СПИРАЛЕШОВНАЯ ТРУБА

Полезная модель относится к обработке металлов давлением, и в частности может быть использована для производства труб, применяемых в нефтегазовой промышленности в качестве герметичных защитных кожухов основных нефтяных и газовых труб, а также воздуховодов.
Известен стан для изготовления спирально-замковых воздуховодов СТД3921 (Каталог монтажных и строительных работ СССР «Оборудование для производства вентиляционных и сантехнических заготовок.» М-1983 г.). Спиралешовная труба полученная на известном оборудовании производится из ленты с шириной 125, 130 и 135 мм.
Недостатком известной трубы является пониженная прочность трубы, обусловленная наличием деформаций на поверхности закаточного шва трубы, материал в области указанных деформаций более тонкий и при воздействии относительно небольших усилий может рваться.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является патент США №376193, 03 12 1996 г., представляющий трубу, выполненную методом спиралешовного фальцевания. Спиралешовная труба выполнена из металлической полосы путем фальцевого замкового соединения боковых кромок.
Труба содержит связующие деформации (пуклевки) которые препятствуют раскрытию замка при расширяющих трубу усилиях, например, при давлении внутри трубы много больше наружного.
Известная труба более устойчива к деформациям на замковых соединениях, ослабляющих прочность конструкции трубы. Однако в следствие наличия пуклевки на замковом соединении наблюдается биение изделия трубы при ее изготовлении, что приводит к ошибке электронного считывающего устройства измерения длины труб, необходимого для изготовления труб заданной стандартной длины.
Известные спиралешовные трубы выполнены из металлических лент шириной 125-140 и 150 мм. Расстояние между соседними замками в указанных трубах меньше 150 мм, фактически находится в диапазоне 120-140 мм. Трубы, выполненные известными способами обладает завышенной материалоемкостью, обладают большей величиной вероятности протечек, а также низкой производительностью станков при их производстве.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является снижение материалоемкости, снижение вероятности разгерметизации трубы во время эксплуатации, приводящей к протечкам, а так же повышение производительности станков при производстве заявляемой трубы.
Технический результат достигается тем, что спиралешовная труба, выполненная из металлической полосы путем фальцевого замкового соединения боковых кромок (спиралешовного фальцевания) характеризуется тем, что расстояние между соседними витками замка находится в диапазоне 160-250 мм, причем габаритные размеры замкового соединения в сечении определяются следующим образом: высота в диапазоне 7,5-12,2 мм, а ширина в диапазоне 2,5-4,5 мм. В свою очередь, технический результат - повышение точности считывания параметров длины трубы при ее производстве, обеспечивается за счет отсутствия биения из-за пуклевок мешающих ровному движению изготавливаемой трубы при ее производстве.
Технический результат - снижение материалоемкости достигается увеличением шага между соседними витками замка трубы (шаг измеряется вдоль основного направления трубы), пропорционального увеличению расстояния между соседними витками замка (измеряемого вдоль перпендикуляров к соседним виткам замка), что позволяет уменьшить удельный вес замков, имеющих повышенный вес (минимум утроенный вес по сравнению с весом основной трубы) на погонный метр готовой трубы.
Технический результат - снижение вероятности протечек обусловлено меньшим удельным метражом швов при увеличенном расстоянии между соседними витками замка.
Технический результат - повышение производительности станков при производстве обусловлено повышением удельной производительности станка, измеряемой в скорости производства погонного метра готовой трубы при постоянной скорости закатки, так как на один погонный метр готовой трубы приходится меньший линейный метраж замка.
Труба может быть выполнена из стали, размер исходной ленты: ширина 205 мм±2 мм и толщина от 0,4 до 2,0 мм. Указанный размер ширины исходного листа заготовки получается при безотходном раскрое листа шириной 1250 мм. Указанные диапазон толщины листа обеспечивает оптимальную прочность листа при указанной ширине листа.
Труба может быть выполнена из стали, размер исходной ленты шириной 215 мм±2 мм с толщиной от 1,1 до 2,2 мм. Указанный размер ширины исходного листа заготовки получается при безотходном раскрое листа шириной 1500 мм. Указанный диапазон ширины листа обеспечивает оптимальную прочность замковых соединений заявляемой трубы при заданной толщине листа.
Между соседними витками замка могут располагаться спиральные ребра жесткости прямоугольной формы или с формой сегмента окружности в разрезе. Ребра жесткости указанной формы позволяют дополнительно повысить сопротивляемость изгибу и жесткость трубы.
Спиралешовная труба схематически представлена на фиг, где:
1 - спиралешовная труба;
2 - соседние витки замка;
3 - расстояние между соседними витками замка.
Спиралешовная труба действует следующим образом: На трубе 1 расположены замки 2 (могут располагаться как снаружи трубы, так и внутри трубы). Расстояние между соседними витками замка измеряется вдоль перпендикуляров к направлению замков (кратчайшее расстояние между замками). Расстояние между соседними витками замка 3 является критичным: при уменьшении указанного расстояния возрастает расход материала, снижается производительность станков для производства труб, повышается удельная длина швов, вызывающая увеличение вероятности разгерметизации трубы. При увеличении расстояния между соседними витками замка 3 недопустимо уменьшается прочность трубы на изгиб, усложняется стыковка труб, увеличивается возможность перекоса труб при стыковке.
Так же крайне критичным при определенной толщине исходного металла являются габаритные размеры образованного замкового соединения. Так диапазон высоты находится в диапазоне 7,5-12,2 мм, а ширина в диапазоне 2,5-4,5 мм. С одной стороны, при заданной толщине исходного металлического листа от 0,4 до 2,0 мм снижение величины сечения замкового соединения практически неизбежно приведет к его разрушению в условиях высокого давления (до 150 Па) и высоких температур (до 100 гр. С). С другой стороны, выполнение замкового соединения с размерами превышающими критические значения, существующие станки со стандартными мощностями гидравлических приводов будут не в состоянии сформировать замковое соединение с доставочным обеспечением герметичности. Кроме того, замковое соединение изготовленное с превышением оптимальных размеров само уже представляет собой существенное механическое препятствие (выступ) на трубопроводе и при проведении любых работ по его утеплению, обследованию, ремонту и т.д. существует опасность механического нарушения его целостности, что приводит к разгерметизации трубопровода.
Промышленное применение. Полезная модель может быть с успехом использована для производства спиралешовных труб, применяемых, в том числе и в качестве герметичных защитных кожухов основных нефтегазовых труб, а также вентиляционных воздуховодов.