ЭЛЕКТРОИЗОЛИРУЮЩЕЕ ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ГЛАДКИХ ТРУБ
ELECTRICALLY INSULATING FLANGE CONNECTION OF PLAIN TUBES

Изобретение относится к области устройств для защиты от коррозии и может быть использовано, в частности, для защиты газопроводов, нефтепроводов и систем водо- и теплоснабжения от коррозии.
Известно, что для электроизолирующих фланцевых соединений гладких труб предлагается во фланцах, связанных с трубами с помощью неразборного соединения, размещать крепежные болты внутри электроизолирующих втулок. В диэлектрическом фланцевом соединении трубопровода, разработанном нефтегазодобывающим управлением «Альметьевнефть» ОАО «Татнефть» (патент РФ № 2174631 C1 от 17.08.2000 г.), 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.
Однако эти все эти соединения не могут быть установлены в любом месте трубы, так как необходимы фланцы, связанные с трубами с помощью неразборного соединения.
В качестве прототипа электроизолирующего фланцевого соединения гладких труб целесообразно рассмотреть электроизолирующее фланцевое соединение, состоящее из двух фланцев, связанных с трубами с помощью неразборного соединения, и имеющее отверстия под стандартные крепежные элементы. Фланцы соединены друг с другом вставкой, имеющей двухстороннее электроизолирующее покрытие. На торцах вставки расположены герметизирующие прокладки. Вставка располагается между трубами и закрепляется с помощью стандартных крепежных элементов, под каждым из которых размещены внутренние электроизолирующие пластмассовые втулки. На выступы фланцев и вставки помещают два кожуха с электроизолирующим покрытием всех поверхностей. После окончательной сборки поверхности соединения покрываются антикоррозионным покрытием (патент РФ № 2076985 от 10.04.97).
Недостатки прототипа обуславливаются, в первую очередь, стремлением сохранить традиционную схему электроизоляции крепежных элементов при помощи втулок при одновременном увеличении числа крепежных элементов, а также использованием отрезка трубы с нанесенным покрытием в качестве электроизолирующего элемента и имеющего незащищенные участки, что неизбежно ведет к увеличению мест возможного закорачивания электрической цепи. Фланцы жестко приварены к трубам, поэтому место расположения соединения не может быть изменено ни при каких условиях.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности размещения электроизолирующего фланцевого соединения гладких труб в любом месте трубопровода и создание надежной электроизоляционной защиты.
Поставленная задача решается за счет того, что электроизолирующее фланцевое соединение гладких труб, содержащее два фланца с отверстиями под стандартные крепежные элементы, электроизолирующую вставку между трубами, крепежные элементы, электроизоляционные и герметизирующие прокладки и антикоррозионное покрытие, дополнительно содержит металлический корпус, выполненный в виде цилиндра, ограниченного внутренним кольцевым выступом с одной стороны, а с другой стороны жестко соединенного с одним фланцем, имеющим отверстия под стандартные крепежные элементы. Другой фланец с отверстиями под стандартные крепежные элементы снабжен цилиндрическим выступом, плотно входящим в металлический корпус. В металлический корпус без зазора вставлен цилиндр из диэлектрического материала. Между трубами расположена электроизолирующая вставка, изготовленная из диэлектрического материала. Симметрично от нее между цилиндром из диэлектрического материала и наружной поверхностью труб последовательно расположены кольцевые герметизирующие прокладки, металлические кольца, С-образные кольца, подвижные металлические втулки и ступенчатые втулки из диэлектрического материала. Между цилиндром из диэлектрического материала и цилиндрическим выступом фланца установлена кольцевая резиновая прокладка.
Сущность изобретения поясняется чертежом.
На чертеже изображен поперечный разрез четверти электроизолирующего фланцевого соединения гладких труб.
Электроизолирующее фланцевое соединение гладких труб 1 и 2 содержит металлический корпус 3, выполненный в виде цилиндра 4, ограниченного с одной стороны внутренним кольцевым выступом 5, а с другой стороны жестко соединенного с фланцем 6, имеющим отверстия под стандартные крепежные элементы 7. Другой фланец 8 с отверстиями под стандартные крепежные элементы 7 снабжен цилиндрическим выступом 9, плотно входящим в цилиндр 4 металлического корпуса 3. В цилиндр 4 металлического корпуса 3 без зазора вставлен цилиндр 10 из диэлектрического материала. Между трубами 1 и 2 расположена электроизолирующая вставка 11, изготовленная из диэлектрического материала. Симметрично от нее между цилиндром 10 из диэлектрического материала и наружной поверхностью труб 1 и 2 последовательно расположены кольцевые герметизирующие прокладки 12, металлические кольца 13, C-образные кольца 14 с заостренными выступами на внутренней поверхности и сферической наружной поверхностью, изготовленные из более твердого материала, чем материал труб 1 и 2, подвижные металлические втулки 15 с конической внутренней поверхностью, а также короткая 16 и длинная 17 ступенчатые втулки из диэлектрического материала. Между цилиндром 10 из диэлектрического материала и цилиндрическим выступом 9 фланца 8 установлена кольцевая резиновая прокладка 18.
Монтаж электроизолирующего фланцевого соединения гладких труб на месте постоянной эксплуатации производится следующим образом. Металлический корпус 3 с внутренним кольцевым выступом 5 и короткой ступенчатой втулкой 16 из диэлектрического материала, цилиндром 10 из диэлектрического материала надвигают на трубу 1, а фланец 8 с длинной ступенчатой втулкой 17 из диэлектрического материала надвигают на трубу 2. Затем между трубой 1 и цилиндром 10 из диэлектрического материала последовательно вставляют (см. чертеж), подвижную металлическую втулку 15, C-образное кольцо 14, металлическое кольцо 13 и герметизирующую прокладку 12. После этого между трубами 1 и 2 вставляют электроизолирующую вставку 11 и между трубой 2 и цилиндром 10 из диэлектрического материала последовательно вставляют герметизирующую прокладку 12, металлическое кольцо 13, C-образное кольцо 14, подвижную металлическую втулку 15 и кольцевую резиновую прокладку 18. Затем цилиндрический выступ 9 фланца 8 с длинной ступенчатой втулкой 17 из диэлектрического материала вставляют в цилиндр 4 металлического корпуса 3, устанавливают в отверстия, расположенные во фланце 6 металлического корпуса 3 и во фланце 8 в осевом направлении равномерно по окружности, крепежные элементы 7 и затягивают их. Цилиндрический выступ 9 и внутренний кольцевой выступ 5 металлического корпуса 3 сближаются и сдавливают герметизирующие прокладки 12 в замкнутом объеме между боковыми поверхностями электроизолирующей вставки 11 и металлическими кольцами 13. Перемещающиеся при этом подвижные металлические втулки 15 своей внутренней конической поверхностью воздействуют на внешнюю сферическую поверхность C-образных колец 14, сжимают их, и заостренные выступы, имеющиеся на внутренней поверхности C-образных колец, вдавливаются в тело труб 1 и 2, надежно закрепляя электроизолирующее фланцевое соединение гладких труб. Одновременно сжимается кольцевая резиновая прокладка 18, защищающая внутренние полости электроизолирующего фланцевого соединения гладких труб от атмосферного воздействия. После монтажа внешние торцевые поверхности металлического корпуса 3 и фланца 8 со ступенчатыми втулками 16 и 17 из диэлектрического материала и прилегающую к ним наружную поверхность труб 1 и 2 покрывают антикоррозионным покрытием для защиты внутренних полостей электроизолирующего фланцевого соединения гладких труб от атмосферного воздействия.
Работоспособность конструкции обуславливается изготовленными из диэлектрического материала цилиндром, ступенчатыми втулками и электроизолирующей вставкой между трубами, которые образуют надежный электроизолирующий контур. Для повышения надежности металлический корпус 3 и фланец 8 электроизолированы как от трубы 1, так и от трубы 2.
К числу преимуществ предложенного технического решения следует отнести:
- возможность размещения электроизолирующего фланцевого соединения в любом месте трубопровода, поскольку фланцы не связаны с трубами с помощью неразборного соединения;
- достаточно надежную электроизоляционную защиту;
- простоту монтажных операций, связанных с затягиванием болтов согласно рекомендациям монтажа фланцевых соединений;
- полноту защиты внутренних элементов электроизолирующего фланцевого соединения от коррозии.