ФЛАНЕЦ

Заявляемая полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к узлам и деталям, обеспечивающим нормальную эксплуатацию машин и установок, а именно к фланцам, применяемым для соединения труб. Полезная модель может быть использована в коммунальном хозяйстве, мелиорации, нефтяной, газовой и других областях промышленности.
Известен фланец для соединения труб, представляющий собой плоское кольцо с буртом по внутреннему диаметру (воротником), снабженное симметрично расположенными относительно центральной оси отверстиями для прохождения соединительных болтов, на всей плоскости сопряжения фланцев от внутреннего до наружного диаметра выполнены концентрические кольца. В качестве материала фланца использован медный или медно-никелевый сплав (патент РФ №51160, м. кл. F16L 23/032, 2006).
Фланец сохраняет эксплуатационные характеристики на высоком уровне в условиях значительного перепада рабочих температур и в средах повышенной агрессивности, но никак не влияет на прочность клеевого соединения покрытия внутренней поверхности трубопровода и бурта (воротника) фланца.
Другим аналогом заявляемой полезной модели служит фланец, изготовленный из композиционного материала, содержащего полимерную матрицу, усиленную волокнами, такими как углеродные волокна, стекловолокно, кевларовые волокна. Такие материалы имеют плотность существенно меньшую, чем обычно применяемые легкие сплавы, но более высокие механические характеристики: прочность, сопротивление разрыву (патент РФ №2481950, м. кл. F16L 47/14, В29С 70/54, 2000).
Недостаток этого фланца такой же, как и первого аналога.
За наиболее близкий аналог предлагаемой полезной модели принят фланец секции трубопровода, выполненный в виде комбинации фланцевого кольца и цилиндрического корпуса с кольцевыми выступами, расположенными на наружной поверхности корпуса, в теле трубы (патент РФ №167427, м. кл. F16L 11/00, 2016).
У такой конструкции фланца хорошие прочностные и эксплуатационные характеристики, но фланец имеет незначительную прочность клеевого соединения корпуса с покрытием внутренней поверхности секции трубопровода.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является увеличение срока службы покрытия внутренней поверхности участка трубопровода за счет повышения прочности соединения цилиндрического корпуса фланца с покрытием.
Другой вид технического результата, получение которого может обеспечить полезная модель по сравнению с наиболее близким аналогом, заключается в обеспечении коррозионной стойкости участка стального трубопровода.
Для достижения указанного технического результата при использовании признаков известного фланца, содержащего фланцевое кольцо с отверстиями под крепежные элементы и цилиндрический корпус с кольцевыми выступами, согласно полезной модели, выступы расположены на внутренней поверхности корпуса.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где изображен продольный разрез фланца.
Предлагаемый фланец выполнен в виде комбинации фланцевого кольца 1 с отверстиями 2 под крепежные элементы (болты, шпильки на фиг. не показаны) и цилиндрического корпуса 3. На внутренней поверхности цилиндрического корпуса 3 расположены кольцевые выступы 4. Фланец может быть изготовлен из медных, никелевых и медно-никелевых сплавов, используемых для работы в средах повышенной агрессивности и температуры. Фланец может быть также изготовлен из композиционных материалов с полимерной матрицей, усиленной волокнистой структурой. Матрица может быть выполнена из отвержденной эпоксидной или полиэфирной смолы.
Конкретным примером заявляемого устройства является стеклопластиковый фланец диаметром 500 мм с фланцевым кольцом 1, выполненным заодно с воротниковым цилиндрическим корпусом 3 длиной 700 мм, из полимерного композита. Последний включает матрицу из отвержденного эпоксидного компаунда Этал-Инжект - , внутри которой размещены слои ткани ровинговой марки ТР-0,3 - 117 А (ТУ 5952-060-05763895-2003). Содержание ткани в композите составило 50 вес. %. Изделие изготавливали вручную путем послойного формования стеклоткани на болванке. При формовании обеспечивали плавный переход стеклонитей от корпуса 3 к фланцевому кольцу 1 и переход нитей на сужение в местах кольцевых выступов 4. В зависимости от требуемых физико-механических характеристик толщину фланцевого кольца 1 и цилиндрического корпуса 3 регулировали числом слоев ткани. Режим формования - вакуумная инфузия. Отверждали изделие при комнатной температуре в течение 3 час с последующей прокалкой при температуре 60°С в течение часа. Торцевые поверхности фланцевого кольца 1 и его отверстия 2 (20 штук) обрабатывали механическим способом. Итак, фланец готов к использованию.
Заявляемое устройство используют следующим образом. Перед нанесением покрытия на внутреннюю поверхность участка трубопровода фланец закрепляют воротниковым цилиндрическим корпусом 3 к санируемому участку трубопровода (на фиг. не показано). Любым известным методом выворачивания вводят в этот трубопровод тканевый рукав, пропитанный термореактивной смолой, прижимают его к внутренней поверхности трубопровода и фланца. При этом рукав своей наружной поверхностью повторяет форму кольцевых выступов 4 цилиндрического корпуса 3 на внутренней поверхности фланца и приклеивается к нему с последующим отверждением смолы в такой ступенчатой форме. Рукав отрезают на некотором расстоянии от фланцевого кольца 1.
Установка двух фланцев на концах участка трубопровода обеспечивает его целостность и увеличивает срок службы покрытия за счет повышенной прочности соединения цилиндрического корпуса фланца с покрытием, а также обеспечивает коррозионную стойкость стального участка трубопровода от фланца до фланца.