Спиралешовная труба, используемая в качестве герметичного защитного кожуха для нефтегазовых труб
Полезная модель относится к обработке металлов давлением, и в частности может быть использовано для производства труб, применяемых в нефтегазовой промышленности в качестве герметичных защитных кожухов основных нефтяных и газовых труб. Известные трубы уже не содержат деформаций на шве, ослабляющих прочность материала трубы, а при их изготовлении снижены биения изделий. Техническим результатом предлагаемой полезной модели является снижение удельной материалоемкости, повышении надежности за счет снижения вероятности разгерметизации трубы во время ее эксплуатации, приводящей к протечкам, а так же повышение производительности станков при производстве заявляемой трубы, обусловленное самим выбором соотношения размеров конструкции заявляемого изделия. Технический результат достигается тем, что спиралешовная труба, выполненная из металлической полосы путем фальцевого замкового соединения боковых кромок (спиралешовного фальцевания) характеризуется тем, что расстояние между соседними витками замка находится в диапазоне 135-150 мм, причем габаритные размеры замкового соединения в сечении определяются следующим образом: высота в диапазоне 3,5-12,2 мм, а ширина в диапазоне 2,5-4,5 мм. Полезная модель может быть с успехом использована для производства спиралешовных труб, применяемых, в том числе и в качестве герметичных защитных кожухов основных нефтегазовых труб.
Полезная модель относится к обработке металлов давлением, и в частности может быть использована для производства труб, применяемых в нефтегазовой промышленности в качестве герметичных защитных кожухов основных нефтяных и газовых труб.
Известен станок по патенту US 6,085,081 и труба US D376.193, полученная с помощью известного станка по патенту US 6,085,081. Труба содержит связующие деформации (пуклевки) которые препятствуют раскрытию замка при расширяющих трубу усилиях, например, при давлении внутри трубы больше наружного.
Недостатком известной трубы является пониженная прочность трубы, обусловленная наличием деформаций на поверхности закаточного шва трубы, материал в области указанных деформаций более тонкий и при воздействии относительно небольших усилий может разорваться. При наличии пуклевки наблюдается биение изделия трубы при ее изготовлении, что приводит к ошибке электронного считывающего устройства измерения длины трубы.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «стан для изготовления спирально-замковых воздуховодов СТД3921», см Каталог «Оборудование для производства вентиляционных и санитарно-технических заготовок», М1983 [2], описывающий станок для производства спиралешовной трубы, выполненной методом спиралешовного фальцевания из металлической полосы путем фальцевого замкового соединения боковых кромок. Ширина стальной рулонной ленты указана 125, 130, 135 мм.
Известные трубы уже не содержат деформаций на шве, ослабляющих прочность материала трубы, а при их изготовлении снижены биения изделий.
Расстояние между соседними замками в указанных трубах меньше 130 мм, фактически находится в диапазоне 110-130 мм. Трубы, выполненные известными способами, обладает завышенной удельной материалоемкостью и низкой надежностью в процессе эксплуатации, обусловленной большой величиной вероятности протечек в области замкового соединения, а также невысокой производительностью станков при их производстве.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является снижение удельной материалоемкости, повышении надежности за счет снижения вероятности разгерметизации трубы во время ее эксплуатации, приводящей к протечкам, а также повышение производительности станков при производстве заявляемой трубы, обусловленное самим выбором соотношения размеров конструкции заявляемого изделия.
Технический результат достигается тем, что спиралешовная труба, используемая в качестве герметичного защитного кожуха для нефтегазовых труб, выполнена из металлической полосы, боковые кромки которой соединены фальцевым соединением с образованием замков, расстояние между соседники витками которых составляет 135-150 мм, причем высота замкового соединения в сечении находится в диапазоне 3,5-12,2 мм, а его ширина - в диапазоне 2,5-4,5 мм.
Труба может быть выполнена из стали, размер исходной полосы (ленты): ширина 137 мм±2 мм и толщина от 0,4 до 1,0 мм. Указанный размер ширины исходного листа заготовки получается при безотходном раскрое листа шириной 1500 мм. (11 полос). Указанный диапазон толщины листа обеспечивает достаточную прочность листа при указанной ширине листа.
Труба может быть выполнена из стали, размер исходной ленты: ширина 140 мм±2 мм. Указанный размер ширины исходного листа заготовки получается при безотходном раскрое листа шириной 1250 мм. (9 полос)
Ширина 150 мм±2 мм, толщина от 1,1 до 2,0 мм. Указанный размер ширины исходного листа заготовки получается при безотходном раскрое листа шириной 1500 мм (10 полос). Указанный диапазон толщины листа обеспечивает достаточную прочность листа при указанной ширине листа.
Между соседними витками замка могут располагаться спиральные ребра жесткости прямоугольной или с формой сегмента окружности в разрезе формы. Ребра жесткости указанной формы позволяют дополнительно повысить сопротивляемость изгибу и жесткость трубы.
Спиралешовная труба схематически представлена на фиг, где:
1 - спиралешовная труба;
2 - соседние витки замка;
3 - расстояние между соседними витками замка.
Спиралешовная труба действует следующим образом: На трубе 1 расположены замки 2 (могут располагаться как снаружи трубы, так и внутри трубы). Расстояние между соседними витками замка измеряется вдоль перпендикуляров к направлению замков (кратчайшее расстояние между замками). Расстояние между соседними витками замка 3 является критичным: при уменьшении указанного расстояния возрастает расход материала, снижается производительность станков для производства труб, повышается удельная длина швов, вызывающая увеличение вероятности разгерметизации трубы. При увеличении расстояния между соседними витками замка 3 недопустимо уменьшается прочность трубы на изгиб, усложняется стыковка труб, увеличивается возможность перекоса труб при стыковке.
Также крайне критичными при определенной толщине исходного металла являются габаритные размеры образованного замкового соединения. Так, диапазон высоты в диапазоне 3,5-12,2 мм, а ширина в диапазоне 2,5-4,5 мм. С одной стороны, при заданной толщине исходного металлического листа от 0,4 до 2,0 мм снижение величины сечения замкового соединения практически неизбежно приведет к его разрушению в условиях высокого давления (до 150 кПа) и высоких температур (до 100 гр. С). С другой стороны, выполнение замкового соединения с размерами, превышающими критические значения, существующие станки с стандартными мощностями гидравлических приводов будут не в состоянии сформировать замковое соединение с доставочным обеспечением герметичности. Кроме того, замковое соединение, изготовленное с превышением оптимальных размеров, само уже представляет собой существенное механическое препятствие (выступ) на трубопроводе, и при проведении любых работ по его утеплению, обследованию, ремонту и т.д. существует опасность механического нарушения его целостности, что приводит к разгерметизации трубопровода.
Технический результат - снижение удельной материалоемкости достигается увеличением шага между соседними витками замка трубы (шаг измеряется вдоль основного направления трубы), пропорционального увеличению расстояния между соседними витками замка (измеряемого вдоль перпендикуляров к соседним виткам замка), что позволяет уменьшить удельный вес замков, имеющих повышенный вес (минимум утроенный вес по сравнению с весом основной трубы) на погонный метр готовой трубы.
Технический результат - снижение вероятности протечек обусловлено меньшим удельным метражом швов при увеличенном расстоянии между соседними витками замка.
Технический результат - повышение производительности станков при производстве обусловлено повышением удельной производительности станка, измеряемой в скорости производства погонного метра готовой трубы при постоянной скорости закатки, так как на один погонный метр готовой трубы приходится меньший линейный метраж замка.
Промышленное применение. Полезная модель может быть с успехом использована для производства спиралешовных труб, применяемых, в том числе и в качестве герметичных защитных кожухов основных нефтегазовых труб.
1. Спиралешовная труба, используемая в качестве герметичного защитного кожуха для нефтегазовых труб, характеризующаяся тем, что она выполнена из металлической полосы, боковые кромки которой соединены фальцевым соединением с образованием замков, расстояние между соседними витками которых составляет 135-150 мм, причем высота замкового соединения в сечении находится 3,5-12,2 мм, а его ширина - 2,5-4,5 мм.
2. Спиралешовная труба по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена из стали, ширина полосы составляет (137±2) мм, толщина от 0,4 до 2,0 мм.
3. Спиралешовная труба по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена из стали, ширина полосы составляет (140±2) мм, толщина от 1,1 до 2,2 мм.
4. Спиралешовная труба по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена из стали, ширина полосы составляет (150±2) мм, толщина от 1,1 до 2,2 мм.
5. Спиралешовная труба по п.1, отличающаяся тем, что между замками расположены ребра жесткости прямоугольной в разрезе формы.
6. Спиралешовная труба по п.1, отличающаяся тем, что между замками расположены ребра жесткости с формой сегмента круга в разрезе.
