ГИБКАЯ ТРУБА

ГИБКАЯ ТРУБА
Решение относится к машиностроению, а именно, к конструкциям полимерно-металлических труб для транспорта под давлением различных сред, и может быть использовано в нефтяной, нефтегазодобывающей, нефтеперерабатывающей, химической и других областях промышленности.
Известны конструкции гибких полимерно-металлических труб, пат. США 4850395 , F 16 L 11/12, опубл. 25.07.89 г., а.с. СССР №1366757, МПК4 F 16 L 9/12, БИ №2,88 г, пат. РФ № 2068523 МПК 6 F 16 L 11/08, БИ № 30, 96 г., в которых упрочнение конструкции трубы решается за счет специфики намотки ее армирующего каркаса, или внешней части поверхности гибкого трубопровода, или за счет упрочненного кожуха трубы. Такого типа изменения позволяют трубе выдерживать более высокие давления, но одновременно увеличивают ее вес и снижают прочность трубы на изгиб.
Известны гибкие трубы ( а.с. СССР № 943 141, МПК 6 F 16 L 11/08, 1980 г. , а.с. СССР № 1348601, МПК 6 F 16 L 11/08, БИ №40, 87 г., патент РФ № 2049949, МПК 6 F 16 L 11/08, БИ № 34, 1995 г.) , содержащие внутреннюю герметизирующую камеру, на наружной поверхности которой, параллельно оси трубы, уложены грузонесущие элементы, каркас, например спиральный, и наружную защитную оболочку.
Общим недостатком таких конструкций является необходимость фиксации положения грузонесущих элементов, которая достигается укладкой их в пазах, выполненных в теле герметизирующей камеры. Это снижает прочность трубы в местах пазов. Для устранения этого
требуется увеличивать толщину стенки герметизирующей трубы, что увеличивает ее вес, материалоемкость и нагрузку на грузонесущие элементы.
Известен также пат. РФ №2049949, МПК 6 F 16 L 11/08, БИ № 34, 95 г. Гибкая труба содержит внутреннюю герметизирующую полимерную камеру с размещенными на ее наружной поверхности параллельно оси трубопровода грузонесущими элементами, каркас и защитную оболочку. Специфика укладки грузонесущих элементов в индивидуальных пазах, группами, несколько снижает влияние их на прочность стенок герметизирующей камеры, но этот недостаток всетаки сохраняется.
В качестве прототипа принято решение по а.с. № 1 222968, МПК 4 F 16 L 11/08, БИ №13, 86г., в которых между грузонесущими элементами, уложенными на поверхности герметизирующей камеры, для фиксации их положения, размещены профильные распорные эластичные элементы.
Недостатком данной конструкции является ненадежность распорных элементов из-за их быстрого износа при высоких напряжениях растяжения и сжатия при эксплуатации труб, а также изза смещения элементов по поверхности камеры и неравномерность их нагружения.
Задачей, стоящей перед авторами, является повышение прочности и надежности конструкции гибкой трубы при уменьшении их материалоемкости и повышении технологичности их изготовления.
Поставленная задача решается следующим образом. В гибкой трубе, содержащей герметизирующую камеру, продольные грузонесущие элементы, расположенные на ее наружной поверхности , каркас и наружную оболочку, грузонесущие элементы выполнены в виде полосы с фасонной кромкой, состоящей из выступов и впадин. Причем выступы фасонной кромки имеют площадки, параллельные
оси трубы, грузонесущие элементы уложены на поверхности герметизирующей камеры таким образом, что площадки фасонных выступов соприкасаются друг с другом. Для удобства укладки элементы согнуты по форме наружной поверхности герметизирующей камеры. Чтобы выступы фасонной кромки не проваливались в процессе изготовления и эксплуатации трубы во впадины, длина их площадки больше ширины впадины. Кроме того, чтобы уменьшить напряжения по длине впадины, они закруглены.
Таким образом, выполнение трубы по предлагаемой конструкции позволит:
1.За счет целостности середины полосы обеспечить ту прочность грузонесущих элементов, которая обеспечилась бы группой элементов.
2.Упрощается технология укладки элементов при прочих равных условиях.
3.Площадки выступов грузонесущих элементов, соприкасаясь с соседним элементом, обеспечивают надежную фиксацию их положения на поверхности герметизирующей камеры и подвижность элементов вдоль оси трубы.
На фиг. 1 схематично представлено положение грузонесущего элемента на поверхности герметизирующей камеры изогнутой трубы, на фиг. 2 - поперечное сечение трубы.
Гибкая труба содержит внутреннюю герметизирующую камеру 1, продольные грузонесущие элементы 2, спиральный каркас 3, наружную оболочку 4. Грузонесущие элементы 2 представляют собой металлическую полосу с фасонной кромкой и сплошной серединой 5, согнутую по форме наружной поверхности герметизирующей камеры 1. Фасонная кромка имеет выступы 6 и впадины 7. Выступы 6 кромки имеют площадки 8 , параллельные оси трубы, а впадины 7 кромки закруглены. Площадь сечения сплошной середины 5 кромки полосы
определяется расчетным путем и зависит от нагрузки, на которую рассчитана труба. (Таким же образом рассчитывают и сечения грузонесущих элементов в прототипе).
Грузонесущие элементы 2 укладывают по поверхности герметизирующей камеры таким образом, чтобы площадки 8 выступов 6 соседних элементов совпадали и обматывают проволочным каркасом. Такая конструкция способствует тому, что элементы 2 опираются друг на друга как в процессе изготовления трубы, так и при ее эксплуатации. Число грузонесущих элементов может быть любым 2,3 и более. Оно зависит от диаметра трубы (чем больше диаметр, тем большее число элементов можно уложить, не усложняя технологию изготовления) и возможностей изготовителя. Изготовление самих элементов сложности не представляет ( например, обычной штамповкой). Выполнение же камеры 1 в виде сплошной трубы значительно повышает ее прочность и упрощает технологию изготовления гибкой трубы, снижает ее материалоемкость.