors: Юрий Николаевич Парамонов; Валерий Васильевич Кузнецов; Юрий Васильевич Кузнецов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Завод нефтегазового оборудования "ТЕХНОВЕК"
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2015-12-28
Publication date: 2017-03-31

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: pipeline insulating compound comprises two metal pipes with adjacent ends isolated from each other by a non-conducting washer and connected by an inner dielectric connecting pipe and an outer coupling made of composite material. The pipe-connecting outer coupling is made of a three layer composite with different winding angles, first - internal, with transverse winding turn to turn with a step equal to the diameter of the wound composite material filament, second - intermediate, with winding angle between 40-50 degrees to the axis, third - external, with winding angle between 10-20 degrees to the pipe axis.

EFFECT: increased strength and reliability of connection.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электрохимической защиты металлов от коррозии и может быть использовано для защиты металлических трубопроводов перекачки жидкости или газа от коррозии.The invention relates to the field of electrochemical protection of metals from corrosion and can be used to protect metal pipelines for pumping liquid or gas from corrosion.

Известно устройство изолирующего соединения металлических труб, содержащее металлические патрубки с кольцевыми утолщениями, на которых сформирована муфта из композиционных материалов, а между смежными торцами патрубков размещен кольцевой элемент, состоящий из выступа прямоугольного профиля и боковых относительно него полок, размещенных в выборках стенок патрубков [Патент РФ №23847881].A device for insulating the connection of metal pipes containing metal nozzles with annular thickenings on which a sleeve is made of composite materials, and between adjacent ends of the nozzles there is an annular element consisting of a protrusion of a rectangular profile and side shelves relative to it, located in the samples of the walls of the nozzles [RF Patent No. 23847881].

Недостатками данного устройства являются невысокая прочность муфты из композиционного материала, так как наличие кольцевых утолщений на металлических патрубках создает высокую концентрацию напряжений в средней части соединения, кроме того, смежные торцы патрубков имеют плоскую поверхность, а кольцевой элемент имеет прямоугольный профиль, что формирует плоский стык, который не имеет высокой прочности.The disadvantages of this device are the low strength of the coupling made of composite material, since the presence of annular thickenings on the metal pipes creates a high stress concentration in the middle part of the connection, in addition, the adjacent ends of the pipes have a flat surface, and the ring element has a rectangular profile, which forms a flat joint, which does not have high strength.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому устройству является токоизолирующее соединение для трубопровода, содержащее два металлических патрубка, электрически изолированных друг от друга стеклопластиковым кольцом, стеклопластиковую трубу и диэлектрическую катушку в виде стеклопластиковой трубы, при этом диэлектрическая катушка имеет длину больше диаметра трубопровода, размещена в пазу с резьбой, расположенном внутри патрубков, и соединена с патрубками при помощи клея и резьбы, выполненной на концах катушки, а стеклопластиковая труба намотана снаружи на патрубки [Патент РФ №2174638].The closest technical solution to the claimed device is a current-insulating connection for the pipeline, containing two metal pipes, electrically isolated from each other by a fiberglass ring, a fiberglass pipe and a dielectric coil in the form of a fiberglass pipe, while the dielectric coil has a length greater than the diameter of the pipe, placed in a groove with a thread located inside the nozzles and connected to the nozzles with glue and thread made at the ends of the coil, and fiberglass an egg tube is wound externally on the nozzles [RF Patent No. 2174638].

Недостатками данного устройства являются невысокая прочность соединения, так как соединение стеклопластиковой трубы и диэлектрической катушки с металлическими патрубками осуществляется по гладким поверхностям, а стеклопластиковое кольцо имеет прямоугольный профиль.The disadvantages of this device are the low strength of the connection, since the connection of the fiberglass pipe and the dielectric coil with metal pipes is carried out on smooth surfaces, and the fiberglass ring has a rectangular profile.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является повышение прочности и надежности соединения с точки зрения обеспечения его герметичности. Указанный технический результат достигается тем, что трубопроводное изолирующее соединение для электрохимической защиты от коррозии металлических трубопроводов перекачки жидкости или газа, содержащее два металлических патрубка, смежные концы которых изолированы друг от друга токоизолирующей шайбой и соединены внутренним диэлектрическим соединительным патрубком и наружной муфтой из композитного материала, при этом наружная муфта, соединяющая патрубки выполнена из трех слоев композитной намотки с различными углами, первый - внутренний с поперечной намоткой виток к витку с шагом, равным диаметру наматываемой нити композитного материала муфты, второй - промежуточный с углом намотки в пределах 40-50 градусов к оси, третий - наружный с углом намотки в пределах 10-20 градусов к оси патрубков, причем металлические патрубки имеют наружную резьбу на участке под наружной муфтой с шагом, равным шагу намотки первого слоя композитного материала, и внутреннюю резьбу по всей длине сопряжения с внутренним соединительным патрубком, который также имеет наружную резьбу по всей длине, кроме того, токоизолирующая шайба между патрубками выполнена в виде диэлектрического кольца с наружной и внутренней коническими поверхностями, а смежные торцы патрубков имеют коническую форму, соответствующую сопрягаемым с кольцом поверхностям, и образуют косой стык.The technical result, to which the claimed invention is directed, is to increase the strength and reliability of the connection from the point of view of ensuring its tightness. The specified technical result is achieved in that a pipe insulating connection for electrochemical corrosion protection of metal pipelines for pumping liquid or gas, containing two metal pipes, the adjacent ends of which are insulated from each other with a current-insulating washer and connected by an internal dielectric connecting pipe and an external sleeve made of composite material, the outer coupling connecting the nozzles is made of three layers of composite winding with different angles, the first inside with transverse winding, turn to turn with a step equal to the diameter of the wound yarn of the composite material of the coupling, the second is intermediate with a winding angle within 40-50 degrees to the axis, the third is external with a winding angle within 10-20 degrees to the axis of the nozzles, metal pipes have an external thread in the area under the external sleeve with a step equal to the winding pitch of the first layer of composite material, and an internal thread along the entire length of the interface with the internal connecting pipe, which also has an external thread along the entire length, e, the non-conducting between the washer nozzles is formed as a dielectric ring with outer and inner tapered surfaces and the adjacent ends of the pipes have a conical shape corresponding to the mating surfaces of the ring and form an oblique joint.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии его условию «новизна».Technical solutions that coincide with the totality of the essential features of the claimed invention have not been identified, which allows us to conclude that its condition is “novelty”.

Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примере изготовленного и испытанного промышленного образца.The patentability condition “industrial applicability” is confirmed by the example of a manufactured and tested industrial design.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами:The claimed invention is illustrated by drawings:

фиг. 1 - конструкция изолирующего соединения;FIG. 1 - design of an insulating connection;

фиг. 2 - участок изолирующего соединения.FIG. 2 - plot of the insulating compound.

Трубопроводное изолирующее соединение, содержит два металлических патрубка 1, смежные концы которых изолированы друг от друга токоизолирующей шайбой 3 и соединены диэлектрическим соединительным патрубком 2 и наружной муфтой из композитного материала, причем наружная муфта, соединяющая патрубки, выполнена из трех слоев композитной намотки с различными углами, первый - внутренний 4 с поперечной намоткой виток к витку с шагом, равным диаметру наматываемой нити композитного материала муфты, второй - промежуточный 5 с углом намотки в пределах 40-50 градусов к оси, третий - наружный 6 с углом намотки в пределах 10-20 градусов к оси патрубков, который охватывает кольца 7 на наружной поверхности патрубков, причем металлические патрубки имеют наружную резьбу на участке под наружной муфтой с шагом, равным шагу намотки первого слоя композитного материала, и внутреннюю резьбу по всей длине сопряжения с внутренним соединительным патрубком 2, который также имеет наружную резьбу по всей длине, кроме того, токоизолирующая шайба 3 между патрубками 1 выполнена в виде кольца с наружной и внутренней коническими поверхностями, а смежные торцы патрубков 1 имеют коническую форму, соответствующую сопрягаемым с кольцом поверхностям, и образуют косой стык.The pipe insulating connection contains two metal nozzles 1, the adjacent ends of which are insulated from each other by a current insulating washer 3 and are connected by a dielectric connecting nozzle 2 and an external sleeve made of composite material, the external sleeve connecting the pipes made of three layers of composite winding with different angles, the first is an inner 4 with transverse winding turn to turn with a step equal to the diameter of the wound yarn of the composite material of the coupling, the second is intermediate 5 with a winding angle within 40-50 degrees to the axis, the third - outer 6 with a winding angle within 10-20 degrees to the axis of the nozzles, which covers the rings 7 on the outer surface of the nozzles, the metal nozzles having an external thread in the area under the outer sleeve with a step equal to the winding pitch the first layer of composite material, and the internal thread along the entire length of the interface with the inner connecting pipe 2, which also has an external thread along the entire length, in addition, the insulating washer 3 between the pipes 1 is made in the form of a ring with the outer and inner conical surfaces, and the adjacent ends of the nozzles 1 have a conical shape corresponding to the surfaces mating with the ring, and form an oblique joint.

Выполнение наружной муфты из трех слоев композитной намотки с различными углами обеспечивает повышение прочности соединения за счет того, что, первый - внутренний слой с поперечной намоткой виток к витку с шагом, равным диаметру наматываемой нити композитного материала муфты, обеспечивает лучшее сопротивление давлению внутри трубопровода, второй - промежуточный с углом намотки в пределах 40-50 градусов к оси является переходным для более плавного перераспределения внутренних напряжений от первого к третьему слою, а третий - наружный с углом намотки в пределах 10-20 градусов к оси патрубков обеспечивает лучшее сопротивление напряжению растяжения в поверхностном слое соединения при воздействии изгибающих нагрузок на трубопровод.The implementation of the outer clutch of three layers of composite winding with different angles provides increased bond strength due to the fact that, the first is the inner layer with transverse winding turn to turn with a step equal to the diameter of the wound yarn of the composite material of the coupling, provides better pressure resistance inside the pipeline, the second - intermediate with a winding angle in the range of 40-50 degrees to the axis is transitional for a smoother redistribution of internal stresses from the first to the third layer, and the third is external with angle ohm winding in the range of 10-20 degrees to the axis of the nozzles provides the best resistance to tensile stress in the surface layer of the connection when exposed to bending loads on the pipeline.

Наружная резьба на металлических патрубках с шагом, равным шагу намотки первого слоя композитного материала муфты, обеспечивает направление укладки первого слоя намотки и высокую прочность соединения деталей. Внутренняя резьба на металлических патрубках и наружная на диэлектрическом соединительном патрубке на всей длине также обеспечивает высокую прочность соединения.An external thread on metal pipes with a step equal to the winding step of the first layer of the composite material of the coupling provides the laying direction of the first winding layer and high strength of the parts. The internal thread on metal pipes and the external thread on the dielectric connecting pipe along the entire length also provides high bond strength.

Выполнение токоизолирующей шайбы между металлическими патрубками в виде кольца с наружной и внутренней коническими поверхностями и выполнение смежных торцов патрубков конической формы, соответствующей сопрягаемым с кольцом поверхностям, образуют косой стык, который, как известно, обладает более высокой прочностью соединения по сравнению с прямим стыком.The implementation of the current-insulating washer between the metal nozzles in the form of a ring with the outer and inner conical surfaces and the execution of the adjacent ends of the conical nozzles corresponding to the surfaces mating with the ring form an oblique joint, which, as you know, has a higher joint strength compared to a straight joint.

Таким образом, заявляемое изолирующее соединение имеет преимущества перед известными устройствами, а именно более высокую прочность и надежность герметичного соединения.Thus, the inventive insulating connection has advantages over known devices, namely, higher strength and reliability of a sealed connection.

Claims

1. Pipe insulating connection for electrochemical corrosion protection of metal pipelines for pumping liquid or gas, containing two metal pipes, the adjacent ends of which are insulated from each other by an insulating washer and connected by an internal connecting pipe and an external sleeve made of composite material, characterized in that in order to increase strength and reliability of the connection, the outer coupling connecting the nozzles is made of three layers of composite winding with different angles, the first is internal the first with transverse winding round to round with a step equal to the diameter of the wound yarn of the composite material of the coupling, the second is intermediate with a winding angle within 40-50 degrees to the axis, the third is external with a winding angle within 10-20 degrees to the axis of the nozzles.

2. The pipe insulating connection according to claim 1, characterized in that the metal pipes have an external thread in the area under the external sleeve with a step equal to the winding step of the first layer of composite material, and an internal thread along the entire length of the interface with the internal connecting pipe, which also has external thread along the entire length.

3. The pipe insulating connection according to claim 1, characterized in that the current-insulating washer between the pipes is made in the form of a dielectric ring with external and internal conical surfaces, and the adjacent ends of the pipes have a conical shape corresponding to the surfaces mating with the ring and form an oblique joint.