Устройство для очистки наружной поверхности концевых участков труб от изоляции



Устройство для очистки наружной поверхности концевых участков труб от изоляции
Устройство для очистки наружной поверхности концевых участков труб от изоляции
Устройство для очистки наружной поверхности концевых участков труб от изоляции
Устройство для очистки наружной поверхности концевых участков труб от изоляции

 


Владельцы патента RU 2522346:

Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина (RU)

Изобретение относится к трубопроводному транспорту нефтепродуктов, жидких и газообразных сред, а именно к очистке наружной поверхности концевых участков труб от изоляции для последующего проведения строительно-монтажных работ и сварки встык. Устройство для очистки наружной поверхности концевых участков труб от изоляции содержит очистной инструмент в виде правильной прямой призмы или цилиндра с боковым отверстием для закрепления наружной изоляции. Очистной инструмент на торце соединен с рычагом, который оснащен как минимум одной рукояткой для преодоления силы адгезии изоляции к трубе. Предлагаемое устройство просто и дешево, так как не имеет сложных конструктивных элементов и может быть изготовлено в любых механических мастерских. Устройство имеет широкие функциональные возможности за счет использования в полевых условиях и на производстве с малыми объемами работ. 4 ил.

 

Изобретение относится к трубопроводному транспорту нефтепродуктов, жидких и газообразных сред, а именно к очистке наружной поверхности концевых участков стальных труб от изоляции для последующего проведения строительно-монтажных работ и сварки встык.

Известно устройство для механической очистки и обработки поверхностей «РОИ» (патент RU №2236313, МПК 7 B08B 9/023, опубл. 20.09.2004 г. в бюл. №26), в котором в качестве рабочих органов при очистке поверхности применяется дисковая фреза или абразивный инструмент. Устройство содержит способный вращаться вокруг своей оси и одновременно перемещаться вдоль обрабатываемой поверхности ротор, включающий несущую конструкцию и шарнирно подвешенные к ней рычаги с присоединенными к каждому из них рабочим органом и дополнительным грузом.

Недостатками известного устройства являются сложное конструктивное исполнение, потребление электроэнергии и износ рабочих органов, требующих регулярной замены и, как следствие, больших материальных затрат на изготовление, применение и обслуживание, а также узкая область применения, отсутствие мобильности, невозможность использования в полевых условиях и при малых объемах работ.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, выбранным в качестве аналога заявляемому устройству, является рабочий орган машины для удаления изоляции с наружной поверхности трубопровода (патент RU №2395353, МПК B08B 9/023, опубл. 27.07.2010 г.). Рабочий орган машины содержит ротор с очистными инструментами, закрепленными на рычагах, которые установлены на осях с возможностью поворота вокруг своей оси, и прижимными устройствами для поджатия очистных инструментов к поверхности трубопровода.

Недостатками известного рабочего органа машины для удаления изоляции с наружной поверхности трубопровода являются сложное конструктивное исполнение и сложная кинематическая схема работы, кроме того, он потребляет электроэнергию, очистные инструменты изнашиваются, требуя регулярной замены, а значит и больших материальных затрат на изготовление, применение и обслуживание. Установка стационарная, не мобильная, то есть имеет узкую область применения, ее невозможно использовать в полевых условиях и при малых объемах работ.

Технической задачей изобретения является повышение износостойкости очистного инструмента за счет снижения физических и механических нагрузок на устройство, а также создание простого и дешевого в производстве, применении и обслуживании устройства с возможностью эксплуатации в полевых условиях и на производстве с малыми объемами работ или непрофильными работами.

Техническая задача решается следующим способом.

На фиг.1 изображен общий вид устройства для очистки наружной поверхности концевых участков стальных труб от изоляции.

На фиг.2 и 3 - дополнительные изображения А в вариантах 1, 2 конструктивного исполнения соединения корпуса 1 с рычагом 3 фиг.1.

На фиг.4 - труба с изоляцией с частичным продольным разрезом.

Очистной инструмент устройства выполнен в виде корпуса 1 (фиг.1), имеющего форму правильной прямой призмы или цилиндра с осью вращения 2, рычагом 3, как минимум с одной рукояткой 4, расположенной на расстоянии R от оси вращения 2 корпуса 1 для преодоления силы адгезии изоляции 5 (фиг.4) к трубе 6. Также рычаг 3 (фиг.1) может быть соединен с торцом 7 корпуса 1 методом сварки (фиг.2) либо может быть съемным (фиг.3) и вставляться в отверстие 8 любой формы корпуса 1. На боковой поверхности корпуса 1 (фиг.1) выполнен прямоугольный паз 9 с длиной L и шириной Н. Рычаг 3 может быть разной длины в зависимости от диаметра D трубы 6 (фиг.4) с изоляцией 5 и прочности адгезионного слоя 10, образующегося либо своим составом, либо свойствами, образующимися при нагреве или охлаждении изоляции 5.

Для определения длины рычага 3 - R (фиг.1) вычисляем максимальный диаметр описанной окружности d корпуса 1 при намотке изоляции 5 (фиг.4) на трубу 6 с наружным диаметром D. Для начала определим количество оборотов корпуса 1 (фиг.1) вокруг трубы 6 (фиг.4) для снятия изоляции 5:

n = π D π d = D d , ( 1 )

где n - количество оборотов корпуса 1 (фиг.1) вокруг трубы 6 (фиг.4);

D - наружный диаметр трубы 6 с изоляцией 5, мм;

d - наружный диаметр описанной окружности корпуса 1 (фиг.1), мм.

Определяем максимальный диаметр корпуса 1 при снятии изоляции 5 (фиг.4) по формуле:

d max = d + n 2 n ( 2 )

где dmax - максимальный диаметр корпуса 1 (фиг.1) с полностью намотанной изоляцией, мм;

d - наружный диаметр описанной окружности корпуса 1;

n - количество оборотов корпуса 1 вокруг трубы 6 (фиг.4) с изоляцией 5, определяемое по формуле (1);

h - толщина изоляции 5, мм.

Исходя из силы адгезии Acd адгезионного слоя 10 (фиг.4) определяем количество рукояток 4 (фиг.1) рычагов 3 - k, определяем минимально допустимую длину рычага 3 - Rmin с учетом того, что отрыв изоляции 5 (фиг.4) происходит на участке длиной l с зоной m пластической деформации изоляции 5 не более 1 см (получено эмпирическим путем):

R min = А с д m l d max k F д о п , ( 3 )

где Rmin - минимальная длина рычага 3 (фиг.1), расстояние от рукоятки 4 до оси 2 корпуса 1, мм;

Acd - сила адгезии, кг/см2;

dmax - максимальный диаметр корпуса 1, мм;

k - количество рукояток 4 рычагов 3, участвующих в работе одновременно;

l - длина от торца трубы 6 (фиг.4) до надреза 11, см;

m - зона пластической деформации адгезионного слоя 10 при отрыве, 0,5-1 см;

Fдоп - допустимое усилие для работы, 5-10 кг.

Корпус 1 (фиг.1) может быть изготовлен цельным или - при больших габаритах - полым (для снижения веса и материальных затрат). При этом для надежной фиксации изоляции 5 (фиг.4) с толщиной h при работе в корпусе 1 (фиг.1) ширина H паза 9 больше толщины h (фиг.5) изоляции 5 (H>h), а длина паза 9 - L (фиг.1) не меньше расстояния l (фиг.4), на котором зачищают концевой участок трубы 6 с изоляцией 5 (l<L).

Устройство для очистки наружной поверхности концевого участка трубы 6 от изоляции 5 работает следующим образом. На концевом участке трубы 6 (фиг.4) на расстоянии l от торца любым режущим инструментом (фреза, ножовка и т.п., не показано) делается первый надрез 11 по всему периметру изоляции 5 и адгезионного слоя 10 до соприкосновения рабочей поверхности режущего инструмента со стенкой трубы 6. Затем, также режущим инструментом, на концевом участке трубы 6 делается второй надрез 12 по длине l изоляции 5 и адгезионного слоя 10 до соприкосновения рабочей поверхности режущего инструмента со стенкой трубы 6 под углом α, равным 15-75° от линии надреза 11 до торца трубы 6. Один из острых углов 13 изоляции 5 отслаивается и продевается в паз 9 (фиг.1) корпуса 1. Ось 2 корпуса 1 устройства устанавливается параллельно оси 14 (фиг.4) трубы 6 с изоляцией 5 с плотным прилеганием к поверхности.

Рычаг 3 (фиг.1) и рукоятка 4 расположены в свободном пространстве от торца трубы 6 (фиг.4) с изоляцией 5. При вращении рычага 3 (фиг.1) при помощи рукоятки 4 угол 13 (фиг.4) изоляции 5 защемляется в пазу 9 (фиг.1) корпуса 1, и изоляция 5 (фиг.4) начинает наматываться на корпус 1 (фиг.1) устройства. При необходимости место отслаивания изоляции 5 (фиг.4) и адгезионного слоя 10 от трубы 6 подогревают горячим паром или пламенем. Корпус 1 (фиг.1) устройства при прохождении всей окружности трубы 6 (фиг.4) с изоляцией 5 позволяет равномерно удалить изоляцию 5 на расстоянии l от торца трубы 6 и подготовить ее к последующим технологическим операциям.

Пример конкретного выполнения:

d=40 мм - наружный диаметр описанной окружности корпуса 1 (фиг.1);

mp=114 см=1140 мм - наружный диаметр трубы 6 (фиг.4);

h=2,5 мм - толщина изоляции 5;

h1=1 мм - толщина адгезионного слоя 10;

Acd=4,0 кг/см2=0,04 кг/мм2 - сила адгезии;

l=70 мм - длина от торца трубы 6 до надреза 11;

D=⌀mp+2h+2h1=1140+2×2,5+2×1=1147 (мм) - наружный диаметр трубы 6 с изоляцией 5 и адгезионным слоем 10;

n=D/d=1147/40≈28 (об.) - количество оборотов корпуса 1 (фиг.1) вокруг трубы 6 (фиг.4) для снятия изоляции 5;

dmax=d+n×2h=40+28×2×2,5=180 (мм) - максимальный диаметр корпуса 1 (фиг.1) с полностью намотанной изоляцией;

Rmin=(Acd×m×l×dmax)/(k×Fдоп) - минимальная длина рычага 3, расстояние от рукоятки 4 до оси 2 корпуса, мм, где

k=1 - количество рукояток 4 рычагов 3, участвующих в работе одновременно;

m=0,7 - зона пластической деформации адгезионного слоя 10 (фиг.4);

Fдоп=7 кг - допустимое усилие для работы;

Rmin=(0,04×0,7×70×180)/(1×7)=352,8/ 7=50,4 (мм).

Устройство для очистки наружной поверхности концевых участков труб от изоляции было изготовлено в цехе антикоррозионной защиты труб на Бугульминском механическом заводе, структурном подразделении ОАО «Татнефть» им. В.Д.Шашина, для очистки концевых участков труб диаметром 114-426 мм от изоляции. На основании проведенных опытных работ выбраны оптимальные параметры устройства: наружный диаметр описанной окружности корпуса 1 (фиг.1) - 40 мм, длина рычага 3 - R - 200 мм. Использование данного устройства в производстве сокращает время очистки наружной поверхности концевых участков труб от изоляции в 4-5 раза и численность задействованного в процессе очистки персонала. Устройство не имеет изнашиваемых и требующих замены элементов, поэтому затраты на обслуживание полностью исключены.

Предлагаемое устройство просто в изготовлении и не требует больших материальных затрат, так как не имеет сложных конструктивных элементов и может быть изготовлено в любых механических мастерских. Устройство не потребляет электроэнергию. В устройстве отсутствуют быстро изнашиваемые детали, требующие регулярной замены. Устройство имеет широкие функциональные возможности, как использования его в цеховых, так и полевых условиях.

Устройство для очистки наружной поверхности концевых участков труб от изоляции, содержащее очистной инструмент, выполненный с возможностью вращения и соединенный с рычагом, отличающееся тем, что очистной инструмент выполнен в виде правильной прямой призмы или цилиндра с боковым отверстием, имеющим размеры, достаточные для закрепления наружной изоляции при вращении, рычаг соединен с торцом очистного инструмента, причем рычаг оснащен как минимум одной рукояткой, расположенной на расстоянии от оси вращения, достаточном для преодоления силы адгезии изоляции к трубе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству и ремонту трубопроводов и может быть использовано при переизоляции отдельных участков газонефтепроводов в местах выявленных дефектов изоляции.

Изобретение относится к удалению с поверхности трубопроводов загрязнений и нанесению на них защитных покрытий и может быть использовано при сооружении и ремонте трубопроводов.

Изобретение относится к способам для нанесения защитных покрытий на внешнюю поверхность трубопроводов. .

Изобретение относится к устройствам для очистки наружной поверхности труб и отрезков труб, бывших в эксплуатации, от старой изоляции и может быть использовано для ремонта и строительства трубопроводов.

Изобретение относится к устройствам для очистки наружной поверхности труб и отрезков труб, бывших в эксплуатации, от старой изоляции и может быть использовано для ремонта и строительства трубопроводов.

Стенд // 2392558
Изобретение относится к области очистки, в частности, может быть использовано для очистки от накипи и шламовых отложений поверхности труб трубного пучка парогенератора.

Изобретение относится к области строительства и ремонта магистральных трубопроводов и может быть использовано при производстве машин для обработки наружной поверхности трубы.

Изобретение относится к машинам для очистки наружной поверхности трубопроводов от старой изоляции, коррозии и т.п., а именно к разъемным роторным машинам, оснащенным очистным инструментом, и может быть использовано при ремонте и строительстве трубопроводов разных диаметров из бесшовных труб и с продольным сварочным швом.

Изобретение относится к области очистки наружной поверхности трубопроводов, в частности к механизмам для приводов ротора очистных машин. .

Изобретение относится к области эксплуатации компрессорных станций магистральных газопроводов, в частности аппаратов воздушного охлаждения, и обеспечивает повышение эффективности очистки теплообменников аппаратов воздушного охлаждения.
Наверх