МУФТА ДЛЯ РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДА
PIPELINE REPAIR COUPLING

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при ремонте стальных трубопроводов, транспортирующих под давлением жидкие или газообразные среды.
Из области техники известны различные конструкции неприварных стальных и полимерных бандажей или муфт, предназначенных для повышения несущей способности труб с несквозными повреждениями стенки, а также для устранения сквозных повреждений. Как правило, бандажи или муфты состоят из металлических или полимерных лент, охватывающих трубопровод в месте расположения дефекта, концы которых соединяются с помощью устройств натяжения, в качестве которых, обычно, выступают болты и гайки, стягивающие при затяжке, расположенные на соединяемых концах лент закладные элементы.
Основным недостатком подобных конструкций является невозможность обеспечения равномерного натяжения лент, обусловленная необходимостью последовательной затяжки болтов устройств натяжения.
Известно устройство для устранения течей труб и для соединения их стыков [Патент РФ №2296264, F16L 55/17 (2006.01), опубл. 27.03.2007, бюл. №9] представляющее собой устанавливаемый на трубопровод с повреждением стенки бандаж, выполненный в виде ленты с петлями на концах, в которые устанавливаются втулки с отверстиями, через которые проводятся резьбовые стержни с гайками и шайбами, затяжка которых обеспечивает натяжение ленты бандажа. Недостатками аналога являются:
1) Значительные размеры механизма натяжения, затрудняющие нанесение противокоррозионного покрытия.
2) Необходимость последовательной затяжки резьбовых соединений, что не позволяет обеспечить равномерность обжатия бандажом поверхности трубопровода с повреждением стенки.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототипом) является муфта для ремонта трубопровода и способ ее установки [Патент РФ №2240468, F16L 55/18 (2000.01), опубл. 20.11.2004, бюл. №32], включающая две выполненные из ориентированного стеклопластика гибкие ленты, содержащие на концах петлевые захваты с закладными элементами, стягиваемые между собой с помощью шпилек с правой и левой резьбой и гаек. Обжатие участка трубы с дефектом происходит через клеевой слой и эластичную прокладку, при последовательной затяжке шпилек с заданным вращающим моментом.
Недостатками прототипа являются:
1) Высокая трудоемкость затяжки резьбового соединения, обусловленная необходимостью последовательного поворачивания каждой шпильки на малый угол (не более 1/4 оборота), связанная с тем, что расположенные рядом с вворачиваемой шпилькой незатянутые шпильки препятствуют встречному перемещению закладных элементов соединяемых лент.
2) Невозможность обеспечения равномерного обжатия гибкими лентами поверхности трубопровода с повреждением вследствие необходимости выполнения последовательной затяжки каждой шпильки.
3) Сложность и металлоемкость конструкции узла затяжки, обусловленная необходимостью размещения в закладных элементах гаек с правой или левой резьбой, предназначенных для вворачивания стягивающих концы ленты шпилек.
Целью изобретения является создание муфты для ремонта трубопровода, исключающей указанные недостатки аналога и прототипа, обеспечивающей снижение трудоемкости монтажа муфт при ремонтах трубопроводов, а также повышение эксплуатационной надежности трубопровода с отремонтированными муфтами повреждениями стенок труб.
Техническим результатом изобретения является упрощение технологии монтажа муфты и обеспечение равномерного обжатия гибкими лентами поверхности трубопровода.
Поставленная цель и технический результат в муфте для ремонта трубопровода, включающей охватывающую трубопровод металлическую или неметаллическую ленту с закладными элементами на концах, а также узлом натяжения, решаются тем, что устройство содержит ориентированный параллельно оси трубопровода винт с резьбой правого и левого направления, размещенные на винте гайки с проушинами, а также рычаги в виде стержней, концы которых шарнирно соединены с гайками и закладными элементами на концах ленты.
Сущность изобретения поясняется на фиг. 1-3. На фиг. 1 показан общий вид установленной на трубопровод муфты. На фиг. 2 показан узел натяжения перед затяжкой. На фиг. 3 показан узел натяжения после затяжки.
Муфта для ремонта трубопровода содержит охватывающую трубопровод 1 (фиг. 1) ленту 2, оснащенную на концах закладными элементами 3, соединяемыми между собой узлом натяжения 4. Узел натяжения 4 (фиг. 1) содержит ориентированный параллельно оси трубопровода 1 винт 5 (фиг. 2), на котором симметрично размещены гайки 6 с проушинами 7, предназначенными для шарнирного соединения с концами выполненных в виде стержней рычагов 8, вторые концы которых шарнирно присоединены к закладным элементам 3 на концах лент 2. Винт 5 (фиг. 2) на одной половине длины содержит резьбу правого направления, а на второй половине длины резьбу левого направления, дополнительно оснащен элементом 9 для присоединения средств передачи (на фиг. не показаны) на винт 5 вращающего момента 10. При вращении винта 5 в направлении 11, гайки 6 с шарнирно соединенными с ними концами рычагов 8 перемещаются вдоль оси винта 5 в противоположных направлениях 12, при этом рычаги 8, отклоняясь от первоначального вертикального положения в направлении 13, сообщают закладным элементам 3 равномерное стягивающие усилие 14. Для обеспечения заданного усилия обжатия поверхности трубопровода 1 (фиг. 1) лентой 2 используют препятствующие произвольному раскручиванию (например, под действием вибрации) винта 5 (фиг. 3) резьбовых колец 15.
После установки муфты, узел натяжения 4 (фиг. 1) покрывается защитным противокоррозионным составом (на фиг не показан).
Пример
Необходимо выполнить ремонт трубопровода диаметром 820 мм, содержащий на поверхности коррозионный дефект глубиной 20% от толщины стенки, протяженностью 50 мм, шириной 20 мм.
Очищают поверхность трубопровода 1 (фиг. 1) от противокоррозионного покрытия (на фиг. не показано), обезжиривают поверхность трубопровода 1 растворителем, наносят клеевой слой (на фиг. не показан), полость дефекта (на фиг. не показан) заполняют смесью из клеевого состава и наполнителя в виде волокон или гранул (на фиг. не показан). Устанавливаю на трубопровод 1 ленту 2, шириной 200, мм, толщиной 15 мм, выполненную из композиционного материала. К закладным элементам 3, расположенным на конце ленты 2, присоединяют узел натяжения 4, после чего, вращая с помощью динамометрического ключа (на фиг. не показан) винт 5 (фиг. 2), выполняют натяжение ленты 2. В процессе натяжения, гайки 6 с проушинами 7 перемещаются по резьбе винта 5 в противоположных направлениях к концам винта 5, при этом рычаги 8 отклоняясь от вертикального положения, передают равномерное растягивающее усилия на закладные элементы 3. Фиксируют винт 5 (фиг. 3) от раскручивания путем затяжки установленных на винт 5 при сборке узла натяжения 4 (фиг. 1) резьбовых колец 15 (фиг. 3). Каждое резьбовое кольцо 15 затягивают в направлении ближайшей гайки 6.
Наносят на элементы узла натяжения 4 (фиг. 4), а также на поверхность трубопровода 1 (фиг. 1) под узлом натяжения 4 битумную мастику. Поверх муфты наносят полимерную защитную пленку (на фиг. не показана).
Технический результат изобретения заключается в:
1) Снижении трудоемкости монтажа муфты для ремонта трубопровода, достигаемом за счет использования узла натяжения, содержащего один винт с резьбой правого и левого направления, обеспечивающего одновременное равномерное натяжение полумуфт (0,4 чел./ч.) взамен трудоемкой затяжки резьбового соединения путем последовательного поворачивания каждой шпильки на малый угол (не более 1/4 оборота) (2 чел./ч). Уменьшение трудоемкости монтажа относительно прототипа в среднем составит 1,6 чел./ч.
2) Уменьшении сложности и металлоемкости узла затяжки, достигаемом за счет применения вместо нескольких стягивающих шпилек и закладных гаек с правой и левой резьбой одного винта, двух гаек и четырех рычагов. Уменьшение металлоемкости составит не менее 20%, количество резьбовых элементов уменьшится не менее чем в 2 раза.
В целом, повышение эксплуатационной надежности трубопровода достигается за счет обеспечения равномерного обжатия поверхности трубопровода с дефектом муфтой.