ПАТРУБОК СТЫКОВОЙ

Полезная модель относится к трубопроводному транспорту и может быть использована при сооружении и ремонте трубопроводов.
В практике трубопроводного строительства при прокладке подземных трубопроводов используются различные методы и конструктивные решения по устройству отводов или перемычек. Широко применяется способ по врезке отводов или перемычек, в котором, свариваемые между собой трубные элементы - основной трубопровод (магистраль), тройник и трубопровод-отвод (отвод), укладываются на дно траншеи и засыпаются грунтом. При этом происходит защемление основного трубопровода и трубопровода-отвода грунтом. В месте соединения основного трубопровода и трубопровода-отвода при температурных деформациях и подвижках трубопроводов могут возникнуть значительные сжимающие, растягивающие и изгибные внутренние усилия. Это явление значительно снижает эксплуатационную надежность данного участка трубопровода по отношению к надежности остальных участков, а сложная конструкция тройникового соединения дополнительно способствуют этому процессу. В результате возникает потенциально опасный участок.
Прототипом полезной модели является усиленный патрубок-стыковой (интернет-ресурс http://www.rostintertech.ru/produktsiya), аналогом - торообразная вставка (ГОСТ Р 52857.3-2007).
Недостаток прототипа обусловлен необходимостью вырезки отверстия в основном-трубопроводе диаметром, значительно превышающим внутренний диаметр трубопровода-отвода, что, в свою очередь, снижает прочность конструкции.
Задача, решаемая полезной моделью, заключается в стабилизации механических напряжений и изгибающих моментов, возникающих на месте контакта основного трубопровода и трубопровода-отвода в результате
влияния внешних факторов среды (температурный перепад стенок труб, изменение давления продукта перекачки и т.д.), что повышает эксплуатационную надежность трубопровода.
Указанная задача решается тем, что патрубок стыковой, размещенный между основным трубопроводом и трубопроводом-отводом, выполнен в виде утолщенной вставки с дополнительной накладкой-воротником, где толщина стенки накладки-воротника и горловины патрубка больше толщины стенки основного трубопровода и трубопровода-отвода не менее чем в 1,5-2 раза. Патрубок стыковой совместно с накладкой-воротником представляет собой единую цельную конструкцию без сварных швов.
Благодаря устройству накладки-воротника значительно упрочнятся ослабленный отверстием участок основного трубопровода. Диаметр самого отверстия в основном трубопроводе вследствие особой формы конструкции патрубка сводится к минимуму, а именно к внутреннему диаметру трубопровода-отвода, что положительно сказывается на несущей способности основного трубопровода.
Кроме того, конструкция патрубка стыкового позволяет использовать его в процессе врезки в действующий трубопровод без остановки перекачки продукта.
На фиг. 1 представлен общий вид патрубка стыкового, на фиг. 2 приведено сечение предлагаемого патрубка.
Тройниковое соединение состоит из трубопровода-отвода 1, патрубка стыкового 2 и основного трубопровода 3. Буквами А, Б и В обозначены виды выполняемых сварных швов: торцевое, нахлесточное и стыковое соответственно.
Принцип работы соединения заключается в следующем. Продольные силы, возникающие от действия перепада температур и внутреннего давления, вызывают продольное перемещение основного трубопровода 3, что может привести к разрушению трубопровода-отвода 1. Также продольные силы, возникающие в трубопроводе-отводе 1, могут вызвать смятие или
разрушение основного трубопровода 3. Особо острой эта проблема является для подземных тройников и тройниковых соединений, когда пиковые значения напряжений в узле резко возрастают из-за сопротивления, оказываемого со стороны грунта. Благодаря патрубку значительно увеличивается прочность конструкции на участке примыкания трубопровода-отвода 1 к основному трубопроводу 3, а дополнительная накладка-воротник гарантирует надежную работу самого основного трубопровода 3.
Вывод сварного шва из зоны пиковых напряжений, возникающих на месте сопряжения двух труб - еще одно достоинство, которое обеспечивается предлагаемой конструкцией.
Размеры патрубка устанавливаются в зависимости от геометрических и прочностных характеристик трубопроводов, условий строительства, схем прокладки и, как следствие, возможной расчетной величины деформаций металла.
в
г
м
отв
пат. зона
м
г
н
н
Толщина стенки накладки-воротника δ и горловины патрубка стыкового δ должны быть не менее чем в 1,5-2 раза больше толщины стенки основного трубопровода δ и трубопровода-отвода δсоответственно. Утолщение в патрубковой зоне предлагаемой конструкции должно удовлетворять условию δ≥3÷3,5×δ. Высоту горловины hпринимают не менее 0,5×d, где d - внешний диаметр трубопровода-отвода. Размеры усиливающей накладки-воротника определяют по методу «замещения площади». Сущность этого метода состоит в том, что металл, удаленный из стенки основного-трубопровода, замещают таким же количеством металла, который устанавливают на месте усиления.
В свою очередь, прочностные параметры патрубка стыкового должны быть не ниже характеристик двух соединяемых труб.
В целом, патрубок стыковой позволяет повысить эксплуатационную надежность потенциально опасного участка трубопровода при незначительных трудовых и материальных затратах.