МУФТА ДЛЯ РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДА

Полезная модель относится к строительству трубопроводов и может найти применение при ремонте несквозных дефектов стенок труб.
Известна сварная муфта для ремонта трубопровода (см. патент РФ №2285192, МПК F16L 55/18, опубл. 20.05.2006), состоящая из двух идентичных полумуфт, взаимодействующих между собой продольными концевыми участками, соединенными сварными швами, причем, один из продольных концевых участков каждой полумуфты выполнен скошенным с уменьшением толщины стенки до острой кромки, при этом продольные концевые участки перед сваркой уложены внахлест.
Недостатком данного устройства является пониженная прочность угловых сварных швов, соединяющих продольные концевые участки муфты по причине того, что такие швы работают в основном на срез, а допускаемые напряжения среза составляют 60% от допускаемых напряжений растяжения, которые реализуются в стыковых сварных швах.
В качестве прототипа к заявляемому устройству нами выбрана негерметичная сварная стальная муфта (см. СТО Газпром 2-2.3-137-2007. Инструкция по технологиям сварки при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов. Часть II. - ООО "ВНИИГАЗ", ООО ИРЦ "Газпром". - М.: 2007, с.15). Данное устройство состоит из двух идентичных, установленных на дефектный участок трубопровода полумуфт, продольные торцевые кромки которых соединены стыковыми сварными швами.
Недостатком данной муфты являются повышенные затраты времени на точную подгонку размеров полумуфт по окружности трубы для соблюдения зазора между стыкуемыми кромками в пределах 2,5÷3,5 мм (см. СТО "Газпром" 2-2.3-137-2007, с.59, табл.№11.5), в то время как наружный диаметр труб, например, трубы ⌀720 мм может изменятся в пределах ±4 мм, соответственно, окружность трубы в пределах ±12,6 мм (см. ГОСТ 20295-85. Трубы стальные сварные для магистральных газонефтепроводов). Такой разброс размера окружности трубопровода приводит к тому, что каждую муфту необходимо индивидуально подгонять и готовить кромки полумуфт к сварке в трассовых условиях.
Задача полезной модели состоит в снижении затрат времени при установке муфты на трубопровод.
Поставленная задача в устройстве муфты для ремонта трубопровода, включающей две установленные на трубопровод с зазором между концевыми участками и соединенные стыковыми сварными швами полумуфты, решается тем, что концевые участки полумуфт выполнены под углом к их образующим с установленным значением зазора путем взаимного смещения полумуфт по оси трубопровода.
Существенными отличительными признаками заявленной модели в устройстве муфты для ремонта трубопровода является выполнение концов полумуфт под углом к их образующим и получение необходимого зазора путем взаимного смещения полумуфт по оси трубопровода.
Данные признаки, как нами установлено из источников патентной и научно-технической информации, в известных муфтовых конструкциях не применяли, поэтому заявляемая полезная модель соответствует условию патентоспособности - "Новизна".
Заявляемая полезная модель легко выполнима на практике, поэтому она соответствует условию патентоспособности - "Промышленная применимость".
Муфта для ремонта трубопровода показана на фиг.1-3. На фиг.1 представлен вид сбоку двух полумуфт до сварки, на фиг2 - фрагмент (разрез) поперечного сечения трубы и установленных полумуфт перед сваркой, на фиг.3 - вид муфты сбоку, после сварки.
м
тр
Муфта состоит из двух полумуфт с толщиной стенки δ: верхней 1, установленной на трубопровод 2 с толщиной стенки δ с поверхностным дефектом 3, нижней 4, установленной с зазором Δ между ближайшими продольными кромками 5, 6 полумуфт, направленными под углом α к их образующим, параллельным продольной оси трубопровода 2, причем под продольными кромками 5, 6 размещена подкладная пластина 7.
Монтаж муфты проводится следующим образом. На дефектный участок 3 трубопровода 2 устанавливают верхнюю полумуфту 1 с подкладной пластиной 7, затем ставят нижнюю полумуфту 4 (положение 4а), фиксируя обе полумуфты центратором (не показан), после чего нижнюю полумуфту 4 передвигают в положение 4б, получая необходимое значение зазора Δ с обеих сторон трубопровода 2, затем выполняют сварное соединение 8 с обеих сторон трубопровода 2, а смещенные участки кромок 9, 10 срезают.
H
тр
м
Пример: На дефектный участок трубопровода диаметром D×δ=720×10 мм устанавливается стальная муфта длиной по оси трубопровода, равной 720 мм, толщина стенки δ=10,5 мм, угол α=15°, зазор Δ=3 мм. Определить размер полумуфт
H
н
H
по окружности и максимально возможное взаимное смещение Δх верхней и нижней полумуфт по оси трубы после установки, если изменение ΔD наружного диаметра D трубы составляет значение ΔD=±4 мм.
окр
H
Размер каждой полумуфты  по дуге окружности, проведенной посередине длины полумуфты, выбирают исходя из номинального значения наружного диаметра D с учетом зазора Δ:
Максимальный компенсируемый зазор Δу по дуге окружности, приходящийся на одну полумуфту, равен:
а значение смещения полумуфт Δ× равно:
H
H
Исходные данные: D=720 мм; ΔD=4,0 мм; α=15° (ctg α=3,732); Δ=3 мм.
окр
Подставляя данные в формулы (1) и (3), получим: =1128 мм, Δ×=23,4 мм, что составляет 3,2% длины муфты.
Таким образом, за счет взаимного смещения полумуфт по оси трубы на 23,4 мм можно компенсировать максимальные значения разброса диаметра труб без затрат времени на индивидуальную подгонку полумуфт к их сварке. Это дает возможность предварительного изготовления необходимого количества полумуфт с подготовленными в заводских или базовых условиях кромками для сварки с последующим ремонтом дефектов протяженного участка трубопровода, устанавливая полумуфты с необходимым их взаимным смещением в зависимости от конкретного значения диаметра трубы. В этом заключается эффект данной полезной модели.