СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА ТРУБОПРОВОДА
PROCEDURE FOR CONSTRUCTION OF PIPELINE

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при сооружении и ремонте трубопроводов, подверженных высоким давлениям транспортируемой среды.
Известен способ строительства трубопровода, включающий метод волочения. Способ заключается в совмещении стальной трубы с пластмассовой, которые затем протягивают через волочильное кольцо на волочильном станке. Готовые трубы снабжают фланцами, при этом на концы труб накручивают кольца. После чего концы труб и кольца футеруют и трубы соединяют между собой фланцами (О.В.Рабинзон, Ю.С.Тали. Информационный листок, 1993, г.Нижний Тагил).
Недостатком данного способа защиты является
- значительная материалоемкость за счет затрат материала футеровки торцевых участков колец;
- высокие трудозатраты, связанные с футеровкой торцевых участков колец;
- недостаточная надежность футеровки, т.к. при перекачке, например, нефти давление внутри трубопровода достигает 4 МПа, а футеровка рассчитана на давление 1.6 МПа, что чревато авариями.
Известен способ строительства трубопровода, включающий футерование внутренней поверхности трубы пластмассовой оболочкой, прикрепление концов оболочки к трубе защемляющими кольцами, приваривание к концам трубы откалиброванных по внутреннему диаметру наконечников с внутренней облицовкой, длина которых превышает зону термической деструкции оболочки, при этом футерование трубы производят с перекрытием части длины наконечников, а защемляющие кольца размещают частично внутри наконечников (RU патент №2217651, МПК 7 F16L 58/02, опубл. 2003.11.27).
При данном способе не создается монолитной структуры оболочки, т.к. концы оболочек не соединены между собой, что снижает надежность герметизации. Трудоемкость изготовления наконечника и высокая стоимость, т.к. его необходимо покрывать слоем дорогостоящего коррозионно-стойкого металла.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ строительства трубопровода, включающий снабжение концов трубы соединительными элементами, ширина которых превышает зону термической деструкции оболочки, футерование внутренней поверхности трубы пластмассовой оболочкой, где в качестве соединительных элементов используют кольца со скосами, выполненными по наружному диаметру, кроме того, скосы выполняют и по наружному диаметру трубы, после чего протягивают пластмассовую оболочку, длина которой превышает длину трубы на расстояние, необходимое для сварки оболочки, между торцами оболочек устанавливают нагревательный элемент, доводят концы пластмассовых оболочек до вязко-текучего состояния, соединяют трубы встык и производят сварку вдоль скосов наружного диаметра колец (патент 2362941, опубл. 27.07.2009 г.).
Данный способ не обеспечивает необходимой прочности сварного шва, т.е. прочность шва при таком способе ниже прочности самой оболочки по причине сварки встык.
Техническая задача заключается в создании способа строительства трубопровода, обеспечивающего высокую прочность сварного шва.
Кроме того, снижение затрат на строительство трубопровода за счет экономии металла.
Для решения поставленной задачи и достижения указанного технического результата в предлагаемом способе строительства трубопровода, включающем снабжение концов трубы соединительными элементами, ширина которых превышает зону термической деструкции оболочки, футерование внутренней поверхности трубы пластмассовой оболочкой, использование в качестве соединительных элементов колец со скосами, выполненными по наружному диаметру с внутренней стороны, кроме того, выполнение скосов и по наружному диаметру трубы, протягивание пластмассовой оболочки, длина которой превышает длину трубы на расстояние, необходимое для сварки, установку нагревательного элемента, доведение концов пластмассовых оболочек до вязко-текучего состояния, соединение труб встык и сварку вдоль скосов наружного диаметра колец, согласно изобретению на выступ одной из оболочек надевают соединительную деталь до упора с кольцом, выступ второй оболочки вставляют в соединительную деталь до максимального упора с кольцом с последующим нагревом до вязко-текучего состояния соединительной детали вместе с концами пластмассовых оболочек, при этом толщина соединительной детали, по меньшей мере, равна толщине оболочки.
Кроме того,
- кольца устанавливают до проведения футеровки методом сварки либо методом накручивания;
- кольца устанавливают после проведения футеровки методом накручивания;
- в качестве нагревательного элемента используют, например, металлическую спираль;
- кольца могут иметь резьбовое соединение;
- кольца с наружной стороны от поверхности трубы имеют, например, Г-образную форму.
Предложенный способ строительства трубопровода, по сравнению с известными, обеспечивает наиболее высокую прочность сварного шва за счет большей поверхности расплава наружной поверхности оболочки и внутренней поверхности пластмассовой детали с помощью закладного нагревателя.
Кроме того, предложенный способ позволяет значительно сократить расход металла за счет конструкции колец.
Реализация предложенного способа поясняется фиг.1, где показан участок трубы в разрезе: 1 - труба; 2 - кольца; 3 - скосы на кольцах, муфте и трубе; 4 - пластмассовая оболочка; 5 - соединительная деталь, преимущественно из пластмассы, с закладными нагревательными элементами 6, муфта 7, сварка 8.
На фиг.2 показана форма фланца; на фиг.3 - резьбовое соединение 9 муфты с кольцами 2.
Реализуют предлагаемый способ следующим образом.
К трубе 1 приваривают кольцо 2 по наружному диаметру трубы. При этом ширина кольца должна превышать зону термической деструкции оболочки. По внутреннему диаметру кольца 2, наружному диаметру трубы 1 выполняют скосы 3, после чего производят футеровку трубы 1 пластмассовой оболочкой 4. При этом длина оболочки 4 превышает длину трубы 1 на величину, необходимую для сварки с соединительной деталью 5, на нижнем участке которой размещен закладной нагревательный элемент 6. Концы оболочек 4 вставляют в соединительную деталь до упора с металлическими кольцами 2. В качестве нагревательного элемента 6 можно использовать металлическую спираль, на которую подают напряжение (источник напряжения на чертеже не показан), нагревают наружные поверхности оболочек и внутреннюю поверхность соединительной детали до вязко-текучего состояния, осуществляя таким образом сварку поверхностей значительно большей площади по сравнению с известными решениями, создав монолитную структуру пластмассовой оболочки, позволяет значительно обеспечить прочность сварного шва. При этом наружная поверхность оболочки может быть выполнена параллельно ее внутренней поверхности либо под углом к ней. После чего устанавливают муфту 7 на кольца 2 и производят сварку 8 вдоль скосов 3 по наружному диаметру колец 2. Кольца можно устанавливать до проведения футеровки методом сварки либо методом накручивания, а после проведения футеровки - методом накручивания. Кольца 2 имеют Г-образную форму, что позволяет значительно сократить расход металла на их изготовление и, следовательно, снизить стоимость строительства трубопровода.