Устройство крепления труб для защиты при разрывах

 

Изобретение предназначено для защиты труб на нефтеперерабатывающих заводах и атомных электростанциях. Устройство крепления трубы для защиты при разрыве, содержащее соединение в форме муфты, расположенное вокруг места 13 трубы 12, которое должно быть закреплено при разрыве. Соединение снабжено первым элементом 10 и вторым элементом 11 для закрепления соединения вокруг трубы 12 с каждой стороны места, где опасаются возможного разрыва трубы. Каждый из элементов 10, 11 содержит муфту, разделенную, по крайней мере, на две части по осевым сечениям и закрепленную вокруг трубы 12 обмотков из металла, способного восстанавливать свой размер, причем муфтовые части взаимно соединены посредством соединительных тел 16, воспринимающих осевые и радиальные усилия и имеющих такую прочность, что в случае разрыва трубы они способны воспринимать радиальные и осевые усилия, которые возникают вследствие разрыва трубы. 5 ил.

Изобретение относится к устройству крепления труб для защиты при разрывах в крупных трубопроводных сетях, например на нефтеперерабатывающих заводах и атомных электростанциях.

Устройства вышеуказанного типа в определенных случаях устанавливают в технологических трубопроводных сетях, чтобы возможный разрыв трубы не приводил к побочным последствиям, когда концы трубы прогибаются в сторону неконтролируемым образом, повреждая, таким образом, другие примыкающие трубы, клапаны и т.п.

На фиг. 1 показаны известные устройства для крепления трубы для защиты при разрыве: цифрой 1 обозначено колено, которое обходит угол бетонной стенки 2. Колено 1 сварным швом 4 соединено с прямой трубой 5. Колено 1 прикреплено к стенке 2 растяжимыми скобами 3 из нержавеющей стали. Трубы часто бывают очень толстыми и могут иметь диаметр до 600 мм и более. Так как они могут также содержать среду под очень высоким давлением, то силы, которые воздействуют на части трубы в случае разрыва, например в сварном шве 4, оказывается очень большими.

В примере на фиг. 3: F обозначает силу, которая действует на свободный конец трубы (в данном случае - колено 1) в случае разрыва трубы, и V - расстояние в см, на которое он перемещается до остановки скобами 3. НА этой фигуре показано, что OA = F₁, и общее расстояние, на которое перемещается колено 1, составляет OC = 9 см. Устройство для крепления трубы имеет зазор OD = 3 см, т.е. колено 1имеет возможность перемещаться на 3 см до того, как скобы 3 начнут растягиваться. Заштрихованная площадь ABCO соответствует энергосодержаниям колена 1, и это теперь должно восприниматься скобами 3. Это означает, что площадь DEC будет равна площади ABCO, т.е.

.

Это дает .

Т. е. , сила, которая должна амортизироваться скобами, становится равной 3F₁. Так как в определенных случаях F₁ может быть больше 1 MH, то легко понять, что устройство для крепления труб нагружены очень большими усилиями.

На фиг. 2 показан другой способ крепления трубы 6. Здесь труба 6 окружена прочной рамкой 7, которая прикреплена к бетонной стенке 9 и несет некоторое количество деформирующихся "банок" 8. Если в случае разрыва трубы 6 начинается ее биение, то банки 8, о которые ударяется труба 6, сравнительно мягким способом амортизируют боковое движение трубы 6. Однако, крепежное устройство этого типа является громоздким и сложным в применении.

Изобретение относится к устройству крепления труб для защиты при разрыве, в котором вокруг места трубы (например, сварного шва) подлежащего закреплению при разрыве трубы, помещено соединение в форме муфты. Это соединение содержит, по крайней мере, один первый и один второй элементы для закрепления соединения вокруг трубы с каждой стороны того места, где опасаются возможного разрыва трубы, и отличается тем, что соответственно первый и второй установленные в виде муфты, разделенной, по крайней мере, на две части по осевым сечениям и закрепленной вокруг обмоткой на ленты или проволоки из металла, обладающей способностью и восстановлению своего размера.

До обматывания вокруг муфты эту ленту или проволоку растягивают на соответствующую длину при температуре ниже температуры перехода для этого металла, чтобы достигнуть желаемого сжимающего напряжения в соединении после обматывания и последующего повышения температуры обмотки выше температуры перехода. Муфтовые части соответственно первого и второго элементов взаимно соединены посредством соединительных тел, воспринимающих осевые и радиальные усилия и имеющих такую прочность, что в случае разрыва трубы они способны воспринимать все радиальные и осевые усилия, которые возникают вследствие разрыва трубы.

Очевидно, что устройство вышеуказанного типа требует значительно меньшего пространства, чем известные устройства. Поскольку концы труб несмотря на разрыв труб удерживаются в положении друг против друга, то возникающие силы реакции не столь больше, как в известных устройствах.

На фиг. 1 показано известное устройство крепления трубы для защиты при разрыве, в котором очередная пунктирная линиями труба показывает, как перемещается труба в случае ее разрыва; на фиг. 2 - также показано упомянутое устройство известного типа; на фиг. 3 - схема, показывающая силы, которые воздействуют на упомянутое устройство на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез устройства согласно изобретению; на фиг. 5 - схема, показывающая силы, которые воздействуют на устройство согласно изобретению.

Колено 1 соединено с прямой трубой 5 и снабжено крепежным устройством с упругими скобами 3, прикрепленными к бетонной стене. В случае разрыва колено 1 отбрасывается вверх силами реакции от вещества, находящегося в трубе. Это приводит к тому, что скобы 3 часто становятся растянутыми до значительно большего размера, чем это показано на фиг. 1, чтобы не воспринимать слишком резко силы реакции, которые часто являются очень большими. Насколько они могут быть большими, видно на фиг. 3, которая описывалась в вводной части описания.

На фиг. 2 - показан другой тип устройства для крепления труб при разрыве, в котором труба окружена амортизирующими элементами в виде деформирующихся банок 8, установленных на стальной рамке 7.

На фиг. 4 показано устройство согласно изобретению, предназначенное для крепления труб при разрыве. Оно представляет собой соединение, содержащее первый элемент в виде первой муфты 10 и второй элемент в виде второй муфты 11 с каждой стороны возможного разрыва 13 трубы. Каждая муфта 10, 11 разделена, по крайней мере, на две части по осевым сечениям (не показаны на чертежах), которые закреплены вокруг трубы 12 обмотками 14, 15 из металла, способного восстанавливать свой размер. Обмотки 14, 15 образованы из ленты или проволоки, которую до намотки при температуре ниже температуры перехода вышеуказанного металла растягивают на соответствующую длину, чтобы достигнуть желаемого сжимающего напряжения в соединении после обматывания и последующего повышения температуры обмотки выше температуры перехода. Муфты 10, 11 взаимно соединены посредством соединительных тел 16.

Таким образом, муфты 10, 11 закреплены вокруг трубы 12 и соединительных тел 16 с такой силой, что в случае разрыва трубы между муфтами концы разорванной трубы 12 не отгибаются в стороны. Дополнительным преимуществом крепежного устройства этого типа является отсутствие какого-либо зазора. В случае разрыва трубы силы немедленно воспринимаются соединением и его соединительные тела несколько растягиваются.

На фиг. 5 показано, что это расстояние соответствует расстоянию V, равному AB = 0,5 мм. Сила АБ принимается равной F₁. Как и на фиг. 3, площадь ABDE будет равна площади ABC, что дает .

Таким образом, сила, которая должна восприниматься соединением, составляет лишь 2,3 силы, воспринимаемой скобами 3 в известном крепежном устройстве на фиг. 1, и это, конечно, является преимуществом предложенного устройства.

Формула изобретения

Устройство крепления трубы для защиты при разрыве, в котором соединение в форме муфты расположено вокруг места на трубе, например, сварного шва, которое должно быть закреплено при разрыве, причем соединение содержит, по крайней мере, один первый и один второй элемент для закрепления соединения вокруг трубы с каждой стороны того места, где опасаются возможного разрыва трубы, отличающееся тем, что соответственно первый и второй элементы установлены в виде муфты, разделенной, по крайней мере, на две части по осевым сечениям и закрепленной вокруг трубы обмоткой из ленты или проволоки из металла, способного восстанавливать свой размер, при этом указанную ленту или проволоку до обматывания вокруг муфты растягивают на соответствующую длину при температуре ниже температуры перехода для этого металла для достижения желаемого сжимающего напряжения в соединении после обматывания и последующего повышения температуры обмотки выше температуры перехода и при этом указанные муфтовые части соответственно в первом и втором элементах взаимно соединены посредством соединительных тел, воспринимающих осевые и радиальные усилия и имеющих прочность, обеспечивающих в случае разрыва трубы возможность воспринимать все радиальные и осевые усилия, возникающие вследствие разрыва трубы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5