ЦЕНТРАТОР ВТУЛКИ ЗАЩИТЫ СВАРНОГО ШВА ТРУБОПРОВОДА

Заявляемое техническое решение относится к трубопроводной арматуре, в частности к соединениям труб с внутренним покрытием сваркой и может быть использовано при сборке трубопроводов, предназначенных для транспортировки коррозионно-активных сред в нефтяной, газовой, химической промышленности, в системе ЖКХ и других отраслях промышленности.
Повышение долговечности стальных нефтегазопромысловых трубопроводов путем применения внутренних антикоррозионных покрытий, на сегодняшний день является наиболее перспективным направлением. Однако при монтаже таких труб методом сварки, зона сварного стыка остается незащищенной от воздействия перекачиваемого продукта и это сводит на нет весь положительный эффект от применения таких труб. Тем самым встает проблема защиты сварных стыков, выполняемых в полевых условиях.
Данную проблему решают разными методами. Наибольшее распространение и популярность получил метод защиты с помощью установки втулки внутренней защиты сварного шва. Известно множество конструкций этих устройств, например, «Втулки внутренней защиты сварных швов соединений труб», выпускаемых ООО «ЦЕЛЕР» (http://www.celer.ru/upload/files/celer_2015.pdf), «Устройство для защиты сварного шва трубопроводов защищенное патентом на полезную модель №115436, «Устройство для защиты внутреннего сварного шва», патент на полезную модель №134278, выпускаемое ООО «СИАЛ» (http://neftegas.info/upload/iblock/9ac/9ac9880acfcf5920a2f36aefb4ee76d9.pdf).
Как правило, для центрирования всех втулок, предназначенных для защиты внутреннего сварного шва, в трубе на их наружной поверхности имеются радиальные выступы (упоры), кроме того в их конструкцию могут входить теплоизоляционный материал и упруго-эластичные манжеты. Принцип работы втулки заключается в следующем: втулка устанавливается внутри трубы в зоне сварного шва и прихватывается сваркой по упорам. При монтаже втулок упруго-эластичные манжеты формируют защитный валик из герметизирующего материала, что должно обеспечивать надежную герметизацию зоны стыка труб от проникновения транспортируемой среды. После сварки должен образоваться кольцевой сварной шов, защищенный от контакта с транспортируемой средой.
Надо сказать, что во всех вышеупомянутых и других источниках говорится о том, что центровка при монтаже втулки в трубопроводе осуществляется по продольным и поперечным осям, однако чтобы не изменять пропускную способность за счет уменьшения проходного сечения труб, втулки изготавливаются тонкостенными поэтому при установке их внутри трубы избежать повреждения втулки и исключить ее перекос внутри труб проблематично, а перекашивание втулки защиты сварного шва внутри трубопровода ведет к образованию пустот при формировании мастичного уплотнения, приводит к проникновению агрессивной среды в зону сварного шва, сводя на нет весь эффект от применения втулок.
Понятие «центратор» известно в трубопроводной промышленности, например, на сайте компании CENTRATORS.ru (Мытищи, ©«CENTRATORS.ru» 2009), (http://tehmet.su/catalog/tsentrator-vnutrennij?utm_source=racrucian&utm_medium=yandex.search&utm_campaign=центратор%20внутренний&yclid=1604718930483745697) дается описание продукции компании: под сварочными центраторами подразумевается специальное приспособление, которое используется для центрирования торцов двух цилиндрических труб перед их стыковкой и сваркой, существенно упрощая и ускоряя этот процесс. Они бывают двух видов: внутренние и наружные, отличаясь друг от друга способом монтажа, каждый из них применяется в зависимости от вида прокладываемых труб и их предназначения.
Недостатком этих центраторов является то, что они используется исключительно для центрирования торцов двух цилиндрических труб перед их стыковкой и сваркой и не могут обеспечить защиту внутреннего сварного шва от воздействия агрессивной среды.
Перед заявляемым устройством стояла техническая проблема разработать устройство быстро и просто монтирующееся в полевых условиях при монтаже трубопровода. В разных областях технологии используются зажимы - клипсы, эти устройства просты в использовании, быстро монтирующиеся, они применимы от растениеводства до машиностроения, включая медицину.
Известны устройства, применяемые в медицине, например, «Клипс для кровеносных сосудов», (патент RU 2333, опубликованный 18.07.1996), накладываемый на кровеносный сосуд с помощью инструмента-аппликатора, выполненный как единое целое и содержащий две гибко соединенные зажимные губки с плоскими обращенными друг к другу рабочими участками, на которых имеются косые насечки через всю ширину губки, отличающийся тем, что насечки на каждой губке образуют пары с одинаковыми по величине и противоположными по направлению отсчета.
Недостатки: это устройство может быть применимо только как зажим.
Наиболее близким по назначению и признакам к заявляемому устройству является патент №20360 от 27.10.2001 «Устройство для защиты внутреннего сварного шва трубопроводов», содержащее втулку, несущую на себе установочные выступы и уплотнительные элементы, отличающееся тем, что втулка имеет на своих концах раструбы и расположенные на внешней поверхности упруго-эластичные манжеты, прилегающие к кольцевым упорам, установленные на границе перехода цилиндра втулки в раструб.
Недостатки известного устройства заключаются в том, что эластичные элементы предназначены для формирования мастичного уплотнения. Расположение эластичных уплотнений относительно торца втулки, не позволяет провести центрирование устройства по осям при введении в трубу, так как они смещены по телу втулки. Эластичное уплотнение не может являться центратором, так как принимает форму полости и смещается в зависимости от динамических нагрузок.
Техническая проблема заявляемого устройства заключается в создании конструктивно не сложного в исполнении и простого в использовании универсального устройства, обеспечивающего центрирование втулок защиты сварного шва разной конструкции, относительно оси трубы, без перекоса, обеспечивая тем самым надежную защиту зоны сварного шва от проникновения агрессивной среды.
Техническая проблема решается следующим образом: Предложен центратор втулки защиты сварного шва трубопровода, который представляет собой устройство, выполненное методом штамповки из полимерного материала как единое целое и содержащее две гибко соединенные зажимные плоскости на одной из плоскостей выполнен выступ, в виде прямоугольного треугольника, ориентированного своей вертикальной стороной в сторону свободного конца плоскости, на которой он выполнен.
Заявляемое техническое решение представлено на Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3.
На Фиг. 1 представлен разрез А-А втулки защиты сварного шва 4 трубы 5 с установленными на ней центраторами 1, имеющими треугольные выступы 3 со сторонами 8 и 9.
Здесь центраторы 1 установлены на втулке защиты сварного шва 4, которая в свою очередь показана внутри свариваемых труб 5.
На Фиг. 2 изображена втулка защиты сварного шва 4 с центраторами 1 внутри трубы 5, вид с торца в разрезе.
На Фиг. 3 представлена конструкция заявляемого центратора 1 втулки защиты сварного шва 4 трубы 5, где центратор 1 содержит зажимные плоскости 2, радиус сопряжения 7, треугольный выступ 3, опорную поверхность 6.
Заявляемое техническое решение «Центратор втулки защиты сварного шва трубопровода» имеет вид U-образной скобы (Фиг. 1 и Фиг. 3), содержащей две параллельные зажимные плоскости 2, сопряженные между собой радиусом 7, на одной из зажимных плоскостей 2 выполнен треугольный выступ 3 с вершиной треугольника 6, выполняющую функцию опорной поверхности, далее опорная поверхность 6, и сторонами 8 и 9.
Треугольный выступ 3 (Фи. 1 и Фиг. 3) выполнен в виде прямоугольного треугольника, причем треугольник ориентирован своей вертикальной стороной 9 в сторону свободного конца плоскости 2, на которой он установлен, и имеет опорную поверхность 6. Такая форма выступа выбрана потому, что прямоугольный треугольник более жесткая фигура, ориентирован таким образом потому, что при установке втулки защиты сварного шва 4 с закрепленными на ней центратовами 1 в трубу 5 треугольные выступы 3 будут входить в трубу стороной 8, лежащей против прямого угла, гипотенузой треугольника, что обеспечит более плавный вход за счет ее наклонности. (Фиг. 1) Центратор 1 выполнен методом штамповки из полимерного материала, например, полиэтилена.
Заявляемый «Центратор втулки защиты сварного шва трубопровода» работает следующим образом:
Центраторы 1 за счет эластичности конструкции устанавливаются - защелкиваются на втулке защиты сварного шва 4, треугольными выступами 3 (Фиг. 1) наружу в количестве не менее трех штук (Фиг. 2) с каждой стороны, втулку защиты сварного шва 4 в таком виде вставляют в конец одной трубы 5, плотно подгоняют до касания опорных поверхностей 6 внутренней стенки трубы 5, производят прихватку, на свободную выступающую половину втулки защиты сварного шва 4 надвигают конец второй трубы 5 также плотно подгоняют до касания опорных поверхностей 6 внутренней стенки второй трубы 5 тем самым надежно центрируют втулку защиты сварного шва 4 относительно оси трубы 5 трубопровода без перекоса, производят сварку (Фиг. 1). Центраторы 1 работают как клипсы, т.е. зажимы, которые защелкиваются и держатся за счет зажимных плоскостей 2, (Фиг. 1) радиус сопряжения 7 и пластичность материала, из которого центраторы 1 выполнены, обеспечивают простоту установки. Гибкость устройства обеспечивает радиус сопряжения 7 между зажимными плоскостями 2
Технический результат от использования центратора 1 втулки защиты сварного шва 4 трубопровода 5 заключается в том, что при установке он ориентирует втулку защиты сварного шва 4 по центру трубы 5 за счет опорных поверхностей 6 треугольных выступов 3, центратор 1 тем самым исключает перекос втулки защиты сварного шва 4, обеспечивая защиту зоны сварного шва при использовании трубопровода от проникновения агрессивной среды, и втулка защиты сварного шва 4 будет надежно сопротивляться осевому сдвигу. Центратор 1 конструктивно прост, выполнен методом штамповки из полимерного материала. Материал, например, полиэтилен, и радиус сопряжения 7 между зажимными плоскостями 2 обеспечивают гибкость и пластичность устройства в целом, а также простоту установки. Для его установки не требуется особых трудозатрат, т.к устройство просто защелкивается на стенке втулки защиты сварного шва. Заявляемое устройство универсально, за счет его конструктивной формы, его можно устанавливать на втулки защиты сварного шва любой конструкции.