УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ СВАРНОГО ШВА ТРУБОПРОВОДА

Заявляемая полезная модель относится к строительству трубопроводов, а именно к средствам защиты зоны сварного соединения труб.
Известно устройство для защиты от коррозии сварного соединения труб с внутренним покрытием, содержащее втулку из коррозионно-стойкой стали, фиксатор и уплотнительные кольца, наружная поверхность втулки из высоколегированной коррозионно-стойкой стали между фиксатором и уплотнительными кольцами армирована намотанной стеклолентой, слои которых склеены между собою (см. патент № RU 141409, МПК (2006.01) F16L 13/02, опубл. 10.06.2014).
Известен способ внутренней противокоррозионной защиты зоны сварного шва трубопровода, в котором в зоне сварного шва и прилегающих участках внутреннего защитного покрытия размещают подкладное кольцо, содержащее расплавляемую вставку, выполненную из сварочной проволоки и установленную в центральную кольцевую проточку, герметизирующие элементы, установленные в кольцевых проточках, выполненных по разные стороны от центральной кольцевой проточки, и эластичные уплотнители, применяют подкладное кольцо, герметизирующие элементы которого выполняют из терморасширяющегося полимера и устанавливают их в проточки вместе с эластичными уплотнителями (см. патент № RU 2546908, МПК (2006.01) F16L 58/02, опубл. 10.04.2015).
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является устройство для зашиты сварного шва трубопроводов, содержащее втулку, в центральной части внешней поверхности которой выполнена цилиндрическая проточка, на поверхность которой нанесен слой теплоизоляционного материала. На нем радиально и равномерно по окружности расположены установочные упоры, имеющие основания, выполненные с возможностью их установки на поверхность цилиндрической проточки. Сверху на основания установочных упоров нанесен другой слой теплоизоляционного материала, формирующий однородный нижний слой теплоизоляционного материала и фиксирующий на нем установочные упоры. Для герметизации зазора между втулкой и трубой на внешней поверхности торцевых зон втулки, симметрично от цилиндрической проточки, выточены кольцевые канавки, в которых расположены уплотнительные элементы, например, в виде резиновых колец, наличие которых способствует взаимной центровке соединяемых труб (см. патент № RU 115436, МПК (2006.01) F16L 13/00, опубл. 27.04.2012).
Известные технические решения не обладают достаточной защитой сварного шва трубопровода.
Поставлена задача обеспечить надежную защиту сварного шва трубопровода от агрессивного воздействия транспортируемой среды в широком диапазоне температур и давлений.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для защиты сварного шва трубопровода, содержащем втулку, выполненную с центральной цилиндрической проточкой с расположенными в ней радиально и равномерно по окружности установочными упорами, уплотнительные элементы, размещенные в кольцевых проточках, расположенных на внешних поверхностях концевых участков втулки, концы втулки выполнены в виде раструбов, а кольцевые проточки состоят из двух участков разного диаметра, причем участок меньшего диаметра имеет трапецеидальную форму.
Втулка может быть выполнена металлической с защитным термостойким покрытием, или выполнена из коррозионно-стойкого материала, например, из нержавеющей стали или полимера.
Техническим результатом является повышение герметичности узла сварного соединения трубопровода за счет того, что в устройстве концы втулки выполнены в виде раструбов, кольцевые проточки состоят из двух участков разного диаметра, причем участок меньшего диаметра имеет трапецеидальную форму.
Анализ известных технических решений, проведенный по научно-технической и патентной документации, показал, что совокупность существенных признаков заявляемого технического решения не известна из уровня техники, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности полезной модели - «новизна».
Заявляемое устройство для защиты сварного шва трубопровода поясняется чертежами:
Фиг. 1 - узел сварного соединения труб в разрезе.
Фиг. 2 - втулка в разрезе.
Фиг. 3 - установочный упор (увеличено).
Устройство для защиты сварного шва трубопровода содержит втулку 1, уплотнительные элементы 2 и установочные упоры 3.
Втулка 1 выполнена металлической, например, из стали 35, с защитным покрытием, которое может быть термостойким, что исключает необходимость применения теплоизоляционных прокладок, которые защищают покрытие от термического воздействия при сварке стыка труб. Втулка 1 может быть выполнена из коррозионно-стойкого материала, например, их нержавеющей стали или полимера, и не иметь защитного покрытия. Концы втулки 1 выполнены в виде раструбов, которые обеспечивают прохождение очистного снаряда при проведении очистки трубопровода от нефтяных и прочих отложений.
Наружная поверхность втулки 1 выполнена с центральной цилиндрической проточкой 4, ширина которой превышает зону термического влияния сварки. В центральной цилиндрической проточке 4 радиально и равномерно по окружности расположены установочные упоры 3. Установочные упоры 3 имеют основание 5, которое зафиксировано на поверхности цилиндрической проточки 4, например, при помощи сварки.
Установочные упоры 3 изготовлены из материала трубопровода или другого материала, совместимого для выполнения сварного соединения с трубопроводом. Высота установочных упоров 3 подбирается так, чтобы торцы соединяемых труб при их стягивании упирались в установочные упоры 3. Количество установочных упоров 3 выбирают, исходя из размеров диаметров соединяемых труб и из условий образования равномерного сварного шва. Установочный упор 3 может быть выполнен сборным из нескольких частей.
На втулке 1 выполнены кольцевые проточки 6, расположенные на внешних поверхностях концевых участков 7 втулки 1. Кольцевые проточки 6 состоят из двух участков 8 и 9 разного диаметра. Участок 8 меньшего диаметра имеет трапецеидальную форму, а участок 9 выполнен большего диаметра. В кольцевых проточках 6 на участках 8 размещены уплотнительные элементы 2, которые изготовлены из упругого материала, например, из резины. Материалы покрытий, уплотнительных элементов 2, втулки 1 могут оптимально подбираться под конкретные условия эксплуатации.
Соединение труб осуществляется следующим образом.
Устройство устанавливается в первую трубу до упора торца трубы в уплотнительный элемент 2, затем аналогично устанавливается вторая труба. Центровка труб и устройства, и стягивание труб между собой осуществляется специальным сборочным приспособлением (не показано). При стягивании труб до установочных упоров 3, уплотнительные элементы 2 под воздействием силы трения о внутреннюю поверхность труб перемещаются по наклонной поверхности трапецеидального участка 8 на участок 9 до упора в его стенку. В результате перемещения уплотнительных элементов 2 с меньшего диаметра на больший - происходит их уплотнение и фиксация, что обеспечивает герметизацию зоны сварного соединения от агрессивного воздействия транспортируемой среды. Затем трубы сваривают обычным способом. Воздушная прослойка, образующаяся в центральной проточке 4 после стягивания труб, защищает втулку 1 от термического воздействия при сварке труб. При испытании, как правило, в трубопровод подается давление выше эксплуатационного, при этом элементы 2 уплотняются дополнительно и тем самым повышается надежность герметизации защищаемой зоны сварного соединения труб от воздействия агрессивной среды. Наличие избыточного давления в трубопроводе является гарантией герметизации сварного соединения труб.
Устройство для защиты сварного шва трубопровода может быть извлечено и отремонтировано после неправильного монтажа без повреждения труб и/или их покрытия.
Заявляемое устройство для защиты сварного шва трубопровода может быть изготовлено на стандартном оборудовании с применением современных материалов и технологий.