RU115436U1

RU115436U1 - PIPELINE WELD PROTECTION DEVICE

Info

Publication number: RU115436U1
Application number: RU2011154597/06U
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Викторович Поротиков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Балтийские технологии"
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2012-04-27

Abstract

Устройство для защиты сварного шва трубопроводов, содержащее металлическую втулку с нанесенным на ее поверхность защитным покрытием, несущую на себе радиально и равномерно по окружности установленные установочные упоры, а также уплотнительные элементы, размещенные в ее торцевых зонах, отличающееся тем, что на внешних поверхностях торцевых зон втулки выполнены кольцевые канавки, в них размещены уплотнительные элементы, в центральной части внешней поверхности втулки выполнена цилиндрическая проточка, на поверхность которой нанесен слой теплоизоляционного материала, на нем радиально расположены установочные упоры, имеющие основания, выполненные с возможностью их установки на эту поверхность, на них нанесен другой слой теплоизоляционного материала, формирующий однородный нижний слой теплоизоляционного материала и фиксирующий на нем эти упоры, причем прочностные характеристики слоев теплоизоляционного материала отличаются друг от друга, а на внешних и внутренних концевых поверхностях торцевых зон втулки выполнены конусные проточки. A device for protecting the welded seam of pipelines containing a metal sleeve with a protective coating applied to its surface, bearing on itself radially and evenly around the circumference of the installed mounting stops, as well as sealing elements placed in its end zones, characterized in that on the outer surfaces of the end zones the bushings are made of annular grooves, they contain sealing elements, a cylindrical groove is made in the central part of the outer surface of the bushing, on the surface of which a layer of heat-insulating material is applied, on it radially positioning stops are located, having bases made with the possibility of their installation on this surface, on them another layer of heat-insulating material is applied, forming a uniform lower layer of heat-insulating material and fixing these stops on it, and the strength characteristics of the layers of heat-insulating material differ from each other, and on the outer and inner end surfaces of the ends taper grooves are made in the bushing zones.

Description

Заявляемая полезная модель относится к строительству трубопроводов, а именно к средствам защиты зоны сварного соединения труб.The inventive utility model relates to the construction of pipelines, and in particular to means of protecting the zone of welded pipe joints.

Известно изобретение «Соединение эмалированных труб» (патент RU 2080510 С1, МПК F16L 13/02, пр. 18.05.1995, оп. 27.05.1997), из описания которого известно устройство для защиты сварного шва трубопроводов, представляющее собой втулку с внутренним эмалевым покрытием. В центре внешней поверхности втулки выполнена цилиндрическая проточка, в ее среднем сечении радиально и равномерно по окружности расположены установочные упоры, выполненные заодно с телом втулки и выступающие над поверхностью втулки для фиксации ее в зоне стыка соединяемых труб. В этой проточке размещен теплоизолирующий материал, например, стеклоткань. В торцевых зонах втулки на ее внешней поверхности выполнены кольцевые канавки, в которые установлены уплотнительные элементы, а за ними образованы заходные конусы. Уплотнительные элементы выполнены, например, в виде резиновых колец.The invention is known "Connection of enameled pipes" (patent RU 2080510 C1, IPC F16L 13/02, pr. 05/18/1995, op. 05/27/1997), from the description of which there is known a device for protecting a pipe weld, which is a sleeve with an internal enamel coating . A cylindrical groove is made in the center of the outer surface of the sleeve; in its middle section, mounting stops are radially and uniformly circumferentially made integral with the body of the sleeve and protruding above the surface of the sleeve to fix it in the joint zone of the pipes to be joined. A heat-insulating material, for example, fiberglass, is placed in this groove. In the end zones of the sleeve, annular grooves are made on its outer surface, into which the sealing elements are installed, and behind them the entry cones are formed. Sealing elements are made, for example, in the form of rubber rings.

Недостатком этого известного устройства для защиты сварного шва трубопроводов является:The disadvantage of this known device for protecting the weld of pipelines is:

- трудоемкость технологического процесса изготовления втулки из-за выполнения установочных упоров заодно с телом втулки и из-за сложного образования заходных конусов на концах втулки.- the complexity of the manufacturing process of the manufacture of the sleeve due to the installation of the stops along with the body of the sleeve and due to the complex formation of lead-in cones at the ends of the sleeve.

Известно устройство для защиты сварного шва трубопроводов (патент на полезную модель RU 20360 U1, МГЖ F16L 13/02, В23К 31/00, пр. 25.04.2001, оп. 27.10.2001), содержащее втулку, изготовленную из металла и несущую на себе установочные упоры, а также уплотнительные элементы. Установочные упоры радиально и равномерно по окружности расположены посередине внешней поверхности втулки. Торцы втулки выполнены в виде раструбов. Перед ними со стороны центральной части втулки на ее внешней поверхности расположены кольцевые упоры, а к ним, со стороны раструбов, прилегают уплотнительные элементы. При этом установочные и кольцевые упоры жестко зафиксированы на внешней поверхности втулки, например, с помощью сварки. Кроме того, на поверхность втулки нанесено защитное покрытие.A device is known for protecting a welded joint of pipelines (patent for utility model RU 20360 U1, МГЖ F16L 13/02, В23К 31/00, pr. 25.04.2001, op. 27.10.2001), containing a sleeve made of metal and bearing on itself mounting stops, as well as sealing elements. The mounting stops are radially and uniformly circumferentially located in the middle of the outer surface of the sleeve. The ends of the sleeve are made in the form of sockets. In front of them, from the central part of the sleeve, ring stops are located on its outer surface, and to them, from the side of the sockets, the sealing elements are adjacent. In this case, the mounting and ring stops are rigidly fixed on the outer surface of the sleeve, for example, by welding. In addition, a protective coating is applied to the surface of the sleeve.

Это известное техническое решение принимается за прототип, так как оно содержит наибольшее число существенных признаков, совпадающих с существенными признаками заявляемой полезной модели. Однако прототип имеет существенные недостатки, а именно:This well-known technical solution is taken as a prototype, since it contains the largest number of essential features that match the essential features of the claimed utility model. However, the prototype has significant disadvantages, namely:

- трудоемкий технологический процесс его изготовления, обусловленный сложной геометрической формой втулки и наличием большого числа составляющих элементов, которые необходимо жестко зафиксировать на втулке;- the laborious technological process of its manufacture, due to the complex geometric shape of the sleeve and the presence of a large number of constituent elements that must be rigidly fixed on the sleeve;

- ограниченный срок эксплуатации, обусловленный тем, что во время сварки возможно отслоение защитного покрытия втулки, вызванное его локальным перегревом, поскольку установочные упоры плотно прилегают к поверхности втулки и выполнены из материала с высокой теплопроводностью.- limited life, due to the fact that during welding peeling of the protective coating of the sleeve is possible, caused by its local overheating, since the mounting lugs fit snugly to the surface of the sleeve and are made of material with high thermal conductivity.

Задачей настоящей полезной модели является создание нового устройства для защиты сварного шва трубопроводов позволяющее достичь следующего технического результата: упростить конструкцию и технологию изготовления этого устройства при одновременном повышении его надежности в эксплуатации.The objective of this utility model is to create a new device for protecting a welded joint of pipelines that allows to achieve the following technical result: to simplify the design and manufacturing technology of this device while increasing its reliability in operation.

Поставленная задача решается за счет усовершенствования устройства для защиты сварного шва трубопроводов, содержащего металлическую втулку с нанесенным на ее поверхность защитным покрытием, в центральной части внешней поверхности которой выполнена цилиндрическая проточка. На ее поверхность нанесен слой теплоизоляционного материала, на котором радиально и равномерно по окружности расположены установочные упоры, имеющие основания, выполненные с возможностью их установки на эту поверхность. На основания нанесен другой слой теплоизоляционного материала, формирующий однородный нижний слой теплоизоляционного материала и фиксирующий на нем эти упоры. При этом прочностные характеристики слоев теплоизоляционного материала отличаются друг от друга. На внутренних и внешних концевых поверхностях торцевых зон втулки выполнены конусные проточки.The problem is solved by improving the device for protecting the weld of pipelines containing a metal sleeve with a protective coating applied to its surface, in the central part of the outer surface of which a cylindrical groove is made. A layer of heat-insulating material is applied to its surface, on which mounting stops are arranged radially and evenly around the circumference, having bases made with the possibility of their installation on this surface. Another layer of heat-insulating material is applied to the bases, forming a uniform lower layer of heat-insulating material and fixing these stops on it. In this case, the strength characteristics of the layers of thermal insulation material differ from each other. On the inner and outer end surfaces of the end zones of the sleeve conical grooves are made.

Сущность заявляемой полезной модели состоит в том, что устройство для защиты сварного шва трубопровода, содержащее металлическую втулку с нанесенным на ее поверхность защитным покрытием, несущую на себе радиально и равномерно по окружности установленные установочные упоры, а также уплотнительные элементы, размещенные в ее торцевых зонах, согласно настоящей полезной модели, на внешних поверхностях торцевых зон втулки выполнены кольцевые канавки, в них размещены уплотнительные элементы, в центральной части внешней поверхности втулки выполнена цилиндрическая проточка, на поверхность которой нанесен слой теплоизоляционного материала, на нем радиально расположены установочные упоры, имеющие основания, выполненные с возможностью их установки на эту поверхность, на них нанесен другой слой теплоизоляционного материала, формирующий однородный нижний слой теплоизоляционного материала и фиксирующий на нем эти упоры, причем прочностные характеристики слоев теплоизоляционного материала отличаются друг от друга, а на внешних и внутренних концевых поверхностях торцевых зон втулки выполнены конусные проточки.The essence of the claimed utility model lies in the fact that the device for protecting the weld of the pipeline, containing a metal sleeve with a protective coating applied to its surface, bearing installed mounting stops radially and evenly around the circumference, as well as sealing elements located in its end zones, according to the present utility model, annular grooves are made on the outer surfaces of the end zones of the sleeve, sealing elements are placed in them, in the central part of the outer surface of the sleeve a cylindrical groove is filled, on the surface of which a layer of heat-insulating material is applied, mounting stops are radially located on it, having bases made with the possibility of their installation on this surface, another layer of heat-insulating material is applied on them, forming a uniform lower layer of heat-insulating material and fixing these stops, and the strength characteristics of the layers of thermal insulation material differ from each other, and on the external and internal end surfaces of the end zones bushings are made conical grooves.

Таким образом, в заявляемом устройстве для защиты сварного шва трубопроводов достигается упрощение конструкции и технологии его изготовления при одновременном повышение его надежности в эксплуатации.Thus, in the inventive device for protecting the weld of pipelines, simplification of the design and technology of its manufacture is achieved while increasing its reliability in operation.

Упрощение конструкции заявляемого устройства достигается путем уменьшения в нем количества составных элементов, за счет выполнения на внешней поверхности торцевых зон втулки кольцевых канавок, в которых размещены уплотнительные элементы. При этом упрощение технологии изготовления заявляемого устройства обеспечивается за счет использования радиально и равномерно по окружности расположенных установочных упоров, имеющих основания, выполненные с возможностью их размещения на поверхности цилиндрической проточки, выточенной по центру внешней поверхности втулки. Таким образом, повышается и надежность в эксплуатации заявляемого устройства, потому что установочные упоры радиально расположены в цилиндрической проточке на слое теплоизоляционного материала. Основания этих упоров зафиксированы слоем другого теплоизоляционного материала. Причем прочностные характеристики слоев теплоизоляционного материала отличаются друг от друга. Следовательно, установочные упоры не контактируют непосредственно с поверхностью втулки, за исключением точечных контактов по краям цилиндрической проточки. За счет этого минимизируется теплопередача из области сварного шва на втулку по тепловому мостику и, как результат, заявляемое устройство прослужит дольше.Simplification of the design of the claimed device is achieved by reducing the number of constituent elements in it, by performing annular grooves on the outer surface of the end zones of the sleeve, in which the sealing elements are located. At the same time, the simplification of the manufacturing technology of the inventive device is ensured through the use of radially and uniformly arranged circumferential mounting stops having bases made with the possibility of their placement on the surface of a cylindrical groove machined in the center of the outer surface of the sleeve. Thus, increases the reliability in operation of the inventive device, because the mounting stops are radially located in a cylindrical groove on a layer of heat-insulating material. The bases of these stops are fixed with a layer of another heat-insulating material. Moreover, the strength characteristics of the layers of thermal insulation material differ from each other. Therefore, the mounting stops do not contact directly with the surface of the sleeve, except for point contacts along the edges of the cylindrical groove. Due to this, heat transfer from the weld area to the sleeve along the thermal bridge is minimized and, as a result, the claimed device will last longer.

Надежность в эксплуатации достигается и за счет выполнения на внешних и внутренних концевых поверхностях торцевых зон втулки конусных проточек, которые способствует увеличению пропускной способности трубопровода, потому что с их помощью уменьшается сопротивление потоку жидкости внутри трубопровода.Reliability in operation is also achieved due to the implementation of conical bores on the external and internal end surfaces of the end zones of the bushing, which helps to increase the throughput of the pipeline, because with their help the resistance to liquid flow inside the pipeline decreases.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется следующими чертежами, где:The essence of the claimed utility model is illustrated by the following drawings, where:

Фиг.1 - Устройство для защиты сварного шва трубопроводов.Figure 1 - Device for protecting the weld of pipelines.

Фиг.2 - Втулка.Figure 2 - Sleeve.

Фиг.3 - Установочный упор.Figure 3 - Installation emphasis.

1 - втулка.1 - sleeve.

2 - цилиндрическая проточка.2 - cylindrical groove.

3 - слой теплоизоляционного материала.3 - layer of insulating material.

4 - установочный упор.4 - installation emphasis.

5 - слой теплоизоляционного материала.5 - layer of thermal insulation material.

6 - кольцевая канавка.6 - annular groove.

7 - уплотнительный элемент.7 - sealing element.

8 - торцевая зона.8 - end zone.

9 - защитное антикоррозийное покрытие.9 - protective anti-corrosion coating.

Устройство (Фиг.1) для защиты сварного шва трубопроводов содержит втулку 1 (Фиг.2), выполненную из металла. Толщина стенки (на чертеже показано условно) втулки 1 сравнима с толщиной стенок соединяемых труб (на чертеже не показано). Прочностные параметры материала втулки 1 не хуже параметров стали, из которой изготовлены соединяемые трубы (на чертеже не показано) (например, сталь 20). В центральной части внешней поверхности (на чертеже показано условно) втулки 1 выполнена цилиндрическая проточка 2, на поверхность (на чертеже показано условно) которой нанесен слой 3 теплоизоляционного материала. На нем радиально и равномерно по окружности расположены установочные упоры 4 (Фиг.3), имеющие основания (на чертеже показано условно), выполненные с возможностью их установки на поверхность (на чертеже показано условно) цилиндрической проточки 2. Сверху на основания (на чертеже показано условно) установочных упоров 4 нанесен другой слой 5 другого теплоизоляционного материала, формирующего однородный нижний слой 3 теплоизоляционного материала и фиксирующий на нем установочные упоры 4.The device (Figure 1) for protecting the weld of pipelines contains a sleeve 1 (Figure 2) made of metal. The wall thickness (conventionally shown in the drawing) of the sleeve 1 is comparable to the wall thickness of the connected pipes (not shown in the drawing). The strength parameters of the material of the sleeve 1 is not worse than the parameters of the steel of which the pipes to be connected are made (not shown in the drawing) (for example, steel 20). In the central part of the outer surface (conventionally shown in the drawing) of the sleeve 1, a cylindrical groove 2 is made, on the surface (conventionally shown in the drawing) of which a layer 3 of heat-insulating material is applied. On it radially and evenly around the circumference are mounting stops 4 (Fig. 3) having bases (conventionally shown in the drawing) made with the possibility of their installation on the surface (conventionally shown in the drawing) of a cylindrical groove 2. On top of the base (shown in the drawing conditionally) installation stops 4 applied another layer 5 of another heat-insulating material, forming a uniform lower layer 3 of heat-insulating material and fixing the installation stops 4 on it.

Установочные упоры 4 изготавливают преимущественно из стали с пониженным содержанием углерода, например, толщиной 1,5-2 мм и шириной до 20 мм. Наружный диаметр (на чертеже показано условно) установочных упоров 4 выполнен больше, чем внутренний диаметр соединяемых труб (на чертеже не показано). Это позволяет установить втулку 1 симметрично относительно сварного шва (на чертеже не показано). Количество установочных упоров 4 выбирают, исходя из размеров диаметров соединяемых труб и из условий образования равномерного сварного шва.The mounting stops 4 are made mainly of steel with a low carbon content, for example, a thickness of 1.5-2 mm and a width of up to 20 mm. The outer diameter (conventionally shown in the drawing) of the mounting stops 4 is made larger than the inner diameter of the connected pipes (not shown in the drawing). This allows you to install the sleeve 1 symmetrically with respect to the weld (not shown in the drawing). The number of installation stops 4 is selected based on the dimensions of the diameters of the pipes to be joined and from the conditions for the formation of a uniform weld.

Прочностные характеристики слоев 3, 5 теплоизоляционного материала отличаются друг от друга. Нижний слой 3 теплоизоляционного материала обладает низкой теплопроводностью и обеспечивает сохранение целостности внешней поверхности (на чертеже показано условно) втулки 1 при сварке стыка труб. Наружный слой 5 теплоизоляционного материала обладает более высокими прочностными характеристиками, чем слой 3 теплоизоляционного материала. Кроме того, наружный слой 5 теплоизоляционного материала уплотняет внутренний слой 3 теплоизоляционного материала и обеспечивает его однородную структуру.The strength characteristics of layers 3, 5 of thermal insulation material differ from each other. The lower layer 3 of the heat-insulating material has low thermal conductivity and ensures the integrity of the outer surface (conventionally shown in the drawing) of the sleeve 1 during welding of the pipe joint. The outer layer 5 of the heat-insulating material has higher strength characteristics than the layer 3 of the heat-insulating material. In addition, the outer layer 5 of the insulating material seals the inner layer 3 of the insulating material and ensures its uniform structure.

Нижний слой 3 теплоизоляционного материала выполнен, например, в виде шнура, в частности, из асбестового материала, который намотан на поверхность (на чертеже показано условно) цилиндрической проточки 2 в один ряд виток к витку без зазора (на чертеже не показано). Концы шнура зафиксированы, например, натриевым жидким стеклом ГОСТ 13708. причем, в средней части под будущим стыком труб толщина нижнего слоя увеличена (на чертеже не показано).The bottom layer 3 of the heat-insulating material is made, for example, in the form of a cord, in particular of asbestos material, which is wound on the surface (conventionally shown in the drawing) of a cylindrical groove 2 in one row round to round without a gap (not shown in the drawing). The ends of the cord are fixed, for example, with GOST 13708 sodium liquid glass. Moreover, in the middle part under the future pipe joint, the thickness of the lower layer is increased (not shown in the drawing).

Наружный слой 5 теплоизоляционного материала выполнен, например, в виде стеклоленты, намотанной с 50% перекрытием. Концы стеклоленты зафиксированы, например, натриевым жидким стеклом ГОСТ 13708.The outer layer 5 of the insulating material is made, for example, in the form of a glass tape wound with 50% overlap. The ends of the glass tape are fixed, for example, with sodium liquid glass GOST 13708.

Для герметизации зазора (на чертеже не показано) между втулкой 1 и трубой (на чертеже не показано) на внешней поверхности (на чертеже показано условно) торцевых зон 8 втулки 1, симметрично от цилиндрической проточки 2, выточены кольцевые канавки 6, в которых расположены уплотнительные элементы 7, например, в виде резиновых колец. Кроме того, их наличие способствует взаимной центровке соединяемых труб (на чертеже не показано).To seal the gap (not shown in the drawing) between the sleeve 1 and the pipe (not shown in the drawing) on the outer surface (conditionally shown in the drawing) of the end zones 8 of the sleeve 1, symmetrically from the cylindrical groove 2, annular grooves 6 are machined, in which there are sealing elements 7, for example, in the form of rubber rings. In addition, their presence contributes to the mutual alignment of the connected pipes (not shown in the drawing).

На внутренних и наружных концевых поверхностях торцевых зон 8 втулки 1 выполнены конусные проточки (на чертеже показано условно), обеспечивающие снижение сопротивления в месте (на чертеже не показано) соединения трубопровода (на чертеже не показано) потоку (на чертеже не показано) протекающей жидкости и, соответственно, увеличению скорости прокачиваемых объемов. А на поверхность втулки 1 может быть нанесено защитное антикоррозийное покрытие 9.On the inner and outer end surfaces of the end zones 8 of the sleeve 1, conical grooves are made (conventionally shown in the drawing), which provide a decrease in resistance at the place (not shown in the drawing) of the pipeline connection (not shown) to the flowing fluid (not shown) and , accordingly, increase the speed of pumped volumes. And on the surface of the sleeve 1 can be applied a protective anti-corrosion coating 9.

Применение устройства для защиты сварного шва трубопроводов происходит следующим образом.The use of a device for protecting a weld of pipelines is as follows.

Втулка 1 вводится в первую соединяемую трубу (на чертеже не показано) (приваренную к предыдущим в монтируемом трубопроводе) до упора в установочные упоры 4, затем на нее заводят стыкуемую трубу (на чертеже не показано). При этом зазор (на чертеже не показано) между втулкой 1 и трубами (на чертеже не показано), ограниченный уплотнительными элементами 7, заполняют, например, пластизольной мастикой (на чертеже не показано), обеспечивая герметизацию стыка (на чертеже не показано).The sleeve 1 is inserted into the first pipe to be connected (not shown in the drawing) (welded to the previous ones in the mounted pipe) as far as it will go into the mounting stops 4, then a butt pipe (not shown in the drawing) is brought into it. In this case, the gap (not shown in the drawing) between the sleeve 1 and the pipes (not shown in the drawing), limited by the sealing elements 7, is filled, for example, with plastisol mastic (not shown in the drawing), providing a joint seal (not shown).

Соединение труб (на чертеже не показано) выполняется сваркой. При этом втулка 1 оказывается помещенной внутрь соединения, а установочные упоры 4 по всему периметру привариваются к соединяемым трубам (на чертеже не показано) при выполнении сварного шва (на чертеже не показано). Это создает дополнительную жесткость в ослабленном сечении втулки 1, по цилиндрической проточке 2, и улучшает характеристики сварного шва трубопровода в отношении продольной сдвиговой нагрузки.The pipe connection (not shown in the drawing) is performed by welding. In this case, the sleeve 1 is placed inside the connection, and the mounting lugs 4 along the entire perimeter are welded to the pipes being connected (not shown in the drawing) when performing a weld (not shown in the drawing). This creates additional rigidity in the weakened section of the sleeve 1, along the cylindrical groove 2, and improves the characteristics of the pipeline weld in relation to the longitudinal shear load.

Таким образом, с помощью заявляемого устройства для защиты сварного шва трубопроводов удается достичь следующего технического результата: упростить конструкцию и технологию изготовления этого устройства при одновременном повышении его надежности в эксплуатации.Thus, using the inventive device for protecting the weld of pipelines, it is possible to achieve the following technical result: to simplify the design and manufacturing technology of this device while increasing its reliability in operation.

Claims

A device for protecting a welded joint of pipelines, containing a metal sleeve with a protective coating applied to its surface, bearing installed mounting stops radially and evenly around the circumference, as well as sealing elements located in its end zones, characterized in that on the outer surfaces of the end zones the sleeves are made annular grooves, the sealing elements are placed in them, a cylindrical groove is made in the central part of the outer surface of the sleeve, the surface of which is coated with th heat-insulating material, on it there are radial mounting stops having bases made with the possibility of their installation on this surface, another layer of heat-insulating material is applied on them, forming a uniform lower layer of heat-insulating material and fixing these stops on it, and the strength characteristics of the layers of heat-insulating material differ from each other, and on the external and internal end surfaces of the end zones of the sleeve conical grooves are made.