Муфтовое электроизолирующее трубопроводное соединение

Муфтовое электроизолирующее трубопроводное соединение содержит металлические патрубки, разделенные между собой прокладкой из диэлектрического материала, внутренний переходник между патрубками в виде трубы из композитного диэлектрического материала, муфту, охватывающую патрубки с заданной величиной натяга, уплотнительно-упрочняющую резьбу на патрубках и переходнике. Резьбовые участки патрубков и переходника выполнены равноудаленными относительно стыка, а расстояние между ними равно или больше длины муфты, что исключает суперпозицию напряжено-деформированного состояния от сил затяжки резьбового соединения и сил натяга между муфтой и патрубками. Технический результат - повышение надежности работы соединения при воздействии внутренних и внешних нагрузок

Полезная модель относится к трубопроводным соединениям, обеспечивающим защиту от коррозии и диэлектрическое разделение одного участков трубопровода друг от друга с областью применения в системах катодной защиты подземных трубопроводов от коррозии.

Известно электроизолированное соединение трубопроводов [1], содержащее металлические патрубки с кольцевыми утолщениями и крепежный элемент в виде втулки из волокнистого композиционного материала, обладающего диэлектрическими свойствами. Кольцевые утолщения выполнены из предварительно завальцованных профилей и соединены с патрубками, между торцами которых установлена кольцевая диэлектрическая защита, а концевые участки патрубков охвачены уплотняющей газонепроницаемой манжетой.

Такое соединение является трехслойным и сложным в изготовлении.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является муфтовое электроизолирующее трубопроводное соединение [2], содержащее металлические патрубки, разделенные между собой в стыке прокладкой из диэлектрического материала, охватывающую патрубки муфту, соединенные между собой посредством диэлектрических клеевых соединений, и уплотнительно-упрочняющую резьбу с треугольным профилем, выполненную на взаимоприлегающих друг к другу поверхностях патрубков и переходника. Профиль резьбы на патрубках выполнен с наклоном в противоположную сторону от их стыка.

Соединения работают в сложных природных условиях, нагружены внутренним давлением и должны обеспечивать высокую надежность по диэлектрической и механической прочности.

В упомянутом известном техническом решении [2] раскрытию стыка соединения под действием внутреннего давления препятствует сумма двух независимых друг от друга сил: 1)сила затяжки резьбового соединения патрубков с переходником, 2) сила трения между взаимоприлегающими поверхностями патрубков и охватывающей их муфты.

Под действием каждой из перечисленных сил в контактирующих деталях (муфте, патрубках, переходнике) возникают напряжения, которые в случае сложения (суперпозиции) могут достигать критических значений, опасных с точки зрения прочности в первую очередь для переходника из композитного материала, особенно в местах, ослабленных резьбой.

Техническим результатом полезной модели является повышение надежности работы соединения в напряженном состоянии под действием внутреннего давления и внешних эксплуатационных нагрузок.

Технический результат достигается тем, что в муфтовом электроизолирующем трубопроводном соединении, содержащем: металлические патрубки, разделенные между собой в стыке прокладкой из диэлектрического материала, внутренний переходник между патрубками в виде трубы из композитного диэлектрического материала, муфту, охватывающую патрубки с заданной величиной натяга, уплотнительно-упрочняющую резьбу, выполненную на патрубках и переходнике на взаимоприлегающих друг к другу поверхностях, резьбовые участки патрубков и переходника выполнены равноудаленными относительно стыка, а расстояние между ними равно или больше длины муфты.

Такое решение практически исключает суперпозицию напряженно-деформированного состояния переходника от затяжки резьбы и натяга муфты (с точностью до пренебрежения участками спада эпюры напряжений от номинального значения до нуля за пределами резьбы и концов муфты).

Соединение (см.рисунок) конструктивно состоит из двух патрубков 1, разделенных в стыке прокладкой 3 из диэлектрического материала, внутреннего переходника 2 между патрубками в виде трубы из композитного диэлектрического материала, муфты 4, охватывающей патрубки с заданной величиной натяга, обеспечиваемой выбранной технологией обжатия. Между патрубками и муфтой имеется пропитанная диэлектрическим клеем стеклопластиковая намотка 5. На взаимоприлегающих друг к другу поверхностях патрубков 1 и переходника 2 выполнена уплотнительно-упрочняющая резьба. Резьбовые участки поверхностей патрубков и переходника расположены равноудалено относительно стыка, а расстояние L между ними равно или больше длины l муфты 4.

На рисунке также показаны эпюры напряжено-деформированного состояния элементов конструкции в зоне резьбы a и в зоне обжатия б, участками спада с. Из рисунка следует, что при восприятии растягивающего усилия (стрелка 7), контактирующая площадка резьбы работает только на упор и уплотнение, а участки патрубков и переходника в зоне обжатия муфтой, нагруженные контактными напряжениями натяга, работают только на разрыв, эффективно используя прочностные свойства переходника и нетокопроводящего клеевого соединения.

При сборке на соприкасающиеся между собой поверхности патрубков, переходника, наносится слой клея, на композитный переходник наворачиваются патрубки с установкой между ними кольцевой диэлектрической прокладки. На наружную поверхность склеенной подсборки наматывается изолирующий слой стеклоленты, пропитанной эпоксидным клеем, устанавливается муфта, после чего производится ее обжатие одним из известных способов. После отверждения клеевых соединений изделие проходит испытания на прочность и герметичность стыка.

Источники информации:

1. Электроизолирующее соединение трубопроводов. Патент РФ 2084745, F16L 23/02,1995, авт. Семенюга В.В. и др.

2. Муфтовое электроизолирующее трубопроводное соединение. Патент РФ 49168, F16L 25/00, 2005, авт. Парамонов Ю.Н. и др.

Муфтовое электроизолирующее трубопроводное соединение, содержащее металлические патрубки, разделенные между собой в стыке прокладкой из диэлектрического материала, внутренний переходник между патрубками в виде трубы из композитного диэлектрического материала, муфту, охватывающую патрубки с заданной величиной натяга, уплотнительно-упрочняющую резьбу, выполненную на патрубках и переходнике на взаимоприлегающих друг к другу поверхностях, отличающееся тем, что резьбовые участки поверхностей патрубков и переходника выполнены равноудаленными относительно стыка, а расстояние между ними равно или больше длины муфты.