МУФТА ДЮКЕРНАЯ
SAG PIPE COUPLING

Изобретение относится к строительству и используется при ремонте трубопроводов разного назначения, в том числе и подводных переходов и дает возможность упрочнить корродированный или иным образом поврежденный участок трубопровода без остановки перекачки продукта.
Наиболее эффективно настоящее изобретение может быть использовано для трубопроводов, транспортирующих любой жидкий продукт, например нефть, нефтепродукты, газообразные продукты.
В качестве материала при изготовлении труб для трубопроводов применяют сталь. В процессе эксплуатации трубопроводов поверхность подвергается коррозионному воздействию и механическим повреждениям.
Применяемые на магистральных трубопроводах «интеллектуальные» средства диагностики позволяют находить в линейной части трубопровода дефекты различных типов.
В качестве прототипа выбрано устройство для ремонта трубопровода (GB 2210134 А, опубликовано 01.06.1989), состоящее из цилиндрической стальной муфты с патрубками, устанавливаемой на дефектные участки трубопровода.
Муфта состоит из двух цилиндрических полумуфт - нижней и верхней, которые соединяются между собой сварными швами при монтаже муфты на ремонтируемую трубу симметрично по отношению к дефекту, полностью охватывая ее. Полумуфты свариваются встык продольными швами с предварительной разделкой кромок. Внутренний диаметр муфты превышает внешний диаметр трубопровода на величину, достаточную для образования кольцевого зазора между ними, чтобы скомпенсировать овальность трубы и муфты. Допуск на величину кольцевого зазора позволяет ремонтировать трубопроводы с дефектами геометрии в поперечном сечении и изгибом продольной оси. В нижней полумуфте располагается входной стальной патрубок, предназначенный для подсоединения к нему гибкого шланга, по которому подается композитный материал. В верхней полумуфте располагается выходной стальной патрубок. Торцы муфты заполняются быстросхватывающим герметиком. Образовавшийся объем между трубой и муфтой через входной патрубок в нижней полумуфте заполняется композитным материалом на основе эпоксидной смолы, затвердевающим до требуемой прочности в течение 24 часов. Композитный материал сцепляется с трубой и муфтой, укрепляет поврежденную часть трубопровода и обеспечивает достаточно эффективную разгрузку трубы с дефектом. В муфте имеются контрольные отверстия, предназначенные для выпуска воздуха и контроля уровня композитного материала при заливке. По мере заполнения муфты композитным материалом в контрольные отверстия ввинчиваются болты. Кроме того, в обеих полумуфтах имеются резьбовые отверстия, в которые вворачиваются установочные болты, предназначенные для регулировки зазора между муфтой и трубой и выполняющие функцию опор при установке муфты на трубопровод.
Кроме муфты со сварным соединением полумуфт, может быть использована муфта с фланцевым соединением полумуфт, в этом случае соединение полумуфт проводится с помощью шпилек, стягивающих фланцы.
Недостатками известного устройства являются следующие:
полумуфты скрепляются при мощи сварки, что очень затрудняет их установку при ремонте трубопроводов в подводных переходах;
герметизация торцов специальным герметиком, который в условиях работы под водой и при низких температурах застывает, не успевая полностью герметизировать торцы;
дороговизна конструкции.
Задачей настоящего изобретения является создание такого устройства, которое могло обеспечить ресурс и долговечность трубопровода, имеющего дефектный участок не менее срока службы самого трубопровода с повреждением на срок эксплуатации и уменьшение времени монтажа конструкции на дефектный участок.
Задача изобретения достигается тем, что при проведении ремонта дефектного участка устанавливается цилиндрическая муфта, состоящая из двух полумуфт и патрубков для подачи композитного состава, верхняя полумуфта снабжена индикаторными патрубками, крепежными кронштейнами, механизмом регулирования вертикального положения емкости, включающим в себя корзину для установки емкости с композитным составом, ствол, кольцо, гайку шарнирную, опору, стопорную втулку, шаровой кран, муфту короткую, контргайку, крышку муфты, иглу, нижнюю полумуфту, включающую следующие конструктивные элементы: установочные штифты, соединяющие верхнюю и нижнюю полумуфты, откидные болты, установочные болты, крепежную цепь, хомуты, резиновые уплотнения. Емкость для композитного состава состоит из баллона и встроенной в него системы теплоотвода, включающей в себя радиатор, шины и опоры.
фиг.1 - общий вид муфты;
фиг.2 - вид с торца муфты;
фиг.3 - конструкция корзины;
фиг.4 - нижняя полумуфта;
фиг.5 - емкость для композитного состава;
фиг.6 - подкачивающий насос;
фиг.7 - механизм регулирования положения емкости.
На фиг.8 представлена таблица, в которой приведено количество композитного состава, необходимого для каждого типоразмера муфты.
Предлагаемая муфта состоит из двух полумуфт, верхней 1 и нижней 2. На верхней полумуфте 1 установлены патрубки 5 с механизмами регулирования вертикального положения емкости с композитным составом. На патрубке болтовым соединением крепится корзина 11, представляющая сварную конструкцию, состоящую из стоек 12, пояса 13, приваренных к диску 14, в которую вставляется емкость с композитным составом 10, имеющим более высокую плотность и удельный вес, чем окружающая среда, по которой проходит трубопровод.
На верхней полумуфте 1 имеются дополнительные патрубки 6, которые являются индикаторами визуального контроля заполнения пространства композитом между внешней поверхностью дефектного участка трубопровода и внутренней поверхностью муфты, а также для дальнейшего контроля механических свойств композита при дальнейшей эксплуатации трубопровода.
Нижняя полумуфта 2 снабжена установочными штифтами 3, служащими для обеспечения точности соединения двух полумуфт 1 и 2 при установке муфты на поврежденный участок трубопровода.
Транспортировка нижней и верхней полумуфты осуществляется с помощью ручек 36.
Для обеспечения гарантируемого зазора между внешней поверхностью дефектного участка трубопровода и внутренней поверхностью муфты в заданном диапазоне с учетом компенсации эллипсности ремонтируемой трубы имеются установочные болты 4 для регулировки зазора на ремонтируемом участке.
К нижней полумуфте 2 приварены четыре уголка 7 под углом к продольной оси муфты с прорезями для регулирования натяжения цепи 15 и отверстиями под карабин.
На торцах полумуфты приварены хомуты 16 для резиновых торцевых уплотнений 17, которые приклеиваются к хомутам 16.
Скрепление двух полумуфт осуществляется откидными болтами 8.
На патрубок 5 для заполнения композитным составом устанавливается механизм 9 регулирования вертикального положения емкости, который может изменять угол поворота до 30° в любом направлении, что обеспечивает заполнение пространства между внешней поверхностью дефектной части трубопровода и внутренней поверхностью муфты композитным составом на ремонтируемых участках, расположенных к положению, близкому к вертикальному.
Емкость 10 для композитного состава представляет собой баллон 18 с системой теплоотвода - радиатор 19, шины 20, 21 и опоры (ножки) 22. Для создания давления, ускоряющего заполнение пространства между наружной поверхностью дефектного участка трубопровода и внутренней поверхностью муфты композитным составом, дополнительно присоединяется ручной подкачивающий насос, состоящий из груши 23, входного 24 и выходного 25 клапанов.
Композитный состав поступает из емкости в механизм регулирования вертикального положения емкости с композитным составом.
Механизм 9 регулирования вертикального положения емкости включает ствол, кольцо 27, гайку шарнирную 28, опору 29, стопорную втулку 30, шаровой кран 31, муфту короткую 32, контргайку 33, крышку муфты 34 и иглу 35.
Емкость 10 вставляется в корзину 11 днищем вверх. Пробка протыкается иглой 35, упираясь в кольцо 27. Композитный состав начинает подаваться после открытия шарового крана 31 в подмуфтовое пространство, вытесняя из него вещество, из которого состоит окружающая среда.
Для каждого типоразмера муфты дюкерной ВН-1 в таблице (Фиг.8) приведено количество композитного состава, необходимого для заполнения пространства между внешней поверхностью ремонтируемого трубопровода и внутренней поверхностью муфты.
Работа изобретения заключается в следующем.
Грунт, по которому проходит ремонтный участок трубопровода, выбирают, освобождая поверхность трубы с дефектами, затем его зачищают. Под трубу подводят нижнюю полумуфту 2. К нижней полумуфте 2 закрепляют верхнюю полумуфту 1 при помощи крепежной цепи 15 и удерживают ее до тех пор, пока полумуфты 1 и 2 не скрепили с помощью установочных штифтов 3. При помощи установочных болтов 4 обеспечивается требуемый зазор между внешней поверхностью дефектного участка трубопровода и внутренней поверхностью муфты. В корзины 11, закрепленные на патрубках 5 (количество патрубков зависит от длины дефектного участка трубопровода) вставляются емкости с композитным составом 10, крышки которых прокалываются иглой 35. Емкости имеют теплоотводящее устройство, которое не дает перегреваться композитному составу из-за химической реакции после смешивания компонентов. Композитный состав начинает поступать в механизм регулирования вертикального положения емкости с композитным составом. Для поступления композитного состава в объем, образованный внешней поверхностью дефектного участка трубопровода и внутренней поверхностью муфты, открывают шаровые краны 31. В зависимости от среды, в которой находится ремонтный участок трубопровода, может возникнуть потребность в более ускоренной подаче композитного состава. Например, при работах под водой в зимнее время года или в условиях Севера дополнительно устанавливается насосное устройство, которое может быть снабжено как ручным приводом, так и электрическим, питаемым атомным источником электроэнергии. Индикаторные патрубки 6 показывают окончание процесса заполнения пространства композитом между внутренней поверхностью муфты и внешней поверхностью ремонтного участка трубопровода. Второе назначение индикаторных патрубков 6 - это проведение анализа механических характеристик композитного материала при дальнейшей эксплуатации трубопровода (их съем происходит через определенные промежутки времени).