УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ МАНЖЕТЫ ТРУБОПРОВОДА

Полезная модель относится к устройствам для защиты герметизирующей манжеты трубопровода, устанавливаемым между трубопроводом и защитным кожухом на переходах магистральных трубопроводов через автомобильные и железные дороги, а также через другие инженерные сооружения.
Известно устройство для защиты манжеты переходов магистральных трубопроводов (См. Свод правил по сооружению переходов под автомобильными и железными дорогами СП 109-34-97 г. Москва, стр. 18, п. 3. 28, 1998 г. РАО "ГАЗПРОМ"), содержащее короб, например, из автопокрышек.
Данное устройство для защиты резиновой манжеты не обеспечивает свободу линейного удлинения гофры резиновой манжеты с магистральным трубопроводом при повышении или понижении температуры перекачиваемого продукта, так как короб из резиновых покрышек вместе с резиновой манжетой деформируется под действием давления грунта. При линейном удлинении магистрального трубопровода происходит натяжение, а затем сползание резиновой манжеты с кожуха (футляра), что приводит к нарушению герметичности межтрубного пространства, попаданию влаги и, как следствие, к сокращению срока службы перехода.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является устройство для защиты манжеты магистральных трубопроводов (RU 2276753 C1, 20.05.2006), выполненное разъемным в виде верхнего и нижнего полукорпусов с полками в месте стыка, а в сборе состоит из двух цилиндрических частей и соединяющей их конической части. Устройство закрепляется на упорном кольце защитного кожуха (футляра) и опирается на магистральный трубопровод.
Данное устройство для защиты манжеты сложно в части изготовления конструкции упорного кольца, на котором закрепляется устройство для защиты манжеты. Кроме того, упорное кольцо не обеспечивает надлежащую герметичность при монтаже и в процессе эксплуатации. В передней цилиндрической части устройства между внутренними и наружными бортами, опирающимися на магистральный трубопровод, для создания герметичности укладывают несколько резиновых уплотнительных шнуров. В задней части устройства между внутренним и наружным бортами также укладывается несколько резиновых шнуров. Такая конструкция устройства для защиты манжеты усложняет его изготовление, требует значительных затрат времени при монтаже на трубопроводе и кожухе (футляре).
Раскрытие полезной модели
Задачей заявленной полезной модели является создание простого, технологичного и надежного устройства для защиты герметизирующей манжеты (далее УЗМ) от ударов и давления грунта на нее при засыпке траншеи, а также от воздействия на манжету УФ-лучей в период строительства, эксплуатации и ремонта переходов магистральных трубопроводов через автомобильные и железные дороги, а также через другие инженерные сооружения.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в обеспечении повышенной защиты герметизирующей манжеты при условии сохранности изолированной поверхности трубопроводов диаметром до 1420 мм включительно от механических повреждений при их прокладке в скальных, многолетнемерзлых (вечномерзлых) грунтах, в грунтах обратной засыпки, содержащей включения дресвы, гальки, щебня и более крупных твердых включений во всех макроклиматических районах при температуре окружающего воздуха от минус 60°C до плюс 50°С.
Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для защиты манжеты трубопровода содержит верхний и нижний полукорпуса, каждый из которых снабжен защитной монтажной полкой и выполнен в форме двух полуцилиндров, диаметры которых не равны, сопряженных вдоль своей оси усеченным полуконусом и карманом, расположенным между полуцилиндром с наибольшим диаметром и наименьшим основанием полуконуса, и установленные в карманы полукорпусов правый и левый полуфланцы, выполненные с возможностью обхвата трубопровода по его внешнему радиусу своей внутренней поверхностью, к которой прикреплен скальный лист полимерный, при этом полукорпуса и полуфланцы изготовлены из полимерного композиционного материала и соединены разъемно между собой так, что образуют замкнутый по периметру корпус с входным и выходным сквозными отверстиями, оси которых эксцентричны.
Причинно-следственная связь вышеуказанных существенных признаков заявленной полезной модели с техническим результатом обусловлена направленностью каждого признака независимого пункта формулы на повышенную защиту герметизирующей манжеты при условии сохранности изолированной поверхности трубопроводов диаметром до 1420 мм включительно от механических повреждений при их прокладке в скальных, многолетнемерзлых (вечномерзлых) грунтах, в грунтах обратной засыпки, содержащей включения дресвы, гальки, щебня и более крупных твердых включений во всех макроклиматических районах при температуре окружающего воздуха от минус 60°C до плюс 50°C, так:
- снабжение полукорпуса защитной монтажной полкой (7) обеспечивает укрытие разъемного соединения (6) полукорпусов от попадания дресвы, гальки, щебня, грунта, камней и т.п. включений во внутреннее пространство между полукорпусом и внешней поверхностью манжеты, защищая последнюю от повреждения;
- выполнение полукорпуса в форме двух полуцилиндров (фиг. 2 участки А, В), диаметры которых не равны, сопряженных вдоль своей оси усеченным полуконусом (фиг. 2, участок С) и карманом (10), расположенным между полуцилиндром (фиг. 2, участок В) с наибольшим диаметром и наименьшим основанием полуконуса и установленные в карманы полукорпусов правый и левый полуфланцы (2, 3), выполненные с возможностью обхвата трубопровода по его внешнему радиусу своей внутренней поверхностью обеспечивает плотное прилегание внутренней поверхности корпуса УЗМ к внешней поверхности защитного кожуха трубопровода без образования зазоров, осевых и продольных напряжений материала УЗМ, что минимизирует и/или исключает деформацию корпуса УЗМ, его поломку, попадание дресвы, гальки, щебня, грунта, камней и т.п. включений в подкорпусное пространство, где расположена герметезирующая манжета, тем самым повышая степень ее защищенности и сохранности, а карман (10) обеспечивает надежную фиксацию и правильное ориентирование полуфланца относительно трубопровода, что также минимизирует и/или исключает попадание дресвы, гальки, грунта, щебня, камней и т.п.включений в подкорпусное пространство, где расположена герметезирующая манжета, тем самым повышая степень ее защищенности и сохранности, кроме того указанная конструкция и взаимное расположение ее частей обеспечивает свободное перемещение гофры (манжеты) при удлинении магистрального трубопровода в случае понижения или повышения температуры перекачиваемого продукта, что также повышает защищенность манжеты от разрыва, осевых и продольных деформаций;
- снабжение внутренней поверхности полуфланцев скальным листом полимерным (5) защищает изолированную поверхность трубопровода диаметром до 1420 мм включительно от механических повреждений при их прокладке в скальных и многолетнемерзлых (вечномерзлых) грунтах, в том числе, когда грунт обратной засыпки содержит включения дресвы, гальки, щебня и более крупных твердых включений во всех макроклиматических районах при температуре окружающего воздуха от минус 60°C до плюс 50°C;
- изготовление полукорпусов и полуфланцев из полимерного композиционного материала обеспечивает необходимые твердость и прочность УЗМ (твердость по Шору D / Бринеллю не менее 25/160; прочность на разрыв, Мпа, не менее 50), которая в свою очередь позволяет повысить защищенность герметизирующей манжеты от воздействия попадания дресвы, гальки, щебня, грунта, камней, а также ее сохранность от негативного разрушающего воздействия, в т.ч. УФ-излучения солнечных лучей;
- разъемное соединение полукорпусов и полуфланцев исключает невозможность их перемонтирования в случае неправильного ориентирования (расположения) относительно трубопровода и защитного кожуха, что уменьшает риски повреждения манжеты дресвой, галькой, щебнем, грунтом, камнями и т.п.включениями, которые могут проникнуть в подкорпусное пространство УЗМ, в случае неправильного и/или неточного монтажа УЗМ;
- снабжение корпуса УЗМ сквозными входным и выходным отверстием обеспечивает возможность протяжки трубопровода и герметизирующей манжеты;
- расположение осей входного и выходного отверстий с эксцентриситетом, позволяет использовать УЗМ с трубопроводами вплоть до 1420 мм включительно, при этом минимизируя осевые и продольные напряжения корпуса УЗМ, возникающие от силы тяжести и способности трубопровода к удлинению, ввиду влияния температуры среды перекачиваемого продукта.
В частном случае выполнение заявленного устройства в котором:
- днище нижнего полукорпуса имеет отверстия, выполненные с возможностью предотвращения скопления жидкости, повышает защищенность манжеты от негативного влияния грунтовых и дождевых вод на материал манжеты, а также на материал перехода в целом;
- выполнение полимерного композиционного материала полукорпусов и полуфланцев армированным повышает прочностные свойства УЗМ, его способности к противодействию деформациям и напряжениям, возникающим в ходе эксплуатации УЗМ на переходах.
- использование стеклопластика в качестве полимерного композиционного материала полукорпусов и полуфланцев, обеспечивает повышенные прочностные свойства УЗМ, увеличивает противодействие УЗМ деформациям и напряжениям, возникающим в ходе его эксплуатации на переходах.
- использование болтового соединения в качестве разъемного соединения полукорпусов и полуфланцев повышает прочностные свойства конструкции УЗМ, что в свою очередь обеспечивает повышение защищенности манжеты от механических воздействий дресвы, гальки, грунта, гравия и камней, которым подвергается УЗМ в процессе его монтажа, эксплуатации и ремонта.
Полезная модель поясняется фигурами 1-4.
На фиг. 1 представлен вид УЗМ спереди, где:
1 - полукорпус; 2 - левый (условно) полу фланец; 3 - правый (условно) полуфланец; 4 - разъемное соединение полуфланцев; 5 - скальный лист полимерный; 6 - разъемное соединение полукорпусов; 7 - защитная монтажная полка.
На фиг. 2 представлен вид сбоку на УЗМ с продольным разрезом устройства по оси, где:
8 - манжета герметизирующая (изгиб показан условно); 9 - изоляция магистрального трубопровода; 10 - карман полукорпуса.
На фиг. 3 представлен вид правого полу фланца сбоку, где:
11 - отверстие для соединения правого и левого полуфланцев.
На фиг. 4 представлен вид правого полуфланца спереди.
На внутреннюю поверхность правого и левого полуфланца УЗМ прикрепляется скальный лист полимерный (далее СЛП).
СЛП производится по ТУ2246-001-96017324-2010, компанией ООО «ВМ-Проект» (см. http://vm-proekt.ru/skalniy-list-polimerniy.html) и представляет собой конструкцию, изготовленную экструзионным методом одностороннего ламинирования нетканого синтетического материала полиэтиленом высокого давления, позволяющим надежно скрепить слои полимеров (тканых и нетканых) с последующей перфорацией. По согласованию с заказчиком допускается изготовление скального листа полимерного без перфорации. СЛП предназначен для защиты изолированной поверхности трубопроводов диаметром до 1420 мм включительно от механических повреждений при их прокладке в скальных и многолетнемерзлых (вечномерзлых) грунтах, в том числе, когда грунт обратной засыпки содержит включения дресвы, гальки, щебня и более крупных твердых включений во всех макроклиматических районах при температуре окружающего воздуха от минус 60°C до плюс 50°C. Для защиты изолированной поверхности криволинейных участков трубопроводов применяется лента, изготовленная из скального листа полимерного, шириной от 0,2 м до 0,6 м и длиной до 10 м. Для защиты изолированной поверхности трубопроводов от механических повреждений чугунными грузами и (или) железобетонными утяжелителями охватывающего и седловидного типов применяются защитные коврики, изготовленные из скального листа полимерного. Для обеспечения катодной защиты трубопроводов от коррозии применяется скальный лист полимерный с перфорацией. Учитывая различные условия прокладки трубопроводов, скальный лист полимерный производится в обычном исполнении с толщиной ламинирующего слоя из полиэтилена - 2 мм и усиленном исполнении с толщиной ламинирующего слоя из полиэтилена - 3 мм. СЛП является экологически чистой продукцией, что подтверждено заключением СЭ №50.99.04.224.11.000917.01.09 от 26.01.2006 г. СЛП имеет сертификаты соответствия «ВНИИГаз» и ГОСТ Р, а также разрешение на применение. Гарантия - 1 год. Срок службы СЛП не менее срока службы трубопровода.
УЗМ монтируется поверх герметизирующей манжеты (8). Перед монтажом УЗМ, при необходимости, следует подкопать грунт под трубопроводом в объеме, достаточном для размещения нижнего полукорпуса УЗМ. Расположить верхний и нижний полукорпуса, а также правый и левый полуфланцы (2, 3) в соответствии с надписью на наружной поверхности каждого элемента УЗМ. Сборка УЗМ начинается с установки полуфланцев (2, 3) по обе стороны перехода (на чертежах не показан). Полуфланцы (2, 3) скрепляются между собой (6), например, болтовым соединением, обхватывая наружную поверхность рабочего трубопровода. Затяжку болтового соединения следует вести до образования замкнутого контура фланца, при этом обеспечивается возможность беспрепятственного перемещения фланца относительно рабочего трубопровода. На участках трубопровода, на которых предусматривается совмещенная прокладка трубопровода и кабелей, на торце полуфланца УЗМ просверливают технологические отверстия, которые соответствуют количеству и диаметру кабелей. После установки фланца приступают к сборке корпуса УЗМ. Части (полукорпуса) корпуса УЗМ должны размещаться на рабочем трубопроводе и защитном кожухе (на чертежах не показан) в соответствии с метками, нанесенными на внешнюю поверхность корпуса УЗМ. От правильности расположения частей корпуса зависит надежность конструкции перехода в целом. Соединение двух полукорпусов производится при помощи, к примеру, болтового соединения. Зазор между полукорпусами обеспечивается установкой шайб в плоскости разъема (6) полукорпусов. При установки необходимо следить за тем, чтобы одна сторона корпуса плотно обхватывала наружную поверхность защитного кожуха (футляра), а вторая сторона - опиралась на выступ фланца.
Представленное в настоящей заявке описание конструкции устройства для защиты манжеты охватывает лишь предпочтительное ее осуществление и не должно использоваться как сведения, ограничивающие иные варианты реализации заявленного устройства, которые должны быть очевидны для специалиста в данной области техники.