SE435957B

SE435957B - Retention packing for connecting sleeved metal pipes

Info

Publication number: SE435957B
Application number: SE7907954A
Authority: SE
Inventors: T Bjork; P Kosonen
Original assignee: Gustavsberg Ab
Priority date: 1979-09-25
Filing date: 1979-09-25
Publication date: 1984-10-29
Also published as: SE7907954L

Abstract

Retention packing (7) for connecting sleeved metal pipes consists of elastic flexible material, with inlaid metal segments (16), which have an electric potential, corresponding to the pipes' electric potential. When the pipes are fitted together, the segments (16), which have peripheral extensions, twist when a pair of edges (17,18) on the segments (16) grip onto the one pipe's pointed end (2) inside the pipe connection. Thereby a shoulder (19) opposite the edges is pressed to become electrically conducting and in mechanical contact with the other pipe's sleeve (1).The segment enables transfer of sound as well as electricity between the pipes comprising the pipeline.<IMAGE>

Description

79o7ssa~i Ifrågavarande rörledningar är till helt dominerande del markförlagda, men framförallt inom industrin förekommer ovan-jordsförläggning. Denna utföres på betongplintar eller -fundament gjutna på mark, eller med på vägg monterade konsoler. Vid sådan typ av rörförlaggning finns ingen jordfyllning, som kan ta upp sidokrafter. Av den anledningen måste avvinklingar och avgreningar förankras särskilt stabilt. De svårighe- ter detta medför vid konsolförlagda ledningar är lätta att föreställa sig. Ledningarna kan vara i dimensioner mellan A80 och ﬁEOD nm, dock företrädesvis ßlOD - m30O m. Med ett invändigt tryck i ledningen på en megapascal kan sidokrafterna vid en avgrening uppgå till flera hundra kilonewton. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att skapa en 'packning, som förutom att den tätar mellan spetsände och muff på i en ledning in- gående rörlängder även upptar framförallt axiellt riktade krafter. 79o7ssa ~ i The pipelines in question are for the most part grounded, but above all in industry there is an above-ground location. This is carried out on concrete plinths or foundations cast on the ground, or with wall-mounted brackets. With this type of pipe laying, there is no earth filling, which can absorb lateral forces. For this reason, angles and branches must be anchored particularly stably. The difficulties this entails with console-laid cables are easy to imagine. The lines can be in dimensions between A80 and ﬁ EOD nm, but preferably ßlOD - m30O m. With an internal pressure in the line of one megapascal, the lateral forces at a branch can amount to several hundred kilonewtons. The object of the present invention is to create a gasket which, in addition to sealing between the tip end and the sleeve on pipe lengths included in a pipe, also absorbs primarily axially directed forces.

Denna egenskap bidrager starkt till att ledningen inte förskjuts i sidled sa att radiellt verkande krafter kan utvecklas. Den egenskapen att packningen håller de i förbandet ingående rördelarna i konstant läge resulterar i att packningens tätande del förblir i för tätning mest gynnsamt läge i kopplingen. Ett annat ändamål är att sätta de i en rörledning ingående rördelarna i mekaniskt god kontakt med varand- ra,. varigenom transmittering av ljudvågor från en rörlängd till nästa möjliggöres. Samtidigt sätts rördelarna i elektrisk kontakt med varandra, vilket möjliggör, förutom att katodiskt skydd kan anordnas, att en elektrisk ström kan ledas genom långa rörsträckor i mark och möjliggöra elektronisk lägesbestämning i horisontell och vertikal led medelst riktade radiovågor från sändande/mottagande instrument. Genom skapandet av elektrisk kontakt mellan rördelarna möjliggöres även elektrisk upptining av ett i en ledning infruset medium.This property strongly contributes to the line not being displaced laterally so that radially acting forces can be developed. The property that the gasket keeps the pipe parts included in the joint in a constant position results in the sealing part of the gasket remaining in the most favorable position in the coupling for sealing. Another object is to put the pipe parts included in a pipeline in mechanical good contact with each other. thereby enabling transmission of sound waves from one pipe length to the next. At the same time, the pipe sections are put into electrical contact with each other, which makes it possible, in addition to cathodic protection, that an electric current can be conducted through long pipe sections in the ground and enable electronic positioning in horizontal and vertical direction by means of directed radio waves from transmitting / receiving instruments. By creating electrical contact between the pipe parts, electrical thawing of a medium frozen in a line is also made possible.

För att ge packningen de eftesträvade egenskaperna har metallsegment inbäddats i det som huvudsakligt packningsmaterial fungerande elas- tiskt eftergivliga materialet. Därvid utföres segmenten i ett material med en elektropotential som nära nog sammanfaller med elektropotentia- len hos de metallrör, som utgör ledningen. Vidare utformas segmenten med ett par eggar för ingepp i det ena metallrörets spetsände och en dessa eggar motstående skuldra, för ledande kontakt med insidan gå det andra rörets muff. Ytterligare särdrag hos uppfinningen framg r av efterföljande patentkrav.In order to give the gasket the desired properties, metal segments have been embedded in the elastically resilient material acting as the main gasket material. In this case, the segments are made of a material with an electropotential that almost coincides with the electropotential of the metal pipes that make up the line. Furthermore, the segments are designed with a pair of edges for grouting in the tip end of one metal tube and a shoulder opposite these edges, for conductive contact with the inside go the sleeve of the other tube. Further features of the invention appear from the appended claims.

Uppfinningen kommer att närmare beskrivas i anslutning till bifogade ritning, på vilken Figur 1 visar en del av en sektion genom ett mufförband i driftslåge, Figur 2 visar en tvärsektion genom en förankringspackning enligt upp- finningen, och Figur 3 visar en planprojektion av en förankringspackning enligt upp- finningen, där den fördelade placeringen av i packningen ingående seg- ment illustreras.The invention will be described in more detail in connection with the accompanying drawing, in which Figure 1 shows a part of a section through a socket joint in operating position, Figure 2 shows a cross section through an anchoring gasket according to the invention, and Figure 3 shows a plan view of an anchoring gasket according to the invention, where the distributed placement of segments included in the gasket is illustrated.

I en rörförbindning ingår en muff 1, som utgör ena änden av ett metallrör, och en spetsände 2 av ett annat rör. Muffen 1 är utformad med ett inre 3 och ett yttre 4 parti, varvid innerdiametern i det ytt- re partiet överstiger den i det inre. I det yttre partiet 4 forefinns 1907954-7 en inåtriktad periferiell äs 5 och utanför denna en inåtriktad fläns 6. Spetsänden 2 är instucken i muffen 1 ända in i det inre partiet 3.A pipe connection includes a sleeve 1, which constitutes one end of a metal pipe, and a tip end 2 of another pipe. The sleeve 1 is formed with an inner 3 and an outer 4 portion, the inner diameter of the outer portion exceeding that of the inner one. In the outer portion 4 there is an inwardly directed peripheral axis 5 and outside this an inwardly directed flange 6. The tip end 2 is inserted into the sleeve 1 all the way into the inner portion 3.

I muffens yttre parti 4 är en packning 7 placerad. Denna består av en yttre del 8 och en inre del 9. Den yttre delen 8 kan innehålla inläggning av bomullskord eller liknande. Karakteristiskt för pack- ningen enligt uppfinningen är dock, att spridda utmed packningens om- krets i partiet mellan den i monterat läge yttre delen 8 och den inre, tätande delen 9 förefinns ett antal metallsegment 16. Dessa har valts av ett material med en elektropotential som mycket nära ansluter till elektropotentialen hos materialet i själva rördelarna. Segmenten 16 är väsentligen placerade där packningen 7 har en midja 11 mellan den ytt- re delen 8 och den inre delen 9. Packningen liksom rörförbindelsen i övrigt monteras på känt vis, varvid nämnda midja utfylles av åsen 5 i muffen 1. Då sedan spetsänden 2 med kända redskap föres in i muffen 1 komprimeras den inre packningsdelen 9 och utsträcks i axiell led. När den vid monteringen använda inskjutningskraften avlägsnas från spets- änden 2 drar packning 7 ut denna något ur muffen. Därvid går två inåt- riktade eggar 17, 18 på segmentet 16 i ingrepp med spetsändens 2 ytte- ryta. Genom att packningens och segmentens midjeparti 11 omsluter åsen 5 vickas segmentet något och en eggarna 17, 18 motstående skuldra 19 tryckes mot åsen 5. Skuldran 19 kan vara spetsig eller rund, varvid hänsyn tages till att en spetsig skuldra har lättare att trycka in i muffens material, medan ett rundat utförande kan innebära en större kontaktyta mot muffen. Materialet i rörledningen får diktera utform- ningen av se menten på denna punkt, varvid är att märka, att Cm -mo- lekyler i gr ärn förekommer som fjäll, vanligen klinkmässigt lagrade i ytan, medan motsvarande molekyler i segjärn har nodulform. För att segmentets 16 skuldra 19 skall komma i god elektrisk kontakt med jär- net bör materialet i segmentet ha en hårdhet i storleksordningen HRC 62-65. Det har vid praktiska prov visat sig, att ett stål av kvalitet SIS 142258-08 har en elektropotential, som så nära ansluter till jär- nets, att ingen korrosiv frätning uppstår på rördelarna.In the outer part 4 of the sleeve a gasket 7 is placed. This consists of an outer part 8 and an inner part 9. The outer part 8 may contain inlays of cotton cord or the like. Characteristic of the gasket according to the invention is, however, that scattered along the circumference of the gasket in the portion between the outer part 8 in the assembled position and the inner, sealing part 9 there are a number of metal segments 16. These have been selected from a material with an electropotential which very closely connects to the electropotential of the material in the pipe parts themselves. The segments 16 are substantially located where the gasket 7 has a waist 11 between the outer part 8 and the inner part 9. The gasket as well as the pipe connection in general is mounted in a known manner, said waist being filled by the ridge 5 in the sleeve 1. Then the tip end 2 with known tools is inserted into the sleeve 1, the inner gasket part 9 is compressed and extended in axial direction. When the insertion force used during assembly is removed from the tip end 2, gasket 7 pulls it slightly out of the sleeve. In this case, two inwardly directed edges 17, 18 on the segment 16 engage with the outer surface of the tip end 2. By the waist portion 11 of the gasket and the segments enclosing the ridge 5, the segment is folded slightly and a shoulder 19 opposite the edges 17, 18 is pressed against the ridge 5. The shoulder 19 can be pointed or round, taking into account that a pointed shoulder is easier to press into the sleeve. material, while a rounded design can mean a larger contact surface against the sleeve. The material in the pipeline may dictate the design of the segments at this point, it being noted that Cm molecules in iron occur as scales, usually clinker-like stored in the surface, while corresponding molecules in ductile iron have a nodule shape. In order for the shoulder 19 of the segment 16 to come into good electrical contact with the iron, the material in the segment should have a hardness in the order of HRC 62-65. In practical tests, it has been shown that a steel of quality SIS 142258-08 has an electropotential which connects so closely to the iron that no corrosive corrosion occurs on the pipe parts.

I en föredragen variant av uppfinningen har segmenten 16 givits en form, som i tvärsnitt framgår av Figur 2. Aven denna är försedd med två eggar 17, 18 för ingrepp i det ena rörets spetsände 2. Segmentet har en rundad skuldra 19. Därtill har det en kilformad läpp 20 vilken i den färdiga rörförbindningen, då spetsänden 2 dragits ut något av packningens tätande inre del, eller senare av det i rörledningen före- fintliga inre trycket trängt ut mellan spetsändens 2 ytteryta och kan- ten på muffens 1 inåtriktade fläns 6. Denna variant på segment har fördelen att låsa de båda rören effektivt mot radiella krafter, men erbjuder en viss nackdel vid de tillfällen, då rörledning skall demon- teras. Dessutom förhindras en ibland önskvärd rörlighet hos rörled- ningen i axiell led.In a preferred variant of the invention, the segments 16 have been given a shape, which in cross section is shown in Figure 2. This is also provided with two edges 17, 18 for engagement in the tip end 2 of one tube. The segment has a rounded shoulder 19. In addition, it has a wedge-shaped lip 20 which in the finished pipe connection, when the tip end 2 has been pulled out somewhat of the sealing inner part of the gasket, or later by the internal pressure present in the pipeline, protrudes between the outer surface 2 of the tip end 2 and the edge of the inward flange 6. This variant of segment has the advantage of locking the two pipes effectively against radial forces, but offers a certain disadvantage at the times when the pipeline is to be dismantled. In addition, a sometimes desirable mobility of the pipeline in the axial direction is prevented.

För att förankra segmenten i gackningen utföres de med från sina båda ändar i periferiell led utg ende tappar. Dessa tappar ligger väsent- ligen i packningens midjeparti 11, och utgör sålunda en armering där packningsmaterialet är som tunnast.To anchor the segments in the gap, they are made with pins extending from both ends in the circumferential direction. These pins lie substantially in the waist portion 11 of the gasket, and thus form a reinforcement where the gasket material is thinnest.

Sammanfattningsvis har packningen enligt uppfinningen följande förde- lar: 1. Akustisk läcksökning möjliggöres. 2. Elektronisk lägesbestämning i horisontal- och vertikalled av en i '?9Ü'7951ï:-~ “7 marken befintlig ledning möjliggöres. 3. Elektrisk upptining av "frusna" ledningar möjliggöres. 4.'I korrosiv jord förlagda rörledningar kan skyddas medelst offer-_ anod, varvid plåtbitar eller band av metall med lag spänningspotential placeras vid sidan av den ledning som skall skyddas, och förbindes med denna medelst elektriskt ledande kabel. 5. En rörledning kan skyddas medelst påtrycklig likspänning, vilket innebär att parallellt med ledningen nedlägges en ledare av samma material som rörledningen. Denna ansluts sedan elektriskt till rör- ledningen och till en likspänningskällas minuspol.In summary, the gasket according to the invention has the following advantages: 1. Acoustic leak detection is made possible. 2. Electronic position determination in the horizontal and vertical directions of a line existing in the ground is made possible. Electrical thawing of "frozen" wires is made possible. 4. Pipelines laid in corrosive earth can be protected by means of sacrificial anode, whereby sheet metal pieces or strips of metal with low voltage potential are placed next to the line to be protected, and connected to it by means of electrically conductive cable. 5. A pipeline can be protected by means of a pressurized direct voltage, which means that a conductor of the same material as the pipeline is laid down in parallel with the pipeline. This is then electrically connected to the pipeline and to the negative pole of a direct voltage source.

Gjorda försök antyder, att de två sistnämnda metoderna för katodiskt skydd möjliggör att även ledningar förlagda i korrosiv jord kan ges v livslängder pa 1 storleksordningen 25 år.Experiments have indicated that the latter two methods of cathodic protection make it possible for even pipes laid in corrosive soil to be given lifespans of the order of 25 years.

Claims

1. _.._.._ ~ _f - 7907954-7 Claims Anchoring gasket for sleeve-mounted metal tubes consisting of an elastomer with embedded, peripherally extending metal segments (16), which are so designed that they are in contact with both of them. pipe joint included in the pipes (1,2), characterized in that the metal in the segments has an electropotential, which almost coincides with the electropotential of the pipes, and that each segment (16) has a shaped lip (20) intended to penetrate between the outer side of the tip end (2) of one tube and a fin (6) inwardly extending from the socket (1) of the other tube into the mutual locking of the tubes, in addition to radial, also axial movements.