НЕРАЗЪЕМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ МНОГОСЛОЙНЫХ ТРУБ

НЕРАЗЪЕМНОЕ СОЕДИНЕНИЕ МНОГОСЛОЙНЫХ ТРУБ
Решение относится к области трубопроводного транспорта и может быть использовано при строительстве трубопроводов из многослойных трубв нефтяной, нефтегазодобывающей,
нефтеперерабатывающей, химической и других областях промышленности.
Известны различные соединения многослойных труб. Быстроразъемное соединение, например патент РФ № 2094689 МПК 6 F 16 L 37/28, БИ № 30, 97г. предназначенное для обслуживания транспорта, или соединение труб одна с другой за счет увеличения внутреннего диаметра одной из них ( одна в другую ), патент РФ № 2094687 МПК 6 F 16 L 21/03 , БИ № 30, 97г, для прокладки трубопроводов на участках трубопроводов с малым радиусом кривизны; соединение в виде резьбовых пар, патент РФ № 2067249, МПК 6 F 16 L 15/00, БИ № 27, 96 г, предназначенное в основном для соединения электрических кабелей ; муфтовое соединение, патент РФ №2068525 МПК 6 F 16 L 21/06, БИ № 30, 96 г, предназначенное для высоких температур эксплуатации.
Известно также неразъемное соединение для трубопроводов газовой, нефтяной и химической промышленности с помощью хомутов, патент РФ № 2065120 МПК 6 F 16 L 13/14, БИ №22, 96 г.
Недостатками перечисленных выше конструкций являются их высокая стоимость, сложность и пониженная надежность из-за немонолитности соединения, особенно на многослойных трубах, что
недопустимо в случаях, требующих высокой герметичности соединений трубопроводов для транспорта по ним агрессивных сред.
Для соединения труб при монтаже магистральных трубопроводов, в условиях их труднодоступности, например из-за дальности расположения трубопровода от населенных мест, наиболее прочным является неразъемное сварное соединение. Для его осуществления требуется особое конструктивное выполнение концов стыкуемых труб. По а. с. СССР № 1681117, МПК 5 F 16 L 9/18 , БИ № 36, 91 г. прочность и герметичность соединения достигается за счет нахлеста внутренних элементов трубы и теплоизоляционного внешнего слоя. Но из-за сложности такой конструкции, она страдает низкой надежностью.
Теми же недостатками обладает и конструкция для сварного соединения многослойных труб, патент РФ № 2000020 , МПК 5 F 16 L 13/10, БИ№6, 93г.
В качестве прототипа, по количеству общих существенных признаков и назначению, принята конструкция многослойного трубопровода для сварного соединения труб при их монтаже, по патенту РФ № 2037722, МПК 6 F 16 L 13/02, в которой концы многослойного трубопровода снабжены комплектом колец для скрепления слоев трубопровода, в том числе внутренних колец, и кольца-прокладки между стыками труб. Конструкция характеризуется высокой сложностью выполнения трубы под сварку, сложностью проведения самой сварки и , несмотря на высокую конструктивную сложность, - низкой прочностью сварного шва, расположенного в наружной защитной оболочке трубы, тогда как другие слои, несмотря на наличие колец, не только практически на свариваются, а наоборот, подвергаются расслоению. Это особенно характерно для участков прокладки магистральных трубопроводов на пересеченной местности.
обеспечить прочное сварное соединение магистральных трубопроводов, не усложняя при этом конструкцию и, что особенно важно, не усложняя сам процесс монтажа трубопровода на местности. Поставленная задача решается предлагаемой конструкцией, состоящей из многослойной трубы с кольцевыми вставками и торцевыми фланцами с фасками для сварочного материала. При этом кольцевые вставки установлены с упором в канавках на внутренней поверхности концов трубы, а глубина фаски на фланце определяется по формуле:
Н  А
где: Н - глубина фаски;
А - расстояние от внешнего края фланца до поверхности
трубы;
TM - температура плавления сварочного материала; TT - температура плавления материала трубы. Формула выведена в результате обсчета ряда опытных сварок. Эти сварки показали, что расплавленный материал, образующий сварной шов, при расчетной глубине фаски, расплавляет слоистую часть трубы, а за счет колец процесс плавления слоистой части трубы идет равномерно. Кроме того, кольца подпирают внутреннюю поверхность трубы и не дают ей расслаиваться. По мере остывания материала, образуется плотный прочный шов по всей окружности трубы , в том числе происходит и сварка слоистой части трубы.
На прилагаемом чертеже изображена труба в разрезе и место сварки ее с другой трубой.
закрепленного на внешней поверхности герметизирующей камеры 2 многослойной трубы. Кольца 3 установлены в канавках 4.
Соединение труб осуществляется следующим образом. Трубы центруются обычным способом, приводят в соприкосновение фланцы 1, в фаски подводят сварочный аппарат и сварочный материал. При работе сварочного аппарата сварочный материал расплавляется и затекает в пространство между фланцами, образуя шов 5. Тепло от шва передается через слой 2 внутренней части трубы, аккумулируется и распределяется кольцами 3, расплавляя слой 2 трубы и образуя внутренний шов. Канавки 4 предотвращают перемещение колец в трубе. Как показали испытания, прочность шва не уступает прочности трубы, т.е. в месте соединения труб в монтируемом трубопроводе не образуется слабого места, присущего прототипу.