Узел стыка труб с балластным покрытием

Узел стыка труб имеет концы 1 двух труб, соединенных сварным швом 2. Металлические поверхности концов 1 труб покрыты изоляционным материалом 3. Вплотную к торцевым поверхностям балластных покрытий 4 установлены центрирующие пояса 5. Центрирующие пояса 5 состоят из центраторов 6 и ленточного элемента 7. Поверх центрирующих поясов 5 установлена внешняя оболочка 8 узла стыка труб. В центральной зоне узла стыка труб поверх внешней оболочки 8 установлена стягивающая стальная лента 11. В верхней части оболочки выполнены два отверстия. Одно отверстие 12 предназначено для заливки изолирующего материала и снабжено пробкой 13. Второе отверстие 14 является выпором и предназначено для выхода воздуха и излишков изолирующего материала. Усиление узла стыка производится путем установки поверх внешней оболочки 8 узла стыка одной или нескольких дополнительных стальных лент 15. 4 п.ф., 5 илл.

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.

В настоящее время после соединения концов труб сварным швом, место стыка труб изолируют, например, полимерными ленточными покрытиями, что достаточно удобно делать в трассовых условиях. Основными недостатками полимерных ленточных покрытий являются 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.

Также и другие изолирующие материалы, например, комбинированное мастично-ленточное покрытие, имеют недостаточно высокие физико-механические показатели свойств (ударная прочность, стойкость к продавливанию и др.)

Из патента РФ на полезную модель 113328 от 18.05 2011, выбранный авторами в качестве прототипа, известен узел стыка с балластным покрытием, который 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.

Основным недостатком предложенного стыка труб является его трудоемкость при изготовлении в полевых условиях. Производство предложенного стыка труб требует много времени и специального навыка рабочих, занимающихся этим процессом.

Техническим результатом, который достигается в заявляемом узле стыка труб с балластным покрытием, является упрощение работ по производству стыка труб с балластным покрытием, что приводит к снижению временных затрат на его производство, и, как следствие, снижению общих сроков на строительство трубопроводов.

Технический результат достигается тем, что узел стыка труб с балластным покрытием включает свободные от балластного покрытия концы двух труб, соединенные сварным швом и закрытые изоляционным материалом. На концах двух труб, соединенных сварным швом, вплотную к торцевым поверхностям балластного покрытия установлены центрирующие пояса. Центрирующие пояса выполнены из центраторов, соединенных между собой ленточным элементом. Внешняя оболочка узла стыка размещена на центрирующих поясах с примыканием к балластному покрытию стыкуемых труб. Внешняя оболочка узла стыка имеет разъем, один край которого жестко соединен по всей его длине со вставкой. Кольцевое пространство под внешней оболочкой узла стыка труб заполнено слоем изолирующего материала. При этом в центральной зоне узла стыка труб поверх внешней оболочки установлена стягивающая стальная лента. Внешняя оболочка стыка труб снабжена двумя отверстиями, одно из которых предназначено для заливки изолирующего материала и снабжено пробкой, а второе отверстие является выпором.

Также технический результат достигается тем, что узел стыка имеет как минимум одну дополнительную ленту для усиления крепления внешней оболочки узла стыка.

Также технический результат достигается тем, что узел стыка снабжен армирующей сеткой, установленной в кольцевом пространстве внутри изолирующего материала.

Также технический результат достигается тем, что в узле стыка 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 - показан узел стыка со сварным швом;

фиг.2 - показан пример установки центрирующих поясов узла стыка;

фиг.3 - показана в двух видах установленная внешняя оболочка узла стыка;

фиг.4 - показана внешняя оболочка узла стыка в разрезе;

фиг.5 - показан вариант выполнения узла стыка с защитным внешним покрытием стальной полосой.

Узел стыка труб имеет свободные от балластного покрытия 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, как это показано на фиг.2. Центрирующие пояса 5 состоят из центраторов 6 и ленточного элемента 7. 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.

Поверх центрирующих поясов 5 установлена внешняя оболочка 8 узла стыка труб. Внешняя оболочка 8 узла стыка труб, пример выполнения которой приведен на фиг.4, может быть изготовлена из отрезка металлополимерной оболочки. При этом отрезок металлополимерной оболочки может быть заранее произведен на заводе-изготовителе труб с балластным покрытием и транспортирован до места проведения работ по стыку труб, надетый поверх собственной оболочки трубы.

Вдоль места соединения краев отрезка металлополимерной оболочки под ними установлена вставка 9. Вставка 9 выполнена в виде пластины. В приведенном примере один край внешней оболочки 8 соединен со вставкой 9 методом сварки. Внешняя оболочка 8 узла стыка труб обернута поверх центрирующих поясов 5.

В центральной зоне узла стыка труб поверх внешней оболочки 8 установлена стягивающая стальная лента 10. В верхней части оболочки выполнены два отверстия, как это показано на фиг.4. Одно отверстие 11 предназначено для заливки изолирующего материала и снабжено пробкой 12. Второе отверстие 13 является выпором и предназначено для выхода воздуха и излишков изолирующего материала.

В качестве изолирующего материала может быть использована, например, смесь изолана и изоционата, которая заливается в отверстие 11 через воронку 14, как это показано на фиг.5. После наступления реакции отверстие 11 закрывают пробкой 12.

В кольцевом пространстве между поверхностью изоляционного материала 3 и внешней оболочкой 8 узла стыка 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 изоляционным материалом 3 производится после установки армирующей сетки.

Также, например, в случае необходимости протягивания трубопровода при наличии естественного препятствия, может быть выполнено усиление узла стыка. Усиление узла стыка производится путем установки поверх внешней оболочки 8 узла стыка одной или нескольких дополнительных стальных лент 15, как это показано на фиг.5.

Предлагаемое техническое решение может быть легко применено в трассовых условиях, т.е. непосредственно при укладке трубопровода, и 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 свободные от балластного покрытия концы двух труб, соединенные сварным швом и закрытые изоляционным материалом, на которые вплотную к торцевым поверхностям балластного покрытия установлены центрирующие пояса, выполненные из центраторов, соединенных между собой ленточным элементом, внешнюю оболочку узла стыка, размещенную на центрирующих поясах и примыкающую к балластному покрытию стыкуемых труб, внешняя оболочка узла стыка имеет разъем, один край которого жестко соединен по всей его длине со вставкой, при этом кольцевое пространство под внешней оболочкой узла стыка труб заполнено слоем изолирующего материала, отличающийся тем, что в центральной зоне узла стыка труб поверх внешней оболочки установлена стягивающая стальная лента, при этом внешняя оболочка стыка труб снабжена двумя отверстиями, одно из которых предназначено для заливки изолирующего материала и снабжено пробкой, а второе отверстие является выпором.

2. Узел стыка по п.1, отличающийся тем, что он имеет как минимум одну дополнительную ленту для усиления крепления внешней оболочки узла стыка.

3. Узел стыка по п.1, отличающийся тем, что он снабжен армирующей сеткой, установленной в кольцевом пространстве внутри изолирующего материала.

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