МУФТА ДЛЯ РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДА

Полезная модель относится к трубопроводному транспорту и может быть использована при ремонте эксплуатирующихся трубопроводов с дефектами, преимущественно трещиноподобными, в частности, эксплуатирующихся газопроводов, нефтепроводов. Техническое решение направлено на упрочнение корродированного или иным образом поврежденного участка трубопровода без остановки перекачки продукта.
Известны аналогичные решения, содержащие верхнюю и нижнюю полуобечайки, соединенные между собой по продольным участкам сваркой или болтовыми соединениями, с выполненными на нижней полуобечайке впускными патрубками, с выполненными в нижней полуобечайке четырьмя резьбовыми отверстиями с установочными болтами, с выполненными на верхней полуобечайке выпускными патрубками, с выполненными в верхней полуобечайке четырьмя резьбовыми отверстиями с установочными болтами (см. например, описание изобретения к патенту РФ №2191317, МПК F16L 55/18, дата публикации 20.10.2002, описание полезной модели к патенту РФ №113811, МПК F16L 55/18, дата публикации 27.03.2011)
Ближайшим аналогом к заявляемой муфте для ремонта трубопровода является муфта для ремонта трубопровода, содержащая верхнюю и нижнюю полуобечайки, соединенные между собой по продольным участкам сваркой или болтовьми соединениями, с выполненными на нижней полуобечайке впускными патрубками, выполненными в нижней полуобечайке четырьмя резьбовыми отверстиями с установочными болтами, с выполненными на верхней полуобечайке выпускными патрубками, с выполненными в верхней полуобечайке четырьмя резьбовыми отверстиями с установочными болтами, с выполненными в верхней полуобечайке резьбовыми отверстиями для контроля выхода воздуха и контроля заполнения внутреннего зазора между муфтой и трубопроводом композитным материалом (см. например, описание полезной модели к патенту РФ №113811, МПК F16L 55/18, дата публикации 27.03.2011).
Недостатком известной муфты является следующее. Не обеспечивается равномерный зазор между внутренней поверхностью муфты для ремонта трубопровода и внешней поверхностью деформированного трубопровода из-за недостаточности числа установочных болтов и недостаточности числа резьбовых отверстий для контроля выпуска воздуха и контроля заполнения внутреннего зазора композитным материалом.
Технический результат выражается в обеспечении получения более равномерного зазора между внутренней поверхностью муфты для ремонта трубопровода и внешней поверхностью трубопровода и улучшения контроля за наполняемостью зазора между муфтой и трубопроводом композитным материалом.
Сущность заявленной муфты для ремонта трубопровода характеризуется тем, что содержит верхнюю и нижнюю полуобечайки, соединенные между собой по продольным участкам сваркой или болтовыми соединениями, с выполненными на нижней полуобечайке впускными патрубками, с выполненными в нижней полуобечайке четырьмя резьбовыми отверстиями с установочными болтами, с выполненными на верхней полуобечайке выпускными патрубками, с выполненными в верхней полуобечайке четырьмя резьбовыми отверстиями с установочными болтами, с выполненными в верхней полуобечайке резьбовьми отверстиями для контроля выхода воздуха и контроля заполнения зазора между муфтой и трубопроводом композитным материалом, и отличается от ближайшего аналога тем, что в верхней части верхней полуобечайки выполнены два дополнительных резьбовых отверстия с установочными болтами, в нижней части нижней полуобечайки выполнены два дополнительных резьбовых отверстия с установочными болтами, в нижней полуобечайке выполнены резьбовые отверстия для контроля выхода воздуха и контроля заполнения внутреннего зазора между муфтой и трубопроводом композитным материалом.
Сущность заявленной муфты для ремонта трубопровода поясняется чертежами, на которых приведено следующее.
На фиг.1 - вид на муфту сбоку;
на фиг.2 - вид муфты в сечении А-А;
на фиг.3 - вид сверху на верхнюю полуобечайку;
на фиг.4 - вид верхней полуобечайки в сечении Б-Б;
на фиг.5 - вид верхней полуобечайки в сечении В-В;
на фиг.6 - вид Г края верхней полуобечайки;
на фиг.7 - вид снизу на нижнюю полуобечайку;
на фиг.8 - вид нижней полуобечайки в сечении Д-Д;
на фиг.9 - вид нижней полуобечайки в сечении Е-Е;
Муфта для ремонта трубопровода содержит верхнюю и нижнюю полуобечайки 1, 2 с патрубками 3, 4 (фиг.1, 2), соединенные между собой по продольным участкам сваркой (фиг.1, 2) или болтовыми соединениями. На нижней полуобечайке 2 выполнены впускные патрубки 4, установленные в отверстия 15. В нижней полуобечайке 2 выполнены шесть резьбовых отверстий 5 с установочными болтами 6 (фиг.1, 2, 7, 8, 9). В нижней полуобечайке 2 выполнены резьбовые отверстия 7 для контроля выхода воздуха и контроля заполнения зазора между муфтой и трубопроводом 11 композитным материалом. Резьбовые отверстия 7 могут быть расположены на поверхности нижней полуобечайки 2 в два ряда. На верхней полуобечайке 1 выполнены выпускные патрубки 3, установленные в отверстиях 12. В верхней полуобечайке выполнены шесть резьбовых отверстий 8 с установочными болтами 9, резьбовые отверстия 10 для контроля выхода воздуха и контроля заполнения зазора между муфтой и трубопроводом 11 композитным материалом (фиг.1, 2, 3, 4, 5). Верхняя и нижняя полуобечайки 1, 2 выполнены из стали, со свойствами, тождественными свойствам стали трубопровода 11. Верхняя полуобечайка 1 выполнена формой в виде полуцилиндра. Нижняя полуобечайка 2 выполнена формой в виде полуцилиндра (фиг.1, 2, 4, 5, 8, 9).
Посредством установочных болтов 6, 9, ввернутых в верхнюю и нижнюю полуобечайки 1, 2, выставляют равномерный зазор между муфтой и трубопроводом 11 (фиг.2). Получение более равномерного зазора обусловлено увеличением числа установочных болтов 6, 9 (фиг.1, 2). Установочные болты 6, 9 выполняют функцию опор при установке муфты на трубопровод 11 (фиг.1, 2).
Боковые кромки верхней и нижней полуобечаек 1, 2 имеют разделку под сварку при варианте соединения их сваркой, например, в виде скосов (фиг.6 - вид Г)
Боковые кромки верхней и нижней полуобечаек 1, 2 могут иметь приваренные к ним элементы с отверстиями для болтов при варианте соединения полуобечаек 1, 2 болтами.
Муфту для ремонта трубопровода используют следующим образом.
После установки муфты для ремонта трубопровода с кольцевым зазором на трубопровод 11 сваривают между собой верхнюю и нижнюю полуобечайки 1, 2, установленные на трубопроводе 11 симметрично по отношению к дефекту с кольцевым зазором посредством болтов 6, 9, ввернутых в отверстия 5, 8 (фиг.1, 2). Вворачивая болты 6, 9 добиваются более равномерного зазора между муфтой и трубопроводом 11 с фиксацией положения болтов 6, 9.
Торцы муфты заполняют быстросхватывающейся мастикой на основе эпоксидной смолы для герметизации кольцевого зазора на концах верхней и нижней полуобечаек 1, 2 между ними и трубопроводом 11. Мастику приготовляют непосредственно перед использованием. Зазор между муфтой и трубопроводом 11 через входные патрубки 4 в нижней полуобечайке 2 заполняют композитным материалом на основе эпоксидной смолы. Композитный материал приготовляют непосредственно перед заполнением зазора между муфтой и трубопроводом 11. Расположение выходных патрубков 3 в верхней полуобечайке 1 позволяет контролировать процесс заполнения композитным материалом объема между муфтой и трубопроводом 11 до момента уменьшения количества пузырьков воздуха в композитном материале. В верхней полуобечайке 1 имеется несколько контрольных резьбовых отверстий 10, предназначенных для контроля уровня композитного материала, в которые вворачивают болты 13 после выхода пузырьков воздуха и заполнения композитным материалом объема между муфтой и трубопроводом 11. В нижней полуобечайке 2 резьбовые отверстия 7, выполненные на боковых сторонах нижней полуобечайки 2, обеспечивают контроль заполнения зазора до появления в них композитного материала без воздушных пузырьков. После чего контрольные резьбовые отверстия 7 закрывают болтами 14 (фиг.2).
Композитный материал затвердевает и болты 6, 9 вывертывают для исключения электрического контакта муфты и трубопровода 11. Резьбовые части болтов 6 и 9 могут быть оставлены в отверстиях 5 и 8. Для получения гладкой поверхности верхней и нижней полуобечаек 1, 2 после срезания всех болтов 6, 9 остатки болтов 6, 9 зачищают заподлицо. Впускные патрубки 4 и выпускные патрубки 3 вывертывают в случае установки их на резьбе или срезают и зачищают заподлицо.
В результате проведенных исследований было установлено, что величина зазора между муфтой и трубопроводом 11 должна быть не менее 6 миллиметров и не более 40 миллиметров. Толщина стенок верхней и нижней полуобечайки 1, 2 муфты должна быть увеличена на 20% от толщины стенки трубопровода 11 ремонтируемого газопровода, нефтепровода или нефтепродуктопровода. Муфта в виде верхней и нижней полуобечаек 1, 2 должна быть изготовлена в заводских условиях методом вальцовки с последующим термоотпуском в печах при температуре 700-900 градусов Цельсия или методом горячей штамповки (когда лист метала, нагревается до температуры 700-900 градусов Цельсия с последующим формообразованием в штампе). Термический отпуск производится для снятия остаточных напряжений в полуобечайках 1, 2. Материал для изготовления верхней и нижней полуобечаек 1, 2 используется такой же, как и материал трубопровода 11. Допустимо использование стали, аналогичной стали ремонтируемого трубопровода 11 (с эквивалентными механическими характеристиками). При большой величине дефекта допускается применение многосекционной (составной) муфты. Но длина ее не должна превышать 10,5 метров.
При невозможности производства огневых (сварочных) работ при ремонте трубопровода 11 верхняя и нижняя полуобечайки 1, 2 выполняют с болтовыми соединениями. На месте производства работ верхнюю и нижнюю полуобечайки 1, 2 присоединяют друг к другу продольными сторонами болтовыми соединениями. Все остальные действия с муфтой для ремонта трубопровода осуществляют аналогично случаю соединения полуобечаек 1, 2 сваркой.
Увеличение количества установочных болтов 6, 9 позволяет при монтаже муфты на трубопровод более точно контролировать величину зазора между муфтой и трубопроводом 11, что обеспечит равномерность зазора и более точную центровку конструкции на трубопроводе 11. Рекомендуется располагать установочные болты 6, 9 и выполненные под них отверстия 5, 8 равномерно в поперечном сечении муфты с углами α и δ между их осями соответственно порядка 60° (фиг.4, 8). Контролируемая величина зазора позволяет более равномерно распределить композитный материал по всему периметру ремонтной конструкции, а, следовательно, и распределение нагрузок будет более равномерным. Резьбовые отверстия 7 в нижней полуобечайке 2 позволяет более точно контролировать заполнение композитным материалом зазора между муфтой и трубопроводом 11.
В конкретных вариантах выполнения муфты, количество, равномерность или неравномерность размещения резьбовых отверстий 7, 10, т.е. отверстий для контроля заполнения зазора между муфтой и трубопроводом 11 композитным материалом и отсутствия воздуха и/или пузырьков воздуха в композитном материале, определяется относительным параметром, а именно, соотношением диаметра и длины муфты.