УЗЕЛ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ С ВНУТРЕННИМ ЗАЩИТНЫМ ПОКРЫТИЕМ

Полезная модель относится к конструкциям трубопроводов с внутренним защитным покрытием, в частности, к сварным соединениям труб и может быть использована при строительстве трубопроводов, предназначенных для транспортировки коррозионно-активных сред в нефтяной, газовой и других отраслях промышленности.
Известен узел сварного соединения труб с внутренним защитным покрытием (патент РФ на полезную модель №89656, F16L 13/02), в котором в концевых участках соединяемых труб соосно установлена цилиндрическая втулка с внутренним защитным покрытием, снабженная элементами герметизации, термоизоляции и центрирования. Однако сужение проходного сечения в месте установки втулки значительно снижает надежность трубопровода, вследствие создания в этой зоне дополнительного сопротивления, возникновения пульсаций давлений и вероятности возникновения гидроударов. Кроме того, сужение проходного сечения в месте установки втулки затрудняет возможность проведения внутренней диагностики трубопровода, поскольку требует тщательного подбора диагностических снарядов, что в конечном итоге усложняет процесс контроля и снижает надежность трубопровода.
Известен узел сварного соединения труб с внутренним защитным покрытием, в котором проходное сечение в зоне узла практически равно проходному сечению соединяемых труб (патент РФ на полезную модель №173017, F16L 13/02). Данный узел содержит концевые участки соединяемых труб с внутренним защитным покрытием и втулку с элементами герметизации и термоизоляции на внешней поверхности, установленную между торцами концевых участков. Внутренний диаметр втулки равен внутреннему диаметру соединяемых труб. На концевые участки труб с втулкой между ними надета соединительная муфта, состоящая из двух соединенных между собой сварным швом полумуфт, при этом сварной шов выполнен между каждой полумуфтой и внешней поверхностью каждого концевого участка. Недостатком данной конструкции является трудоемкость выполнения процесса установки и сборки защитной втулки. Наличие значительного количества сварных соединений требует дополнительного контроля за качеством их исполнения. Наличие скрытых дефектов в данных сварных соединениях может привести к нарушению прочности конструкции, что безусловно снижает надежность такого соединения и всего трубопровода.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой конструкции является узел сварного соединения труб с внутренним защитным покрытием, представленный в описании к патенту РФ на изобретение №2116549, МПК F16L 13/02. Узел включает концевые участки соединяемых труб в виде раструбов и установленную внутри раструбов втулку с внутренним защитным покрытием, длина которой составляет две длины раструба. Втулка выполнена с кольцевой проточкой на наружной поверхности, размещенной напротив сварного шва и заполненной термоизолирующим материалом. По обе стороны кольцевой проточки выполнены пазы, в которых размещены уплотнительные элементы. Недостаточная надежность данной конструкции обусловлена возникновением очагов коррозии на наружной поверхности втулки при попадании транспортируемой агрессивной среды в пространство между концами втулки и пазами, в которых размещены уплотнительные элементы, поскольку защитное покрытие в описываемой конструкции нанесено только на внутреннюю поверхность втулки.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение надежности сварного соединения труб с внутренним защитным покрытием при достаточной простоте и удобстве монтажа и эксплуатации.
Поставленная задача решается за счет того, что в узле сварного соединения труб с внутренним защитным покрытием, включающем концевые участки соединяемых труб в виде раструбов и соосно установленную в них втулку с внутренним защитным покрытием, снабженную элементами герметизации и термоизоляции, в отличие от прототипа втулка дополнительно снабжена наружным защитным покрытием, слой герметизирующего материала размещен на наружной поверхности втулки от ее концов до центральной зоны, покрытой термоизолирующим материалом, длина которой равна суммарной ширине зоны термического влияния. Кроме этого, втулка снабжена центрирующими элементами, выполненными в виде радиальных упоров и размещенными в ее центральной зоне.
Заявляемая совокупность признаков не известна из уровня техники, является новой и при ее осуществлении достигается технический результат, заключающийся в обеспечении надежной защиты от коррозии сварного соединения труб с внутренним защитным покрытием, поскольку исключена возможность возникновения очагов локальной коррозии на втулке и концевых раструбных участках соединяемых труб. Кроме того, за счет центрирующих элементов исключается смещение термоизолирующего материала при выполнении монтажных работ по установке втулки в раструб, что соответственно исключает нарушение целостности защитного покрытия втулки при выполнении сварочных работ.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, где представлен общий вид конструкции. Узел сварного соединения содержит соединяемые трубы 1 и 2 с раструбами 3, 4 на концах, длина которых превышает длину зоны термического влияния. Внутренняя поверхность труб имеет защитное покрытие 5. Между стыкующимися раструбами 3 и 4 соосно установлена цилиндрическая втулка 6 с защитным покрытием 7 на наружной и внутренней поверхностях. Защитное покрытие 5 и 7 может быть выполнено сочетанием эпоксидной порошковой краски с жидким праймером, марка покрытия выбирается исходя из требований по температуре транспортируемой среды в трубопроводе. Центральная зона наружной поверхности втулки 6 покрыта слоем термоизолирующего материала 8, это может быть асбест, керамическая ткань и т.п. Длина этой зоны L равна суммарной ширине зоны термического влияния. На наружной поверхности от концов до зоны термического влияния втулка 6 снабжена слоем герметизирующего материала 9. В качестве герметизирующего материала могут быть использованы терморасширяющиеся материалы или жидкие двухкомпонентные герметики. Центрирующие элементы втулки выполнены в виде радиальных упоров 10. Торцевые поверхности раструбов 3, 4 соединены между собой сварным швом 11.
1
Монтаж предлагаемого сварного узла трубопровода осуществляется следующим образом: на концах труб предварительно формируются раструбы длиной, равной  длины цилиндрической втулки. На внутреннюю поверхность трубы с раструбом наносится защитное покрытие. На торцах раструбов внутри оставляют зону не менее 50 мм без защитного покрытия. В первый раструб устанавливается цилиндрическая втулка, внутренний диаметр D которой равен внутреннему диаметру трубы D. На втулку предварительно нанесен термоизолирующий и герметизирующий материал. Втулка устанавливается до соприкосновения упоров с торцом раструба. Производится центрация и приварка цилиндрической втулки по упорам к торцу раструба. Затем на установленную и закрепленную втулку заводится трубоукладчиком вторая труба с раструбом. Раструбы сводят до смыкания кромок. Выставляют требуемый зазор для сварки кольцевого шва. По диаметру раструба производят прихватку соединяемых кромок. Затем удаляют механическим путем центрирующие упоры. Выполняют сварку кольцевого сварного соединения раструбов.