СВАРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ТРУБ С ВНУТРЕННИМ ПОКРЫТИЕМ
PIPE WELD WITH INTERNAL COATING

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, а именно к соединению труб с внутренним покрытием при помощи электродуговой сварки, и может быть использовано при строительстве трубопроводов для нефтедобывающей, газодобывающей, нефтехимической, жилищно-коммунального хозяйства и других отраслей промышленности.
Известно изобретение:
Узел сварного соединения трубопровода (патент RU 2283739, В23K 31/02, F16L 13/02, опубл. Бюл. 26 от 20.09.2006 г.), содержащий металлические трубы с нанесенным на их внутреннюю поверхность защитным покрытием и втулку, размещенную внутри труб, где сварное соединение узла выполнено ручной и/или автоматической сваркой с получением сварного шва, площадь которого превышает площадь нормального сечения труб, а узел имеет кольцевые элементы, кольцевые неармированные и/или армированные резиновые уплотнения, термоизоляционный материал, герметизирующий материал, Г-образный кольцевой упор или как минимум три Г-образных упора, равноразмещенных в радиальной плоскости, служащих для установки центров масс, размещенная внутри труб втулка выполнена с цилиндрическим участком и сопряженными с ним развальцованными и/или механически обработанными лезвийным инструментом, коническими участками и размещена внутри труб таким образом, что кромки труб контактируют с Г-образным кольцевым упором или Г-образными упорами, защитное покрытие на внутренней поверхности труб нанесено на расстоянии от их торцов с образованием в зоне нанесения термоненагруженной зоны, Г-образный кольцевой упор или Г-образные упоры размещены на половине длины втулки и жестко зафиксированы на ее внешней поверхности, на внутренней поверхности цилиндрического и сопряженных с ним конических участков втулки нанесено защитное покрытие, кольцевые элементы жестко закреплены на внешней поверхности цилиндрического участка втулки, равно смещены от его торцов и установлены оппозитно друг другу, кольцевые неармированные и/или армированные резиновые уплотнения размещены на внешней поверхности втулки между нанесенным на внутреннюю поверхность труб защитным покрытием, торцами кольцевых элементов и коническими участками втулки и плотно контактируют с ними, термоизоляционный материал жестко закреплен на внешней поверхности цилиндрического участка втулки между торцами кольцевых элементов, герметизирующий материал нанесен на внешнюю поверхность упомянутых конических участков втулки.
Данный узел сварного соединения трубопровода очень сложен и трудоемок в изготовлении, а самое главное уменьшает сечение трубопровода на большую величину по соединениям труб и в особенности на трубопроводах малых диаметров. Крепление узла в районе сварного шва очень слабое и на трубопроводах, по которым транспортируют среды под высоким давлением, эти узлы срывает потоком и собирает их в одном месте. То есть надежность защиты сварного шва и околошовной зоны в трубопроводе не обеспечивается.
Известно также изобретение:
Соединение труб с внутренним антикоррозионным покрытием (Патент РФ №2228484, кл. F16L 58/04, по заявке 99108283/0699/06 от 20.04.1999 года), содержащее две трубы с внутренним эмалевым покрытием и втулку, установленную коаксиально внутри них с образованием в зоне стыка труб полости, на наружной поверхности втулки выполнена кольцевая проточка, в среднем сечении которой заодно с телом втулки выполнены радиальные упорные выступы, при этом на концевых участках втулки выполнены кольцевые канавки, в которых установлены уплотнительные элементы, и заходные конусы, между наружными поверхностями которых и внутренней поверхностью труб размещен адгезионный материал, где на концевых участках втулки выполнены кольцевые ступенчатые канавки, а уплотнительные элементы выполнены в виде эластичных манжет Г-образной формы в поперечном сечении, козырек которых расположен под тупым углом относительно вертикальной стойки и обращен в сторону внутренних поверхностей труб, при этом торец козырька обращен в сторону стыка труб к монтажному шву, а пространство между наружной поверхностью втулки, манжетами и внутренней поверхностью труб заполнено адгезионным материалом.
Рассматриваемая конструкция соединения труб с внутренним антикоррозионным покрытием, которая рассматривается как прототип, очень сложна и трудоемка в изготовлении, что также уменьшает сечение трубопровода на большую величину по соединениям труб и в особенности на трубопроводах малых диаметров. Крепление втулки в районе сварного шва при помощи упорных выступов очень слабое и на трубопроводах, по которым транспортируют среды под высоким давлением, эти узлы также срывает потоком и собирает их в одном месте. То есть надежность защиты сварного шва и околошовной зоны в трубопроводе не обеспечивается.
Технической задачей изобретения является повышение надежности защиты сварного шва и околошовной зоны соединений труб в трубопроводе от коррозии, упрощение и удешевление конструкции за счет уменьшения количества деталей, снижение сопротивления потоку жидкости за счет увеличения проходного сечения в местах установки втулки подкладной.
Технический результат достигается тем, что в сварном соединении труб с внутренним покрытием, содержащем втулку подкладную и герметик, новым является то, что втулка подкладная выполнена составной, состоящей из двух втулок, втулка внутренняя изготовлена из коррозионно-стойкой стали, а втулка наружная - из углеродистой или низколегированной марки стали, при этом втулка подкладная закреплена через втулку наружную к трубопроводу сварным соединением труб, а втулка внутренняя имеет большую длину, чем втулка наружная, и выступающие концы втулки внутренней перекрывают внутреннее покрытие труб, а между выступающими концами втулки внутренней и концами труб находится герметик. Втулки внутренняя и наружная соединены между собой механическим соединением, а их концы разъединены диэлектрическим материалом. На концах втулки внутренней выполнены раструбы в виде конуса. На концах труб выполнены раструбы под втулку подкладную. В средней части втулки наружной выполнен кольцевой выступ.
Такая конструкция сварного соединения труб с внутренним покрытием позволяет упростить втулку подкладную за счет уменьшения количества деталей и тем самым происходит ее удешевление, а отсутствие внутреннего покрытия во втулке подкладной позволяет увеличить проходное сечение в местах установки втулки подкладной, так как отсутствует необходимость защиты покрытия втулки подкладной напротив сварного шва труб, то есть отпадает применение теплозащитных материалов с одновременным оставлением большой величины зазора между втулкой подкладной и концами труб, что снижает сопротивление потоку жидкости за счет увеличения проходного сечения в местах установки втулки. Закрепление втулки подкладной через втулку наружную к трубопроводу сварным соединением труб повышает надежность защиты сварного шва и околошовной зоны сварных соединений труб в трубопроводе, так как потоком жидкости не может быть сдвинута втулка подкладная, так как приварена по всему периметру к сварному шву труб. Соединение втулок внутренней и наружной между собой механическим соединением позволяет их предохранять от перемещения, а разъединение их концов диэлектрическим материалом предохраняет при попадании жидкости от контактной коррозии. Наличие на концах втулки внутренней раструбов в виде конуса снижает гидравлические потери и дает возможность пропускания скребков при очистке трубопровода. Наличие на концах труб раструбов под втулку подкладную увеличивает сечение трубопровода по соединениям труб. Наличие в средней части втулки наружной кольцевого выступа упрощает установку втулки подкладной в концы соединяемых труб, так как не происходит смещение втулки подкладной относительно концов труб.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 показано сварное соединение труб с внутренним покрытием, состоящее из труб 1, внутреннего покрытия 2, втулки подкладной, состоящей из втулки наружной 3 из углеродистой или низколегированной марки стали и из втулки внутренней 4 из коррозионно-стойкой стали, уплотнения типа манжеты 5, герметика 6 и сварного шва 7.
На фиг.2 показан другой вариант исполнения сварного соединения труб с внутренним покрытием, где на концах труб 1 выполнен раструб 8.
Сборка соединения труб осуществляется следующим образом: на внутреннюю поверхность каждого конца труб 1 с внутренним покрытием 2, где часть внутреннего покрытия удалена от торца труба 1 на безопасное расстояние, наносят герметик 6, а также на выступающие концы втулки внутренней 4 из коррозионно-стойкой стали, на которые предварительно надеты манжеты 5. Вставляют втулку подкладную в трубу 1 до соприкосновения кольцевого выступа втулки наружной 3 в торец трубы 1, а затем надевают на втулку подкладную конец второй трубы 1. При этом герметик 6 полностью заполняет зазор между выступающими концами втулки внутренней 4 и концами труб 1. А манжеты 5 центрируют концы втулки подкладной относительно внутренней поверхности концов труб 1 и одновременно вытесняют излишки герметика 6 от торцов труб 1. Сваривают трубы 1 электродуговой сваркой с образованием сварного шва 7.
Сборка соединения труб 1, имеющих раструбы 8, осуществляется аналогичным способом.
При использовании такой конструкции сварного соединения труб с внутренним покрытием повышается надежность защиты сварного шва и околошовной зоны соединений труб в трубопроводе от коррозии, упрощается и удешевляется конструкция за счет уменьшения количества деталей, снижается сопротивления потоку жидкости за счет увеличения проходного сечения в местах установки втулки подкладной.
Использованная литература
1. Патент RU 2283739, В23K 31/02, F16L 13/02, опубл. Бюл. 26 от 20.09.2006 года.
2. Патент РФ №2228484, кл. F16L 58/04, по заявке 99108283/0699/06 от 20.04.1999 года.