ИЗОЛИРУЮЩИЙ УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБ
INSULATING CONNECTING POINT OF METAL PIPES

Изобретение относится к области изготовления труб, а именно узлов их соединения, выполняемых с применением композиционных волокнистых материалов, и может быть использовано при изготовлении узлов соединения труб, являющихся элементами катодной защиты от электрохимической коррозии в нефтегазопродуктопроводах, тепловых сетях и др.
Известен узел соединения труб, изготовленный по способу, приоритет которого защищен патентом РФ №2249150.
Известен узел соединения металлических труб, содержащий металлические патрубки (законцовки) с кольцевыми утолщениями, на которых сформирована вставка из композиционных материалов, а между смежными торцами патрубков размещен герметизирующий элемент, выполненный из резины и состоящий из выступа прямоугольного профиля и боковых полок. При этом выступ размещен между патрубками с внутренней стороны, а полки размещены в выборках, выполненных на наружных стенках патрубков.
Герметизирующий элемент скреплен с патрубками с помощью клеевого соединения (см. патент РФ №2232337 - прототип).
Недостатки этого узла соединения вытекают из условий его работы. Под действием внутреннего давления (10 МПа и более) на боковые стенки выступа и нижние стенки полок действуют отрывные усилия, которые могут приводить к разрушению клеевого соединения. Боковые же стенки полок от распирания под давлением дополнительно поджимаются к торцам патрубков, улучшая при этом герметизацию соединения.
Однако при температурных изменениях труб с собранными изолирующими узлами этого поджатия может оказаться недостаточно. Кроме того, что очень важно, при отсутствии внутреннего давления, что имеет место при чистке трубопроводов, отрывные усилия от температурных колебаний могут достигать критичных величин, приводящих к разрушению клеевых соединений. Старение резины приводит к потере эластичности соединений, что ухудшает адгезию, снижая надежность и долговечность конструкции.
Технической задачей настоящего изобретения является повышение надежности и долговечности работы электроизолирующего узла соединения трубопроводов за счет применения в герметизирующем элементе более жесткого износостойкого изоляционного материала, не подверженного влиянию агрессивных сред, и нового конструктивного исполнения размещения его в составе узла соединения с применением кольцевых уплотнений.
Технический результат достигается тем, что в изолирующем узле соединения металлических труб, содержащем металлические патрубки с кольцевыми утолщениями, на которых сформирована муфта из композиционных материалов, а между смежными торцами патрубков размещен кольцевой элемент, состоящий из выступа прямоугольного профиля и боковых относительно него полок, размещенных в выборках стенок патрубков, кольцевой элемент выполнен из жесткого изолирующего материала, не подверженного влиянию агрессивных сред, например полиамида, выступ размещен со стороны муфты, а полки размещены в выборках, выполненных на внутренних стенках патрубков и зафиксированных цилиндрическими кольцами, установленными в проточках патрубков, причем профили выборок и боковых полок выполнены таким образом, что между ними образованы зазоры, в которых размещены уплотнительные и удерживающие их положение кольца.
Все отличительные признаки в формуле изобретения являются существенными.
- Применение достаточно жесткого изолирующего, не подверженного влиянию агрессивных сред материала, например из ряда нейлонов (полиамида), позволяет существенно повысить износостойкость герметизирующего элемента, равномерно передавать усилия от внутреннего давления на уплотнительные кольца и на все контактирующие с ним поверхности.
- Выполнение выборок на внутренних стенках патрубков, размещение в них боковых полок с зазорами относительно стенок выборок и размещение в зазорах уплотнительных колец позволяет обеспечить надежную герметизацию контактирующих с ним поверхностей как за счет предварительного поджатия уплотнений фиксирующими кольцами, так и за счет поджатия их силами от внутреннего давления.
- Удерживающие кольца обеспечивают стабильное положение уплотнительных колец.
Изобретение поясняется чертежом.
Изолирующий узел включает: металлические патрубки 1 с кольцевыми утолщениями 2, композитную вставку 3, кольцевой элемент 4, состоящий из выступа 5 и боковых полок 6, уплотнительные кольца 7, удерживающие кольца 8, фиксирующие цилиндрические кольца 9.
Особенность работы узла заключается в следующем.
Под действием внутреннего давления стенка выступа и стенки полок упираются в стенки выборок и композитной вставки, выбирая при этом технологические зазоры и поджимая уплотнительные кольца. При этом возникающие в процессе эксплуатации сжимающие, растягивающие и изгибающие нагрузки, действующие на элементы узла, принимает на себя композитная муфта, которая выполняется исходя из натурных условий работы.
Проведенные испытания с имитацией натурных условий эксплуатации подтвердили надежность работы кольцевого элемента, уплотнительных колец и всего узла в целом.
Таким образом, использование изобретения позволит повысить надежность, несущую способность и соответственно ресурс работы электроизолирующего соединения трубопроводов.