ТЕПЛОИЗОЛИРОВАННАЯ ТРУБА И ОТДЕЛЬНЫЙ УЧАСТОК ТРУБОПРОВОДА С ГИДРОЗАЩИТОЙ ПО НАРУЖНОЙ ПОВЕРХНОСТИ И ПО ТОРЦАМ

Полезная модель относится к области производства предварительно изолированных труб и фасонных изделий, применяемых в теплоэнергетике, при строительстве тепловых сетей, сетей холодного и горячего водоснабжения и т.п., а также к конструкции трубопроводов с использованием теплоизолированных труб.
Энергоэффективные теплоизолированные трубы получили широкое распространение в различных отраслях жизнедеятельности человека.
Предварительно изолированная труба представляет собой единую конструкцию, состоящую из внутренней рабочей (металлической или полимерной) трубы с центрирующими опорами, нанесенного на рабочую трубу слоя теплоизоляции, системы оперативно дистанционного контроля (СОДК) или системы обнаружения утечек (СОУ) и внешней гидрозащитной трубы-оболочки. Основными недостатками общепринятых конструкций теплоизолированных труб и фасонных изделий являются: увлажнение слоя изоляции при разгерметизации; не защищенность открытых участков изоляции, от воздействия негативных атмосферных факторов, в частности, ультрафиолетовое излучение, окислительные процессы, намокание при хранении и т.д.; наличие по торцам теплоизолированной трубы открытых участков теплоизоляции, что приводит к механическому повреждению слоя теплоизоляции, например, при транспортировке, монтаже.
В отдельных случаях для снижения воздействий вышеуказанных негативных факторов и сохранения качественных параметров, слой изоляции по торцам труб и фасонных изделий защищают термоусаживаемыми манжетами или обрабатывают соответствующими мастиками, что приводит к увеличению трудоемкости, повышению материалоемкости и себестоимости готовой продукции.
Известна теплоизолированная труба, изготовленная способом по заявке на выдачу патента США на изобретение US 2007074778, 05.04.2007. Данная теплоизолированная труба содержит коаксиальные установленные трубы скользящие друг относительно друга с регулируемым трением. При этом, в процессе изготовления теплоизолированной трубы, наносят пленку без клея и смазочных материалов на внутреннюю поверхность внешней трубы и/или на внешнюю поверхность внутренней рабочей трубы, закрепляют на внутренней рабочей трубе серию распорок (центраторов), изготовленных из теплоизоляционного материала, соединяют внешнюю трубу с внутренней несущей трубой и центрируют внешнюю трубу на внутренней трубе, производят монтаж уплотнительных заглушек на концах указанных труб, соединяют заглушки с трубами, подают через заглушку или заглушки жидкий вспенивающийся материал, который в результате последующего вспенивания полностью заполняет полость между трубами, вспененному теплоизоляционному материалу дают достаточно затвердеть после чего удаляют заглушки, в результате получают готовые трубы.
Известна теплоизолированная труба (патент Российской Федерации на изобретение RU 2273787, 20.09.2004), содержащая рабочую трубу, оболочку и слой теплоизоляции в кольцевом зазоре между ними. При использовании в качестве теплоизоляции вспенивающегося материала, например пенополиуретана, кольцевые зазоры на торцах закрывают заглушками, которые плотно герметизируют фланцами, зафиксированными стопорными болтами на рабочей трубе. Затем через отверстие оболочки кольцевой зазор заполняют вспенивающимся теплоизолирующим материалом.
В описанных выше аналогах для предотвращения выхода вспенивающихся компонентов изоляции используют съемные заглушки или заглушки, прикрепленные отдельными элементами (фланцами). К сожалению, такие заглушки обладают низкой технологичностью и содержат ряд отрицательных признаков, таких как трудоемкость технологических операций по установке и/или демонтажу, материалоемкость, повышенная масса и др. В процессе производства изолированных труб и фасонных изделий, это приводит к выходу из межтрубного пространства вспенивающейся теплоизоляции на стадии образования и полимеризации, перерасходу основного вида сырья, появлению дополнительных отходов, увеличению себестоимости продукции; воздействию негативных, атмосферных факторов на открытые участки изоляции.
Известна теплоизолированная труба (патент Российской Федерации на изобретение RU 2221184, 10.01.2004), которая включает рабочую трубу, оболочку, центраторы, установленные в кольцевом зазоре между оболочкой и трубой, заполненном теплоизолирующим материалом - воздухом, и кольцевые заглушки, установленные на торцах. Кольцевые заглушки выполнены в виде усеченного конуса с наружной и внутренней конусностью, большими основаниями направленными противоположно, при этом система оболочка-заглушки-труба в сборе образует герметичную кольцевую камеру, заполненную воздухом, а для сброса избыточного давления, образуемого от нагрева воздуха при работе, оболочка снабжена компенсационным клапаном. При изготовлении теплоизолированной трубы к рабочей трубе прикрепляют центраторы, затем рабочую трубу с центраторами коаксиально устанавливают внутри оболочки с вмонтированным компенсационным клапаном. Затем герметизируют торцы заглушками, имеющими форму усеченного конуса, заглушки по торцам устанавливают так, что они большими основаниями направлены в противоположные стороны. В связи с тем, что в данной конструкции теплоизолирующим материалом служит воздух, по конусным поверхностям заглушек наносят герметизирующий состав, а у оболочки швы в скреплениях также герметизируют герметизирующим составом.
Данный аналог не позволяет получить теплоизолированную трубу, в которой торцевые заглушки выполняют две функции, первая из которых технологическая, связанная с изготовлением трубы, вторая функция той же заглушки - конструктивная, в соответствии с которой заглушка используется как элемент готовой трубы, обеспечивающий, с одной стороны, герметизацию теплоизолирующего слоя, с другой стороны возможность доступа к слою теплоизоляции.
Известна теплоизолированная труба, изготовленная способом в соответствии с международной заявкой WO 2012004135, 12.01.2012 (ближайший аналог). Данная теплоизолированная труба содержит внутреннюю (рабочую) трубу из металла или закрытопористого полимера, теплоизоляционный материал и наружную трубу из материала на полимерной основе. Теплоизолированная труба изготавливается в разъемной форме путем формования теплоизоляционного материала на внутренней трубе. Перед помещением в разъемную форму внутреннюю (рабочую) трубу заключают в трубчатый гибкий чехол, открытый по концам и охватывающий внутреннюю трубу. Трубчатый гибкий чехол предварительно вакуумируют, чтобы он плотно охватывал внутреннюю (рабочую) трубу. На концах внутренней трубы предварительно устанавливают торцевые заглушки, закрепленные на внутренней трубе, а гибкий трубчатый чехол выводят наружу с охватом внешней периферийной поверхности торцевых заглушек или оставляют концы чехла внутри. Контактные поверхности между внутренней трубой, торцевыми заглушками и гибким трубчатым чехлом герметизируют, предпочтительно, до начала процесса формования. После закрытия формы вокруг внутренней трубы, полость между внутренней трубой и мешком может быть заполнена сжатым воздухом или газом, например инертным газом. Для того чтобы жидкий теплоизоляционный материал вспенивался должным образом, торцевые заглушки выполнены с вентиляционными отверстиями. В торцевых заглушках может содержаться, по меньшей мере, одно отверстие для впрыска и, по крайней мере, одно вентиляционное отверстие. После этого внутреннюю трубу помещают в разъемную форму, далее впрыскивают в пространство между внутренней трубой и гибким трубчатым чехлом компоненты теплоизоляционного материала в жидком состоянии, в результате в этом пространстве происходит вспенивание теплоизоляционного материала и его последующее затвердевание с образованием твердого теплоизоляционного слоя. В альтернативном варианте гибкий трубчатый чехол размещен вокруг всей внутренней трубы таким образом, что края чехла помещают между внутренней трубой и торцевыми заглушками. Теплоизоляционный материал в жидком состоянии вводят с помощью трубки или аналогичного приспособления, присоединенного одним концом к гибкому трубчатому чехлу. В результате весь теплоизоляционный материал в процессе формования будет заключен внутрь чехла. В ходе вспенивания под воздействием увеличивающегося в объеме вспенивающегося теплоизоляционного материала гибкий трубчатый чехол прижимается к внутренней стенке разъемной формы. Верхняя часть формы, как и заглушка, имеет вентиляционные отверстия для стравливания избыточного давления, возникающего при вспенивании теплоизоляционного материала. Поверхности торцевых заглушек, обращенные к полости, заполненной теплоизоляционным материалом, могут иметь различную геометрию в зависимости от типа изготавливаемой изолированной трубы, например, они могут быть вертикальными, или наклонными, или иметь параболическую форму с вершиной, расположенной на оси внутренней (рабочей) трубы. Изготовленная изолированная внутренняя труба готова к соединению ее с внешней трубой для защиты изоляционного материала. Следующая операция - внутреннюю трубу с изоляционным слоем и внешнюю трубу соединяют между собой через гибкий трубчатый чехол, охватывающий теплоизоляцию с заключенной в нее внутренней трубой. Гибкий трубчатый чехол может быть покрыт адгезионным составом и/или обработан коронным разрядом для получения лучшей адгезии между ним, изолирующим слоем и внешней трубой.
Данный аналог позволяет получить теплоизолированную трубу со слоем теплоизоляции, герметично заключенным между наружной трубой, внутренней (рабочей) трубой и торцевыми заглушками. Однако такую конструкцию, во-первых, сложно изготовить, так как для ее изготовления требуется специальная форма и проведение дополнительных операций, связанных с установкой гибкого трубчатого элемента и вакуумированием, при этом данная конструкция не предусматривает возможности визуального контроля теплоизоляции без снятия торцевой заглушки.
Задачей, решаемой полезной моделью, является создание конструкции теплоизолированной трубы, а также создание конструкции отдельного участка (секции) трубопровода с гидрозащитой по наружной поверхности и по торцам, обладающих простотой в изготовлении, улучшенными технологическими свойствами, обеспечивающими сокращение числа технологических операций и уменьшение производственных отходов, а также с улучшенными эксплуатационными параметрами, обеспечивающими увеличение долговечности трубопроводных систем, в которых используются теплоизолированные трубы заявленной конструкции и отдельные герметичные участки трубопровода с гидрозащитой по наружной поверхности и по торцам.
Поставленная задача решается за счет того, что с торцевых сторон теплоизолированной трубы или отдельного участка трубопровода с гидрозащитой по наружной поверхности и по торцам установлены одноразовые торцевые заглушки заявленной конструкции, предназначенные для защиты слоя теплоизоляции от воздействия негативных факторов, возникающих при хранении, транспортировке, монтаже, а также при эксплуатации теплоизолированной трубы, кроме того, выполняющие необходимые технологические функции, связанные с технологическим процессом производства, в процессе которого теплоизолированная труба получена без использования (нанесения) герметизирующих материалов, без применения компенсационного клапана для сброса избыточного давления. Таким образом, торцевые заглушки заявленной трубы выполняют три функции, первая из которых технологическая, связанная с изготовлением трубы и обеспечивающая сохранение всех необходимых качественных характеристик слоя теплоизоляции, вторая функция той же заглушки - конструктивная, в соответствии с которой заглушка используется как элемент готовой трубы, обеспечивающий, с одной стороны, герметизацию слоя теплоизоляции, с другой стороны возможность доступа к слою теплоизоляции, а также как средство для выведения элементов СОДК или СОУ и сохранения их работоспособности при хранении и транспортировке, и третья функция заглушки - эксплуатационная, превращающая трубу в отдельный элемент (участок) трубопровода с гидрозащитой не только по наружной поверхности, но и по торцам.
Как и ближайший аналог, заявленное техническое решение - теплоизолированная труба или отдельный участок трубопровода с гидрозащитой по наружной поверхности и по торцам содержит внутреннюю рабочую трубу с установленными на нее центрирующими элементами, внешнюю гидрозащитную трубу-оболочку, размещенный в кольцевой полости между ними слой теплоизоляции, а также торцевые заглушки, каждая из которых выполнена с осевым отверстием под рабочую трубу и установлена на ней со стороны торцов с обеспечением герметичности, например, с натягом, при этом в торцевой заглушке выполнены отверстия, по меньшей мере, одно из которых предназначено для заливки вспенивающейся теплоизоляционной композиции при изготовлении теплоизолированной трубы, а другое (одно, два или более) - для сообщения полости для размещения теплоизоляционного слоя с внешней средой (атмосферой) в процессе вспенивания и отверждения теплоизоляционной композиции при изготовлении теплоизолированной трубы.
Отличительными признаками заявленной теплоизолированной трубы или отдельного участка трубопровода с гидрозащитой по наружной поверхности и по торцам, которые обеспечивают решение поставленной задачи и достижение технического результата, является неразъемное соединение торцевых заглушек с гидрозащитной трубой-оболочкой (сваркой, склеиванием и т.п.), что создает замкнутую полость между элементами конструкции (рабочая труба - внешняя гидрозащитная труба-оболочка - заглушки), при этом в заглушке отверстие (или отверстия) для сообщения с внешней средой полости, где размещен теплоизоляционный слой (между внешней трубой-оболочкой и рабочей трубой) выполнено в виде перфорированного участка, заглушка выполнена с одним или более дополнительными отверстиями, предназначенными для вывода элементов (проводников, шины данных и т.п.) системы мониторинга состояния слоя теплоизоляции (СОДК, СОУ), все отверстия в заглушке, включая дополнительные, выполнены, как правило, одинакового размера с возможностью герметичного закрытия пробками. С внутренней стороны заглушки в зоне расположения дополнительных отверстий вокруг упомянутых отверстий выполнены полости, образованные выступами в виде полого стакана с небольшим отверстием в дне для прохождения элементов системы мониторинга состояния слоя теплоизоляции, а стенки стакана выполнены с резьбой под резьбовую пробку. После завинчивания резьбовой пробки, элементы системы мониторинга состояния слоя теплоизоляции изолируются от внешней среды, тем самым сохраняется их работоспособность.
Для остальных отверстий, в т.ч. для отверстия с перфорированным участком, с внутренней стороны заглушки вокруг упомянутых отверстий выполнены выступы - отбортовки со сквозным отверстием, имеющие внешнюю цилиндрическую или коническую форму, и внутреннюю цилиндрическую или коническую поверхность, преимущественно также с резьбой под резьбовые пробки.
Кроме того, в случае использования резьбовых пробок предпочтительно, чтобы каждая резьбовая пробка была выполнена с пазом, например под отвертку или монету.
Одна или несколько пробок могут быть не резьбовыми (отбортовки тогда выполняются также без резьбы). В этом случае герметичное соединение пробок с торцевой заглушкой может быть произведено любым другим известным способом, обеспечивающим, например, неразъемное соединение пробки с заглушкой - сваркой или клеевым соединением, и т.п. или обеспечивающим разъемное соединение, например, установкой с натягом, при этом пробку можно выполнить с кольцом для извлечения пробки из отверстия заглушки.
Предпочтительно, чтобы диаметр отверстий перфорации перфорированного участка составлял 0,1÷3,0 мм, что позволяет обеспечить выход наружу газов от реакции взаимодействия вспенивающихся компонентов при образовании слоя теплоизоляции в процессе изготовления теплоизолированной трубы. Это отверстие при эксплуатации теплоизолированной трубы не используется и по окончании технологического процесса изготовления трубы закрыто несъемной пробкой (заклеено, заварено).
Торцевые заглушки могут быть выполнены как монолитными, так и составными, образованными из нескольких частей. Во втором случае, перед установкой требуется объединение частей заглушки в единую конструкцию. Использование наборных заглушек, состоящих из нескольких частей, наиболее рационально при изготовлении труб больших диаметров.
В качестве материалов для изготовления гидрозащитной трубы-оболочки, и/или рабочей трубы, и/или заглушек, и/или резьбовых пробок могут использоваться полимерные материалы, например полиэтилен, в частности полиэтилен низкого давления. В качестве альтернативных материалов могут выступать черные или цветные металлы, а также другие материалы позволяющие производить их вторичную переработку. Неразъемное соединение заглушки с гидрозащитной трубой-оболочкой может быть выполнено любым известным методом, в частности сваркой или склеиванием.
Технический результат от использования полезной модели заключается в упрощении конструкции теплоизолированной трубы и технологии ее изготовления с одновременным снижением риска негативных воздействий на слой теплоизоляции готовой теплоизолированной трубы для сохранения его качественных характеристик, а также с одновременным увеличением срока службы теплоизолированной трубы и отдельного участка трубопровода в составе трубопроводной системы за счет надежной герметизации слоя теплоизоляции, кроме того одновременно этой же совокупностью признаков достигается увеличение срока службы трубопроводной системы, в которой использованы теплоизолированные трубы заявленной конструкции в качестве отдельного участка с герметизацией внутреннего слоя теплоизоляции по наружной поверхности и по торцам. Результат достигается за счет исключения в случае аварийной ситуации растекания рабочей жидкости (например, теплоносителя) за пределы аварийного участка, ограниченного одной теплоизолированной трубой, на соседние участки трубопровода.
Достижение каждого из указанных результатов обусловлено использованием всей совокупности существенных признаков устройства, а именно, использованием в конструкции теплоизолированной трубы одинаковых многофункциональных торцевых заглушек, установленных по торцам, с отверстиями разного функционального назначения, одно из которых используется на стадии изготовления для заливки вспенивающегося теплоизоляционного материала, а затем в готовом изделии - для контроля за состоянием слоя теплоизоляции, в другом выполнен перфорированный участок, необходимый при изготовлении слоя теплоизоляции, дополнительные отверстия, выполненные в заглушке, используются как на стадии изготовления трубы (для прокладки элементов СОДК и/или СОУ), так и в готовом изделии и необходимы при транспортировке и хранении трубы, так как в герметичной полости (в стакане), закрытой пробкой хранятся элементы системы мониторинга состояния слоя теплоизоляции (исключается их повреждение, окисление). Все отверстия выполняются одинакового диаметра и могут быть герметично закрыты унифицированными пробками, предпочтительно резьбовыми. Отверстие для заливки вспенивающейся теплоизоляционной композиции при изготовлении теплоизолированной трубы, отверстия с перфорированным участком и дополнительные отверстия, для вывода элементов системы мониторинга состояния слоя теплоизоляции герметично закрываются пробками, что позволяет обеспечить сохранность и работоспособность элементов системы мониторинга состояния слоя теплоизоляции (исключить окисление проводников и шины данных под действием внешней среды) и обеспечить доступ в любое время к слою теплоизоляции для контроля его состояния. Таким образом, снятие-установка пробок с отверстий заглушек позволяет использовать заглушки для разных целей. На стадии изготовления теплоизолированной трубы торцевые заглушки выполняют, во-первых, функцию конструктивного элемента, через дополнительные отверстия которого протягивают элементы системы мониторинга состояния слоя теплоизоляции, для чего открывают дополнительные отверстия на обеих заглушках (снимают пробки), расположенных на противоположных торцах, выводят концы проводников и шины данных СОДК и/или СОУ, скручивают эти концы, укладывают их в стакан и завинчивают пробку. Во-вторых, на стадии изготовления трубы, заглушки играют роль технологического приспособления, герметизирующего полость между рабочей трубой и гидрозащитной трубой-оболочкой, при этом в одной из заглушек открывают отверстие для установки средства подачи вспенивающегося состава (снимают резьбовую пробку), а открытое отверстие с перфорированным участком на противоположной заглушке служит для сброса возникающего в процессе вспенивания избыточного давления газов из полости между рабочей трубой и трубой-оболочкой. Герметизация объема, занимаемого теплоизоляцией, посредством заглушек, неразъемно и герметично соединенных с гидрозащитной трубой-оболочкой и герметично посаженной на рабочую трубу, предотвращает выход жидкой текучей реактивной композиции пенополиуретана из межтрубного пространства через технологические зазоры. Таким образом, необходимое и расчетное количество компонентов используется только для образования слоя теплоизоляции без потерь через зазоры.
С технологической точки зрения, наличие по торцам теплоизолированной трубы заглушек идентичной конструкции, герметично соединенных с рабочей трубой (например, посадкой с натягом) и связанных с трубой-оболочкой (сваркой, клеевым соединением и т.п.), позволяет упростить технологию изготовления трубы, так как использование такой конструкции заглушки исключает лишние технологические операции при изготовлении теплоизолированной трубы.
С конструктивной точки зрения, готовое изделие (теплоизолированная труба), полученное по технологии с использованием заглушек заявленной конструкции, имеет гидрозащиту не только по длине изделия (для этого служит гидрозащитная труба-оболочка), но и по торцам, так как заглушки неразъемно и герметично соединены с гидрозащитной трубой-оболочкой и герметично соединены с рабочей трубой, а отверстия закрыты пробками.
При использовании теплоизолированной трубы заявленной конструкции в трубопроводной системе, участок, на котором установлена теплоизолированная труба, представляет собой отдельный гидроизолированный элемент (отдельный гидроизолированный участок трубопровода) надежно защищенный со всех сторон. Наличие отверстий, закрытых пробками, позволяет, при необходимости (ремонт, профилактика), без снятия всей заглушки в любой момент получить доступ к слою теплоизоляции, например, для осмотра или контроля качества теплоизоляционного материала. После завершения осмотра отверстие закрывается резьбовой пробкой, герметичность внутренней полости восстанавливается.
Использование заявленных теплоизолированных труб с заглушками описанной выше конструкции позволяет получить следующие технические эффекты и свойства: повысить упростить технологию их изготовления (сократить количество операций технологического процесса), обеспечить стабильное качество теплоизолированных труб за счет получения слоя теплоизоляции с расчетным коэффициентом теплопроводности вследствие оптимальных условий образования слоя теплоизоляции, снизив при этом потери жидкой реактивной композиции пенополиуретана из межтрубного пространства через технологические зазоры.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображено:
На фиг. 1 - теплоизолированная труба в сборе, вид сверху.
На фиг. 2 - теплоизолированная труба в сборе, вид слева.
На фиг. 3 - аксонометрическая проекция теплоизолированной трубы по сечению A-A с фиг. 1, вид с разнесенными резьбовыми пробками.
На фиг. 4 - теплоизолированная труба в сборе, сечение B-B по фиг. 2.
На фиг. 5 - заглушка вид сзади (увеличено).
На фиг. 6, 7, 8 - резьбовая пробка (увеличено).
Теплоизолированная труба состоит из рабочей трубы 1, гидрозащитной трубы-оболочки 2 и размещенного между ними слоя теплоизоляции 3 из вспененного и отвержденного материала. Торцы теплоизолированной трубы закрыты торцевыми заглушками 4, причем рабочая труба 1 выходит за пределы заглушек 4.
Рабочая труба 1, труба-оболочка 2 и торцевые заглушки 4 могут быть выполнены, например, из полиэтилена низкого давления. Возможно также использование других материалов (черные или цветные металлы, композиционные материалы и т.д.) или их сочетаний. Например, рабочая труба 1 может быть металлической, а труба-оболочка и торцевые заглушки - из полимеров, в частности, из полиэтилена низкого давления трубных марок.
Торцевые заглушки 4, установленные по торцам гидрозащитной трубы-оболочки 2, имеют осевое отверстие с посадочной цилиндрической поверхностью, охватывающей рабочую трубу 1, причем обе торцевые заглушки 4 имеют идентичную конструкцию. Торцевые заглушки могут быть изготовлены монолитными или быть составными (сборными), образованными из двух или более частей (для теплоизолированных труб большого диаметра).
Торцевые заглушки 4 в предпочтительном варианте исполнения могут иметь форму стакана (см. фиг. 3 и 5) со стенкой конической формы и с плоским кольцом по периметру стенки (типа фланца), размер которого в радиальном направлении соответствует (равен) толщине стенки трубы-оболочки. Наружная коническая часть стакана входит во внутреннюю полость трубы-оболочки 2, плоское кольцо прилегает к торцу трубы-оболочки 2 по всей ее толщине (аналогично фланцу). В дне стакана со стенкой конической формы выполнено осевое отверстие с посадочной цилиндрической поверхностью - шейкой для прохода и обхвата наружной поверхности рабочей трубы. При этом плоское кольцо (фланцевая часть торцевой заглушки) контактирует с торцевой поверхностью трубы-оболочки 2 по всему периметру.
Торцевые заглушки 4 установлены на рабочей трубе 1 с обеспечением герметичности (например, посадка с натягом) и приварены или приклеены к наружной гидрозащитной трубе-оболочке 2. Следует отметить, что неразъемное соединение заглушки с гидрозащитной трубой-оболочкой 2 может быть любым, обеспечивающим герметичность соединения.
Торцевые заглушки 4 выполнены с отверстиями одинакового диаметра, выполняющими различную функцию. Все отверстия закрыты пробками 6, как правило, резьбовыми. Для установки резьбовых пробок 6 все отверстия в торцевой заглушке 4, включая отверстие с перфорированным участком 7 и отверстие 8, предназначенное для подачи реакционных компонентов теплоизоляции, выполняют с отбортовками с внутренней резьбой под резьбовую пробку, причем предпочтительно, чтобы отбортовки были обращены внутрь межтрубной полости. Все резьбовые пробки 6 (фиг. 6-8) выполнены с пазом под отвертку (или монету) и одинаковы для всех отверстий торцевой заглушки.
Каждая торцевая заглушка 4, как правило, имеет не менее двух отверстий 5, которые предназначены для вывода элементов (проводников, шины передачи данных и т.п.) системы мониторинга состояния слоя теплоизоляции, например, СОДК или СОУ 9. Отверстия 5 для вывода элементов системы мониторинга слоя теплоизоляции выполнены с отбортовками в виде стакана с внутренней резьбой под резьбовую пробку 6 и небольшим отверстием в дне для прохода проводника и/или шины данных СОДК или СОУ 9. В полость стакана можно уложить проводник (или шину данных) системы мониторинга слоя теплоизоляции и завинтить резьбовую пробку 6, изолировав таким образом проводник от воздействия внешней среды (от окисления, механического повреждения), тем самым сохранить их работоспособное состояние.
В межтрубной полости между рабочей трубой 1 и гидрозащитной трубой-оболочкой 2 находится теплоизоляционный слой 3, полученный отверждением вспенивающегося материала, поданного в межтрубную полость. Торцевые заглушки 4 к этому моменту должны быть герметично соединены с рабочей трубой 1 (преимущественно, посадкой с натягом) и неразъемно и герметично соединены с гидрозащитной трубой-оболочкой 2. Герметичное соединение торцевой заглушки с гидрозащитной трубой-оболочкой 2 и рабочей трубой 1 может быть выполнено любым известным способом.
Чтобы обеспечить возможность попадания вспенивающегося материала в кольцевую полость между трубой 1 и трубой-оболочкой 2, в каждой заглушке 4 выполнено отверстие 8, закрываемое резьбовой пробкой 6. При осуществлении операции подачи вспенивающегося материала сначала отвинчивают соответствующую резьбовую пробку 6 в одной торцевой заглушке 4 со стороны первого торца трубы, через это отверстие во внутреннюю кольцевую полость, образованную рабочей трубой 1 и трубой-оболочкой 2, подают необходимое количество жидких компонентов вспенивающегося материала и закручивают резьбовую пробку 6. Вследствие реакции взаимодействия между компонентами, происходит процесс вспенивания с образованием слоя теплоизоляции 3 и его дальнейшая полимеризация до полного отверждения.
Для выхода газов реакции, образующихся при вспенивании, и для стравливания воздуха, вытесняемого вспенивающимся материалом, в каждой торцевой заглушке 4 выполнено отверстие, перекрытое перфорированным участком 7 с отверстиями перфорации, диаметром преимущественно, 0,1÷3,0 мм. Отверстия указанного диаметра позволяют газам свободно выходить наружу, при этом вязкий вспенивающийся материал не может пройти через эти отверстия, оставаясь внутри кольцевой межтрубной полости. За счет этого обеспечивается исключение потерь теплоизоляционного материала в процессе изготовления теплоизолированной трубы. После отверждения вспенивающегося материала, отверстия с перфорированным участком 7 герметизируют пробкой 6, причем пробка может быть как резьбовой, и/или приварена и/или установлена с натягом.
Внутреннее межтрубное пространство, за счет установки по торцам заглушек 4, получается ограниченным и замкнутым, и вследствие описанной выше конструкции заглушки - герметичным, так как вспенивающаяся теплоизоляция в процессе реакции заполняет его полностью, а наличие отверстия с перфорированным участком 7 создает условия для получения качественного однородного слоя теплоизоляции 3 с заданным коэффициентом теплопроводности.
Таким образом, установленные с торцевых сторон теплоизолированной трубы одноразовые торцевые заглушки заявленной конструкции выполняют функции, во-первых, защиты слоя теплоизоляции от воздействия негативных факторов, возникающих при хранении, транспортировке, монтаже, а во-вторых, выполняют необходимые технологические функции, связанные с технологическим процессом производства, в третьих при эксплуатации теплоизолированной трубы исключают растекание рабочей жидкости за пределы той теплоизолированной трубы, в которой произошла разгерметизация.
Сборка теплоизолированной трубы осуществляется следующим образом.
Рабочая, например, металлическая труба 1, подвергается предварительной подготовке: снятию ржавчины, очистке, обезжириванию поверхности, и подается в цех. После проведения предварительной подготовки на наружную или внутреннюю поверхность рабочей трубы может быть нанесено антикоррозионное покрытие.
Гидрозащитная труба-оболочка 2 подается в цех и размещается на сборочном столе. В случае если гидрозащитная труба-оболочка 2 выполнена из полимера и ее поверхность требует активации (например, для увеличения адгезии) требуемые поверхности, предварительно, обрабатываются коронным разрядом.
На наружную поверхность рабочей трубы 1, устанавливают центрирующие опоры, проводят монтаж проводников системы СОДК или СОУ 9. После этого рабочая труба 1 подается во внутреннюю полость гидрозащитной трубы-оболочки 2, образуя конструкцию «труба в трубе».
С торцов рабочей трубы 1 концентрично рабочей трубе и гидрозащитной трубе-оболочке 2 устанавливаются торцевые заглушки 4. Соединение заглушки с собранной в таком виде трубой-оболочкой 2 и рабочей трубой 1 выполняют известными способами, например сваркой, клейкой, посадкой с натягом и др., соединяя плоское кольцо по периметру заглушки с гидрозащитной трубой-оболочкой 2.
Отвинчивают на заглушках резьбовые пробки 6 на отверстиях 5, предназначенных для вывода элементов СОДК или СОУ, и с использованием соответствующего приспособления выводят проводники системы СОДК или СОУ 9 наружу через небольшие отверстия в дне отбортовки-стакана, окружающего отверстие 5. Элементы СОДК или СОУ 9 укладывают в отбортовку-стакан и завинчивают резьбовую пробку 6 (эту операцию можно делать и по окончании процесса изготовления трубы).
Далее формируют слой теплоизоляции 3. Отвинчивают резьбовую пробку 6 на одной из заглушек 4 и через отверстие 8 в ней подают жидкие вспенивающиеся компоненты реакционного образования слоя теплоизоляции, после чего отверстие 8 закрывают резьбовой пробкой 6. Реакция взаимодействия между компонентами обеспечивает образование слоя теплоизоляции. Для выхода газов реакции, заглушка имеет технологическое приспособление - перфорированный участок 7, который обеспечивает свободный выход газов, но не пропускает вязкую композицию слоя теплоизоляции. По окончании вспенивания слой теплоизоляции отверждается, и отверстие 7 закрывают пробкой 6, если оно не было закрыто ранее (сразу после окончания подачи вспенивающегося состава).
За счет установки по торцам одноразовых заглушек 4, неразъемно соединенных с трубой-оболочкой 2, внутреннее межтрубное пространство между рабочей трубой 1 и трубой-оболочкой 2 имеет ограниченный герметичный объем, не позволяющий жидким вспенивающимся компонентам вытекать наружу, поэтому вспенивающийся теплоизоляционный материал в процессе реакции заполняет все межтрубное пространство полностью.
Производство фасонных изделий проводят аналогичным образом, т.е. первоначально проводят сборку полуфабриката в виде конструкции «труба в трубе». С торцевых сторон концентрично рабочей трубе 1 и гидрозащитной трубе-оболочке 2 устанавливают и неразъемно закрепляют на трубе-оболочке 2 торцевые заглушки 4, выводят проводники СОДК или СОУ 9, а после, через технологическое отверстие 8 в торцевой заглушке 4, проводят подачу компонентов вспенивающегося теплоизоляционного материала для образования изоляции и все технологические отверстия закрывают пробками 6.