ПЕРЕХОД ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ СТАЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА С ЧУГУННЫМ

Настоящая полезная модель относится к технике прокладки трубопроводов и может быть использована в конструкции перехода (переходного патрубка) для соединения стального трубопровода с чугунным на месте их монтажа.
В настоящее время при врезках вновь прокладываемых чугунных трубопроводов, выполненных преимущественно из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ), в существующие стальные трубопроводы используются фланцевые адаптеры. Так, известен переход для соединения стального трубопровода с чугунным, выполненный в виде фланцевого адаптера, изготавливаемого в стационарных заводских условиях
(Интернет: http://www.energomatica.ru/item.php?gid=12&rid=28; найдено 30.09.2009).
Кроме того, указанные известные адаптеры применяются при соединении трубопровода из ВЧШГ, проложенного открытым способом, и стального трубопровода, проложенного закрытым способом в микротоннеле. Фланцевый адаптер монтируют на чугунный трубопровод, к стальной трубе приваривают фланец, а соединение адаптера и фланца осуществляют с помощью метизных изделий (болтов, шпилек). Так как закрытый способ прокладки трубопроводов в последнее время наиболее популярен, данный тип соединения встречается достаточно часто.
Основным недостатком известного перехода является необслуживаемое болтовое соединение в земле, которое подвержено коррозии. Для предотвращения коррозии необходимо выполнять трудоемкие работы по антикоррозионной защите соединений. К тому же, в процессе эксплуатации возможно ослабление болтовых соединений, разгерметизация трубопровода и создание аварийной ситуации с изливом большого количества воды.
Указывая на недостатки известного перехода, следует также отметить, что непосредственное соединение стального трубопровода с чугунным с помощью сварки (без использования какого - либо переходного приспособления) на месте монтажа трубопроводов (in situ), например на строительной площадке, является практически неприемлемым по следующим причинам:
1. Сварка чугуна требует достаточно высокой квалификации сварщика и навыков именно в сварке чугуна.
2. На строительной площадке приварку чугунного трубопровода к стальному пришлось бы осуществлять в неповоротном положении (без вращения свариваемых труб), что сложно, учитывая повышенную по сравнению со сталью жидкотекучесть чугуна. При этом увеличение диаметра труб увеличивает сложность задачи и получения качественного соединения.
0
0
0
3. Для труб с условным диаметром D от 700 мм и выше у выпускаемых чугунных и стальных трубопроводов наблюдается существенная разница в наружных диаметрах - от 18 мм (при D=700 мм) до 28 мм (при D=1000 мм), и стыковая сварка в этих случаях невозможна. Соединение трубопроводов можно выполнить только с заходом стальной трубы в чугунную. При этом требуется точная подгонка концов труб, чтобы обеспечить равномерный зазор между стенками стальной и чугунной труб не более 1 мм. Как показывает опыт сварки чугуна, при больших зазорах велика вероятность образования трещин. При сварке в стационарных заводских условиях проводится отбор труб по геометрии и их проточка на станках в заданные размеры.
4. Особенностью чугунных центробежнолитых труб является наличие дефектного слоя металла на внутренней поверхности. Этот слой не представляет опасности с точки зрения эксплуатации трубы, но попадание дефектов в зону сварки приводит к образованию трещин и пор, т.е. делает невозможным получение качественного соединения. В заводских условиях проводится отбор труб по структуре с учетом величины дефектного слоя, который удаляется при подготовке кромок под сварку.
5. Соединение трубопроводов с заходом одного в другой требует выполнения не только внешнего углового шва, но и внутреннего герметизирующего шва для предотвращения локальной щелевой коррозии. Эта операция в монтажных условиях также представляет сложности.
Таким образом, существует потребность в такой конструкции перехода для соединения стального трубопровода с чугунным на месте их монтажа, которая не обладала бы указанными недостатками известного перехода. В соответствии с этим задачей настоящей полезной модели является создание перехода для соединения стального трубопровода с чугунным, который исключает применение метизов в конструкции соединения труб и тем самым обеспечивает снижение трудоемкости работ по прокладке трубопроводов в земле и повышение надежности их соединения.
Решение указанной задачи достигается тем, что переход для соединения стального трубопровода с чугунным, согласно настоящей полезной модели, содержит стальной и чугунный патрубки, соединенные друг с другом сваркой в заводских стационарных условиях, причем свободный конец стального патрубка выполнен с обеспечением возможности соединения со стальным трубопроводом посредством сварки, а свободный конец чугунного патрубка выполнен с обеспечением возможности соединения с чугунным трубопроводом посредством манжетного уплотнения.
Патрубки заявленного устройства могут быть соединены друг с другом сваркой внахлест или встык.
Стальной патрубок в заявленном устройстве может быть выполнен цилиндрическим или коническим, а чугунный патрубок - в виде раструба или цилиндрическим.
Настоящая полезная модель поясняется следующими чертежами.
На фиг.1 показан переход по настоящей полезной модели, в котором стальной патрубок выполнен цилиндрическим, а чугунный - в виде раструба;
на фиг.2 - переход по настоящей полезной модели, в котором стальной патрубок выполнен коническим, а чугунный - в виде раструба;
на фиг.3 - переход по настоящей полезной модели, в котором стальной и чугунный патрубки выполнены коническими;
на фиг.4 - переход по настоящей полезной модели, в котором стальной патрубок выполнен коническим, а чугунный - цилиндрическим.
Переход по настоящей полезной модели содержит стальной 1 и чугунный 2 патрубки, соединенные друг с другом сваркой в заводских стационарных условиях, например, методом ручной аргонодуговой сварки с присадочной проволокой на железоникелевой основе по специально разработанной технологии для сварки изделий из высокопрочного чугуна. Патрубки 1, 2 могут быть соединены сваркой внахлест (фиг.1, 3) или встык (фиг.2, 4).
Свободный конец стального патрубка 1 выполнен с обеспечением возможности соединения со стальным трубопроводом (на чертежах не показан) посредством сварки. Эта возможность достигается тем, что согласно известным установленным требованиям, соответствующим определенному способу сварки, свободный конец патрубка 1 разделывают под сварку этим способом, например, обрабатывают кромки путем снятия фаски требуемой формы, обеспечивают требуемую шероховатость поверхности и т.д. Свободный конец чугунного патрубка 2 выполнен с обеспечением возможности соединения с чугунным трубопроводом (не показан) посредством манжетного уплотнения. Эта возможность обеспечивается выполнением на внутренней поверхности свободного конца патрубка 2 кольцевого углубления (канавки) 3, форма которого будет соответствовать конкретной конструкции выбранного манжетного уплотнения, в случаях, когда патрубок 2 имеет форму раструба (фиг.1, 2), а соединительный участок чугунного трубопровода имеет цилиндрическую форму, или обеспечением соответствия величины наружного диаметра патрубка 2 в зоне его соединения с чугунным трубопроводом размеру и конкретной конструкции выбранного манжетного уплотнения для тех случаев, когда чугунный патрубок 2 выполнен цилиндрическим (фиг.3, 4), а соединительный участок чугунного трубопровода имеет форму раструба и кольцевое углубление для размещения манжетного уплотнения выполнено на внутренней поверхности этого раструба.
Наружные диаметры выпускаемых стального и чугунного трубопроводов условным диаметром до 600 мм включительно практически совпадают, поэтому сварной переход по настоящей полезной модели для таких трубопроводов представляет собой стыковое соединение двух патрубков одинакового диаметра (на чертежах не показано).
Изготовление сварного перехода по настоящей полезной модели условным диаметром от 700 мм и больше, когда разница наружных диаметров составляет 12 - 28 мм, возможно в двух вариантах:
1) выполнение патрубков 1, 2 перехода из сегментов чугунной и стальной труб, где стальной сегмент вставляется в чугунный на расчетную глубину и обваривается с наружной и внутренней сторон по схеме нахлесточного соединения (фиг.1, 3);
2) выполнение чугунного патрубка 2 из сегмента чугунной трубы, а стального патрубка 1 - из предварительно свальцованного стального конуса, крайние диаметры которого равны соответственно диаметрам чугунного сегмента и стандартной стальной трубы (фиг.2, 4).
Оба варианта имеют свои преимущества: первый позволяет использовать серийно выпускаемую стальную трубу, второй упрощает сборку и позволяет выполнять один сварочный шов вместо двух.
В нижеприведенной таблице представлены разработанные типовые размеры элементов перехода по настоящей полезной модели для существующих трубопроводов. Используемые в таблице обозначения размеров соответствуют обозначениям на чертежах.
Условный диаметр D<sub>0</sub>, мм
D<sub>н</sub>, мм
D*н, мм
L, мм
l, мм
S, мм
S*, мм
α
Масса, кг I/II
100
118
114
350
-
6,0
6
0
9/6
150
170
168
350
-
6,0
6
0
14/10
200
222
219
350
-
6,3
6
0
20/14
250
274
273
350
-
6,8
6
0
26/17
300
326
325
400
-
7,2
6
0
36/24
400
429
430
500
-
8,1
8
0
64/44
500
532
530
550
-
9,1
8
0
95/67
600
635
630
550
-
9,9
8
0
127/88
700
738
720
780
50
10,8
12
1°2'
196/145
800
842
820
800
55
11,7
12
1°16'
248/185
900
945
920
820
60
12,6
12
1°26'
315/231
1000
1048
1020
840
65
13,5
12
1°36'
368/263
Примечания:
н1
н
н2
н
D* (на чертежах)=D (в таблице); D* (на чертежах)=D* (в таблице);
I - для вариантов, показанных на фиг.1, 2;
II - для вариантов, показанных на фиг.3, 4.
Соединение стального и чугунного трубопроводов посредством перехода по настоящей полезной модели осуществляют путем сварки стального трубопровода со стальным патрубком 1 перехода и соединения чугунного трубопровода с чугунным патрубком 2 перехода с помощью манжетного уплотнения, например резиновой манжеты.
Переход по настоящей полезной модели позволяет отказаться от фланцевых соединений в земле, что снижает трудоемкость работ при прокладке трубопроводов и повышает надежность их соединения.