КОНСТРУКЦИЯ УЗЛА ТРОЙНИКОВОГО СОЕДИНЕНИЯ ТРУБОПРОВОДА С ПРИМЕНЕНИЕМ НАКЛАДНОЙ УГЛОВОЙ КОНСТРУКЦИИ

Полезная модель относится к изготовлению узла тройникового соединения с применением поликарбамида, наносимого несколькими слоями, в качестве накладной угловой конструкции для трубопроводов, работающих под давлением.
Известна конструкция тройникового соединения [ГОСТ 32569-2013], состоящая из трубопровода и патрубка, который расположен перпендикулярно оси основного трубопровода. Для обеспечения прочности узла на корпус приваривается накладное кольцо.
Данная конструкция обладает следующими значительными недостатками: во-первых, уменьшения прочности узла в виде отверстия под патрубок, во-вторых, неблагоприятное напряженно-деформированное состояние, вызванное различными комбинациями нагрузок на трубопровод в поперечном сечении с остаточными сварочными напряжениями соединения основной трубы и патрубка, в-третьих, ухудшение механических свойств в ЗТВ.
Прототипом полезной модели является патрубок стыковой (патент на полезную модель №161866). Патрубок стыковой совместно с накладкой-воротником представляет собой единую цельную конструкцию без сварных швов.
Недостаток прототипа обусловлен тем, что патрубок стыковой является металлоемкой конструкцией и сохраняется необходимость его приварки к трубопроводу.
Технической задачей полезной модели является создание новой конструкции узла тройникового соединения трубопровода с применением накладной угловой конструкции из поликарбамида на месте ответвления с достижением следующего технического результата: отсутствие необходимости приварки накладной угловой конструкции из поликарбамида к основному трубопроводу, так как она наносится специальным напыляющим оборудованием. Это приводит к снижению напряженно-деформированного состояния узла тройникового соединения без ущерба прочности соединения.
Поставленная задача достигается тем, что конструкция узла тройникового соединения трубопровода включает в себя патрубок и накладную угловую конструкцию на месте ответвления. Согласно полезной модели накладная угловая конструкция выполнена из полимерного материала, например, поликарбамида и по сечению представляет собой угловую конструкцию, оптимальные размеры которой определяются по формуле:
накл.
пат
D=2⋅d,
накл.
где D - диаметр накладной угловой конструкции на трубе, мм;
пат
d - диаметр патрубка, мм,
накл.
пат
H=0,75⋅d,
накл.
где H - высота накладной угловой конструкции на патрубке, мм.
При этом толщина накладной угловой конструкции равна толщине стенки трубы.
Конструкция поясняется чертежом. На фиг. 1 представлена предлагаемая конструкция узла, на фиг. 2 представлено 3-d изображение накладной угловой конструкции, на фиг. 3 - схема накладной угловой конструкции (фигура вращения).
Конструкция узла тройникового соединения трубопровода включает патрубок 3, накладную угловую конструкцию 2. Патрубок 3 приварен к основному трубопроводу 1. Накладная угловая конструкция 2 из поликарбамида установлена на место ответвления. Накладная угловая конструкция выполнена из поликарбамида, который имеет ряд полезных свойств (твердость 627 НВ), и представляет собой тело вращения, образованное фигурой, представленной на фиг. 3.
Неизвестными остаются оптимальные размеры накладной угловой конструкции 2, а именно диаметр на основном трубопроводе 1 и высота на патрубке 3.
На основе проведенных исследований авторам удалось прийти к выводу, что наилучший вариант обеспечения прочности узла наблюдается при диаметре накладной угловой конструкции 2 на основном трубопроводе 1, равному удвоенному значению диаметра отверстия под патрубок 3. Высота накладной угловой конструкции 2 обеспечивает оптимальную прочность при 75% от диаметра патрубка 3.
накл.
пат
D=2⋅d,   (1)
накл.
где D - диаметр накладной угловой конструкции на трубе, мм;
пат
d - диаметр патрубка, мм,
накл.
пат
H=0,75⋅d,   (2)
накл.
где H - высота накладной угловой конструкции на патрубке, мм.
Данных формул достаточно для расчета оптимальных размеров для нанесения накладной угловой конструкции несколькими слоями (технология нанесения 1 слоя поликарбамида составляет 4 мм) на узел тройникового соединения трубопровода.