УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СВАРНОГО ШВА ТРУБОПРОВОДА

Устройство для защиты сварного шва трубопровода. Полезная модель относится к трубопроводной арматуре, в частности, к соединениям труб посредством сварки, и может быть использована при сборке трубопроводов, предназначенных для транспортировки энергоносителей в жидком, газообразном состоянии, материалов в виде пульпы, содержащих абразивы, зольные осадки, глинозем и другие высококоррозионные среды.
Известно соединение труб с внутренним эмалевым покрытием, содержащее две соединяемые трубы, к концам которых приварены коррозиестойкие втулки. На внутреннюю поверхность труб наносят слой эмали и сваривают коррозиестойкие втулки между собой (авторское свидетельство СССР №1648696, кл. B23K 31/00, 1991). Недостатком известного решения является сложность выполнения соединения, необходимость применения дорогостоящих втулок из дефицитных материалов, невозможность сборки труб в полевых условиях.
При сварном соединении труб с внутренним эмалевым покрытием применяют также устройство, содержащее две трубы с раструбами на концах, в которых размещены вставки с образованием полости между концами труб и наружной поверхностью вставок, которая заполнена коррозиестойким материалом (авторское свидетельство СССР №1328121, кл. B23K 31/06, 1987). Недостатком такого решения является необходимость выполнения раструбов на концах труб, сложность размещения вставок внутри труб, а также воздействие сварки на покрытие через зазор между вставками, что не обеспечивает надежную защиту стыка труб и усложняет конструкцию соединения и технологию его сборки.
Известно соединение труб, содержащее две трубы с внутренним эмалевым покрытием и втулку, установленную коаксиально внутри них с образованием в зоне стыка труб полости, снабженное радиальными упорными выступами и уплотнительными элементами на концевых участках втулки (патент RU 2080510 C1, F16L 13/02, опубл. 27.05.1997, бюл. №15). Для обеспечения герметичности стыкового соединения и исключения попадания в него агрессивной среды с разных сторон втулки по ее периметру наносят мастику. После затвердевания мастика плотно прилегает к наружной поверхности втулки и внутренней поверхности трубы, обеспечивая герметичность межтрубного сварочного соединения, что исключает попадание в область сварочного шва агрессивно воздействующей на него транспортируемой среды.
Однако недостатком указанного устройства является сложность реализации соединения труб при прокладке трубопровода в полевых условиях, низкая надежность соединения. Использование в качестве защитного материала клея, резиновых уплотнений, мастики которые в процессе формирования сварного шва подвергаются воздействию высоких температур, также снижает надежность соединения при воздействии коррозионных сред. Так как мастика наносится при прокладке трубопровода с разных сторон втулки, в полевых условиях при установке втулки во второй трубе качество покрытия из мастики не гарантирует надежность работы втулки и не исключает возможность нарушения герметичности, что снижает надежность работы устройства.
Данное соединение является наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели и принято за прототип.
Перед полезной моделью была поставлена задача повышения надежности и снижения финансовых и трудовых затрат при соединении труб.
Техническим результатом является повышение надежности и снижение финансовых и трудовых затрат при прокладке и эксплуатации трубопровода.
Технический результат достигается за счет того, что в соединении труб, содержащем установленную коаксиально внутри соединяемых сварным швом труб снабженную уплотнительными элементами и установочными выступами втулку с образованием в зоне стыка труб полости, на каждом концевом участке втулки имеется по три уплотнительных элемента, при этом по два уплотнительных элемента выполнены в виде расположенных по разные стороны от уплотнительной детали воротниковых манжет (далее - манжет), упором для каждой из ближайших к сварному шву манжет служит установочный выступ втулки.
На чертеже показано соединение труб в разрезе.
Соединение труб содержит две соединяемые трубы 1 и 2 с установленной внутри них в зоне сварного шва 3 коаксиально втулки 4. На втулке 4 выполнены упорные выступы 5 и 6, выступающие над поверхностью втулки 4 для фиксации ее в зоне стыка соединяемых труб 1 и 2 и выполнения роли упора для уплотнительных деталей 7 и 8, расположенных между манжетами 9, 10 и 11, 12, соответственно. Расположенная в зоне сварного шва полость 13 заполнена теплоизоляционным материалом.
Сборку соединения труб осуществляют следующим образом.
На концевые участки втулки 4 в заводских условиях устанавливают уплотнительные элементы в виде манжет 9, 10, 11, 12 и уплотнительных деталей 7 и 8. Уплотнительную деталь 7 располагают между манжетами 9 и 10, уплотнительную деталь 8 располагают между манжетами 11 и 12. Далее втулку 4 с указанными уплотнительными элементами в полевых условиях вставляют примерно до половины в одну из подлежащих сварке труб, к примеру, трубу 1. Затем трубу 2 стыкуют с трубой 1 и полость 13 через подлежащие в дальнейшем герметизации технологические отверстия 14 заполняют теплоизоляционным материалом. Далее осуществляют сварку труб с образованием сварного шва 3.
Устройство работает следующим образом.
Наружные манжеты 9 и 12 под действием давления транспортируемой среды перемещаются в продольном направлении в сторону сварного шва 3 и сдавливают уплотнительные детали 7 и 8, соответственно. При этом, уплотнительная деталь 7 под действием манжеты 9 упирается в манжету 10, контактирующую с упором 5 на. втулке 4 и создает контактную площадку с внутренней поверхностью трубы 1, обеспечивая герметичность полости 13 в области сварного шва 3 со стороны трубы 1. Аналогичным образом обеспечивается улучшение герметизации полости 13 в области сварного шва 3 и со стороны трубы 2. Уплотнительная деталь 8 под действием манжеты 12 упирается в манжету 11, контактирующую с упором 6 на втулке 4, и создает контактную площадку с внутренней поверхностью трубы 2, обеспечивая герметичность полости 13 со стороны трубы 2.
Чем больше давление транспортируемой по трубопроводу среды, тем надежнее обеспечивается герметичность полости 13 зоны сварного шва 3 как со стороны трубы 1, так и со стороны трубы 2. При этом наблюдается явление самозапирания, так как по мере увеличения давления транспортируемой среды в трубопроводе происходит улучшение герметичности полости 13, в которой находится сварной шов 3.
Для повышения надежности предлагаемого устройства для защиты сварного шва трубопровода в соединении труб:
- наиболее удаленные от сварного шва, контактирующие с транспортируемой средой, выполняют с возможностью продольного возвратно-поступательного движения;
- уплотнительный элемент выполняют из упругоэластичного материала;
- уплотнительную деталь выполняют из более мягкого, чем манжеты, материала;
- в качестве упругоэластичного материала используют резину или полиуретан.
- полость заполняют теплоизоляционным материалом.
Для увеличения надежности трубопровода в области сварного шва в стыке труб втулку 4 изготавливают из металла или композиционного материала.
Предлагаемая полезная модель обладает новизной, промышленно применима.