Узел стыка труб с балластным покрытием

Узел стыка труб с балластным покрытием включает концы 1 двух труб соединенные сварным швом 2 и закрытые изоляционным материалом 3. На концах 1 труб вплотную к торцевым поверхностям балластного покрытия 4 стыкуемых труб установлены центрирующие пояса 5. Центрирующие пояса 5 выполнены из центраторов 6, соединенных между собой ленточным элементом 7. Внешняя оболочка 9 узла стыка закреплена на центрирующих поясах 5 вплотную с внешними оболочками 12 стыкуемых труб. Соединение внешней оболочки 9 узла стыка с внешней оболочкой 12 балластного покрытия 4 трубы выполнено с помощью двух крепежные скоб 13, снабженных резиновыми прокладками 14. Крепежные скобы 13 установлены поверх мест соединения внешней оболочки 9 узла стыка с внешними оболочками 12 балластного покрытия 4 труб. Внешняя оболочка 9 узла стыка выполнена разъемной, и разъем имеет защитную вставку 10. Защитная вставка 10 и края разъема жестко соединены по всей длине узла стыка. Кольцевое пространство между поверхностью труб и внешней оболочкой 9 узла стыка заполнено, по меньшей мере, одним слоем бетонного или изолирующего материала 16. 1 н.п. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Заявляемое техническое решение относится к прокладке трубопроводов из труб с балластным покрытием, а именно, к узлу стыка труб с балластным покрытием, и может быть использовано как при прокладке трубопроводов по дну водоемов или по заболоченной местности, так и при проектировании и строительстве трубопроводов, требующих повышенной устойчивости к возможным природным, техногенным или террористическим воздействиям.

Известно, что при укладке трубопроводов по дну водоемов или заболоченной местности наиболее экономичным является использование труб с балластным покрытием из тяжелых бетонов.

Также трубы с балластным покрытием из тяжелых бетонов могут применяться в районах с повышенной подвижностью поверхностных слоев почвы, таких, например, как в местах с угрозой селевых потоков, сейсмоактивных районах.

Из-за своей хорошей защищенности, связанной с защитными характеристиками покрытий из тяжелых бетонов, трубы с балластным покрытием могут иметь применение в районах с возможным применением оружия. Также балластное покрытие из тяжелых бетонов позволяет противодействовать террористическим атакам на трубопроводы.

Однако, в настоящее время, в местах стыков труб отсутствует покрытие, позволяющее надежно защитить трубы от внешнего силового воздействия.

Например, в изобретении, описанном в патенте RU 2398155 «Способ противокоррозионной изоляции сварного стыка трубопровода и устройства для его осуществления» описан способ защиты стыка трубопровода. Способ заключается в том, что сначала термоусаживающуюся муфту-втулку размещают на трубопроводе вблизи стыка перед сваркой концов трубопровода. После сварки стыка металлическими щетками очищают изолируемую поверхность, осушают ее от влаги. Наносят на нее грунтовку - "жидкий" праймер и мастичную ленту. После чего термоусаживающуюся муфту сдвигают, устанавливают в зону сварного стыка симметрично относительно него и разогревают до температуры усадки. Одновременно через термоусаживающуюся муфту производят прогрев и расплавление слоев мастичной ленты, одновременно обеспечивая давление на расплавленную мастику мастичной ленты для заполнения ею пустот в районе усиления сварного шва (шатровых зон), а также мест перехода к базовому покрытию и нахлестов слоев мастичной ленты. Таким образом, изоляционное покрытие сварного стыка трубопровода содержит грунтовку - "жидкий" праймер, мастичную ленту, а также термоусаживаюшуюся муфту, установленную на трубопровод перед сваркой стыка трубопровода с возможностью перемещения вдоль оси трубопровода.

Основными недостатками предложенного покрытия является низкая устойчивость к сдвигу под воздействием осадки грунта, недостаточно высокая ударная прочность покрытий, низкая биостойкость адгезионного подслоя покрытия. Эти недостатки приводят к разрушению изолирующего покрытия и, как следствие, прямому воздействию на поверхность труб внешних факторов. Особенно губительно подобное воздействие на сварной шов.

Так опыт эксплуатации отечественных газонефтепроводов показал, что срок службы полимерных ленточных покрытий на трубопроводах диаметром 1020 мм и выше составляет от 7 до 15 лет, что в 2-4 раза меньше нормативного срока амортизации магистральных трубопроводов (не менее 33 лет). Это приводит к тому, что приходится проводить масштабные работы по ремонту и переизоляции трубопроводов с наружными полимерными ленточными покрытиями после 20 лет их эксплуатации.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является технология, описанная на сайте http://neftegas.info в 2 (19) 2011 в статье «Методы изоляции сварных стыков подводных трубопроводов».

Данная технология была предложена для строительства газопровода «Голубой поток». Технология включает в себя следующие этапы:

1. Дробеметная очистка зоны изолируемого сварного стыка.

2. Индукционный нагрев металла зоны сварного стыка до температуры 240-250°С.

3. Последовательное автоматическое нанесение слоя эпоксидного порошкового праймера и полипропиленового адгезива.

4. Дополнительный инфракрасный нагрев зон покрытия, прилегающих к металлу сварного стыка.

5. Установка формирующего кожуха и его заполнение под давлением 200 атм. расплавленным полипропиленом (полиэтиленом).

6. Формирование покрытия и снятие кожуха.

Данная технология использовалась на берегу при монтаже четырех труб

Время выполнения всех операций по изоляции стыков составляло около 7-10 минут.

Существенным недостатком является его относительно низкая прочность, особенно при низких температурах, по сравнению с бетонным покрытием, а также необходимость проведения дополнительных проектных работ для адаптации оборудования к различным условиям строительства.

Техническим результатом, который достигается в заявленном узле стыка труб с балластным покрытием, является повышение срока службы узлов стыка труб с балластным покрытием и приближение прочностных характеристик защитного покрытия стыка труб к характеристикам основной трубы с балластным покрытием, что весьма важно для повышения защищенности трубопровода в целом от природных, техногенных или террористических угроз разрушения.

Также техническим результатом, который достигается в заявленном узле стыка труб с балластным покрытием, является выравнивание внешнего диаметра всего трубопровода, что уменьшает механическую нагрузку на места изменения внешнего диаметра трубопровода.

Технический результат достигается тем, что узел стыка труб с балластным покрытием включает концы двух труб соединенные сварным швом и закрытые изоляционным материалом. На концах труб, вплотную к торцевым поверхностям балластного покрытия стыкуемых труб, установлены центрирующие пояса. Центрирующие пояса выполнены из центраторов, соединенных между собой ленточным элементом. Внешняя оболочка узла стыка закреплена на центрирующих поясах вплотную с внешними оболочками стыкуемых труб. Соединение внешней оболочки узла стыка с внешней оболочкой балластного покрытия трубы выполнено с помощью двух крепежные скоб, снабженных резиновыми прокладками. Крепежные скобы установлены поверх мест соединения внешней оболочки узла стыка с внешними оболочками балластного покрытия труб. Внешняя оболочка узла стыка выполнена разъемной, и разъем имеет вставку. Вставка и по меньшей мере один из краев разъема жестко соединены по всей длине узла стыка. Кольцевое пространство между поверхностью труб и внешней оболочкой узла стыка заполнено, по меньшей мере, одним слоем бетонного или изолирующего материала.

Также технический результат достигается тем, что узел стыка снабжен армирующей сеткой, установленной внутри бетонного материала.

Также технический результат достигается тем, что в качестве изолирующего материала используется пенополиуретан.

В последующем заявляемое техническое решение поясняется подробным описанием конкретного, но не ограничивающего настоящее решение, примера его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:

фиг.1 - приведен продольный разрез узла стыка труб с балластным покрытием;

фиг.2 - приведен поперечный разрез узла стыка труб с балластным покрытием;

фиг.3 - приведен пример выполнения центрирующего пояса.

Узел стыка труб имеет концы 1 двух труб, соединенных сварным швом 2, как это показано на фиг.1. Металлические поверхности концов 1 труб покрыты изоляционным материалом 3. В качестве изоляционного материала 3 может использоваться, например, полимерное ленточное покрытие. Как вариант, в качестве изоляционного материала 3 может использоваться комбинированное мастично-ленточное покрытие.

Вплотную к торцевым поверхностям балластных покрытий 4 установлены центрирующие пояса 5. Центрирующие пояса 5 состоят из центраторов 6 и ленточного элемента 7, как это показано на фиг.2 и фиг.3. В качестве материала для центраторов 6 может быть использована, например, древесина. В качестве ленточного элемента 7 может быть использована стальная лента. Соединение центраторов 6 с ленточным элементом 7 может быть произведено, например, при помощи скоб 8.

Поверх центрирующих поясов 5 установлена внешняя оболочка 9 узла стыка труб. Внешняя оболочка 9 узла стыка труб может быть выполнена, например, из прямоугольного листа металлополимерного материала. Лист металлополимерного материала обернут поверх центрирующих поясов 5. Вдоль места соединения краев листа под ними установлена вставка 10. Вставка 10 выполнена в виде пластины. В приведенном примере один край листа внешней оболочки 9 соединен со вставкой 10 заклепками 11.

Места соединения внешней оболочки 9 узла стыка с внешней оболочкой 12 балластного покрытия трубы выполнено с помощью двух крепежные скоб 13. Под крепежными скобами 13 расположены резиновые подкладки 14. Резиновые подкладки 14 позволяют улучшить герметизацию узла стыка труб.

В средней части внешней оболочки 9 узла стыка имеется отверстие 15. Отверстие 15 используется для заполнения кольцевого пространства, образованного между поверхностью концов 1 труб и внешней оболочкой 9 узла стыка бетонным или изолирующим материалом 16. В качестве бетонного материала возможно применение песчано-цементных растворов и бетонов. При применении тяжелых бетонов возможно соединение обоих краев листа внешней оболочки 9 со вставкой 10. В качестве изолирующего материала целесообразно применять, например, пенополиуретан.

В кольцевом пространстве между поверхностью концов 1 труб и внешней оболочкой 9 узла стыка в случае применения бетонного материала возможна установка армирующей сетки (на чертежах не показана). При этом сетка может крепиться на центраторы 6, например, в их средней части при помощи скоб. В этом случае заполнение кольцевого пространства между поверхностью концов 1 труб и внешней оболочкой 9 узла стыка бетонным материалом 16 производится после установки армирующей сетки.

Предлагаемое техническое решение может быть легко применено в трассовых условиях, т.е. непосредственно при укладке трубопровода, не требует дополнительного сложного оборудования. При этом трубопровод, выполненный из балластных труб с использованием узла стыка, согласно настоящей полезной модели, позволяет выполнить задачу по увеличению срока службы трубопровода, повышению устойчивости трубопровода к природным, техногенным или террористическим воздействиям и снижению затрат на его эксплуатацию.

1. Узел стыка труб с балластным покрытием, включающий концы двух труб, соединенные сварным швом и закрытые изоляционным материалом, на которые вплотную к торцевым поверхностям балластного покрытия стыкуемых труб установлены центрирующие пояса, выполненные из центраторов, соединенных между собой ленточным элементом, внешнюю оболочку узла стыка, закрепленную на центрирующих поясах вплотную с внешними оболочками стыкуемых труб, при этом соединение внешней оболочки узла стыка с внешней оболочкой стыкуемой трубы выполнено с помощью двух крепежных скоб, снабженных резиновыми прокладками, крепежные скобы установлены поверх мест соединения внешней оболочки узла стыка с внешними оболочками стыкуемых труб, внешняя оболочка узла стыка выполнена разъемной, и разъем имеет вставку, с которой, по меньшей мере, один край разъема жестко соединен по всей длине узла стыка, причем кольцевое пространство между поверхностью труб и внешней оболочкой узла стыка заполнено, по меньшей мере, одним слоем бетонного или изолирующего материала.

2. Узел стыка по п.1, отличающийся тем, что он снабжен армирующей сеткой, установленной внутри бетонного материала.

3. Узел стыка по п.1, отличающийся тем, что в качестве изолирующего материала используется пенополиуретан.