МУФТА ДЛЯ РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДА

Полезная модель относится к трубопроводному транспорту и может быть использована при ремонте эксплуатирующихся трубопроводов с дефектами, преимущественно трещиноподобными, в частности, эксплуатирующихся газопроводов, нефтепроводов. Техническое решение направлено на упрочнение корродированного или иным образом поврежденного участка трубопровода без остановки перекачки продукта.
Ближайшим аналогом к заявляемой муфте для ремонта трубопровода является муфта для ремонта трубопровода, содержащая две полуобечайки, соединенные между собой по продольным участкам сваркой или болтовыми соединениями, с выполненными на нижней полуобечайке впускными патрубками, резьбовыми отверстиями с центрирующими болтами, а на верхней полуобечайке выпускными патрубками, резьбовыми отверстиями с центрирующими болтами (см. например, патент РФ №2191317, МПК F16L 55/18, дата публикации 20.10.2002).
Недостатком известной муфты является следующее. Не обеспечивается равномерный зазор между внутренней поверхностью муфты для ремонта трубопровода и внешней поверхностью деформированного трубопровода из-за цилиндрической формы внутренней части муфты.
Технический результат выражается в обеспечении получения более равномерного зазора между внутренней поверхностью муфты для ремонта трубопровода и внешней поверхностью деформированного трубопровода.
Сущность заявленной муфты для ремонта трубопровода характеризуется тем, что содержит две полуобечайки, соединенные между собой по продольным участкам сваркой или болтовыми соединениями, с выполненными на нижней полуобечайке впускными патрубками, резьбовыми отверстиями с установочными болтами, а на верхней полуобечайке выпускными патрубки, резьбовыми отверстиями с установочными болтами, и отличается от ближайшего аналога тем, что верхняя полуобечайка выполнена формой в виде части цилиндра таким образом, что имеет в поперечном сечении часть кругового кольца с минимальным углом охвата 187 градусов и максимальным углом охвата 189 градусов.
Сущность заявленной муфты для ремонта трубопровода поясняется чертежами, на которых приведено следующее.
На фиг.1 - вид на муфту, расположенную на трубопроводе, сбоку;
на фиг.2 - вид поперечного разреза муфты на трубопроводе;
на фиг.3 - вид полуобечайки с торца;
на фиг.4 - вид полуобечайки сверху;
на фиг.5 - вид полуобечайки в сечении А-А;
на фиг.6 - вид полуобечайки в сечении Б-Б;
на фиг.7 - вид на муфту с болтовым соединением полуобечаек сбоку.
Муфта для ремонта трубопровода содержит две полуобечайки 1 ,2 с патрубками 6, 7 (фиг.1, 2, 7), соединенных между собой по продольным участкам сваркой (фиг.1, 2) или болтовыми соединениями 9 (фиг.7). На нижней полуобечайке 2 выполнены впускные патрубки 6, резьбовые отверстия 10 с установочными болтами 11. На верхней полуобечайке выполнены выпускные патрубки 7, резьбовые отверстия 10 с установочными болтами 11. Верхняя полуобечайка 1 выполнена формой в виде части цилиндра таким образом, что имеет в поперечном сечении часть кругового кольца с минимальным углом охвата 187 градусов и максимальным углом охвата 189 градусов (фиг.1, 2, 3, 5, 6). Такая форма верхней полуобечайки 1 обеспечивает получение муфты для ремонта трубопровода 4 нецилиндрической формы, что позволяет при необходимости из-за деформации трубопровода 4 получение равномерного зазора 5 между внутренней поверхностью муфты для ремонта трубопровода и внешней поверхностью деформированного трубопровода 4 путем поворота муфты вокруг трубопровода 4 при ее установке и фиксации ее положения установочными болтами 11, выполняющими функцию опор при установке муфты на трубопровод 4.
Нижняя полуобечайка 2 выполнена формой в виде полуцилиндра (фиг.1, 2, 7).
Посредством установочных болтов 11, ввернутых в полуобечайки 1, 2, выставляют равномерный зазор между трубопроводом 4 и муфтой до заполнения торцов муфты мастикой 3. Установочные болты 11 выполняют функцию опор при установке муфты на трубопровод 4 (фиг.2).
Боковые кромки обеих полуобечаек 1, 2 имеют разделку под сварку при варианте соединения их сваркой (фиг.2, 3, 5, 6).
Муфту для ремонта трубопровода используют следующим образом.
После установки муфты для ремонта трубопровода с зазором 5 на трубопровод 4 сваривают между собой две стальные полуобечайки 1, 2, установленные на трубопроводе 4 симметрично по отношению к дефекту с кольцевым зазором 5 посредством болтов 11, ввернутых в отверстия 10 (фиг.1, 2, 7). Поворачивая муфту вокруг трубопровода 4 добиваются равномерного зазора 5 между муфтой и трубопроводом 4.
Торцы муфты заполняют быстросхватывающейся мастикой 3 на основе эпоксидной смолы для герметизации кольцевого зазора на концах полуобечаек 1, 2 между ними и трубопроводом 4. Мастику 3 приготовляют непосредственно перед использованием. Образовавшийся объем между трубопроводом 4 и муфтой через входные патрубки 6 в нижней полуобечайке 2 в виде зазора 5 заполняют композитным материалом на основе эпоксидной смолы. Композитный материал готовится непосредственно перед заполнением объема между трубопроводом 4 и муфтой. Расположение входных патрубков 6 по краям полуобечайки 2 и выходных патрубков 7 по краям полуобечайки 1 позволяет контролировать процесс заполнения композитным материалом объема между трубопроводом 4 и муфтой. В верхней полуобечайке 1 имеется несколько контрольных резьбовых отверстий 8, предназначенные для контроля уровня композитного материала, в которые вворачивают болты после выхода пузырьков воздуха и заполнения композитным материалом объема между трубопроводом 4 и муфтой. В нижней полуобечайке 2 так же могут быть выполнены контрольные резьбовые отверстия 8 рядом с боковыми кромками обечайки 2.
Композитный материал затвердевает и болты 11 вывертывают для исключения электрического контакта муфты и трубопровода 4. Для получения гладкой поверхности полуобечаек 1, 2 после срезания всех болтов 11 остатки болтов 11 могут быть оставлены в отверстиях 8, 10 муфты для ремонта трубопровода 4 и зачищены заподлицо. Впускные патрубки 6 и выпускные патрубки 7 вывертываются в случае установки их на резьбе или срезаются и зачищаются заподлицо.
В результате проведенных исследований было установлено, что величина зазора 5 между муфтой и трубопроводом 4 должна быть не менее 6 миллиметров и не более 40 миллиметров. Толщина стенки муфты должна быть увеличена на 20% от толщины стенки трубопровода ремонтируемого газопровода, нефтепровода или нефтепродуктопровода. Муфта в виде двух полуобечаек 1,2 должна быть изготовлена в заводских условиях методом вальцовки с последующим термоотпуском в печах при температуре 700-900 градусов Цельсия или методом горячей штамповки (когда лист метала, нагревается до температуры 700-900 градусов Цельсия с последующим формообразованием в штампе). Термический отпуск производится для снятия остаточных напряжений в полуобечайках 1, 2. Материал для изготовления полуобечаек 1, 2 муфты используется такой же, как и материал трубопровода 4. Допустимо использование стали, аналогичной стали ремонтируемого трубопровода (с эквивалентными механическими характеристиками). При большой величине дефекта допускается применение многосекционной (составной) муфты. Но длина ее не должна превышать 10,5 метров.
При невозможности производства огневых (сварочных) работ при ремонте трубопровода 4 стальные полуобечайки 1, 2 выполняют с болтовыми соединениями 9 (фиг.7). На месте производства работ стальные полуобечайки 1, 2 муфты присоединяют друг к другу продольными сторонами болтовыми соединениями 9 (фиг.7). Все остальные действия с муфтой для ремонта трубопровода осуществляют аналогично случаю соединения полуобечаек 1, 2 сваркой.
Во всех известных способах ремонта трубопроводов по композитно-муфтовой технологии не учтена возможность появления блуждающих токов и появление электрохимической коррозии. При необходимости для катодной защиты ремонтной конструкции выполняют соединение медным кабелем с закреплением на два болта, которые приваривают (один к телу трубопровода 4, другой к муфте) термической сваркой.
В результате многочисленных лабораторных экспериментов и натурных, полевых испытаний было установлено, что для предотвращения развития дефекта длина муфты для ремонта трубопровода должна быть: для осевых дефектов увеличена с каждой стороны от края трещины на 0,6 диаметра ремонтируемого трубопровода 4; для радиальных дефектов - на 1,3 диаметра ремонтируемого трубопровода 4. При этом ремонтная конструкция позволит принимать на себя возникающие нагрузки и остановить развитие трещиноподобных дефектов.