Патент на изобретение №2305218

(54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ С ВНУТРЕННИМ ПОКРЫТИЕМ

(57) Реферат:

Изобретение относится к способам неразъемного муфтового соединения труб с внутренним покрытием и может быть использовано при строительстве и ремонте трубопроводов, транспортирующих химически агрессивные жидкости и газы. При соединении труб с внутренним покрытием производят насадку металлических труб с внутренним покрытием на герметизирующую цилиндрическую втулку, имеющую на внешней поверхности выступы, проточку и герметизирующий материал, установку на стык труб с внешней стороны обжимной цилиндрической муфты, имеющей на внутренней поверхности проточки и выступы, с расположением торцов муфты по разные стороны от стыка труб, последующее редуцирование муфты. На внешней поверхности герметизирующей цилиндрической втулки в центре выполняют проточку, в центре которой выполняют выступ в виде кольца с наружным диаметром более внутреннего диаметра соединяемых труб и менее наружного диаметра соединяемых труб на величину не менее величины редуцирования. Перед и после проточки выполняют выступы. Герметизирующий материал размещают на внешней поверхности герметизирующей цилиндрической втулки. Прочую поверхность герметизирующей цилиндрической втулки покрывают защитным покрытием. На поверхности выступов в канавках размещают резиновые уплотнительные кольца. На внутренней поверхности обжимной цилиндрической муфты первый выступ выполняют в центре с высотой, равной глубине проточки на внешней поверхности герметизирующей цилиндрической втулки, и шириной, меньшей ширины проточки на внешней поверхности герметизирующей цилиндрической втулки на величину, равную удвоенной толщине стенки соединяемой трубы. Перед и после первого выступа выполняют проточки с глубиной, равной высоте выступов герметизирующей цилиндрической втулки, и шириной, большей ширины выступов герметизирующей цилиндрической втулки на величину, равную удвоенной толщине стенки соединяемой трубы. После проточек выполняют второй и третий выступы с высотой, равной глубине проточки на внешней поверхности герметизирующей цилиндрической втулки. При сборке соединения на трубу надевают обжимную цилиндрическую муфту на всю длину, вставляют в трубу герметизирующую цилиндрическую втулку до ограничительного кольца, вторую соединяемую трубу насаживают на герметизирующую цилиндрическую втулку до ограничительного кольца, обжимную цилиндрическую муфту надвигают на стык и центрируют по предварительно выставленным меткам, после чего проводят редуцирование с образованием замкового соединения между выступами и проточками обжимной цилиндрической муфты, труб и внутреннего покрытия соединяемых труб и герметизирующей цилиндрической втулки. Изобретение повышает надежность соединения. 1 ил.

Изобретение относится к способам неразъемного муфтового соединения труб с внутренним покрытием и может быть использовано при строительстве и ремонте трубопроводов, транспортирующих химически агрессивные жидкости и газы.

Известен способ соединения труб для транспортировки агрессивных жидкостей, согласно которому производят насадку металлических труб с внутренним покрытием на герметизирующую цилиндрическую втулку, имеющую выступы на наружной поверхности и заполненную герметиком канавку посередине. На стык труб с внешней стороны устанавливают обжимную цилиндрическую муфту с, по крайней мере, одной кольцевой проточкой цилиндрической формы на наружной поверхности и заходным радиусом на стороне проточки. Располагают боковые стороны муфты по разные стороны от стыка заходным радиусом к редуцирующему органу. Редуцирование муфты ведут от одного торца муфты к другому до придания внешней поверхности муфты цилиндрической формы. Обжимная цилиндрическая муфта может иметь на внутренней поверхности резьбу и/или проточки (Патент РФ №2162183, кл. F16L 13/14, опубл. 20.01.2001).

Известный способ не позволяет создать надежного прочного соединения вследствие образования при редуцировании недостаточно прочного механического замка муфты, труб и втулки.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ соединения труб для транспортировки агрессивных жидкостей, согласно которому при соединении труб производят насадку металлических труб с внутренним покрытием на герметизирующую цилиндрическую втулку, установку на стык труб с внешней стороны обжимной цилиндрической муфты с расположением боковых сторон муфты по разные стороны от стыка, последующее редуцирование муфты от одного торца муфты к другому. На наружной поверхности герметизирующей цилиндрической втулки выполняют выступы и канавку (проточку) посередине, а на внутренней поверхности обжимной цилиндрической муфты выполняют резьбу и/или проточки. Перед насадкой труб на герметизирующую втулку в ее канавке размещают герметизирующий материал, а канавку (проточку) при сборке располагают на месте стыка металлических труб (Патент РФ 2162184, кл. F16L 13/14, опубл. 20.01.2001 – прототип).

Известный способ приводит к соединению с большей надежностью, однако образующийся при редуцировании механический замок муфты, труб и втулки остается недостаточно прочным. Кроме того, при редуцировании нарушается целостность внутреннего покрытия соединяемых труб.

В предложенном изобретении решается задача повышения надежности неразъемного муфтового соединения труб с внутренним покрытием, сохранения целостности покрытий на соединяемых трубах и герметизирующей цилиндрической втулке.

Задача решается тем, что в способе соединения труб с внутренним покрытием, включающем насадку металлических труб с внутренним покрытием на герметизирующую цилиндрическую втулку, имеющую на внешней поверхности выступы, проточку и герметизирующий материал, установку на стык труб с внешней стороны обжимной цилиндрической муфты, имеющей на внутренней поверхности проточки и выступы, с расположением торцев муфты по разные стороны от стыка труб, последующее редуцирование муфты, согласно изобретению на внешней поверхности герметизирующей цилиндрической втулки в центре выполняют проточку, в центре которой выполняют выступ в виде кольца с наружным диаметром более внутреннего диаметра соединяемых труб и менее наружного диаметра соединяемых труб на величину не менее величины редуцирования, перед и после проточки выполняют выступы, герметизирующий материал размещают на внешней поверхности герметизирующей цилиндрической втулки, прочую поверхность герметизирующей цилиндрической втулки покрывают защитным покрытием, на поверхности выступов в канавках размещают резиновые уплотнительные кольца, на внутренней поверхности обжимной цилиндрической муфты первый выступ выполняют в центре с высотой, равной глубине проточки на внешней поверхности герметизирующей цилиндрической втулки, и шириной, меньшей ширины проточки на внешней поверхности герметизирующей цилиндрической втулки на величину, равную удвоенной толщине стенки соединяемой трубы, перед и после первого выступа выполняют проточки с глубиной, равной высоте выступов герметизирующей цилиндрической втулки, и шириной, большей ширины выступов герметизирующей цилиндрической втулки на величину, равную удвоенной толщине стенки соединяемой трубы, после проточек выполняют второй и третий выступы с высотой, равной глубине проточки на внешней поверхности герметизирующей цилиндрической втулки, при сборке соединения на трубу надевают обжимную цилиндрическую муфту на всю длину, вставляют в трубу герметизирующую цилиндрическую втулку до ограничительного кольца, вторую соединяемую трубу насаживают на герметизирующую цилиндрическую втулку до ограничительного кольца, обжимную цилиндрическую муфту надвигают на стык и центрируют по предварительно выставленным меткам, после чего проводят редуцирование с образованием замкового соединения между выступами и проточками обжимной цилиндрической муфты, труб и внутреннего покрытия соединяемых труб и герметизирующей цилиндрической втулки.

Сущность изобретения

При соединении металлических труб с внутренним покрытием важным моментом является прочность, надежность и герметичность неразъемного муфтового соединения труб с внутренним покрытием. Существующие способы соединения таких труб недостаточно прочны и надежны. В изобретении решается задача повышения прочности, надежности и герметичности соединения за счет равномерного распределения нагрузок между обжимной цилиндрической муфтой, трубами и герметизирующей цилиндрической втулкой и сохранения целостности покрытий на соединяемых трубах и герметизирующей цилиндрической втулке. Задача решается следующей совокупностью действий.

При соединении труб производят насадку металлических труб с внутренним покрытием на герметизирующую цилиндрическую втулку, установку на стык труб с внешней стороны обжимной цилиндрической муфты с расположением торцов муфты по разные стороны от стыка труб и редуцирование муфты.

Соединение труб представлено на чертеже.

Соединение состоит из трубы 1 с внутренним покрытием 2, трубы 3 с внутренним покрытием 4, герметизирующей цилиндрической втулки 5 и обжимной цилиндрической муфты 6.

Герметизирующая цилиндрическая втулка 5 на внешней поверхности в центре имеет проточку 7, в центре которой выполнен выступ в виде кольца 8 с наружным диаметром более внутреннего диаметра соединяемых труб 1 или 3 и менее наружного диаметра соединяемых труб 1 или 3 на величину не менее величины редуцирования. Герметизирующая цилиндрическая втулка 5 покрыта защитным покрытием 9, например лакокрасочным, металлическим типа оцинковки и т.п. Перед и после проточки 7 выполнены выступы 10 и 11. На внешней поверхности герметизирующей цилиндрической втулки 5 размещен герметизирующий материал 12. На поверхности выступов 10 и 11 размещены в канавках резиновые уплотнительные кольца 13. На внутренней поверхности обжимной цилиндрической муфты 6 в центре выполнен первый выступ 14 с высотой, равной глубине проточки 7 на внешней поверхности герметизирующей цилиндрической втулки 5, и шириной, меньшей ширины проточки 7 на внешней поверхности герметизирующей цилиндрической втулки 5 на величину, равную удвоенной толщине стенки соединяемой трубы 1 или 3. Перед и после первого выступа 14 выполнены проточки 15 и 16 с глубиной, равной высоте выступов 10 и 11 герметизирующей цилиндрической втулки 5, и шириной, большей ширины выступов 10 и 11 герметизирующей цилиндрической втулки 5 на величину, равную удвоенной толщине стенки соединяемой трубы 1 или 3. После проточек 15 и 16 выполнены второй 17 и третий 18 выступы с высотой, равной глубине проточки 7 на внешней поверхности герметизирующей цилиндрической втулки 5.

При сборке соединения на трубу 1 или 3 надевают обжимную цилиндрическую муфту 6 на всю длину, вставляют в трубу 1 или 3 герметизирующую цилиндрическую втулку 5 до ограничительного кольца из проволоки 9, вторую соединяемую трубу 3 или 1 насаживают на герметизирующую цилиндрическую втулку 5 до ограничительного кольца из проволоки 9, обжимную цилиндрическую муфту 6 надвигают на стык и центрируют по предварительно выставленным меткам (не показаны), после чего проводят редуцирование с образованием замкового соединения между выступом 14 и проточкой 7, выступами 10 и 11 и проточками 15 и 16 и выступами 17 и 18 обжимной цилиндрической муфты 6, труб 1 и 3 и герметизирующей цилиндрической втулки 5.

Пример конкретного выполнения

Металлические трубы 1 и 3 выполнены из стали, имеют наружный диаметр 76 мм, толщину стенки 5 мм. Внутреннее полиэтиленовое покрытие 2 и 4 выполнено из полиэтилена низкой плотности с толщиной стенки 1 мм. Герметизирующая цилиндрическая втулка 5 с наружным диаметром 62 мм выполнена из стали и покрыта лакокрасочным эпоксидным покрытием 9. Обжимная цилиндрическая муфта 6 выполнена из стальной трубы с внутренним диаметром 76,5 мм.

Герметизирующая цилиндрическая втулка 5 на внешней поверхности в центре имеет проточку 7 глубиной 3 мм и шириной 40 мм, в центре которой выполнен выступ в виде кольца 8 наружным диаметром 68 мм. Перед и после проточки 7 выполнены выступы 10 и 11 с высотой 3 мм и шириной 30 мм. На внешней поверхности герметизирующей цилиндрической втулки 5 размещен герметизирующий материал 12. На поверхности выступов 10 и 11 размещены в канавках резиновые уплотнительные кольца 13. На внутренней поверхности обжимной цилиндрической муфты 6 в центре выполнен первый выступ 14 с высотой 3 мм и шириной 30 мм. Перед и после первого выступа 14 выполнены проточки 15 и 16 с глубиной 3 мм и шириной 40 мм. После проточек 15 и 16 выполнены второй 17 и третий 18 выступы с высотой 3 мм.

При сборке соединения на трубу 1 или 3 надевают обжимную цилиндрическую муфту 6 на всю длину, вставляют в трубу 1 или 3 герметизирующую цилиндрическую втулку 5 до ограничительного кольца 8, вторую соединяемую трубу 3 или 1 насаживают на герметизирующую цилиндрическую втулку 5 до ограничительного кольца 8, обжимную цилиндрическую муфту 6 надвигают на стык и центрируют по предварительно выставленным меткам (не показаны), после чего проводят редуцирование с уменьшением диаметра обжимной цилиндрической муфты 6 на 8 мм с образованием замкового соединения между выступом 14 и проточкой 7, выступами 10 и 11 и проточками 15 и 16 и выступами 17 и 18 обжимной цилиндрической муфты 6, труб 1 и 3 и герметизирующей цилиндрической втулки 5.

Испытания смонтированного трубопровода показали, что трубопровод выдерживает нагрузку при изгибе без потери герметичности порядка 1,4 т, в то время как трубопровод по прототипу выдерживает не более 0,7 т. Вскрытие стыка установило целостность покрытий 2 и 4 на соединяемых трубах 1 и 3 и покрытия 9 на герметизирующей цилиндрической втулке 5. Конструкция отличается простотой выполнения элементов и легкостью монтажа и позволяет использовать трубопровод для транспортировки агрессивных жидкостей.

Применение предложенного способа позволит повысить прочность, надежность и герметичность соединения.

Формула изобретения

Способ соединения труб с внутренним покрытием, включающий насадку металлических труб с внутренним покрытием на герметизирующую цилиндрическую втулку, имеющую на внешней поверхности выступы, проточку и герметизирующий материал, установку на стык труб с внешней стороны обжимной цилиндрической муфты, имеющей на внутренней поверхности проточки и выступы, с расположением торцов муфты по разные стороны от стыка труб, последующее редуцирование муфты, отличающийся тем, что на внешней поверхности герметизирующей цилиндрической втулки в центре выполняют проточку, в центре которой выполняют выступ в виде кольца с наружным диаметром более внутреннего диаметра соединяемых труб и менее наружного диаметра соединяемых труб на величину не менее величины редуцирования, перед и после проточки выполняют выступы, герметизирующий материал размещают на внешней поверхности герметизирующей цилиндрической втулки, прочую поверхность герметизирующей цилиндрической втулки покрывают защитным покрытием, на поверхности выступов в канавках размещают резиновые уплотнительные кольца, на внутренней поверхности обжимной цилиндрической муфты первый выступ выполняют в центре с высотой, равной глубине проточки на внешней поверхности герметизирующей цилиндрической втулки, и шириной меньшей ширины проточки на внешней поверхности герметизирующей цилиндрической втулки на величину, равную удвоенной толщине стенки соединяемой трубы, перед и после первого выступа выполняют проточки с глубиной, равной высоте выступов герметизирующей цилиндрической втулки, и шириной, большей ширины выступов герметизирующей цилиндрической втулки на величину, равную удвоенной толщине стенки соединяемой трубы, после проточек выполняют второй и третий выступы с высотой, равной глубине проточки на внешней поверхности герметизирующей цилиндрической втулки, при сборке соединения на трубу надевают обжимную цилиндрическую муфту на всю длину, вставляют в трубу герметизирующую цилиндрическую втулку до ограничительного кольца, вторую соединяемую трубу насаживают на герметизирующую цилиндрическую втулку до ограничительного кольца, обжимную цилиндрическую муфту надвигают на стык и центрируют по предварительно выставленным меткам, после чего проводят редуцирование с образованием замкового соединения между выступами и проточками обжимной цилиндрической муфты, труб и внутреннего покрытия соединяемых труб и герметизирующей цилиндрической втулки.

РИСУНКИ