МУФТА ДЛЯ РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДА

Полезная модель относится к конструкциям, используемым в трубопроводном транспорте для повышения прочности стенок труб с дефектами.
8
Известна муфта для ремонта трубопровода, содержащая гибкую ленту с разъемами, выполненными в виде петлевых захватов с закладными элементами, стянутыми резьбовыми соединениями типа «гайка - болт - гайка», причем болт выполнен с правой и левой резьбой, разделенных шестигранной головкой под ключ (Пат. 2240468 RU, МПК F16L 55/18, опубл. 20.11.04) [1].
Недостатком данного устройства является сложность установки шпилек в одно из резьбовых гнезд гаек в положение, обеспечивающее зацепление витков резьбы в этом гнезде в связи с тем, что приходится на ощупь устанавливать момент зацепления, после которого следует сразу менять направление вращения болта. Выполнение данной операции требует высокой квалификации рабочего персонала.
8
Описанный выше недостаток преодолен в аналогичном устройстве муфты (Пат. 80534 RU, МПК F16L 55/17, опубл. 10.02.2009) [2], в которой болт выполнен разъемным, состоящим из двух болтовых элементов, соединенных между собой левой резьбой. Каждый из элементов легко закручивается в резьбовые гнезда гаек, а затем эти элементы соединяются между собой по левой резьбе до упора, после чего полученный болт затягивают как монолитный стержень.
Недостаток данного устройства состоит в повышенных затратах времени на сборку и затяжку болтовых элементов.
8
Известна муфта для ремонта трубопровода (Пат. 60174 RU, МПК F16L 55/18, опубл. 10.01.2007) [3], принятая нами в качестве прототипа. В устройстве [3], выполненном аналогично устройству [1], болт отличается тем, что резьба по обе стороны от шестигранной головки выполнена с одним направлением вращения - преимущественно правым, но с разным шагом. Это позволяет при вращении болта только в одном направлении выполнить зацепление гайки с болтом и последующую затяжку.
Недостатком прототипа является увеличение времени затяжки болта, потому что каждый его оборот обеспечивает сближение стягиваемых закладных элементов, равное разности значений шагов резьбы. Поэтому требуется значительное количество оборотов болта для полной его затяжки.
Задачей полезной модели является ускорение процесса монтажа муфты на трубе.
Поставленная задача в муфте для ремонта трубопровода, включающей гибкую ленту из ориентированного стеклопластика с разъемом в виде петлевых захватов, взаимодействующих с закладными элементами, стянутыми болтами с резьбовыми участками одного направления и гайками, решается тем, что каждый болт содержит один резьбовой участок, взаимодействующий с резьбовым отверстием одного из закладных элементов, две гайки, расположенные на резьбовом участке болта вне закладных элементов, а противоположный конец болта выполнен в виде круглой головки со сферической поверхностью, взаимодействующей с ответной сферической поверхностью другого закладного элемента.
Муфта для ремонта трубопровода показана на фиг.1.
Муфта, устанавливаемая на трубопровод 1, состоит из гибкой ленты 2 с петлевыми захватами 3 на концах, закладных элементов 4 и 5, в одном из которых (5) выполнена резьба 6 с завернутым в нее болтом 7 с двумя гайками 8 и круглой головкой 9 со сферической опорной поверхностью 10.
Сборка муфты производится следующим образом: трубопровод 1 охватывают гибкой лентой 2, в петлевые захваты 3 которой установлены круглые закладные элементы 4 и 5 и болты 7, затем на болты 7 наворачивают две одинаковые гайки 8, обеспечивая необходимую свободную длину резьбовой части болта 7, после чего гайки 8 стопорят от проворачивания на резьбе путем их взаимного прижатия торцевыми участками с помощью двух гаечных ключей. Далее, болты 7 вставляют в резьбовые отверстия 6 закладного элемента 5 и с помощью гаечного ключа, установленного на левую гайку 8 (фиг.1), производят поочередную затяжку болтов 7 до расчетного значения момента затяжки.
Следует отметить, что использование шестигранной головки под ключ, выполненный заодно с болтом, как по прототипу, невозможно по технологическим причинам, поэтому болт заранее вставляют в закладной элемент 4 и все технологические операции по навивке стеклошнура, пропитке его связующим и т.д. осуществляют в сборе с закладными элементами и болтами.
м
м
н
3
2
Пример. На дефект в стенке трубопровода диаметром 1420 мм устанавливают стеклопластиковую муфту с четырьмя болтами в разъеме. Необходимо создать усилие натяжения гибкой ленты, равное N=500 кН (50 тс). Определить число оборотов каждого болта и момент его затяжки, если модуль упругости стеклопластика Е=40·10 МПа, площадь сечения F=0,0038 м, размер резьбы М27×3,0 мм, длина стеклопластиковой ленты по окружности трубы L=πD=3,14·1,42=4,46 м.
Удлинение полотна ΔL равно:
б
Количество оборотов каждого болта n равно:
,
ш
где ℓ=3 мм - шаг резьбы.
з
Момент затяжки М болта определяется по формуле:
з
м
б
М=0,25N·ξ·d=0,25·500·0,2·0,027=0,675 кН·м,
м
б
где N=500 кН; ξ=0,2 - коэффициент трения в резьбе; d=0,027 м - диаметр болта.
Порядок монтажа муфты осуществляется в следующем порядке. Муфту с четырьмя болтами устанавливают на трубопровод. Длина болтов выбирается из условия выбора радиальных зазоров между трубой и муфтой при заворачивании болтов на 6-8 оборотов с минимальным крутящим моментом. На болты заворачивают одну за другой штатные гайки М27 не доводя до конца резьбы на 2-3 витка. Гайки стопорят между собой двумя короткими штатными гаечными ключами.
з
Затем, вручную вращая болт, наживляют его в резьбовые отверстия закладного элемента на 1-2 оборота. Далее последовательно наживляют остальные три болта. На следующем этапе вручную поочередно не более, чем на один оборот за один раз во избежании перекосов закладных элементов, заворачивают все болты. По мере роста момента затяжки болты продолжают заворачивать с помощью штатного гаечного ключа. На последнем этапе поочередное заворачивание проводят по 1/4 оборота с помощью моментного ключа, обеспечивая заданный момент затяжки, равный М=675 Нм.
Таким образом, предлагаемая конструкция обладает простотой, не вызывает затруднений при установке и позволяет в короткий срок выполнить работу по монтажу муфты на трубопроводе.
Список источников
8
1. Пат. 2240468 RU, МПК F16L 55/18. Муфта для ремонта трубопровода и способ ее установки / В.М.Шарыгин, А.Я.Яковлев и др. - №2003111096/06; заявл. 17.04.03; опубл. 20.11.04, Бюл. №32.
8
2. Пат. 80534 RU, МПК F16L 55/17 (полезная модель) / Муфта для ремонта трубопровода / А.В.Тертышный, В.М.Шарыгин, А.И.Филиппов. - №2008136507/22; заявл. 10.09.2008; опубл. 10.02.2009, Бюл. №4
8
3. Пат. 60174 RU, МПК F16L 55/18. Муфта для ремонта трубопровода / В.М.Шарыгин, А.С.Попков, С.В.Романцов и др. - №2006128883/22; заяв. 08.08.2006; опубл. 10.01.2007, Бюл. №1.