КОНСТРУКЦИЯ РЕШЕТКИ ТРОЙНИКОВ

Полезная модель относится к конструкции штампованных, штампосварных и сварных тройников для газо- и нефтепроводного транспорта. Тройник с решёткой предназначен для исключения возможности попадания в ответвления устройств внутритрубной диагностики и очистки.
Известна конструкция решёток тройника, состоящая из жёстко приваренных с обеих сторон к внутренней поверхности ответвления тройника рёбер, (патент RU 171252 U1, «Решетка ответвления тройника», патентообладатель - Акционерное общество "Трубодеталь" (АО "Трубодеталь") (RU), опубл. 25.05.2017).
Недостатком данной конструкции является вероятность возникновения трещиноподобных дефектов в сварном шве, околошовной зоне или основном металле тройника с последующим разрушением решётки вследствие эксплуатационных нагрузок на тройник в составе трубопровода.
Также известна конструкция с приваркой рёбер к внутренней поверхности тройника только с одной стороны, но жёстко сваренных с соединительными планками, (патент RU 192258 U1, «Решетка ответвления тройника», патентообладатель - Акционерное общество "Новые Фитинговые Технологии" (RU), опубл. 11.09.2019).
Недостатками этой конструкции является частичный скос рёбер, приводящий к неполному описыванию профиля магистрали тройника, в результате чего существует вероятность попадания направляющих роликов и уплотнений устройств внутритрубной диагностики и очистки трубопроводов в полость между магистралью и ответвлением и, как следствие, их разрушение и выход из строя.
Наиболее близкой к заявленной полезной модели является конструкция, описанная в нормативной документации Shell GSI DEP 31.40.10.13-Gen «Design of pipeline pig trap system» страница 39. Решётка состоит из рёбер, которые приварены в шахматном порядке, с одной стороны, к противоположным концам ответвления тройника, а с другой — к поперечной планке, имеющей форму сектора.
Недостатком известного технического решения является жёсткое соединение рёбер, планки и тройником с помощью сварки, что, при воздействии температурных напряжений при расширении трубопровода за счёт нагрева транспортируемой средой и/или окружающим воздухом и напряжений от давления транспортируемой среды на стенку ответвления, приводит к появлению и развитию трещиноподобных дефектов в швах приварки решётки и основном металле тройника в околошовной зоне.
Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание решетки тройника, конструкция которой приводила бы к устранению указанных недостатков.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявленная полезная модель, является повышение надёжности решётки за счёт снижения влияния эксплуатационных нагрузок (за счет конструктивного исполнения ребер решетки), повышение технологичности процесса монтажа при установке рёбер в ответвление тройника и их сборке с мостом за счет того, что конструкция состоит из двух самостоятельных частей, монтаж которых выполняется отдельно друг от друга, а также повышение прочностных свойств решетки тройника за счет исключения возникновения в сварном шве, образованном при приварке ребра к тройнику, изгибающего момента.
Указанный технический результат достигается за счет разработки конструкции решетки ответвления тройника, которая состоит из моста и рёбер, при этом мост представляет собой стальную заготовку, вырезанную из листового стального проката с подготовленной с одной стороны разделкой кромок под сварку для обеспечения полноты провара в месте своего крепления к тройнику, расположен перпендикулярно магистрали тройника и приварен одним своим торцом к внутренней поверхности горловины (ответвление) или приваренного к верхней части горловины удлинительного кольца тройника, причем по всей длине моста выполнены пазы, ширина которых превышает на 3-4 мм толщину ребра, каждое из которых имеет конструкцию, описывающую профиль магистрали тройника, при этом каждое ребро одним своим боковым торцом приварено к внутренней поверхности горловины или удлинительного кольца тройника параллельно магистрали тройника, а своей верхней частью по длине установлено в выполненные в мосте пазы и закреплено в них с двух сторон стальными планками - нащельниками, выполненными таким образом, что они плотно прилегают к закрепленным в них ребрам решетки.
Сущность заявленной полезной модели поясняется чертежами:
Фиг. 1 - Конструкция решетки ответвления тройника (вид сверху);
Фиг. 2 - Тройник с установленной в нем решеткой ответвления (разрез, вид сбоку);
Фиг. 3 - Узел сопряжения ребра решетки с мостом решётки.
Предлагаемая конструкция решётки тройника 1 состоит из двух самостоятельных частей, монтаж которых выполняется отдельно друг от друга: моста 2, расположенного перпендикулярно магистрали тройника 1 и приваренного одним своим торцом к внутренней поверхности горловины (ответвление) или удлинительного кольца 7 (удлинительное кольцо в диамете эквивалентно диаметру горловины (ответвления) и приваривается к верхней части горловины тройника 1 в случае, если горловина не достаточно высокая), и рёбер 3, каждое из которых одним своим торцом приварено к внутренней поверхности горловины или удлинительного кольца 7 тройника 1 параллельно магистрали тройника 1, а верхней своей частью, по длине ребра, установлено в пазы моста 2 и закреплено в них стальными планками - нащельниками 4. Мост 2 представляет собой стальную заготовку, вырезанную из листового стального проката, с подготовленной с одной стороны разделкой кромок под сварку для обеспечения полноты провара в месте крепления моста 2 к тройнику 1 (внутри горловины тройника 1). Пазы в мосту 2 выполняют шириной, превышающей на 3-4 мм толщину ребра 3. Расстояние от шва 5 тройника (шва приварки удлинительного кольца к тройнику) до мест приварки моста 2 и рёбер 3 должно по величине составлять не менее двух толщин стенок удлинительного кольца 7. Для крепления ребер 3 решетки в ответвления (к горловине тройника 1) до 720 мм включительно устанавливается один мост 2, а в ответвления диаметром от 820 до 1420 мм включительно - два моста 2. При установке двух мостов 2 их приварка к ответвлению (к горловине) или к удлинительному кольцу 7 выполняется таким образом, что один мост приварен одним своим торцом с одной стороны горловины (внутри горловины), а второй мост - одним своим торцом с противоположной стороны горловины (внутри горловины) (Фиг. 1). Углы 6 скоса рёбер 3 решетки (Фиг. 2), выступающей за пределы образующей тройника 1, снимают шлифовальным инструментом после установки решётки в тройник 1. Для удобства сборки рёбер 3 с мостом 2 в пазах моста 2 выполняют фаску (Фиг. 3). Для исключения возникновения изгибающего момента в сварном шве приварки ребра 3 к тройнику 1, к мосту 2 приваривают нащельники 4, плотно прилегающие к ребру 3, при этом нащельники 4 привариваются к мосту 2 нахлесточными швами 8 (Фиг. 3). Приварка ребер 3 осуществляется с одной стороны внутренней поверхности ответвления (горловины), благодаря чему при эксплуатационных нагрузках (повышение/снижение рабочего давления) решетка может «перемещаться», исключая создания изгибающих нагрузок в швах приварки ребер 3 и моста 2 к тройнику 1 в отличие от жестко сваренной
конструкции (когда приварка ребер 3 осуществляется с двух их противоположных торцов). Рёбра 3 решетки выполнены описывающими профиль магистрали тройника 1.
Разработка заявленной конструкции решетки ответвления тройников имеет следующие преимущества:
- исключена вероятность контакта рёбер 3 решетки с дефектоскопом при проведении диагностики трубопровода за счет конструктивного исполнения ребер решетки, которые описывают профиль магистрали тройника;
- конструкция состоит из двух самостоятельных частей, монтаж которых выполняется отдельно друг от друга, что повышает технологичность процесса монтажа при установке рёбер в ответвление тройника и их сборке с мостом;
- приварка ребер осуществляется с одной стороны внутренней поверхности ответвления, благодаря чему при эксплуатационных нагрузках (повышение/снижение рабочего давления) конструкция решетки может «перемещаться», исключая создания изгибающих нагрузок в швах приварки в отличие от жестко сваренной конструкции (когда приварка ребер с двух сторон).