ПОЛИМЕРНЫЙ ТРУБОПРОВОД

Полезная модель относится к производству и строительству трубопроводов в химической, газовой и нефтяной промышленностях для использования в условиях агрессивных сред и высоких давлений.
Известны трубопроводы с соединительными элементами в виде неразъемных соединений, содержащие втулку с законцовками, а также металлическую гильзу, охватывающую цилиндрические поверхности втулки, при этом втулка выполнена из двух частей, сваренных между собой по торцевым поверхностям, на законцовках втулки выполнены упорные поверхности, сопрягаемые с фиксирующими элементами в виде металлических клиньев, приваренных к гильзе (см. патент РФ №2087785, «Неразъемное соединение труб из армированного термопласта и способ его осуществления», заявл. 12.05.93 г., опубл. 20.08.1997 г., БИ №23, 1997 г.)
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, при использовании известного неразъемного устройства в трубопроводе, относится то, что в неразъемном соединении труб, цельная металлическая гильза устанавливается на уже сваренные части втулки, причем со сварного шва предварительно удаляется грат, с приложением осевого усилия для осуществления натяга. После температурной усадки полимера между втулкой и гильзой могут образовываться неплотности. Для исключения относительного смещения гильзы и втулки устанавливаются дополнительные фиксирующие элементы в виде металлических клиньев, привариваемые к гильзе. Приварка клиньев к гильзе производится на трубопроводе и может привести к прогарам термопласта и разгерметизации трубопровода. Кроме того, выполнение гильзы цельной не предполагает использование соединения на поворотах трубопровода. Изготовление гильзы, сборка втулки и ее последующая установка в трубопровод требуют специальной оснастки, усложняют сборку.
Известен также полимерный трубопровод, преимущественно металлопластовый, включающий жестко соединенные друг с другом посредством соединительных элементов полимерные армированные трубы заданной длины, запорную арматуру, насосы, при этом полимерные трубы содержат усилитель прочности в виде объемного армирующего каркаса, размещенного в монолите полимера. (См. патент РФ № 2192577, «Полимерный трубопровод», МПК F 16 L 9/12, заявл. 29.12.2000 г., опубл. 10.11.2002 г., Бюл. №31) Неразъемное соединение выполнено в виде металлической гильзы, выполненной составной из отрезков металлических труб, сваренных между собой под углом 0≤α<90°, а в стенках гильзы выполнены полости в виде отверстий для выхода грата и кольцевых расточек, выполненных на внутренних поверхностях отрезков труб с образующими поверхностями под углом β≥0 к осям соединяемых труб. Гильза охватывает цилиндрические поверхности термопластовой втулки с законцовками, выполненной из двух частей, сваренных между собой по торцевым поверхностям, и охватывающей законцовками цилиндрические поверхности труб. Гильза содержит термоплатовый замок, сформированный в процессе сварки торцов частей втулки путем заполнения полостей, выполненных в соединении, расплавленным термопластом, при этом части втулки вводятся в термостатированную гильзу и свариваются под тем же углом 0≤α<90°, что и отрезки металлических труб.
Недостатком ближайшего аналога известного трубопровода является использование в нем неразъемного термопластового соединительного элемента с усилителем прочности в виде внешней укрепляющей гильзы. Изготовление гильзы, сборка втулки и ее последующая установка в трубопровод требуют специальной оснастки, усложняют сборку.
Задача, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, заключается в создании трубопровода с высокой нагрузочной способностью при обеспечении равнопрочных сварных соединений, как для труб, так и для неразъемных соединений любой конфигурации.
Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемой полезной модели, заключается в получении неразъемного соединения с внутренним усилителем прочности в виде объемного армирующего каркаса, идентичного каркасу соединяемых труб. При этом упрощается сборка самого соединения и трубопровода в целом, а также повышается надежность работы трубопровода с использованием таких неразъемных соединений.
Указанный технический результат достигается тем, что в полимерном трубопроводе, преимущественно металлопластовом, включающем жестко соединенные друг с другом посредством соединительных элементов полимерные армированные трубы заданной длины, запорную арматуру, насосы, при этом полимерные трубы содержат усилитель прочности в виде объемного армирующего каркаса, размещенного в монолите полимера, а неразъемный соединительный элемент выполнен с усилителем прочности из отрезков, сваренных между собой по торцевым поверхностям под углом 0≤α<90°, где, согласно полезной модели, усилитель прочности выполнен в виде объемного армирующего каркаса, идентичного каркасу труб и размещен внутри монолита полимера.
Выполнение усилителя прочности неразъемного соединения составным из отрезков объемного армирующего каркаса, сваренных между собой по торцевым поверхностям под углом 0≤α<90°, позволяет получить трубопровод заданного направления без дополнительных вставок и элементов, изменяющих направление трассы трубопровода.
Выполнение усилителя прочности неразъемного соединения в виде объемного армирующего каркаса, идентичного каркасу труб, позволяет получить неразъемные соединения, рассчитанные на те же нагрузки, что и трубы, образующие трубопровод, позволяет соединять неразъемные элементы между собой или с трубами сваркой встык, без дополнительного выполнения в них цилиндрических полостей для концов соединяемых труб, что упрощает сборку самих соединений и трубопровода в целом.
Полимерный трубопровод представлен на чертеже элементом трубопровода в виде неразъемного соединения.
Фиг. - Неразъемное соединение труб, продольный разрез. Соединение состоит из отрезков 1 и 2 объемного армированного каркаса, предварительно разрезанных по торцевым поверхностям, сваренных между собой под углом 0≤α<90° и залитых связующим полимером 3.
Соединение выполняют следующим образом.
Объемный армированный каркас для соединений выполняют из того же материала и таким же диаметром, что и объемный армированный каркас для труб: из равномерно расположенных по окружности продольных элементов 4 арматуры, и навитых на них с заданным шагом спиральных элементов 5, сваренных в местах их пересечения точечной сваркой. Готовый каркас разрезают на отрезки заданной длины по торцевым поверхностям и сваривают между собой под углом 0≤α<90°. Угол а определяется направлением трассы трубопровода. Полученный усилитель прочности помещают в пресс-форму термопластавтомата заданных размеров и с углом поворота оси ос. Заполняют пресс-форму расплавленным полимером и после охлаждения получают неразъемное соединение в виде отвода с соответствующим углом поворота и с законцовками. Комбинация таких отводов позволяет получить любое изменение направления трубопровода. В зависимости от марки полимера, образующего монолит трубы, выбирается и материал для неразъемного соединения.
Неразъемные соединения, например в виде отводов с законцовками, приформовываются друг к другу или к трубам (на фиг. не показаны) известным способом |1| сварки встык нагретым инструментом либо сварки при помощи деталей с закладными нагревателями, что зависит от диаметра соединяемых труб. Трубу для изготовления трубопровода получают известным способом, протягивая объемный армирующий каркас через формирующий экструдер и заливая каркас связующим полимером |1|.
Предлагаемые трубопроводы с усилителями прочности, выполненными в виде объемного армирующего каркаса, идентичного в трубах и в неразъемных соединительных элементах, обеспечивают равнопрочное сварное соединение, как для труб, так и для неразъемных соединений любой конфигурации, при упрощении сборки и, в целом, повышении надежности эксплуатации.
Список литературы.
1. Полимеры в газоснабжении. Справочник. М., Машиностроение, 1998.