способ неразъемного соединения труб с внутренней облицовкой

Формула изобретения

СПОСОБ НЕРАЗЪЕМНОГО СОЕДИНЕНИЯ ТРУБ С ВНУТРЕННЕЙ ОБЛИЦОВКОЙ, включающий обработку концов труб, размещение в них кольцевых вставок, нанесение на внутреннюю поверхность труб облицовочного слоя и сварку концов труб между собой, отличающийся тем, что перед размещением кольцевых вставок на внутренние поверхности концов труб наносят теплоемкое покрытие, облицовочный слой после нанесения отбортовывают на торцевые поверхности кольцевых вставок, а перед сваркой в корень шва устанавливают кольцо из сетки, перекрывающее торцевые поверхности облицовочного слоя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта и может быть использовано при строительстве трубопроводов из облицованных труб в нефтяной, химической и других отраслях промышленности.

Известно сварное соединение металлических труб, содержащее термозащитные и фиксирующие элементы в зоне термического воздействия сварки.

Недостаток данного соединения заключается в ограниченной области его применения и низком качестве. Соединение пригодно к осуществлению при условии предварительной калибровки концов соединительных труб с защитным покрытием, имеющим адгезионную связь с их внутренней поверхностью и поверхностью соединительных элементов. Наиболее стойкие защитные покрытия выполняют из химически инертных материалов, которые трудно качественно связать с металлом. Физико-химическая связь покрытия, как правило, получается не прочной и не долговечной. Недостаток соединения проявляется и в том, что при нагреве материалов сваркой выделяющиеся газы не имеют свободного выхода из зоны ее термического воздействия и разрушают имеющееся или формирующееся покрытие, что снижает качество соединения труб в целом.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ неразъемного соединения труб с защитной внутренней поверхностью, включающий выполнение на концах трубы раструбов, размещение в них кольцевых вставок, нанесение на внутреннюю поверхность трубы облицовочного слоя и сварку раструбов между собой.

Основным недостатком этого способа является то, что облицовочный слой не прикреплен к трубе, в результате при транспортировке агрессивная жидкость проникает между трубой и облицовкой и разъедает материал трубы. Кроме того, в зоне шва облицовки не скреплены между собой, а только прижаты друг к другу. Практика эксплуатации таких соединений показала, что облицовка с таких труб сползает чулком, т.е. возникает необходимость прикреплять оболочку к трубе.

Задача изобретения состоит в повышении качества соединения путем получения непрерывной в зоне шва и прикрепленной к трубе облицовки.

Технический результат достигается тем, что по способу неразъемного соединения труб с внутренней облицовкой, включающему обработку концов труб, размещение в них кольцевых вставок, нанесение на внутреннюю поверхность трубы облицовочного слоя и сварку концов труб между собой, перед размещением кольцевых вставок на внутренние поверхности концов труб наносят термостойкое, теплоемкое покрытие, облицовочный слой после нанесения отбортовывают на торцевые поверхности вставок, а перед сборкой в корень шва устанавливают кольцо из сетки, перекрывающее торцевые поверхности облицовочного слоя.

Изобретение поясняется чертежом.

Соединение содержит трубы 1 и 2, внутренние поверхности концов труб покрыты термостойким покрытием 3 и 4, в концах труб размещены кольцевые вставки 5 и 6. Внутрь труб 1 и 2 установлены облицовочные слои 7 и 8 таким образом, чтобы часть 9 и 10 каждого облицовочного слоя была отбортована на торцевые поверхности вставок 5 и 6. Слои 7 и 8 защемляют кольцами 11 и 12 путем армирования.

Облицовочный слой может быть установлен путем волочения полиэтиленовой трубы внутрь металлической. Между концами труб 1 и 2 размещено кольцо 13, выполненное из стальной сетки и размещенное таким образом, чтобы оно перекрывало торцевые поверхности втулок с нанесенным на них облицовочным слоем. Особое внимание при установке кольца 13 уделено тому, чтобы оно находилось наружной частью в корне будущего сварочного шва, а внутренней не перекрывало проходного сечения труб.

Способ осуществляют следующим образом. На внутреннюю поверхность концов труб наносят термостойкое покрытие 3 и 4, а именно, расплавленное стекло, самофлюсующий материал или любой другой термостойкий и теплоемкий материал. Нанесение можно производить любым известным способом, удобнее всего это осуществить путем плазменного напыления. Далее в концы труб устанавливают кольцевые вставки 5 и 6, причем установку их производят таким образом, чтобы они адгезионно соединились с термостойким покрытием. Лучше всего кольцевые вставки разогреть и поместить в концы труб, пока стеклянное покрытие находится в пластичном состоянии. После охлаждения на внутреннюю поверхность труб наносят облицовочный слой, который получается путем размещения (волочения) внутри трубы трубы из полиэтиленового материала. Концы полиэтиленовых труб отбортовывают на торцевые поверхности кольцевых вставок таким образом, чтобы они на 1,5-2 мм выступали за концы труб. Облицовочные слои 7 и 8 защемляют кольцами 11 и 12 одним из известных способов. Перед сваркой кольцо 13 из сетки устанавливают между подготовленными таким образом концами труб и прижимают трубы друг к другу в осевом направлении. Сетка кольца 13 вдавливается в полиэтилен и одновременно предотвращает приближение друг к другу концов труб, то есть между концами труб устанавливается гарантированный зазор. При сварке часть металла сетки между концами труб расходуется на получение шва, а оставшаяся передает тепло облицовочному слою (полиэтилену) на торцах кольцевых вставок, расплавляет его, в результате чего торцы свариваются между собой.

Пример конкретного выполнения. Концы труб диаметром 273 мм толщиной стенки 12 мм разогревали, плазменным способом наносили на их внутренние поверхности стеклянный клинкер на толщину 3-5 мм и тут же в концы труб вставляли кольцевую вставку, при этом стекло равномерно перераспределялось по кольцевой поверхности. При установке кольцевой вставки следует обращать внимание на то, чтобы торец вставки относительно конца трубы был заглублен. Затем в трубы волочением размещали полиэтиленовые трубы диаметром 250 мм и толщиной стенки 6,5 мм. Концы полиэтиленовых труб отбортовывали на торцевые поверхности кольцевых вставок на толщину 3-4 мм (зависит от отбортовочного устройства). Внутрь полиэтиленовой облицовки устанавливали кольцо из нержавеющей стали высотой 150 мм с толщиной стенки 3 мм и специальным дорнирующим устройством производили защемление полиэтиленовой трубы между нержавеющим кольцом, стальной трубой и термостойким, теплоемким кольцом из керамического или другого материала. Перед сваркой между подготовленными таким образом трубами устанавливали кольцо из сетки (материал сетки сталь 10, диаметр проволоки 1 мм), наружный диаметр которого 252 мм и внутренний 237 мм. При совмещении в осевом направлении труб развивали усилие 200-300 кг, при этом гарантированный зазор между концами труб получается 2 мм. Электродуговую сварку производили по существующей технологии.