Ложемент изолирующий для опоры трубопровода

Полезная модель относится к области трубопроводного транспорта и предназначена для защиты нефтепроводов, газопроводов, теплопроводов от коррозионного действия блуждающих токов, ведущих к преждевременному выходу из строя значительных участков трубопровода в процессе эксплуатации, снижения потерь токов катодной защиты, предотвращения проявлений гальванической и щелевой коррозии, а также для защиты антикоррозионных защитных покрытий трубопроводов от механических повреждений.
Известны ложементы изолирующие для седловидных опор трубопроводов и предназначенные для защиты их от блуждающих токов и от механических повреждений (см., например, патент RU на изобретение №2253790, публ. 2005 г., патент RU №50273 ПМ, публ. 27.12.2005).
Изолирующий ложемент по патенту RU №2253790 выполнен в виде контактирующей с поверхностью седловидной опоры (опора) трубопровода диэлектрической неразъемной прокладки-вкладыша, параметры которой соответствуют технологически заданным параметрам сопрягающейся с трубопроводом поверхности опоры.
Изолирующий ложемент по патенту RU №50273 выполнен в виде оболочки из полиэтиленовой трубы, размещаемой на опоре трубопровода и охватывающей его пенополиуретановую изоляцию.
Эффективность защиты трубопроводов от коррозионного действия блуждающих токов, и от механических повреждений в значительной степени зависит, в том числе, от толщины используемых диэлектрических материалов, предназначенных для изготовления изолирующих ложементов (см. ГОСТ Р 51164-98 «Трубопроводы стальные магистральные. Требования к защите от коррозии»). Однако при использовании диэлектрических прокладок-вкладышей значительной толщины возникают механические перенапряжения в процессе их укладки на опорное основание под трубопровод, а использование для этих целей многослойных прокладок при параметрах их соответствующих площади сопряжения трубопровода с опорой усложняет изготовление неразъемных ложементов, увеличивает механические перенапряжения в них в процессе укладки на опорное основание (седловидная опора).
В целом, выполнение ложемента изолирующего в виде диэлектрической неразъемной прокладки-вкладыша технологически ограничивает возможность их использования для седловидных опор трубопроводов в различном диапазоне типоразмерного ряда их диаметров.
Для снижения механических перенапряжений в процессе укладки ложементов изолирующих на опорное основание под трубопровод и возможности их использования для трубопроводов в более широком диапазоне типоразмерного ряда их диаметров в техническом решении по патенту RU №144977 ПМ (рис. 9, 10), публ. 10.09.2014 предлагается выполнение ложемента изолирующего для опоры трубопровода, содержащего выполненную из термостойкого диэлектрического материала прокладку-вкладыш из сборных рядно расположенных в диаметрально и продольно ориентированных направлениях седловидной опоры пластинчатых элементов, каждый из которых имеет боковые, торцовые и противолежащие рабочие поверхности, последние из которых обращены соответственно к контактирующим поверхностям опоры и трубопровода, каждый пластинчатый элемент имеет смещенные относительно друг друга параллельные к его боковым поверхностям сквозные отверстия для размещения диаэлектрических средств крепления в отверстиях смежных пластинчатых элементов при образовании прокладки-вкладыша.
В данном техническом решении каждая боковая поверхность пластинчатого элемента выполнена с выступами и вырезами, с расположением выступов оппозитно по отношению к вырезам на противолежащей боковой поверхности пластинчатого элемента, что обеспечивает размещение выступов одного указанного элемента в вырезах смежного с ним элемента при рядном их расположении в диаметрально ориентированном направлении седловидной опоры, при этом отверстия расположены в выступах пластинчатого элемента.
Наличие на боковых поверхностях пластинчатых элементов выступов и впадин усложняет их конструктивное исполнение, увеличивает материалозатраты на их изготовление и трудозатраты на формирование прокладки-вкладыша изолирующего ложемента. При формировании прокладки-вкладыша изолирующего ложемента в соответствии с данным техническим решением между контактирующими поверхностями образованной прокладки-вкадыша и трубопровода накапливается избыток влаги, что ухудшает изолирующие свойства трубопровода вследствие увеличения проявлений электрохимических реакций гальванической и щелевой коррозии.
Техническое решение по патенту RU №144977 (ри. 9, 10) по функциональному назначению и конструктивному исполнению является ближайшим аналогом заявляемой полезной модели.
Технический результат полезной модели направлен на упрощение конструктивного исполнения изолирующего ложемента с одновременным улучшением при этом его изолирующих свойств к электрохимическим реакциям контактной коррозии (гальваническая и щелевая).
Для решения поставленного технического результата предложен ложемент изолирующий для опоры трубопровода, содержащий выполненную из термостойкого диэлектрического материала прокладку-вкладыш из сборных рядно расположенных в диаметрально и продольно ориентированных направлениях седловидной опоры пластинчатых элементов, каждый из которых имеет боковые, торцовые и рабочие поверхности, последние из которых обращены соответственно к контактирующим поверхностям опоры и трубопровода, каждый пластинчатый элемент имеет смещенные относительно друг друга параллельные к его боковым поверхностям сквозные отверстия для размещения диаэлектрических средств крепления в них и в отверстиях смежных пластинчатых элементов при образовании прокладки-вкладыша, согласно полезной модели, боковые поверхности смежных пластинчатых элементов в каждом диаметрально ориентированном ряду смещены относительно друг друга с образованием между ними щелевого зазора «1» для отвода влаги с контактирующих поверхностей трубопровода и прокладки-вкладыша и для компенсации соосности между продольными осями отверстий смежных пластинчатых элементов указанного ряда с отверстиями стыкуемого с ними по их торцовым поверхностям пластинчатого элемента, расположенного в следующем диаметрально ориентированном ряду образуемой прокладки-вкладыша, продольная ось каждого отверстия пластинчатого элемента смещена относительно параллельной и смежной с ней его боковой поверхностью на расстояние S=(0,23-0,24)L, где L - расстояние между боковыми гранями пластинчатого элемента соответствует (80-105)мм.
Согласно полезной модели, расстояние между торцовыми поверхностями пластинчатого элемента соответствует (0,5-1,1)L.
Согласно полезной модели, рабочая поверхность пластинчатого элемента, обращенная к трубопроводу выполнена плоской, а противолежащая ей криволинейно-выпуклой.
Анализ известного уровня техники в целом показал, что предлагаемая в заявляемой полезной модели совокупность конструктивных признаков и их взаимосвязь не известны из уровня техники, и соответствуют критериям полезной модели "новизна" и "промышленная применимость".
Предлагаемая полезная модель может быть использована к области трубопроводного транспорта для защиты нефтепроводов, газопроводов, теплопроводов от коррозионного действия блуждающих токов, ведущих к преждевременному выходу из строя значительных участков трубопровода в процессе эксплуатации, предотвращения проявлений гальванической и щелевой коррозии, а также для защиты антикоррозионных защитных покрытий трубопроводов от механических повреждений.
Полезная модель поясняется нижеприведенным описанием и графическими материалами, где на:
Фиг. 1 показан общий вид пластинчатого элемента из термостойкого диэлектрического материала, предназначенного для образования прокладки -вкладыша ложемента изолирующего (вид сбоку и в плане);
Фиг. 2 - показан общий вид ложемента изолирующего (вариант);
Фиг. 3 - показано расположение ложемента изолирующего на седловидной опоре трубопровода.
Ложемент изолирующий для седловидной опоры трубопровода образован прокладкой-вкладышем, которая выполнена в виде сборных между собой рядно расположенных в диаметрально и продольно ориентированных направлениях седловидной опоры (опора) пластинчатых элементов 1. Пластинчатые элементы 1 выполнены из термостойкого диэлектрического материала, предназначенного для работы в диапазоне рабочих температур -60-+125°С. В качестве диэлектрических материалов, предпочтительно, используют материалы на основе полимеров, имеющих высокие деформационно-прочностные, усталостные, электрофизические целевые характеристики, соответствующие технологическим требованиям их эксплуатации в условиях взаимодействия с трубопроводом и седловидной опорой (опора).
Каждый пластинчатый элемент 1 имеет боковые, торцовые и рабочие поверхности 2 и 3, последние из которых обращены соответственно к поверхностям опоры и трубопровода. Рабочая поверхность 2 каждого пластинчатого элемента, предназначенная для образования контактирующей поверхности с трубопроводом, выполнена плоской, противолежащая ей поверхность 3 - выпуклая для улучшения адаптации указанного элемента к поверхности опоры. Выпуклость рабочей поверхности 3 определяется экспериментально с учетом оптимального ее сопряжения с контактной поверхностью седловидной опоры.
Каждый пластинчатый элемент 1 имеет смещенные относительно друг друга параллельные к его боковым поверхностям 4 сквозные отверстия 5 для размещения средств крепления в отверстиях смежных элементов при образовании прокладки-вкладыша ложемента изолирующего. Средства крепления выполнены в виде продольных стержней 6 из диэлектрического материала. Боковые поверхности 4 каждого пластинчатого элемента 1 сопряжены с рабочими поверхностями 2 и 3.
При сборке прокладки-вкладыша боковые поверхности 4 смежных пластинчатых элементов 1 в каждом диаметрально ориентированном ряду смещены относительно друг друга с образованием между ними щелевого зазора «1» для отвода влаги с контактирующих поверхностей трубопровода и прокладки-вкладыша и для компенсации соосности между продольными осями отверстий смежных пластинчатых элементов указанного ряда с отверстиями стыкуемого с ними по их торцовым поверхностям 7 пластинчатого элемента 1, расположенного в следующем диаметрально ориентированном ряду образуемой прокладки-вкладыша (см. рис. 2).
Продольная ось каждого отверстия 5 пластинчатого элемента 1 смещена относительно параллельной и смежной с ней боковой поверхности 4 на расстояние S=(0,23-0,24) L, где L - расстояние между боковыми поверхностями, равное (80-105) мм.
Из условия компенсации соосности между продольными осями отверстий смежных пластинчатых элементов в диаметрально ориентированном ряду с отверстиями стыкуемого с ними по их торцовым поверхностям 7 пластинчатого элемента, расположенного в следующем диаметрально ориентированном ряду величина щелевого зазора «1» определяется расчетным путем с учетом исходных заданных параметров.
Расстояние «В» между торцовыми поверхностями 7, каждого пластинчатого элемента 7 равно (0,5-1,1)L.
Заданные параметры пластинчатого элемента 1 оптимальны:
1
при расстоянии S=(0,23-0,24) L определяют межосевое расстояние «S» между отверстиями 5 и расположение боковых поверхностей 4 смежных пластинчатых элементов 1 с учетом щелевого зазора между ними, при котором в направлении сопряжения торцовых поверхностей 7 пластинчатых элементов 1 одного ряда с торцовой поверхность смежного пластинчатого элемента следующего ряда, смещенного в продольном направлении опоры и ориентированного в ее диаметральном направлении, обеспечивается соосность отверстий пластинчатых элементов 1 при образовании прокладки-вкладыша. При данных параметрах щелевой зазор между боковыми поверхностями смежных элементов 1 в каждом ряду оптимален при величине его 3-6 (мм).
Наличие щелевого зазора с одной стороны улучшает адаптацию последовательно расположенных в ряду смежных пластинчатых элементов 1 к поверхности седловидной опоры, облегчает процесс фиксации пластинчатых элементов между собой при расположении их в смежных рядах смещенных в продольном направлении опоры при образовании прокладки-вкладыша, с другой стороны наличие щелевого зазора между боковыми поверхностями 4 смежных пластинчатых элементов 1 в каждом диаметрально ориентированном ряду способствует отводу влаги и конденсата со сторон контактирующих поверхностей трубопровода и образованной прокладки-вкладыша, что улучшает электроизолирующие свойства ложемента.
Заданная по полезной модели величина L=(80-105) мм оптимальна по условиям формирования изолирующего ложемента из сборных элементов на поверхностях седловидных опор для различного типоразмерного ряда трубопроводов. Уменьшение или увеличение L приводит к изменению параметра «S», что нецелесообразно, т.к. уменьшение или увеличение данного параметра приведет к изменению величины щелевого зазора «1» между пластинчатыми элементами 1, что ухудшит условия формирования ложемента и его электроизолирующую способность, ухудшит адаптирующую способность их к поверхностям опорного основания и трубопровода;
расстояние между торцовыми поверхностями пластинчатого элемента 1 соответствующее B=(0,5-1,1)L определяется условиями технологического процесса изготовления данного типа элементов, параметрами формируемого ложемента с учетом его образования из различных типов пластинчатых элементов с параметром «В» на технологически заданной длине седловидной опоры для контактирующей с ней поверхностью трубопровода (см. рис. 2), оптимальной адаптацией соответствующих рабочих поверхностей пластинчатого элемента 1 к контактным поверхностям седловидной опоры и трубопровода.
Ложемент изолирующий формируют путем сборки прокладки-вкладыша из элементов 1 с учетом заданной площади поверхности основания седловидной опоры для соответствующего диаметра трубопровода. На рис. 3 показан вариант сборки прокладки-вкладыша с использованием элементов 1 при следующих их параметрах:
L=100 (мм); S=0,24L, при этом для сборки использованы пластины при В=105 (мм) и В=52 (мм), величина щелевого зазора 6 мм.
Сборку прокладки -вкладыша изолирующего ложемента осуществляют путем рядного размещения пластинчатых элементов 1 в диаметрально и продольно ориентированных направлениях седловидной опоры контактирующей с опорной поверхностью трубопровода. Пластинчатые элементы 1 в каждом диаметрально ориентированном ряду смещены относительно друг друга с образованием между их боковыми поверхностями 4 щелевого зазора «1» для компенсации соосности отверстий 5 смежных элементов 1 в следующем ряду, при этом пластинчатые элементы 1 следующего ряда смещают относительно смежных с ними названных элементов 1 предыдущего ряда с перекрытием щелевых зазоров между пластинчатыми элементами 1 предыдущего ряда при стыковке элементов по торцовым поверхностям 7 для обеспечения соосности отверстий 5 стыкуемых пластинчатых элементов. Для соединения элементов 1 между собой используют диэлектрические стержни 6.
Размещение сформированного ложемента изолирующего на поверхности седловидной опоры показано на фиг. 4.
При реализации полезной модели обеспечивается возможность формирования ложемента изолирующего на технологически заданной для соответствующего трубопровода контактирующей поверхности седловидной опоры. Наличие щелевых зазоров способствует улучшению адаптирующей способности образуемой прокладки-вкладыша к контактирующими с ней поверхностям опоры и трубопровода, а также к улучшению изолирующих свойств ложемента изолирующего к электрохимическим реакциям контактной коррозии (гальваническая и щелевая).