УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИТНОЙ ПРИВАРКИ КАТОДНОГО МЕДНОГО ПРОВОДА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ МАГИСТРАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА

Полезная модель относится к области сварочного производства, а именно, к устройствам термитной приварки провода электрохимической защиты, выполненного из меди или ее сплавов, к магистральному трубопроводу.
Известно устройство для термитной сварки, содержащее закрытый сосуд для сжигания термитной смеси, в результате чего полученный расплавленный металл заполняет зазор между свариваемыми деталями, при этом в состав термитной смеси входит с избытком окисел металла и углеродная присадка. Струя металла выбрасывается из реакционного сосуда на свариваемое изделие
давлением образующихся в нем газов (авторское свидетельство СССР №87136, кл. В 23 К 23/00, 1949).
Недостатком известного устройства является низкое качество получаемого с помощью него сварного соединения, что обусловлено тем, что значительная часть тепла, выделяемого при горении термита, теряется на нагрев реакционного сосуда, а также тем, что выбрасывание газами струи металла приводит к интенсивному перемешиванию получаемого металла с окисью алюминия и другими продуктами горения термита, включение которых снижают качество получаемого сварного соединения.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для термитной приварки катодного медного провода электрохимической защиты 'магистрального трубопровода, содержащее сварочную камеру, изготовленную из материала, имеющего высокую точку плавления, например из графита, имеющую каналы для выхода газа и каналы для вывода термитного шлака и выполненную с возможностью установки на металлическую поверхность магистральной трубы, термитную смесь, сформованную в цилиндрический термитный стержень с оболочкой, вставленный в центральное отверстие сварочной камеры (авторское свидетельство СССР №1569147, кл. В 23 К 23/00, опубл. 07.06.1990 - прототип).
Основной недостаток известного устройства заключается в следующем.
При поджоге термитного стержня температура продуктов сгорания достигает 1500-2500°С. В процессе сгорания смеси термитного стержня образуется расплав на основе окисла металла, содержащегося в смеси. При взаимодействии нагретых до высокой температуры продуктов сгорания с привариваемым материалом происходит его нагрев, который без отвода тепла может вызвать подплавление привариваемого катодного медного провода электрохимической защиты на длине, выходящей за пределы района приварки или даже полное его расплавление в месте стыковки катодного провода и магистральной трубы. Все это снижает надежность, а также качество получаемого сварного соединения, обусловленное его пониженными техническими и электрическими характеристиками.
Техническим результатом полезной модели является создание нового устройства для термитной приварки катодного медного провода электрохимической защиты магистрального трубопровода, обеспечивающего высокую надежность и качество получаемого сварного соединения.
Технический результат достигается в устройстве для термитной приварки катодного медного провода электрохимической защиты магистрального трубопровода, содержащее сварочную камеру,
изготовленную из материала с высокой точкой плавления, например из графита, имеющую каналы для выхода газа и каналы для вывода термитного шлака и выполненную с возможностью установки на металлическую поверхность магистральной трубы, термитную смесь, сформованную в цилиндрический термитный стержень с оболочкой, вставленный в центральное отверстие сварочной камеры, в котором, согласно полезной модели, на стыке с магистральной трубой в боковой поверхности сварочной камеры выполнено отверстие для катодного медного провода электрохимической защиты, конец которого в пределах сварочной камеры зафиксирован в стальной трубке, расположенной на поверхности магистральной трубы в зазоре между магистральной трубой и термитным стержнем, при этом огнепроводный шнур термитного стержня введен в сварочную камеру через один из ее каналов для вывода термитного шлака.
При поджоге термитного стержня с помощью огнепроводного шнура, выведенного наружу из сварочной камеры через один из ее каналов для вывода термитного шлака, происходит термическая реакция с выделением большого количества тепла, при этом стальная теплоотводящая трубка, имеющая точку плавления более высокую, чем зафиксированный в ней катодный медный провод, подплавляется и деформируется, закрепляя внутри себя катодный медный провод и обеспечивая хороший контакт с поверхностью магистральной трубы, а
наплавка в виде восстановленного металла из термитной смеси горящего термитного стержня накрывает конец трубки, прочно приваривая его к поверхности магистральной трубы.
Таким образом, благодаря сохранению технических характеристик катодного медного провода и обеспечению хорошего электрического контакта с поверхностью магистрального трубопровода, обеспечивается высокая надежность и качество термитной приварки катодного медного провода электрохимической защиты магистрального трубопровода.
Сопоставительный анализ заявляемого решения и прототипа выявляет наличие отличительных признаков у заявляемого устройства по сравнению с наиболее близким аналогом, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию «новизна».
Наличие отличительных признаков дает возможность получить положительный эффект, выражающийся в создании нового устройства для термитной приварки катодного медного провода электрохимической защиты магистрального трубопровода, обеспечивающего более высокую надежность и качество получаемого сварного соединения.
Использование полезной модели в технологическом процессе выполнения электрохимической защиты магистральных трубопроводов обеспечивает заявляемому устройству соответствие критерию «промышленная применимость».
Заявляемая полезная модель изображена на чертеже, где на фиг.1 изображен общий вид устройства в разрезе.
Устройство для термитной приварки катодного медного провода 1 электрохимической защиты магистрального трубопровода 2, содержащее сварочную камеру 3, изготовленную из материала с высокой точкой плавления, например, из графита, имеющую каналы 4 для отвода газов и каналы 5 для вывода термитного шлака и выполненную с возможностью установки на металлическую поверхность магистральной трубы 2, термитную смесь, сформованную в цилиндрический термитный стержень 6 с оболочкой, вставленный в центральное отверстие 7 сварочной камеры 3, причем на стыке с магистральной трубой 2 в боковой поверхности сварочной камеры 3 выполнено отверстие 8 для катодного медного провода 1 электрохимической защиты, конец 9 которого в пределах сварочной камеры 3 зафиксирован в теплоотводящей стальной трубке 10, расположенной на поверхности магистральной трубы 2 в зазоре между магистральной трубой 2 и термитным стержнем б, при этом огнепроводный шнур 11 термитного стержня б введен в сварочную камеру 3 через один из ее каналов 5 для вывода термитного шлака.
Применяемый при приварке катодного медного провода 1 электрохимической защиты магистрального трубопровода 2 термитный стержень 6 выполнен в соответствии с ТУ 1718-001-56222072-2001. В
состав термитного стержня 6 входят: восстановитель, например бор, газогенерирующая добавка, например нитрат калия, и оксид меди.
При поджоге с помощью огнепроводного шнура 11 термитного стержня 6 осуществляется реакция со значительным выделением тепла, за счет которого происходит подплавление теплоотводящей стальной трубки 10, которая деформируется и закрепляет внутри себя менее тугоплавкий катодный медный провод 1, привариваясь при этом с помощью металла (меди), восстановленного в результате термической реакции в термитном стержне 6, к поверхности магистральной трубы 2.
Таким образом осуществляется термитная приварка катодного медного провода электрохимической защиты магистрального трубопровода с получением сварного соединения высокой надежности и качества. При опытной приварке с помощью заявляемого устройства надежность сварного соединения проверялась путем изгиба в месте приварки катодного медного провода, который выдерживал трехкратный изгиб при выдерживании однократного изгиба у прототипа.