RU2616429C1

RU2616429C1 - Pipe with internal protective coating

Info

Publication number: RU2616429C1
Application number: RU2016100794A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Михайлович Айдуганов; Дмитрий Николаевич Айдуганов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-производственный центр"
Priority date: 2016-01-12
Filing date: 2016-01-12
Publication date: 2017-04-14

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: tube with internal protective coating consisting of a tube, the internal protective coating of the stainless steel shell, which is hermetically closed ends of the inner protective coating and welding chamfer, between the ends of the pipe and the shells of stainless steel set of stainless steel ring.

EFFECT: invention improves the reliability of protection against corrosion of the weld zone of pipe joints in the pipeline.

4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к выпуску труб с внутренним покрытием, которые могут быть использованы во всех отраслях промышленности, включая и нефтегазодобывающую промышленность, при строительстве промысловых и технологических трубопроводов, по которым транспортируют агрессивные промысловые среды.The invention relates to the production of pipes with an internal coating, which can be used in all industries, including the oil and gas industry, in the construction of field and process pipelines through which aggressive field media are transported.

Известна конструкция трубы с внутренним защитным покрытием (патент РФ №2130147, кл. F16L 13/00; 9/00, по заявке №97111225/06 от 01.07.1997 г., опубл. 10.05.1999 г., бюл. №13), где труба с внутренним защитным покрытием включает в себя цилиндрические оболочки из коррозионностойкой стали с толщиной стенки 0,1-2,0 мм, которые закреплены с трубой продольным коррозионностойким сварным швом.A known construction of a pipe with an internal protective coating (RF patent No. 2130147, class F16L 13/00; 9/00, according to the application No. 97111225/06 of July 1, 1997, publ. May 10, 1999, bull. No. 13) where the pipe with an internal protective coating includes cylindrical shells made of corrosion-resistant steel with a wall thickness of 0.1-2.0 mm, which are fixed to the pipe with a longitudinal corrosion-resistant weld.

Недостатком данной конструкции трубы с внутренним защитным покрытием является то, что места перехода от внутренней поверхности трубы из углеродистой или низколегированных марок сталей к внутренней поверхности цилиндрических оболочек из коррозионностойкой стали имеют разный коэффициент температурного линейного расширения. Кроме того, очень низкая адгезия материалов покрытий к коррозионностойкой стали. По этой причине и происходит преждевременный выход из строя защитного покрытия, что соответственно приводит к коррозионному разрушению металла труб.The disadvantage of this design of the pipe with an internal protective coating is that the places of transition from the inner surface of the pipe of carbon or low alloy steel grades to the inner surface of the cylindrical shells of corrosion-resistant steel have a different coefficient of thermal linear expansion. In addition, very low adhesion of the coating materials to stainless steel. For this reason, premature failure of the protective coating occurs, which accordingly leads to the corrosion of the pipe metal.

Известна конструкция трубы с внутренним защитным покрытием (патент №2181458, кл. F16L 58/04, по заявке №2000107727/06 от 29.03.2000 г., опубл. 20.04.2002 г.), где труба с внутренним защитным покрытием содержит цилиндрические вкладыши внутри концов трубы из свариваемого коррозионностойкого металла, которые выполнены многослойными из тонкостенного коррозионностойкого металла с толщиной стенки 0,05-1,5 мм навивкой или из отдельных колец, наружная поверхность внешнего слоя которых соединена с внутренней поверхностью концов трубы и слоев между собой склеиванием, пайкой, сваркой или их комбинацией. Кроме того, внутренние концы вкладышей выполнены ступенчатыми, ступени которых содержат один или более слоев навивки или отдельных колец, а на ступени нанесено внутреннее защитное покрытие. Наружные концы вкладышей имеют толщину стенки от 0,7 мм до 5 мм в зависимости от толщины стенки трубы. Слои вкладышей выполнены из коррозионностойкого металла с разной толщиной стенки, причем внутренние слои вкладышей выполнены из металла с большей толщиной стенки. Торцы слоев наружных концов вкладышей соединены между собой и с металлом трубы прерывистым или сплошным коррозионностойким сварным швом. Слои вкладышей изолированы между собой клеящим антикоррозионным диэлектрическим материалом.A known construction of a pipe with an internal protective coating (patent No. 2181458, class F16L 58/04, according to the application No. 200017727/06 of 03/29/2000, published on 04/20/2002), where the pipe with an internal protective coating contains cylindrical liners inside the pipe ends of the welded corrosion-resistant metal, which are made of multilayer thin-walled corrosion-resistant metal with a wall thickness of 0.05-1.5 mm by winding or from individual rings, the outer surface of the outer layer of which is connected to the inner surface of the pipe ends and layers by gluing, soldering th, welding or a combination thereof. In addition, the inner ends of the liners are made stepwise, the steps of which contain one or more layers of winding or individual rings, and an inner protective coating is applied to the steps. The outer ends of the liners have a wall thickness of 0.7 mm to 5 mm, depending on the thickness of the pipe wall. The layers of the liners are made of corrosion-resistant metal with different wall thicknesses, and the inner layers of the liners are made of metal with a larger wall thickness. The ends of the layers of the outer ends of the liners are connected to each other and to the pipe metal by an intermittent or continuous corrosion-resistant weld. The layers of the liners are insulated with an adhesive anticorrosive dielectric material.

Данная конструкция трубы с внутренним защитным покрытием имеет те же недостатки, что и предыдущая, хотя они выполнены ступенчатыми. То есть по причине очень низкой адгезии материалов покрытий к коррозионностойкой стали происходит преждевременный выход из строя защитного покрытия. По этой причине и происходит коррозионное разрушение металла труб в околошовной зоне из-за электрохимической коррозии, так как металл труб и оболочек из коррозионностойкой стали имеет различный стандартный электродный потенциал. При транспортировании по трубопроводу обводненной нефти или промысловых сточных вод из-за разности потенциалов будет интенсивно разрушаться металл труб в околошовной зоне.This design of the pipe with an internal protective coating has the same disadvantages as the previous one, although they are made stepwise. That is, due to the very low adhesion of the coating materials to stainless steel, premature failure of the protective coating occurs. For this reason, the corrosion of the pipe metal in the heat-affected zone occurs due to electrochemical corrosion, since the metal of the pipes and shells made of corrosion-resistant steel has different standard electrode potentials. When transporting waterlogged oil or field wastewater through a pipeline, the metal of the pipes in the heat-affected zone will be intensively destroyed due to the potential difference.

За прототип взята конструкция трубы с защитным покрытием трубы с внутренним защитным покрытием (патент №2540199, кл. F16L 58/04, по заявке №2013104786/06 от 05.02.2013 г., опубл. 10.02.2015 г.), где труба с внутренним защитным покрытием и втулками из коррозионностойкой стали содержит трубу, внутреннее защитное покрытие, удаленное от концов трубы, и втулки из коррозионностойкой стали, размещенные внутри концов трубы, где новым является то, что втулки из коррозионностойкой стали перекрывают часть внутреннего защитного покрытия трубы и закреплены внутри концов трубы путем их раздачи или обжима концов трубы, при этом соединение внутренних концов втулок из коррозионностойкой стали с концами трубы герметизировано путем склеивания их между собой или размещения между ними упругого эластичного уплотнительного материала.The prototype is the design of the pipe with a protective coating of the pipe with an internal protective coating (patent No. 2540199, class F16L 58/04, according to the application No. 2013104786/06 of 02/05/2013, publ. 02/10/2015), where the pipe with the inner protective coating and the stainless steel bushings contains a pipe, the inner protective coating remote from the ends of the pipe, and the stainless steel bushings located inside the ends of the pipe, where it is new that the stainless steel bushings overlap part of the inner protective coating of the pipe and are fixed inside pipe ends by distributing them or crimping the ends of the pipe, while the connection of the inner ends of the bushings of stainless steel with the ends of the pipe is sealed by gluing them together or by placing between them an elastic elastic sealing material.

Недостатком данной конструкции является то, что втулка из коррозионностойкой стали при небольшой толщине стенки не обеспечивает качественную защиту сварного соединения от коррозии, так как могут быть прожоги втулки при соединении сваркой, а также металл трубы может попасть в корень сварного шва, что приведет к преждевременному выходу сварного соединения из-за коррозии. При увеличении толщины стенки втулки увеличивается расход коррозионностойкой стали.The disadvantage of this design is that the sleeve made of corrosion-resistant steel with a small wall thickness does not provide high-quality protection of the welded joint from corrosion, as there may be burn-through of the sleeve when connected by welding, and the pipe metal can get into the root of the weld, which will lead to premature exit weld due to corrosion. With an increase in the thickness of the wall of the sleeve increases the consumption of corrosion-resistant steel.

Задача изобретения - экономия коррозионностойкой стали и обеспечение надежности защиты от коррозии сварного соединения труб с внутренним покрытием.The objective of the invention is the saving of corrosion-resistant steel and ensuring the reliability of corrosion protection of the welded pipe joint with the inner coating.

Поставленная задача решается следующим образом. В трубе с внутренним защитным покрытием, включающей трубу, внутреннее защитное покрытие, обечайки из коррозионностойкой стали, которыми герметично перекрыты концы внутреннего защитного покрытия и фаски под сварку, новым является то, что между концами трубы и обечаек из коррозионностойкой стали установлены кольца из коррозионностойкой стали. Кольца из коррозионностойкой стали размещены в раструбах концов трубы. Между концами трубы и обечаек из коррозионностойкой стали в продолжение колец из коррозионностойкой стали установлены обечайки из углеродистой стали. Обечайки из коррозионностойкой и углеродистой стали соединены местами между собою сваркой, например, контактной.The problem is solved as follows. In a pipe with an internal protective coating, including a pipe, an internal protective coating, shells made of corrosion-resistant steel, which tightly closed the ends of the internal protective coating and chamfers for welding, it is new that rings of corrosion-resistant steel are installed between the ends of the pipe and the shells of stainless steel. Corrosion-resistant steel rings are placed in the sockets of the pipe ends. Between the ends of the pipe and the shells of stainless steel in the continuation of the rings of stainless steel mounted shells of carbon steel. Shells made of corrosion-resistant and carbon steel are interconnected by welding, for example, contact welding.

Установление между концами трубы и обечаек из коррозионностойкой стали колец из коррозионностойкой стали позволяет сэкономить коррозионностойкую сталь и обеспечивает надежность защиты от коррозии сварного соединения труб с внутренним покрытием, так как отпадает необходимость увеличения толщины обечайки из коррозионностойкой стали для обеспечения надежности защиты от коррозии сварного соединения труб с внутренним покрытием, а увеличение толщины слоя из коррозионностойкой стали происходит только по торцам трубы с внутренним защитным покрытием. Размещение колец из коррозионностойкой стали в раструбах концов трубы позволяет увеличить площадь поперечного сечения трубы по их концам. Установление между концами трубы и обечаек из коррозионностойкой стали в продолжение колец из коррозионностойкой стали обечаек из углеродистой стали позволяет сделать плавный переход обечаек из коррозионностойкой стали от колец из коррозионностойкой стали к внутреннему покрытию труб. Соединение обечаек из коррозионностойкой и углеродистой стали местами между собою сваркой, например, контактной обеспечивает более качественное закрепление их между собою для трубы большого диаметра.The installation of rings of corrosion-resistant steel between the ends of the pipe and shells made of corrosion-resistant steel allows one to save corrosion-resistant steel and provides reliable protection against corrosion of the welded pipe joint with the inner coating, since there is no need to increase the thickness of the shell of corrosion-resistant steel to ensure reliable corrosion protection of the pipe welded joint with internal coating, and an increase in the thickness of the layer of stainless steel occurs only at the ends of the pipe with internal protection th coating. The placement of rings of corrosion-resistant steel in the sockets of the ends of the pipe allows you to increase the cross-sectional area of the pipe at their ends. The installation of carbon steel shells between the pipe ends and the shells of corrosion-resistant steel during the continuation of the rings of corrosion-resistant steel allows a smooth transition of the shells of corrosion-resistant steel from the rings of corrosion-resistant steel to the inner coating of the pipes. The connection of shells made of corrosion-resistant and carbon steel in places between each other by welding, for example, contact, provides better fixing between them for large-diameter pipes.

Изобретение иллюстрируется следующим чертежом. На фиг. показан разрез общего вида трубы с внутренним защитным покрытием. Труба 1 имеет внутреннее защитное покрытие 2, которое удалено от концов трубы на безопасное расстояние, при котором не будет происходить разрушение материала покрытия при соединении труб электродуговой сваркой, обечайки 3 из коррозионностойкой стали перекрывают часть внутреннего защитного покрытия 2, и закреплены они внутри концов трубы путем их раздачи. Между концами трубы 1 и обечайками 3 из коррозионностойкой стали установлены кольца 4 из коррозионностойкой стали. Между концами трубы 1 и обечайками 3 из коррозионностойкой стали в продолжение колец 4 из коррозионностойкой стали установлены обечайки 5 из углеродистой стали. Соединение внутренних концов обечаек 3 из коррозионностойкой стали с концами трубы 1 герметизированы путем склеивания или при помощи эластичного уплотнительного материала 6.The invention is illustrated by the following drawing. In FIG. shows a section of a General view of the pipe with an internal protective coating. The pipe 1 has an internal protective coating 2, which is removed from the ends of the pipe to a safe distance at which there will be no destruction of the coating material when connecting the pipes by electric arc welding, shells 3 made of corrosion-resistant steel overlap part of the internal protective coating 2, and they are fixed inside the pipe ends by their distribution. Between the ends of the pipe 1 and the shells 3 of stainless steel are installed rings 4 of stainless steel. Between the ends of the pipe 1 and the shells 3 of stainless steel in the continuation of the rings 4 of stainless steel mounted shell 5 of carbon steel. The connection of the inner ends of the shells 3 of stainless steel with the ends of the pipe 1 is sealed by gluing or by means of an elastic sealing material 6.

Изготавливают трубу с внутренним защитным покрытием в следующей последовательности. Трубу 1, изготовленную из углеродистой стали, очищают изнутри, наносят по известной технологии внутреннее защитное покрытие 2, например, по грунтовке порошком ПЭП 585 на основе эпоксидных смол. При этом внутреннее защитное покрытие 2 удаляют от концов трубы на расстояние не менее 50 мм, при котором не происходит разрушение материала покрытия при соединении труб электродуговой сваркой. Величина этого расстояния зависит от толщины стенки соединяемых электродуговой сваркой труб. На концы обечаек 3, изготовленных из коррозионностойкой стали, например из высоколегированной стали марки 12Х18Н10Т, устанавливают с одной стороны кольца 4 из коррозионностойкой стали и обечайки 5 из углеродистой стали, а с другой стороны эластичный уплотнительный материал 6 в виде плоского кольца. Все это в собранном виде устанавливают внутри концов трубы 1 с внутренним защитным покрытием 2 и закрепляют внутри концов трубы 1 путем раздачи в радиальном направлении при помощи дорна, передвигающегося в осевом направлении при помощи гидравлического пресса, что позволяет надежно и плотно их закрепить внутри концов трубы. Затем на концах трубы 1, колец 4 и обечаек 3 из коррозионностойкой стали делают соответствующие фаски под сварку при помощи переносного трубореза.A pipe is made with an internal protective coating in the following sequence. The pipe 1 made of carbon steel is cleaned from the inside, an internal protective coating 2 is applied according to the known technology, for example, by priming with an epoxy resin based PEP 585 powder. In this case, the inner protective coating 2 is removed from the ends of the pipe by a distance of at least 50 mm, at which there is no destruction of the coating material when the pipes are joined by electric arc welding. The value of this distance depends on the wall thickness of the pipes connected by electric arc welding. On the ends of shells 3 made of corrosion-resistant steel, for example, of high-alloy steel grade 12X18H10T, on one side of the ring 4 of corrosion-resistant steel and shell 5 are made of carbon steel, and on the other hand, elastic sealing material 6 in the form of a flat ring. All this assembled is installed inside the ends of the pipe 1 with an inner protective coating 2 and fixed inside the ends of the pipe 1 by distributing in the radial direction using a mandrel, moving in the axial direction using a hydraulic press, which allows them to be firmly and firmly fixed inside the ends of the pipe. Then, at the ends of the pipe 1, rings 4 and shells 3 of corrosion-resistant steel, the corresponding chamfers for welding are made using a portable pipe cutter.

На концах трубы 1 делают раструбы для колец из коррозионностойкой стали, что позволяет увеличить площадь поперечного сечения трубы по их концам.At the ends of the pipe 1 make the sockets for the rings of stainless steel, which allows to increase the cross-sectional area of the pipe at their ends.

На трубе 1 большого диаметра обечайки 3 из коррозионностойкой стали и обечайки 5 из углеродистой стали соединяют между собою сваркой, например, контактной. Это обеспечивает более качественное их закрепление между собою.On the pipe 1 of a large diameter, the shells 3 made of corrosion-resistant steel and the shells 5 made of carbon steel are connected by welding, for example, by contact welding. This provides better fixing between them.

При строительстве трубопровода соединяют трубы с внутренним защитным покрытием электродуговой сваркой по технологии соединения сваркой двухслойных сталей. Сначала соединяют сваркой слои, образованные обечайками и кольцами из коррозионностойкой стали. Для этого используют соответствующие электроды со стержнем из коррозионностойкой стали. Потом соединяют сваркой концы труб электродами для сварки углеродистых сталей, то есть идет полное заполнение сварного шва.During pipeline construction, pipes are connected with an internal protective coating by electric arc welding using the technology of joining by welding of two-layer steels. First, the layers formed by shells and rings of stainless steel are joined by welding. To do this, use the appropriate electrodes with a rod of stainless steel. Then the ends of the pipes are connected by welding with electrodes for welding carbon steels, that is, the weld is completely filled.

Такая конструкция трубы с внутренним покрытием позволяет сэкономить коррозионностойкую сталь и одновременно обеспечивает надежную защиту от коррозии сварного соединения труб с внутренним покрытием.This design of the pipe with the inner coating allows you to save corrosion-resistant steel and at the same time provides reliable protection against corrosion of the welded joint of pipes with the inner coating.

Claims

1. A pipe with an internal protective coating, including a pipe, an internal protective coating, shells made of corrosion-resistant steel, which hermetically sealed off the ends of the internal protective coating and chamfers for welding, characterized in that between the ends of the pipe and shells made of stainless steel are installed rings of stainless steel.

2. The pipe according to claim 1, characterized in that the rings of corrosion-resistant steel are placed in the sockets of the ends of the pipe.

3. The pipe according to claim 1, characterized in that between the ends of the pipe and the shells of corrosion-resistant steel, carbon steel shells are installed along the rings of corrosion-resistant steel.

4. The pipe according to paragraphs. 1 and 3, characterized in that the shells of corrosion-resistant and carbon steel are interconnected by welding, for example, contact.