RU77013U1

RU77013U1 - PIPELINE REPAIR COUPLING

Info

Publication number: RU77013U1
Application number: RU2008117073/22U
Authority: RU
Inventors: Валерий Михайлович Шарыгин; Юрий Викторович Александров; Александр Ильич Филиппов; Сергей Викторович Романцов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Ухта"
Priority date: 2008-04-29
Filing date: 2008-04-29
Publication date: 2008-10-10

Abstract

Полезная модель относится к строительству трубопроводов и может найти применение при ремонте несквозных дефектов стенок труб.The utility model relates to the construction of pipelines and may find application in the repair of non-through defects of pipe walls.

Задача полезной модели состоит в снижении затрат времени при установке муфты на трубопровод.The objective of the utility model is to reduce the time spent installing the coupling on the pipeline.

Поставленная задача в устройстве муфты для ремонта трубопровода, включающей две установленные на трубопровод с зазором между концевыми участками и соединенные стыковыми сварными швам полумуфты, решается тем, что концевые участки полумуфт выполнены под углом к их образующим с установленным значением зазора путем взаимного смещения полумуфт по оси трубопровода. 1п. ф-лы.The task in the device of the coupling for repairing the pipeline, including two half-couplings installed on the pipeline with a gap between the end sections and connected by butt welds, is solved by the fact that the end sections of the half couplings are made at an angle to their generators with the set gap value by mutual displacement of the half couplings along the pipeline axis . 1p. f-ly.

Description

Известна сварная муфта для ремонта трубопровода (см. патент РФ №2285192, МПК F16L 55/18, опубл. 20.05.2006), состоящая из двух идентичных полумуфт, взаимодействующих между собой продольными концевыми участками, соединенными сварными швами, причем, один из продольных концевых участков каждой полумуфты выполнен скошенным с уменьшением толщины стенки до острой кромки, при этом продольные концевые участки перед сваркой уложены внахлест.A well-known welded coupling for repairing a pipeline (see RF patent No. 2285192, IPC F16L 55/18, publ. 05.20.2006), consisting of two identical coupling halves interacting with each other with longitudinal end sections connected by welds, and one of the longitudinal end sections of each coupling half is made beveled with a decrease in wall thickness to a sharp edge, while the longitudinal end sections are overlapped before welding.

Недостатком данного устройства является пониженная прочность угловых сварных швов, соединяющих продольные концевые участки муфты по причине того, что такие швы работают в основном на срез, а допускаемые напряжения среза составляют 60% от допускаемых напряжений растяжения, которые реализуются в стыковых сварных швах.The disadvantage of this device is the reduced strength of the fillet welds connecting the longitudinal end sections of the coupling due to the fact that such seams work mainly for shear, and the allowable shear stresses account for 60% of the allowable tensile stresses that are realized in butt welds.

В качестве прототипа к заявляемому устройству нами выбрана негерметичная сварная стальная муфта (см. СТО Газпром 2-2.3-137-2007. Инструкция по технологиям сварки при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов. Часть II. - ООО "ВНИИГАЗ", ООО ИРЦ "Газпром". - М.: 2007, с.15). Данное устройство состоит из двух идентичных, установленных на дефектный участок трубопровода полумуфт, продольные торцевые кромки которых соединены стыковыми сварными швами.As a prototype for the claimed device, we have chosen an unpressurized welded steel coupling (see STO Gazprom 2-2.3-137-2007. Instructions on welding technologies in the construction and repair of field and main gas pipelines. Part II. - VNIIGAZ LLC, IRC LLC Gazprom ". - M.: 2007, p.15). This device consists of two identical half-couplings installed on the defective section of the pipeline, the longitudinal end edges of which are connected by butt welds.

Недостатком данной муфты являются повышенные затраты времени на точную подгонку размеров полумуфт по окружности трубы для соблюдения зазора между стыкуемыми кромками в пределах 2,5÷3,5 мм (см. СТО "Газпром" 2-2.3-137-2007, с.59, табл.№11.5), в то время как наружный диаметр труб, например, трубы ⌀720 мм может изменятся в пределах ±4 мм, соответственно, окружность трубы в пределах ±12,6 мм (см. ГОСТ 20295-85. Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов). Такой разброс размера окружности трубопровода приводит к тому, что каждую муфту необходимо индивидуально подгонять и готовить кромки полумуфт к сварке в трассовых условиях.The disadvantage of this coupling is the increased time spent on the exact fit of the coupling half sizes around the pipe circumference to maintain a gap between abutting edges within 2.5 ÷ 3.5 mm (see STO Gazprom 2-2.3-137-2007, p. 59, tab. No. 11.5), while the outer diameter of pipes, for example, pipes ⌀720 mm, can vary within ± 4 mm, respectively, the circumference of the pipe within ± 12.6 mm (see GOST 20295-85. Welded steel pipes for gas and oil pipelines). Such a spread in the circumference of the pipeline leads to the fact that each coupling must be individually adjusted and the edges of the coupling halves prepared for welding in the field conditions.

Поставленная задача в устройстве муфты для ремонта трубопровода, включающей две установленные на трубопровод с зазором между концевыми участками и соединенные стыковыми сварными швами полумуфты, решается тем, что концевые участки полумуфт выполнены под углом к их образующим с установленным значением зазора путем взаимного смещения полумуфт по оси трубопровода.The task in the device of the coupling for repairing the pipeline, including two half-couplings mounted on the pipeline with a gap between the end sections and connected by butt welds, is solved by the fact that the end sections of the half couplings are made at an angle to their generators with the set gap value by mutual displacement of the half couplings along the pipeline axis .

Существенными отличительными признаками заявленной модели в устройстве муфты для ремонта трубопровода является выполнение концов полумуфт под углом к их образующим и получение необходимого зазора путем взаимного смещения полумуфт по оси трубопровода.The salient features of the claimed model in the coupling device for repairing the pipeline is the execution of the ends of the coupling halves at an angle to their generators and obtaining the necessary clearance by mutual displacement of the coupling halves along the axis of the pipeline.

Данные признаки, как нами установлено из источников патентной и научно-технической информации, в известных муфтовых конструкциях не применяли, поэтому заявляемая полезная модель соответствует условию патентоспособности - "Новизна".These signs, as we have established from the sources of patent and scientific and technical information, were not used in known coupling designs, therefore, the claimed utility model meets the patentability condition - “Novelty”.

Заявляемая полезная модель легко выполнима на практике, поэтому она соответствует условию патентоспособности - "Промышленная применимость".The inventive utility model is easily feasible in practice, therefore, it meets the condition of patentability - "Industrial applicability".

Муфта для ремонта трубопровода показана на фиг.1-3. На фиг.1 представлен вид сбоку двух полумуфт до сварки, на фиг2 - фрагмент (разрез) поперечного сечения трубы и установленных полумуфт перед сваркой, на фиг.3 - вид муфты сбоку, после сварки.A pipe repair sleeve is shown in FIGS. 1-3. Figure 1 presents a side view of two coupling halves before welding, figure 2 is a fragment (section) of the cross section of the pipe and installed coupling half before welding, figure 3 is a side view of the coupling, after welding.

Муфта состоит из двух полумуфт с толщиной стенки δ_м: верхней 1, установленной на трубопровод 2 с толщиной стенки δ_тр с поверхностным дефектом 3, нижней 4, установленной с зазором Δ между ближайшими продольными кромками 5, 6 полумуфт, направленными под углом α к их образующим, параллельным продольной оси трубопровода 2, причем под продольными кромками 5, 6 размещена подкладная пластина 7.The coupling consists of two half-couplings with a wall thickness of δ _m : top 1 installed on the pipeline 2 with a wall thickness of δ _tr with a surface defect 3, the bottom 4 installed with a gap Δ between the nearest longitudinal edges 5, 6 of the coupling halves, directed at an angle α to their generators, parallel to the longitudinal axis of the pipeline 2, and under the longitudinal edges 5, 6 placed a backing plate 7.

Монтаж муфты проводится следующим образом. На дефектный участок 3 трубопровода 2 устанавливают верхнюю полумуфту 1 с подкладной пластиной 7, затем ставят нижнюю полумуфту 4 (положение 4а), фиксируя обе полумуфты центратором (не показан), после чего нижнюю полумуфту 4 передвигают в положение 4б, получая необходимое значение зазора Δ с обеих сторон трубопровода 2, затем выполняют сварное соединение 8 с обеих сторон трубопровода 2, а смещенные участки кромок 9, 10 срезают.The installation of the coupling is as follows. On the defective section 3 of pipeline 2, the upper coupling half 1 with a washer plate 7 is installed, then the lower coupling half 4 (position 4a) is placed, fixing both coupling halves with a centralizer (not shown), after which the lower coupling half 4 is moved to position 4b, obtaining the necessary clearance Δ on both sides of the pipeline 2, then weld 8 is performed on both sides of the pipeline 2, and the offset sections of the edges 9, 10 are cut off.

Пример: На дефектный участок трубопровода диаметром D_H×δ_тр=720×10 мм устанавливается стальная муфта длиной по оси трубопровода, равной 720 мм, толщина стенки δ_м=10,5 мм, угол α=15°, зазор Δ=3 мм. Определить размер полумуфт Example: On a defective section of a pipeline with a diameter of D _H × δ _tr = 720 × 10 mm, a steel sleeve is installed with a length along the axis of the pipeline equal to 720 mm, wall thickness δ _m = 10.5 mm, angle α = 15 °, clearance Δ = 3 mm. Determine the size of the coupling halves

по окружности и максимально возможное взаимное смещение Δх верхней и нижней полумуфт по оси трубы после установки, если изменение ΔD_H наружного диаметра D_н трубы составляет значение ΔD_H=±4 мм.around the circumference and the maximum possible mutual displacement Δx of the upper and lower coupling halves along the axis of the pipe after installation, if the change ΔD _{H of the} outer diameter D _{n of the} pipe is ΔD _H = ± 4 mm.

Размер каждой полумуфты _окр по дуге окружности, проведенной посередине длины полумуфты, выбирают исходя из номинального значения наружного диаметра D_H с учетом зазора Δ:Size of each coupling half _okr along an arc of a circle drawn in the middle of the length of the coupling half, is selected based on the nominal value of the outer diameter D _H taking into account the gap Δ :

Максимальный компенсируемый зазор Δу по дуге окружности, приходящийся на одну полумуфту, равен:The maximum compensated clearance Δу along an arc of a circle per one coupling half is equal to:

а значение смещения полумуфт Δ× равно:and the offset value of the coupling halves Δ × is:

Исходные данные: D_H=720 мм; ΔD_H=4,0 мм; α=15° (ctg α=3,732); Δ=3 мм.Initial data: D _H = 720 mm; ΔD _H = 4.0 mm; α = 15 ° (ctg α = 3.732); Δ = 3 mm.

Подставляя данные в формулы (1) и (3), получим: _окр=1128 мм, Δ×=23,4 мм, что составляет 3,2% длины муфты.Substituting the data in formulas (1) and (3), we obtain: _okr = 1128 mm, Δ × = 23.4 mm, which is 3.2% of the length of the coupling.

Таким образом, за счет взаимного смещения полумуфт по оси трубы на 23,4 мм можно компенсировать максимальные значения разброса диаметра труб без затрат времени на индивидуальную подгонку полумуфт к их сварке. Это дает возможность предварительного изготовления необходимого количества полумуфт с подготовленными в заводских или базовых условиях кромками для сварки с последующим ремонтом дефектов протяженного участка трубопровода, устанавливая полумуфты с необходимым их взаимным смещением в зависимости от конкретного значения диаметра трубы. В этом заключается эффект данной полезной модели.Thus, due to the mutual displacement of the coupling halves along the pipe axis by 23.4 mm, it is possible to compensate for the maximum variation in the diameter of the pipes without spending time on an individual adjustment of the coupling halves to their welding. This makes it possible to pre-fabricate the required number of coupling halves with edges prepared in the factory or basic conditions for welding, followed by repair of defects in an extended section of the pipeline, installing coupling halves with the necessary mutual displacement depending on the specific value of the pipe diameter. This is the effect of this utility model.

Claims

A coupling for repairing a pipeline, including two half-couplings installed on the pipeline with a gap between the end sections and connected by butt welds, characterized in that the end sections of the half couplings are made at an angle to their generators with a set gap value by mutually displacing the half couplings along the axis of the pipeline.