ТРОЙНИК РАЗРЕЗНОЙ СО ШТАМПОВАННЫМ ПАТРУБКОМ

Полезная модель относится к ремонтным конструкциям нефтепроводов и нефтепродуктопроводов, а именно к тройникам разрезным для трубопроводов, которые могут быть использованы при строительстве, реконструкции и ремонте трубопроводных систем, предназначенных для транспорта нефти и нефтепродуктов.
Известен тройник разрезной с патрубком усиливающим для трубопроводов, состоящий из полумуфт нижней и верхней, при этом патрубок усиливающий установлен на дефектный участок трубы и приварен одним концом к трубе, на патрубок усиливающий установлена полумуфта верхняя, причем полумуфта верхняя изготовлена с помощью штамповки в заводских условиях, а к ней присоединена полумуфта нижняя, а вся конструкция приварена к ремонтируемой трубе кольцевыми угловыми швами, а верхняя полумуфта приварена к патрубку усиливающему кольцевым угловым швом, а на патрубок усиливающий сверху приварено стыковым кольцевым швом эллиптическое днище [патент RU 114744 U1, дата публикации 10.04.2012].
Недостаток данной конструкции заключаются в том, что в сварных швах приварки патрубка к верхней полумуфте проявляются дефекты сварки, приводящие к нарушению герметичности и разрушению сварного соединения.
Известен тройник разрезной штампосварной для трубопроводов, состоящий из нижней полумуфты и верхней полумуфты, причем нижняя полумуфта стыковым швом приваривается к верхней полумуфте, затем конструкцию с двух сторон приваривают к ремонтируемой трубе кольцевыми угловыми швами [патент RU 116953 U1, дата публикации 10.06.2012].
Недостатком данной конструкции является то, что в сварных швах приварки патрубка к верхней полумуфте проявляются дефекты сварки, приводящие к нарушению герметичности и разрушению сварного соединения.
Техническая проблема, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании тройника разрезного со штампованным патрубком повышенной надежности.
Технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, заключается в повышении надежности тройника разрезного со штампованным патрубком.
Технический результат достигается за счет того, что тройник разрезной со штампованным патрубком состоит из сваренных продольными стыковыми швами полумуфты нижней и полумуфты верхней, в которой выполнено технологическое отверстие, и штампованного патрубка, выполненного с цилиндрической частью и отбортовкой, приваренного со стороны отбортовки к верхней полумуфте двусторонним стыковым кольцевым швом по контуру технологического отверстия, а сверху штампованного патрубка стыковым кольцевым швом приварен патрубок для приварки трубы ответвления, при этом вся конструкция приварена к ремонтируемой трубе кольцевыми угловыми швами.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели на патрубок для приварки трубы ответвления кольцевым стыковым швом приварено эллиптическое днище.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели на патрубок для приварки трубы ответвления кольцевым стыковым швом приварен фланец с крепежными отверстиями.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели толщина стенок полумуфт верхней и нижней составляет 5-15 мм.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели толщина стенки цилиндрической части штампованного патрубка составляет 5-15 мм.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели ширина отбортовки штампованного патрубка составляет 30-50 мм.
Кроме того, в частном случае реализации полезной модели радиус отбортовки составляет не менее двух толщин стенки штампованного патрубка.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена схема тройника разрезного со штампованным патрубком.
На чертеже позиции имеют следующие обозначения:
n
тр
тр
B
B
n
от
ш
1 - полумуфта верхняя, 2 - полумуфта нижняя, 3 - кольцевые угловые швы приварки тройника разрезного со штампованным патрубком к магистральной трубе, 4 - труба ремонтируемая магистральная, 5 - двусторонний стыковой кольцевой шов приварки штампованного патрубка к верхней полумуфте, 6 - штампованный патрубок тройника разрезного, 7 - патрубок для приварки трубы ответвления, 8 - кольцевой стыковой шов приварки патрубка ответвления к штампованному патрубку тройника разрезного, 9 - отбортовка штампованного патрубка; 10 - продольный стыковой шов, 11 - дефектная зона (отверстие, которое также может быть дефектом), d - наружный диаметр патрубка для приварки трубы ответвления, мм; S - толщина стенки трубы ремонтируемой магистральной, мм; D - наружный диаметр трубы ремонтируемой магистральной, мм; d - наружный диаметр штампованного патрубка тройника разрезного со штампованным патрубком, мм; S - толщины стенок полумуфт, мм; D - наружный диаметр тройника разрезного со штампованным патрубком, мм; L - длина полумуфты, мм; S - толщина стенки штампованного патрубка тройника разрезного, мм; S - толщина стенки патрубка для приварки трубы ответвления, мм; R - радиус отбортовки штампованного патрубка тройника разрезного, мм; L - толщина отбортовки штампованного патрубка, мм; L - ширина отбортовки штампованного патрубка, мм.
тр,
Предлагаемая конструкция используется для труб диаметром от 159 до 426 мм и толщиной стенки трубы, ремонтируемой магистральной S равной 5-15 мм.
Тройник разрезной со штампованным патрубком состоит из нижней и верхней частей, образующих ремонтную конструкцию трубопровода.
Нижняя часть представляет собой полумуфту нижнюю 2, которая продольными стыковыми швами 10, приваривается к полумуфте верхней 1 и кольцевыми угловыми швами 3 к трубе, ремонтируемой магистральной 4. Верхняя часть ремонтной конструкции включает в себя полумуфту верхнюю 1 с вырезанным технологическим отверстием и приваренный к ней стыковым двусторонним кольцевым швом 5 по контуру технологического отверстия штампованный патрубок 6. Наличие штампованного патрубка 6, приваренного к полумуфте верхней 1 двусторонним стыковым кольцевым швом 5, обеспечивает получение более качественного сварного соединения «штампованный патрубок - полумуфта верхняя» за счет применения сварного стыкового соединения. Применение стыкового сварного соединения позволяет выполнять двустороннюю сварку стыка (вместо односторонней при угловом соединении) и снизить дефектность сварного шва, упростить технологию сварки и повысить производительность сварочных работ, повысить конструктивную прочность разрезного тройника при воздействии изгибающих нагрузок за счет отсутствия сварного соединения с зонами металла с различной структурой и, соответственно, с различной прочностью.
Штампованный патрубок 6 приваривается к полумуфте верхней 1 с предварительно вырезанным технологическим отверстием в заводских условиях, а не на трассе.
Толщина стенки S полумуфты нижней 2 и полумуфты верхней 1 определяется расчетом в зависимости от давления в трубопроводе, толщины стенки и класса прочности трубы и находится в пределах 5-15 мм, что обеспечивает несущую способность трубы в зоне установки тройника на уровне нормативных требований.
Полумуфту верхнюю 1 с предварительно приваренным в заводских условиях штампованным патрубком 6 устанавливают на магистральную трубу 4, на которой имеется дефектная зона 11, а затем к полумуфте верхней 1 присоединяют полумуфту нижнюю 2, и производят сварку продольных стыков с образование продольных стыковых швов 10 полумуфт 1 и 2. После выполнения продольных стыковых швов 10 тройник разрезной с двух сторон приваривают к трубе, ремонтируемой магистральной 4 кольцевыми угловыми швами 3. После сварки полумуфт 1 и 2 на штампованный патрубок 6 кольцевым стыковым швом 8 приваривают патрубок 7 для приварки трубы ответвления, далее на патрубок 7 для приварки трубы ответвления может привариваться эллиптическое днище или фланец с крепежными отверстиями (на чертежах не показаны).
в
в
Штампованный патрубок 6 выполнен в виде цилиндра с отбортовкой 9, на которой по окружности нанесена фаска под сварку кольцевым стыковым швом с разделкой кромок под сварку с обеих сторон. Толщина стенки S штампованного патрубка 6 в цилиндрической части составляет 5-15 мм, что обеспечивает несущую способность трубопровода на участке установки тройникового соединения при рабочем давлении в трубопроводе до 6,3 МПа. Размеры штампованного патрубка 6 определяются в зависимости от давления в трубопроводе и прочности стали, из которой он изготовлен, и размера ремонтируемого дефекта. Радиус R отбортовки 9 штампованного патрубка 6 составляет не менее двух толщин S стенки штампованного патрубка 6, что обеспечивает отсутствие в зоне изгиба технологических трещин и высоких концентраций напряжений, возникающих при изготовлении изделия.
ш
в
от
Ширина L отбортовки 9 штампованного патрубка 6 составляет 30-50 мм, что обеспечивает отсутствие недопустимых воздействий сварочных напряжений на параметры перпендикулярности штампованного патрубка 6 по отношению к полумуфте верхней 1, обеспечивая отклонения от перпендикулярности на уровне не более 1 градуса. Длина штампованного патрубка 6 составляет 250-300 мм, что обеспечивает предотвращение деформации и образования эллипсности на другом конце патрубка. Наружный диаметр d штампованного патрубка 6 составляет 57-219 мм, толщина стенки S полумуфты верхней 1 соответствует толщине L отбортовки 9, что обеспечивает сварку в стык двух равнотолщинных элементов и позволяет обеспечить равномерное распределение остаточных сварочных напряжений по периметру стыка и предотвратить коробление более тонкого элемента.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
В полевых условиях на дефектный участок 11 трубы (сквозное отверстие, патрубки, ненормированные конструкции, вантузы, сигнализаторы пропуска средств очистки и диагностики и др.) устанавливают полумуфту верхнюю 1 с приваренным в заводских условиях штампованным патрубком 6, а затем к полумуфте верхней 1 присоединяют полумуфту нижнюю 2 и с помощью наружного центратора выравнивают зазор на продольных стыках между трубой, ремонтируемой магистральной 4 и полумуфтами 1 и 2, делая его равномерным. Затем производят сварку продольных стыков полумуфт 1 и 2 на подкладных пластинах, расположенных вдоль стыка между внешней поверхностью трубы, ремонтируемой магистральной 4 и внутренней поверхностью тройника разрезного со штампованным патрубком. При этом продольные швы не должны проплавляться до поверхности трубы. После выполнения двух продольных стыковых швов 10 конструкцию с двух сторон приваривают к трубе, ремонтируемой магистральной 4 кольцевыми угловыми швами 3. После сварки полумуфт 1 и 2 к верхнему концу штампованного патрубка 6 кольцевым стыковым швом 8 приваривают патрубок 7 для приварки трубы ответвления, к которому в дальнейшем приваривается труба ответвления или эллиптическое днище, или фланец с крепежными отверстиями (на чертеже не показаны).
Сваренные натурные образцы были испытаны на специализированном стенде на статическую прочность и циклическую долговечность.
Применение предложенного технического решения обеспечивает повышение надежности тройника разрезного со штампованным патрубком.
Предложенный тройник разрезной со штампованным патрубком может быть использован при выполнении ремонтных работ на трубопроводах (герметизация патрубков, вантузов, ненормируемых конструкций, сигнализаторов пропуска средств очистки и диагностики и др.).