ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ НА ВЫСОКОЕ ДАВЛЕНИЕ С ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РАЗЪЕМОМ ТРУБОПРОВОДА
HIGH PRESSURE FLANGE COUPLING WITH DIELECTRIC UNION FITTING

Изобретение относится к трубопроводным соединениям, повышающим стойкость к наружной коррозии и герметичность при высоких давлениях, и может быть использовано, в частности, для защиты газопроводов, нефтепроводов и систем водо- и теплоснабжения от коррозии.
Известно, что в диэлектрических фланцевых соединениях для электрического разъединения труб используются электроизолирующие прокладки между фланцами и диэлектрические вставки между крепежными элементами и фланцами. Так, в диэлектрическом фланцевом соединении трубопровода, разработанном нефтегазодобывающим управлением «Альметьевнефть» ОАО «Татнефть», для создания трубопроводного соединения, обеспечивающего защиту от наружной коррозии и диэлектрический разъем одного участка трубопровода от другого, внутри патрубков с фланцами приклеивают катушку из стеклопластиковой трубы, а в зазор между фланцами помещается стеклопластиковая прокладка-кольцо. В пазах фланцев размещаются резиновые уплотнительные кольца. Стальные шпильки с гайками изолируются с помощью диэлектрических вставок (патент РФ №2174637).
Обычно при механической связи фланцев одновременно производится герметизация соединения. В Саратовском государственном техническом университете (СГТУ) разработано фланцевое соединение, в котором механическое соединение фланцев и герметизация соединения разделены, что позволяет применять его при высоких давлениях транспортируемой среды (патент РФ №2367837).
Однако эти соединения не могут использоваться в качестве диэлектрических фланцевых соединений на высокое давление.
В качестве прототипа фланцевого соединения на высокое давление с диэлектрическим разъемом трубопровода целесообразно рассмотреть фланцевое соединение на высокое давление с диэлектрическим разъемом трубопровода, разработанное нефтегазодобывающим управлением «Альметьевнефть». Фланцевая пара с отверстиями под стандартные крепежные элементы удлинена с обеих сторон с помощью патрубков. Во внутренней части фланцевой пары установлена диэлектрическая трубка с возможностью создания герметичности и электрического разъема по внутренней поверхности трубопровода. Диэлектрическая трубка по концам плотно прижата к внутренней поверхности фланцев с приварными патрубками с помощью двух металлических наконечников. Длина диэлектрической трубки больше диаметра трубопровода. Крепежные элементы электрически изолированы от стальных фланцев с помощью диэлектрических вставок. Фланцы по наружной поверхности отделены друг от друга с диэлектрической прокладкой (патент РФ №2162981).
Недостатки прототипа обуславливаются, в первую очередь, тем, что установка диэлектрической трубки с двумя металлическими наконечниками во внутренней части фланцевой пары уменьшает проходное сечение трубопровода, а удлинение фланцев патрубками с помощью двух сварных швов с обеих сторон соединения усложняет конструкцию и уменьшает ее надежность.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение надежной герметизации фланцевого соединения и электроизоляционной защиты при высоких давлениях транспортируемой среды без уменьшения проходного сечения трубопровода.
Поставленная задача решается за счет того, что фланцевое соединение на высокое давление с диэлектрическим разъемом трубопровода, содержащее фланцевую пару с отверстиями под стандартные крепежные элементы, крепежные элементы, диэлектрическую прокладку между фланцами, диэлектрические вставки, изолирующие крепежные элементы от фланцев, диэлектрическую трубку во внутренней части фланцевой пары, дополнительно содержит цилиндрический выступ на внешней поверхности каждого фланца, нажимные болты, которые размещены в резьбовых отверстиях, расположенных в осевом направлении равномерно по окружности цилиндрического выступа, с упором в металлические кольца, которые располагаются в кольцевой проточке фланцев и перемещаются при закручивании нажимных болтов, при этом сдавливают герметизирующие прокладки, которые также расположены в кольцевой проточке фланцев, в замкнутом объеме между диэлектрической прокладкой, металлическим кольцом и цилиндрическими поверхностями кольцевой проточки, что обеспечивает надежную герметизацию фланцевого соединения.
Диэлектрическая прокладка, диэлектрические вставки и диэлектрическая трубка составляют надежный электроизолирующий контур.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
На чертеже изображена половина продольного разреза фланцевого соединения на высокое давление с диэлектрическим разъемом трубопровода. Фланцы 1 и 2 скреплены крепежными элементами 3, представляющими собой болты с гайками и шайбами. Между фланцами 1 и 2 установлена диэлектрическая прокладка 4 и диэлектрическая трубка 5, предназначенная для увеличения диэлектрического зазора в транспортируемой среде. Крепежные элементы 3 электрически изолированы от фланцев 1 и 2 диэлектрическими вставками в виде изготовленных из диэлектрического материала втулок 6 и шайб 7. На внешней поверхности фланцев 1 и 2 расположен цилиндрический выступ 8, в резьбовых отверстиях которого в осевом направлении равномерно по окружности расположены нажимные болты 9. Во фланцах 1 и 2 выполнена кольцевая проточка, в которой рамещены металлические кольца 10 и герметизирующие прокладки 11, выполненные из эластомера. После затягивания крепежных элементов 3 до полного закрепления фланцев 1 и 2 производится герметизация соединения закручиванием нажимных болтов 9, которые перемещают металлические кольца 10 и сжимают герметизирующие прокладки 11 с заданным напряжением, соответствующим давлению рабочей среды.
К числу преимуществ предложенного технического решения следует отнести:
- Отсутствие уменьшения проходного сечения во фланцевом соединении трубопровода.
- Надежную герметизацию фланцевого соединения, а также возможность дополнительного поджатая герметизирующих прокладок в процессе эксплуатации соединения.
- Достаточно надежную электроизоляционную защиту.
- Простоту монтажных операций, связанных с затягиванием болтов согласно рекомендациям монтажа фланцевых соединений.