Способ изготовления компенсатора температурных удлинений трубопровода

 

Изобретение относится к строительству и используется при изготовлении трубопроводов. Гнут трубу для придания ей необходимой формы, присоединяют к ней фланцы, на трубу надевают плетеный трубчатый каркас, закрепляют его концы на фланцах, пропитывают каркас связующим и отверждают, а в качестве трубы используют гофрированную пластмассовую трубу. До формования внешнего силового слоя компенсатора наружные канавки гофрированной трубы заполняют подмоткой армирующих нитей, пропитанных связующим. Повышает надежность трубопровода. 2 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к способам изготовления компенсаторов температурных удлинений трубопроводов различного назначения, работающих при переменных температурных условиях внешней или внутренней среды и обеспечивающих сохранение прочности и герметичности трубопровода.

Известен способ изготовления компенсатора П-образной формы (Г.М. Говядко и др. Компенсаторы для трубопроводов. Справочник. СПб.: Энергоиздат, 1993 г. , с. 32, 93), заключающийся в изготовлении прямых и криволинейных элементов труб, фланцев и соединении их посредством сварки.

Известный способ достаточно трудоемок. Для его осуществления требуется специальная установка для изготовления криволинейных элементов, сварочный аппарат, а также приспособление для сборки. Таким способом изготавливают в основном стальные компенсаторы для трубопроводов больших диаметров (150... 500 мм и более).

Известен способ изготовления компенсатора П-образной или другой формы из стальной цельной трубы (Г.М. Говядко и др. Компенсаторы для трубопроводов. Справочник. СПб. : Энергоиздат, 1993 г., с.32, 33, 93, 102). Сложная форма компенсатора обеспечивается гибкой прямого куска трубы. Гибку осуществляют в холодном или нагретом состоянии, в зависимости от размера диаметра трубы. Нагрев проводят на установке ТВЧ, предварительно набив трубу кварцевым песком. Гибку производят на специальном гибочном стане. После гибки трубу соединяют с фланцами с помощью сварки или резьбы. Данный способ изготовления компенсатора является наиболее близким к заявленному решению.

Способ изготовления таких компенсаторов имеет следующие недостатки. Прежде всего это значительная трудоемкость изготовления стальных компенсаторов для трубопроводов среднего (50. ..100 мм) и большого диаметров (свыше 150 мм), т.к. трубы таких диаметров предварительно заполняют песком, затем нагревают и далее проводят гибку. Такая технология требует специального оборудования: установки нагрева ТВЧ и мощного гибочного стана.

Задача изобретения - разработка высокотехнологичного и менее трудоемкого способа изготовления компенсатора средней жесткости с увеличенной компенсирующей способностью для трубопроводов со средним и высоким давлениями.

Поставленная задача была решена за счет того, что в соответствии с предлагаемым способом изготовления компенсатора вначале гнут гофрированную пластмассовую трубу для придания ей необходимой формы, затем присоединяют к трубе фланцы, после чего дополнительно формуют внешний силовой композиционный слой - на трубу надевают плетеный трубчатый каркас, закрепляют его концы на фланцах, пропитывают каркас связующим и отверждают. До формования внешнего силового слоя для выравнивания поверхности гофрированной трубы ее наружные канавки заполняют подмоткой армирующих нитей, пропитанных связующим.

Для изготовления компенсатора используют готовую или предварительно изготовленную гофрированную пластмассовую трубу. В отличие от металлической гладкой трубы гофрированная труба легко гнется вручную без предварительного нагрева токами ТВЧ и специального гибочного стана. Причем одинаково легко осуществляется гибка трубы для получения любых форм компенсаторов: П-образных, Ω--образных, Z-образных и других форм как для трубопроводов среднего диаметра (50...100 мм), так и большого (150...300 мм). Тип пластмассы может быть разным: полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид (ПВХ) и др. В зависимости от размеров компенсатора отрезают кусок трубы нужной длины, затем вручную изгибают его и придают нужную форму, например П-образную. Радиусы участков изгиба можно контролировать шаблоном, а форму зафиксировать технологическими изогнутыми стержнями, вставленными внутрь, которые впоследствии вынимаются. Далее в торцы трубы вставляют фланцы и закрепляют соединение известным способом, например, приклейкой на эпоксидный компаунд. После этого наружные канавки гофрированной трубы заполняют подмоткой армирующих нитей, пропитанных связующим. За счет этого поверхность трубы сглаживается, кольцевая жесткость ее увеличивается, также увеличивается площадь контакта трубы с внешним силовым слоем. Затем используют готовый или предварительно изготовленный плетеный каркас, полученный по известной технологии (RU 2135659 С1, D 04 C 3/40, 27.08.1999). Диаметр каркаса должен быть примерно равен наружному диаметру трубы. Из рукава-заготовки отрезают кусок каркаса нужной длины. Далее каркас надевают на трубу, растягивая его вначале в окружном направлении до размера на 10...30 мм больше диаметра трубы. Затем делают осевую растяжку и приглаживание по всей поверхности и обеспечивают плотное прилегание к трубе. Концы каркаса располагают на фланцы и закрепляют одним из известных способов, например подмоткой армирующих нитей, пропитанных связующим. После этого надетый каркас пропитывают полимерным связующим. Далее следует этап отверждения. При использовании связующего "холодного" отверждения достаточно комнатной температуры, для связующего "горячего" отверждения необходим температурный режим в термостате. На заключительном этапе технологии проводится контроль качества компенсатора с обязательным испытанием гидростатическим давлением.

Пример конкретного выполнения.

Были изготовлены два одинаковых по форме и размерам П-образных компенсатора, один выполнен способом по прототипу, другой - по предлагаемому изобретению. Компенсатор по прототипу был выполнен из стальной трубы диаметром 159 мм. У компенсатора по предлагаемому изобретению внутренний слой был выполнен из тонкой гибкой гофрированной пластмассовой трубы (ПВХ). Наружный силовой слой был сформирован из композита - стеклопластика, представляющего собой армирующий плетеный каркас из стеклонитей, пропитанный эпоксидным связующим.

В процессе изготовления этих компенсаторов были подтверждены недостатки способа по прототипу и преимущества заявляемого способа.

Таким образом, предлагаемый способ является высокотехнологичным и менее трудоемким и позволяет получать широкую гамму сложных по форме компенсаторов для трубопроводов различного назначения.

Формула изобретения

1. Способ изготовления компенсатора температурных удлинений трубопровода, заключающийся в том, что вначале гнут трубу для придания ей необходимой формы, затем присоединяют к ней фланцы, отличающийся тем, что после этого дополнительно формуют внешний силовой слой компенсатора: на трубу надевают плетеный трубчатый каркас, закрепляют его концы на фланцах, пропитывают каркас связующим и отверждают, причем в качестве трубы используют гофрированную пластмассовую трубу.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при формовании внешнего силового слоя компенсатора используют готовый или предварительно изготовленный армирующий плетеный трубчатый каркас.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что до формования внешнего силового слоя компенсатора наружные канавки гофрированной трубы заполняют подмоткой армирующих нитей, пропитанных связующим.