УЗЕЛ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ ТРУБОПРОВОДА
WELDED JOINT ASSEMBLY OF PIPELINE

Изобретение относится к конструкции сварных соединений трубопроводов агрессивных сред и может быть использовано при изготовлении трубопроводов для перекачки нефтепродуктов и химических реагентов.
Известен узел сварного соединения трубопровода (патент 2283739 RU, МПК В23К 31/02, F16L 13/02, опубл. 20.09.2006, бюл. №26), являющийся наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату, содержащий металлические трубы с нанесенным на их внутреннюю поверхность защитным покрытием, втулку, размещенную внутри труб, кольцевые элементы, кольцевые резиновые уплотнения, термоизоляционный материал, герметизирующий материал, один или несколько Г-образных упоров. Втулка выполнена с цилиндрическим участком и коническими участками на концах. Кольцевые резиновые уплотнения размещены на внешней поверхности втулки, плотно прилегая к ее коническим участкам. Герметизирующий материал нанесен на внешнюю поверхность конических участков втулки.
Недостатком известного узла сварного соединения трубопровода является недостаточная надежность при перекачке рабочих сред, обусловленная нанесением герметизируюбщего материала только на внешнюю поверхность конических участков втулки, что уменьшает площадь прилегания герметизирующего материала к герметизируемым поверхностям и не гарантирует полного заполнения герметизирующим материалом полостей между коническими участками втулки и кольцевыми резиновыми уплотнениями, а также наличием двух контуров герметизации на каждом конце втулки - между кольцевым резиновым уплотнением и трубой трубопровода и между кольцевым резиновым уплотнением и втулкой. Другим недостатком известной конструкции является ее конструктивная сложность, обусловленная наличием кольцевых элементов, фиксирующих кольцевые резиновые уплотнения и их креплением дополнительными сварными швами.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение надежности и упрощение конструкции узла сварного соединения трубопровода.
Технический результат достигается тем, что полость между коническими участками втулки и кольцевыми уплотнениями полностью заполнена герметизирующим материалом, а кольцевые резиновые уплотнения привулканизованы к наружной поверхности втулки без дополнительного крепления.
Сущность заявленного технического решения поясняется следующими чертежами:
фиг. 1 - узел сварного соединения трубопровода;
фиг. 2 - схема герметизации узла сварного соединения трубопровода.
Узел сварного соединения трубопровода (труб 2 и 3) содержит (фиг. 1) сварной шов 1, выполненный ручной и/или автоматической сваркой и имеющий площадь нормального сечения больше площади нормального сечения труб 2 и 3, металлические трубы 2 и 3 с защитным покрытием на внутренней поверхности и размещенную внутри труб 2 и 3 втулку 4 с коническими участками 5 на концах и с защитным покрытием на внутренней поверхности, термоизоляционный материал 6, закрепленный с наружной стороны цилиндрической части втулки 4, поверх которого закреплено не менее одного Г-образного упора 7, кольцевые резиновые уплотнения 8 на каждом конце втулки 4, привулканизованные к наружной поверхности втулки 4 с ее внешней стороны и образующие с коническими участками втулки 4 отдельную полость. Полость между коническими участками 5 втулки 4 и кольцевыми резиновыми уплотнениями 8 полностью заполнена герметизирующим материалом 9. Длина втулки 4 превышает совокупную длину участков труб 2 и 3 в области сварного шва 1, не имеющих защитного покрытия.
При подготовке узла сварного соединения трубопровода к работе, втулку 4 в сборе с термоизоляционным материалом 6, Г-образным упором 7 и резиновыми уплотнениями 8 вставляют в металлическую трубу 2 до соприкосновения ее торца с Г-образными упорами 7. Затем на свободный конец втулки 4 надевают металлическую трубу 3 и соединяют трубы 2 и 3 сварным швом 1. Сварной шов 1 выполняют ручной и/или автоматической сваркой так, чтобы площадь нормального сечения шва была больше площади нормального сечения труб 2 и 3. Защитное покрытие внутренней поверхности труб 2 и 3 в области сварного шва 1 неизбежно нарушается под воздействием высокой температуры сварки, поэтому длина втулки 4 превышает совокупную длину участков труб 2 и 3 в области сварного шва 1, не имеющих защитного покрытия, что защищает трубы 2 и 3 и сварной шов 1 от воздействия рабочей среды при условии герметичности стыков втулки 4 с трубами 2 и 3. Термоизоляционный материал 6, закрепленный с наружной стороны цилиндрической части втулки 4, предотвращает нарушение защитного покрытия втулки 4 под воздействием окалины при выполнении сварного шва 1.
Узел сварного соединения трубопровода работает следующим образом.
При подаче рабочей среды под давлением во внутреннюю полость трубопровода, давление рабочей среды воздействует как на стенки трубопровода, так и в зазорах между трубами 2 и 3 и втулкой 4. В заявляемом изобретении полость между коническими участками 5 втулки 4 и кольцевыми резиновыми уплотнениями 8 на каждом конце втулки 4 полностью заполнена герметизирующим материалом 9, что увеличивает площадь прилегания герметизирующего материала 9 к герметизируемым поверхностям и исключает наличие скрытых полостей, тем самым надежно герметизирует стыки втулки 4 с трубами 2 и 3 и повышает надежность узла сварного соединения трубопровода.
При длительной эксплуатации трубопровода свойства герметизирующего материала 9 неизбежно ухудшаются, и рабочая среда может воздействовать непосредственно на кольцевые резиновые уплотнения 8. В заявленном изобретении (фиг. 2) кольцевые резиновые уплотнения 8 привулканизованы к втулке 4, что надежно перекрывает контур герметизации между кольцевыми резиновыми уплотнениями 8 и втулкой 4. Наличие только одного контура герметизации на каждом конце втулки 4 дополнительно повышает надежность узла сварного соединения трубопровода. Крепление кольцевых резиновых уплотнений 8 путем их привулканизации к втулке 4 упрощает конструкцию узла сварного соединения трубопровода, поскольку позволяет отказаться от фиксации резиновых уплотнений 8 дополнительными конструктивными элементами.