RU2183784C1 - Multi-layer pipe line - Google Patents

Multi-layer pipe line Download PDF

Info

Publication number
RU2183784C1
RU2183784C1 RU2001100848/06A RU2001100848A RU2183784C1 RU 2183784 C1 RU2183784 C1 RU 2183784C1 RU 2001100848/06 A RU2001100848/06 A RU 2001100848/06A RU 2001100848 A RU2001100848 A RU 2001100848A RU 2183784 C1 RU2183784 C1 RU 2183784C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipeline
pipes
layers
multilayer
layer
Prior art date
Application number
RU2001100848/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
О.Г. Цыплаков
А.В. Галинский
Ю.И. Селиверстов
Э.З. Ягубов
Original Assignee
Цыплаков Олег Георгиевич
Галинский Александр Владимирович
Селиверстов Юрий Иванович
Ягубов Эмин Зафарович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Цыплаков Олег Георгиевич, Галинский Александр Владимирович, Селиверстов Юрий Иванович, Ягубов Эмин Зафарович filed Critical Цыплаков Олег Георгиевич
Priority to RU2001100848/06A priority Critical patent/RU2183784C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2183784C1 publication Critical patent/RU2183784C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: pipe line transport, mains and oil, gas and water transfer lines. SUBSTANCE: main consists of at least two coaxial fastened together cylindrical layer made from high- strength tight material and formed from plain-walled high- strength double pipes which are fastened together by means of high-strength adhesive material. EFFECT: low cost; reduced labor consumption; improved technical characteristics. 21 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области высокопрочного трубопроводного транспорта, в частности магистральных и разводящих нефте- и газопроводов, трубопроводов химических, металлургических и целлюлозно-бумажных производств, водонапорного транспорта и т.п. The invention relates to the field of high-strength pipeline transport, in particular trunk and distributing oil and gas pipelines, pipelines of chemical, metallurgical and pulp and paper industries, water transport, etc.

Известен многослойный трубопровод для транспортирования жидкости и газа под высоким давлением, состоящий из состыкованных и скрепленных сваркой стальных многослойных труб [1,2]. Достоинствами таких трубопроводов являются большой диаметр проходного сечения, высокие давления транспортируемой среды, неразрушаемость мощных нефте- и газопроводов в случае образования свищей и протечек в многослойной стенке трубопровода. Known multilayer pipeline for transporting liquid and gas under high pressure, consisting of joined and fastened by welding steel multilayer pipes [1,2]. The advantages of such pipelines are the large bore diameter, high pressures of the transported medium, the indestructibility of powerful oil and gas pipelines in the event of the formation of fistulas and leaks in the multilayer wall of the pipeline.

К недостаткам этих конструкций многослойного трубопровода относятся высокая стоимость и масса исходных многослойных труб, высокие энерго- и трудозатраты на транспортировку, монтаж и сварку трубопровода, опасность внутристеночной коррозии многослойной стенки и снижение срока безаварийной эксплуатации трубопровода, необходимость применения внешней и внутренней антикоррозионной защиты от воздействия внешней и транспортируемой среды. The disadvantages of these designs of a multilayer pipeline include the high cost and weight of the original multilayer pipes, high energy and labor costs for transportation, installation and welding of the pipeline, the risk of internal wall corrosion of the multilayer wall and a decrease in the period of trouble-free operation of the pipeline, the need for external and internal corrosion protection against external influences and transported medium.

Известен многослойный трубопровод, принятый в качестве прототипа, сформированный из двухслойных труб, содержащих внутреннюю гладкостенную цилиндрическую трубу из нержавеющей стали, которая установлена на неподвижной посадке внутри наружной гладкостенной стальной трубы, и скрепленных в трубопроводные плети на стыках сварными кольцевыми швами [3]. Known multi-layer pipeline, adopted as a prototype, formed of two-layer pipes containing an internal smooth-walled cylindrical pipe made of stainless steel, which is mounted on a fixed fit inside an external smooth-walled steel pipe, and fastened to the pipe lashes at the joints by welded ring seams [3].

К недостаткам этой конструкции многослойного трубопровода относятся сложность и трудоемкость изготовления двухслойных труб и тем более трехслойных труб, собранных из цилиндрических труб по неподвижной посадке, сложность стыковки и сварки состыкованных многослойных труб, опасность межслойной электрохимической коррозии, высокая стоимость и масса труб и трубопроводов в целом, непригодность для использования в конструкции стеклопластиковых труб и труб из других высокопрочных, коррозионно-стойких, легких материалов, не способных свариваться. The disadvantages of this design of a multilayer pipeline include the complexity and laboriousness of manufacturing two-layer pipes and even more so three-layer pipes assembled from cylindrical pipes by a fixed fit, the difficulty of joining and welding of joined multilayer pipes, the danger of interlayer electrochemical corrosion, the high cost and weight of pipes and pipelines in general, unsuitability for use in the construction of fiberglass pipes and pipes from other high-strength, corrosion-resistant, lightweight materials, not capable of welding atsya.

Изобретение направлено на снижение стоимости и трудоемкости изготовления, транспортировки и монтажа многослойного трубопровода и составляющих его труб, а также на улучшение таких его технических характеристик, как удельная масса трубопровода, его химическая и антикоррозионная стойкость, виброакустические характеристики, стойкость против лавинных разрушений при эксплуатации под давлением, защищенность от парафиновых отложений и других загрязнений, изменяющих гидравлическое сопротивление трубопровода. The invention is aimed at reducing the cost and complexity of the manufacture, transportation and installation of a multilayer pipeline and its constituent pipes, as well as improving its technical characteristics, such as the specific gravity of the pipeline, its chemical and anticorrosion resistance, vibration-acoustic characteristics, and resistance to avalanche damage during pressure operation , protection against paraffin deposits and other contaminants that change the hydraulic resistance of the pipeline.

Указанные недостатки устраняются тем, что многослойный трубопровод состоит из гладкостенных высокопрочных непроницаемых цилиндрических труб, по крайней мере, двух типоразмеров, образующих скрепленные между собой слои многослойной стенки трубопровода высокого давления; каждый слой сформирован из состыкованных друг с другом гладкостенных цилиндрических труб одинакового диаметра, причем смежные коаксиальные слои расположены один внутри другого по посадке с зазором, который заполнен непроницаемым твердым адгезионным материалом, скрепляющим эти слои между собой, а стенки труб в смежных слоях смещены относительно друг друга на расстояние, при котором сопротивление сдвигу труб смежных слоев, скрепленных адгезивным материалом, превышает прочность каждой из этих труб. These disadvantages are eliminated by the fact that the multilayer pipeline consists of smooth-walled high-strength impermeable cylindrical pipes of at least two sizes, forming bonded layers of the multilayer wall of the high pressure pipeline; each layer is formed of smooth-walled cylindrical pipes of the same diameter joined to each other, and adjacent coaxial layers are arranged one inside the other with a gap that is filled with an impermeable solid adhesive material that holds these layers together, and the pipe walls in adjacent layers are displaced relative to each other at a distance at which the shear resistance of the pipes of adjacent layers bonded with adhesive material exceeds the strength of each of these pipes.

Внутренний слой двухслойного трубопровода может состоять из труб, способных выдерживать внутреннее давление транспортируемой среды, равное половине проектной величины давления эксплуатации трубопровода при коэффициенте запаса прочности, равном единице, а наружный слой - из труб, способных выдержать давление, равное половине проектной величины давления эксплуатации трубопровода, умноженному на удвоенное значение нормативного коэффициента запаса прочности данного трубопровода. The inner layer of a two-layer pipeline may consist of pipes capable of withstanding the internal pressure of the transported medium equal to half the design value of the pipeline operating pressure with a safety factor equal to one, and the outer layer of pipes capable of withstanding the pressure equal to half the design value of the pipeline operating pressure, multiplied by twice the standard safety factor of a given pipeline.

Внутренний слой двухслойного трубопровода также может быть сформирован из труб, способных выдержать внутренние давление транспортируемой среды, равное половине проектной величины давления эксплуатации трубопровода, умноженному на удвоенный нормативный коэффициент запаса прочности трубопровода, а наружный слой - из труб, способных выдерживать внутреннее давление, равное половине проектной величины давления эксплуатации трубопровода. The inner layer of a two-layer pipeline can also be formed from pipes capable of withstanding the internal pressure of the transported medium equal to half the design value of the pipeline operating pressure, multiplied by twice the standard safety factor of the pipeline, and the outer layer of pipes capable of withstanding an internal pressure equal to half the design the pressure of the operation of the pipeline.

Внутренний и наружный слои трубопровода могут быть выполнены из труб, способных выдерживать внутреннее давление транспортируемой среды, равное половине проектной величины эксплуатационной нагрузки трубопровода, умноженной на нормативный коэффициент запаса прочности данного трубопровода. The inner and outer layers of the pipeline can be made of pipes that can withstand the internal pressure of the transported medium, equal to half the design value of the operational load of the pipeline, multiplied by the standard safety factor of the pipeline.

В случае трехслойного трубопровода два внутренних слоя могут быть из труб, способных выдерживать внутреннее давление транспортируемой среды, равное половине проектной величины давления эксплуатации, а третий - из труб, способных выдерживать внутреннее давление, равное проектному значению давления эксплуатации трубопровода, умноженному на величину превышения нормативного запаса прочности над единицей. In the case of a three-layer pipeline, the two inner layers can be from pipes capable of withstanding the internal pressure of the transported medium equal to half the design value of the operating pressure, and the third from pipes capable of withstanding the internal pressure equal to the design value of the pipeline operation pressure multiplied by the excess of the normative margin strength over unit.

Стыки труб в смежных коаксиальных слоях трубопровода могут быть смещены вдоль оси на расстояние от 1/4 до 1/2 длины составляющих его гладкостенных цилиндрических труб. Трубы в смежных слоях или, по крайней мере, во внутреннем слое могут быть состыкованы либо "на ус", либо "в шпунт", либо по типу многоступенчатого штекера. При этом стыки труб могут быть разделены прослойками эластичного герметика или клея, а стыки наружного слоя трубопровода для защиты от проникания внешней среды могут быть перекрыты гладкими цилиндрическими муфтами, поставленными на твердом герметике или клее. The pipe joints in adjacent coaxial layers of the pipeline can be displaced along the axis by a distance of 1/4 to 1/2 the length of the smooth-walled cylindrical pipes constituting it. Pipes in adjacent layers, or at least in the inner layer, can be joined either “on the whisker”, or “in the tongue”, or as a multi-stage plug. In this case, the joints of the pipes can be separated by layers of elastic sealant or glue, and the joints of the outer layer of the pipeline to protect against penetration of the external environment can be blocked by smooth cylindrical couplings placed on solid sealant or glue.

Слои трубопровода могут состоять из труб различной длины, причем короткие трубы предпочтительно использовать в наружном слое, а длинные - во внутреннем. Все слои трубопровода могут состоять из труб, изготовленных из одинакового конструкционного материала. Для придания трубопроводу специального технического свойства или снижения его стоимости внутренние и наружные его слои могут быть выполнены из труб, изготовленных из разных конструкционных материалов, например, наружный - из углеродистой стали, а внутренний - из стеклопластика. Layers of the pipeline can consist of pipes of various lengths, with short pipes preferably being used in the outer layer and long pipes in the inner one. All layers of the pipeline may consist of pipes made of the same structural material. To give the pipeline a special technical property or reduce its cost, its inner and outer layers can be made of pipes made of different structural materials, for example, the outer one is made of carbon steel and the inner one is made of fiberglass.

Оптимальная величина кольцевого зазора между смежными слоями трубопровода, заполняемого адгезивным материалом, варьируется от 0,2 до 2 мм. Для исключения скрытой электрохимической коррозии кольцевой зазор заполнен диэлектрическим адгезивным материалом, армированным стеклянным волокном. Для более эффективного использования прочностных свойств высокопрочных слоев трубопровода модуль упругости первого рода материала труб внутреннего слоя должен быть меньше, чем у труб наружного слоя, а в случае равенства модулей упругости относительное удлинение материала труб внутреннего слоя при разрыве должно быть выше, чем у труб наружного слоя. Для повышения герметичности внутренняя поверхность трубопровода покрыта гелькоидным слоем или слоем эластомерного непроницаемого материала с кольцевыми шпангоутами, размещенными между торцами состыкованных труб внутреннего слоя трубопровода. Стыки металлических труб в слоях трубопровода могут быть усилены сварными швами. The optimal size of the annular gap between adjacent layers of the pipeline filled with adhesive material varies from 0.2 to 2 mm. To eliminate latent electrochemical corrosion, the annular gap is filled with a dielectric adhesive material reinforced with glass fiber. For more effective use of the strength properties of high-strength layers of the pipeline, the elastic modulus of the first kind of material of the pipes of the inner layer should be less than that of the pipes of the outer layer, and in case of equality of the elastic moduli, the relative elongation of the material of the pipes of the inner layer at break should be higher than that of the pipes of the outer layer . To increase the tightness, the inner surface of the pipeline is covered with a gelcoid layer or a layer of elastomeric impermeable material with ring frames placed between the ends of the joined pipes of the inner layer of the pipeline. The joints of metal pipes in the layers of the pipeline can be reinforced with welds.

Итак, благодаря использованию высокопрочных гладкостенных (без буртовых утолщений), например, стеклопластиковых труб, обладающих высокой удельной прочностью (т.е. прочностью, отнесенной к плотности материала стенки), высокими химической и антикоррозионной стойкостями, но не способными соединяться в трубопроводные плети с помощью сварки, и скрепленных друг с другом клеевыми прослойками, достигается снижение удельной массы заявляемой конструкции трубопровода, а также повышение его химической и антиадгезионной стойкости. So, thanks to the use of high-strength smooth-walled (without bead thickenings), for example, fiberglass pipes, which have high specific strength (i.e., strength, related to the density of the wall material), high chemical and anticorrosion resistance, but not able to connect into pipeline whips using welding, and bonded with each other with adhesive layers, a decrease in the specific gravity of the claimed design of the pipeline is achieved, as well as an increase in its chemical and anti-adhesive resistance.

Многослойность стенки трубопровода, особенно из стеклопластиковых труб, и наличие в ней упругоэластичных клеевых прослоек, разделяющих поверхности сочлененных труб, обеспечивают высокие демпфирующие свойства конструкции, обеспечивая существенное улучшение ее виброакустических характеристик. The multilayered walls of the pipeline, especially from fiberglass pipes, and the presence in it of elastic-elastic adhesive layers separating the surfaces of the jointed pipes provide high damping properties of the structure, providing a significant improvement in its vibro-acoustic characteristics.

Лавинное разрушение трубопровода при эксплуатации под высоким давлением ограничивается пределами только одного составляющего его звена, т.е. размером только одной разорвавшейся по какой-либо причине трубы, поскольку упругая энергия развития трещины разрушения трубы при выходе на ее торцевые и цилиндрические поверхности рассеивается на разрушение прилегающих клеевых прослоек, раскрытие трещины и деформацию стенок обечайки, образующейся в ходе разрушения трубы. The avalanche destruction of the pipeline during operation under high pressure is limited by the limits of only one component link, i.e. the size of only one pipe burst for any reason, since the elastic energy of the development of a pipe fracture crack upon reaching its end and cylindrical surfaces is dissipated by the destruction of adjacent adhesive layers, the crack opening and deformation of the shell walls formed during pipe fracture.

Благодаря лиофобным свойствам герметизирующего гелькоидного или эластомерного слоя по отношению к транспортируемым средам, трубопровод защищен от загрязнения парафиновыми и другими отложениями, изменяющими его гидравлическое сопротивление с течением времени. Due to the lyophobic properties of the sealing gelcoid or elastomeric layer in relation to the transported media, the pipeline is protected from contamination with paraffin and other deposits that change its hydraulic resistance over time.

На фиг. 1 представлен продольный разрез многослойного трубопровода из гладкостенных цилиндрических труб. На фиг.2 изображен двухслойный трубопровод, сформированный из труб, состыкованных конусными торцами по типу "на ус" На фиг.3 показан двухслойный трубопровод, внутренний слой которого сформирован из труб, состыкованных "в шпунт", а на фиг.4 - трубопровод, у которого трубы, образующие внутренний слой, имеют штекерный тип соединения. На фиг. 5 изображен двухслойный трубопровод из высоконапорных труб, стыки которых разделены прослойками эластичного герметика. На фиг.6 показана в разрезе стенка трубопровода с кольцевыми муфтами. На фиг.7 изображен трубопровод, имеющий внешнее и внутренние защитные покрытия из непроницаемого высокоэластичного полимерного материала. In FIG. 1 shows a longitudinal section through a multilayer pipeline of smooth-walled cylindrical pipes. Figure 2 shows a two-layer pipeline formed of pipes joined by conical ends of the type "on the mustache" Figure 3 shows a two-layer pipeline, the inner layer of which is formed of pipes joined "into the tongue", and figure 4 - pipe in which the pipes forming the inner layer have a plug-in type of connection. In FIG. 5 shows a two-layer pipeline of high-pressure pipes, the joints of which are separated by layers of elastic sealant. Figure 6 shows a sectional view of the pipe wall with ring couplings. 7 shows a pipeline having external and internal protective coatings of impermeable highly elastic polymer material.

Многослойный трубопровод для транспортировки жидкости или газа под высоким давлением (фиг.1) имеет два слоя: наружный, сформированный из состыкованных высокопрочных непроницаемых гладкостенных цилиндрических труб 1 и внутренний, образованный состыкованными высокопрочными трубами 2. Трубы 2 внутреннего слоя установлены внутри труб 1 наружного слоя по подвижной посадке с кольцевым зазором размером от 0,2 до 2 мм, который заполнен непроницаемым адгезивным материалом 3, скрепляющим трубы наружного и внутреннего слоев между собой. Трубы 1 смещены относительно труб 2 вдоль оси трубопровода так, что стенки труб в смежных слоях оказываются на расстоянии друг от друга, при котором усилие сдвига или выдергивания трубы 2 из трубы 1 (и, наоборот, стягивания трубы 1 с трубы 2) превышает прочность любой из этих труб на продольное растяжение. В качестве адгезивного материала 3 может быть использован термореактивный клей, обладающий высокой адгезией к материалам труб 1 и 2, из которых изготовлен трубопровод. Для соединения стальных и/или стеклопластиковых труб наиболее технологичным является, в частности, эпоксидный клей холодного отверждения. Для соединения металлических труб в качестве адгезивного материала могут быть использованы галевые (металлические) клеи, а также мягкие или твердые металлические припои. A multilayer pipeline for transporting liquid or gas under high pressure (Fig. 1) has two layers: an outer one, formed from joined high-strength impermeable smooth-walled cylindrical pipes 1 and an inner one, formed by joined up high-strength pipes 2. The pipes 2 of the inner layer are installed inside the pipes 1 of the outer layer a movable fit with an annular gap of 0.2 to 2 mm in size, which is filled with an impermeable adhesive material 3, fastening the pipes of the outer and inner layers to each other. Pipes 1 are displaced relative to pipes 2 along the axis of the pipeline so that the walls of the pipes in adjacent layers are at a distance from each other, at which the shear or pulling force of pipe 2 from pipe 1 (and, conversely, pulling pipe 1 from pipe 2) exceeds the strength of any of these pipes in longitudinal tension. As the adhesive material 3, a thermosetting adhesive can be used, having high adhesion to the materials of the pipes 1 and 2 of which the pipeline is made. For joining steel and / or fiberglass pipes, the most technologically advanced is, in particular, cold cured epoxy adhesive. To connect metal pipes, glue (metal) adhesives, as well as soft or hard metal solders, can be used as adhesive material.

При клеевом адгезивном материале прочность клеевого соединения на сдвиг имеет наиболее высокие значения при толщине клеевого слоя 3, равной около 0,2 мм. В случае трубопроводов большого диаметра (в частности, более 1...2 м) для снижения трудоемкости и стоимости сборочно-монтажных работ кольцевой зазор между трубами 1 и 2 может быть увеличен до 2 мм. Но тогда для обеспечения равнотолщинности кольцевого зазора и равнозагруженности слоев трубопровода при транспортировании по нему продуктов под высоким давлением клеевой адгезивный материал должен быть уплотнен стекловолокнистым наполнителем, в частности, слоями стеклоткани, образуя таким образом третий силовой срединный стеклопластиковый слой. With an adhesive adhesive material, the shear strength of the adhesive joint has the highest values with a thickness of adhesive layer 3 of about 0.2 mm. In the case of large diameter pipelines (in particular, more than 1 ... 2 m), to reduce the complexity and cost of assembly and installation works, the annular gap between pipes 1 and 2 can be increased to 2 mm. But then, to ensure equal thickness of the annular gap and equal loading of the pipeline layers when transporting products under high pressure through it, the adhesive adhesive material must be sealed with fiberglass filler, in particular fiberglass layers, thus forming a third power middle fiberglass layer.

Если двухслойный трубопровод состоит из труб, выполненных из одинакового изотропного конструкционного материала, например углеродистой стали, то толщина труб 1 для наружного и труб 2 для внутреннего слоев трубопровода принимается из расчета их прочности в осевом направлении при нагружении внутренним давлением эксплуатации трубопровода, умноженной на нормативный коэффициент запаса прочности. If a two-layer pipeline consists of pipes made of the same isotropic structural material, such as carbon steel, then the thickness of the pipes 1 for the outer and pipes 2 for the inner layers of the pipeline is taken from the calculation of their strength in the axial direction when loading the pipeline with internal pressure, multiplied by the standard coefficient margin of safety.

В случае применения стеклопластиковых труб для формирования наружного слоя или/и внутреннего слоя двухслойного трубопровода их толщина принимается из расчета равнопрочности трубопровода в осевом и тангенциальном направлениях. Однако коэффициент запаса прочности трубопровода в тангенциальном направлении может быть реализован в соответствующее ему увеличение толщины труб 2 (внутреннего слоя), либо труб 1 (наружного слоя), либо одновременно толщин и труб 1, и труб 2. In the case of using fiberglass pipes to form the outer layer and / or inner layer of a two-layer pipeline, their thickness is taken from the calculation of the equal strength of the pipeline in the axial and tangential directions. However, the coefficient of safety of the pipeline in the tangential direction can be realized in the corresponding increase in the thickness of the pipes 2 (inner layer), or pipes 1 (outer layer), or at the same time the thicknesses of both pipes 1 and pipes 2.

Для повышения герметичности трубопровода стыковка труб 1 или/и 2, по крайней мере, в его внутреннем слое может быть выполнена "на ус" (фиг.2), или "в шпунт" (фиг.3), или подобно штекерному разъему (фиг.4). При этом поверхности стыков в слоях трубопровода могут быть склеены термореактивным эластомерным клеем либо разделены эластомерным герметиком (фиг.5). To increase the tightness of the pipeline, the docking of the pipes 1 or / and 2, at least in its inner layer, can be done "on the mustache" (figure 2), or "in the tongue" (figure 3), or like a plug connector (Fig .4). In this case, the surface of the joints in the layers of the pipeline can be glued with thermosetting elastomeric adhesive or separated by an elastomeric sealant (figure 5).

От проникания в стенку трубопровода внешней агрессивной среды или агрессивных жидких продуктов кольцевые стыки труб 1 наружного слоя могут быть защищены гладкими цилиндрическими муфтами 5 (фиг.6), посаженными на эластичном герметике 6. Использование вместо герметика эпоксидного клея позволит одновременно увеличить прочность внутреннего слоя трубопровода. From penetration into the pipe wall of an external aggressive medium or aggressive liquid products, the ring joints of the pipes 1 of the outer layer can be protected by smooth cylindrical couplings 5 (Fig. 6), mounted on elastic sealant 6. Using epoxy adhesive instead of sealant will simultaneously increase the strength of the inner layer of the pipeline.

Защита трубопровода от агрессивного воздействия или проникания в стенку транспортируемого продукта может быть выполнена с помощью эластичного полимерного слоя с кольцевым шпангоутом 7 (фиг.7). В качестве такого непроницаемого защитного слоя можно использовать полиэтилен или резиновые покрытия. В случае стеклопластиковых труб можно использовать гелькоидные покрытия. Защита стального трубопровода от агрессивного воздействия окружающей среды выполняется известным образом, например с помощью полиэтиленового покрытия 8 (фиг. 7). В случае, когда хотя бы один из слоев трубопровода сформирован из металлических труб, например стальных, продольная прочность трубопровода может быть усилена сварными швами, скрепляющими эти трубы между собой в стыках. Сварные швы при этом могут быть короткими - от 1 до 10 см, распределенными по кольцу с равномерным шагом. При необходимости сварные швы могут быть кольцевыми, обеспечивающими и более высокую прочность трубопровода в целом, и одновременно герметичность стыков металлических труб в данном слое. Protection of the pipeline from aggressive effects or penetration into the wall of the transported product can be performed using an elastic polymer layer with an annular frame 7 (Fig.7). As such an impermeable protective layer, polyethylene or rubber coatings can be used. In the case of fiberglass pipes, gelcoid coatings can be used. Protection of the steel pipe from aggressive environmental influences is carried out in a known manner, for example using a polyethylene coating 8 (Fig. 7). In the case when at least one of the layers of the pipeline is formed of metal pipes, for example steel, the longitudinal strength of the pipeline can be strengthened by welds that fasten these pipes to each other at the joints. Welds in this case can be short - from 1 to 10 cm, distributed over the ring with a uniform pitch. If necessary, the welds can be circular, providing a higher strength of the pipeline as a whole, and at the same time the tightness of the joints of metal pipes in this layer.

Функционирует многослойный трубопровод следующим образом. The multilayer pipeline operates as follows.

Транспортируемая газообразная или жидкая среда под высоким давлением воздействует на внутренний силовой слой трубопровода непосредственно или через непроницаемое эластомерное покрытие, вызывая радиальную деформацию труб 2 внутреннего слоя, которая передается через тонкую прослойку 3 адгезивного материала на трубы 1 наружного силового слоя трубопровода, включая его в работу по оказанию сопротивления упругой деформации стенки трубопровода. Благодаря малой толщине адгезионного клеевого (или паянного) слоя или благодаря его наполнению стеклянным волокном жесткость прослойки 3 настолько высока, что внутренний и наружный слои вступают в работу и функционируют в системе практически одновременно, обеспечивая интегральное сопротивление стенки трубопровода, гарантирующее ее радиальную прочность в процессе эксплуатации многослойного трубопровода. The transported gaseous or liquid medium under high pressure acts on the inner power layer of the pipeline directly or through an impermeable elastomeric coating, causing radial deformation of the pipes 2 of the inner layer, which is transmitted through a thin layer 3 of adhesive material to the pipes 1 of the outer power layer of the pipeline, including it in work on resistance to elastic deformation of the pipeline wall. Due to the small thickness of the adhesive adhesive (or soldered) layer or due to its filling with glass fiber, the stiffness of the interlayer 3 is so high that the inner and outer layers come into operation and function in the system almost simultaneously, providing integrated resistance of the pipeline wall, guaranteeing its radial strength during operation multilayer pipeline.

Кроме радиальной деформации, под действием внутренних давлений в стенке трубопровода возникают напряжения растяжения, величина которых вдвое меньше тангенциальных напряжений, возникающих при этом в стенке. Продольная прочность каждой трубы 1 и каждой трубы 2, составляющих слои многослойной стенки трубопровода, выше возникающих в ней растягивающих напряжений. Однако нагрузка от трубы к трубе в многослойной стенке трубопровода передается в заявляемой конструкции через адгезионную прослойку 3. Благодаря большой длине адгезионного соединения каждой пары труб 1 и 2, сопротивление сдвигу (или выдергиванию) трубы 2 из трубы 1 или, наоборот, стягиванию трубы 1 с трубы 2 существенно превышает сопротивление любой из этих труб разрыву. Таким образом, прочность многослойного трубопровода в продольном направлении при его эксплуатации гарантируется. In addition to radial deformation, under the influence of internal pressures, tensile stresses arise in the pipeline wall, the magnitude of which is half the tangential stresses that arise in the wall. The longitudinal strength of each pipe 1 and each pipe 2, constituting the layers of the multilayer pipe wall, is higher than the tensile stresses arising in it. However, the load from pipe to pipe in the multilayer wall of the pipeline is transmitted in the claimed design through the adhesive layer 3. Due to the large length of the adhesive connection of each pair of pipes 1 and 2, the resistance to shear (or pulling) of the pipe 2 from the pipe 1 or, conversely, the pulling of the pipe 1 s pipe 2 significantly exceeds the resistance of any of these pipes to rupture. Thus, the strength of the multilayer pipeline in the longitudinal direction during its operation is guaranteed.

В том случае, когда трубы 1 наружного слоя и трубы 2 внутреннего слоя неравнопрочны, для повышения продольной прочности более слабого слоя трубопровода может быть использован один из следующих конструктивных вариантов:
- стыковка труб более прочного слоя по типу "на ус" или по типу ступенчатого штекерного разъема и скрепление стыкуемых труб между собой клеем (или припоем, если эти трубы металлические);
- скрепление стыкуемых металлических труб в слоях трубопровода дискретными сварными швами, равномерно распределенными по кольцу (например, с тремя, четырьмя или большим количеством мест прихватки швами стыкуемых труб);
- постановка на клею или припое наружной усиливающей цилиндрической муфты 5 над стыками труб наружного слоя трубопровода.
In the case when the pipes 1 of the outer layer and the pipes 2 of the inner layer are unequal, one of the following design options can be used to increase the longitudinal strength of the weaker layer of the pipeline:
- docking of pipes of a stronger layer by the type of "on the whisker" or by the type of a stepped plug-in connector and fastening the pipes to be joined together by glue (or solder, if these pipes are metal);
- fastening of joined metal pipes in the layers of the pipeline with discrete welds uniformly distributed along the ring (for example, with three, four or more places for tacking the joints of joined pipes);
- statement on glue or solder external reinforcing cylindrical sleeve 5 over the pipe joints of the outer layer of the pipeline.

Непроницаемость многослойной стенки обеспечивается, во-первых, непроницаемостью труб 1 и 2; во-вторых, использованием внутреннего непроницаемого покрытия 7; в третьих, обработкой стыков труб в наружном и внутреннем слоях герметиком 4 и, наконец, применением наружного непроницаемого защитного покрытия. The impermeability of the multilayer wall is ensured, firstly, by the impermeability of the pipes 1 and 2; secondly, using an internal impermeable coating 7; thirdly, by treating pipe joints in the outer and inner layers with sealant 4 and, finally, by applying an outer impermeable protective coating.

Благодаря дискретности силовых слоев и многослойности стенки трубопровод обладает рядом важных технических достоинств: высоким демпфированием вибраций, отсутствием опасности возникновения катастрофических протяженных разрушений стенки при транспортировке продуктов под высоким давлением, повышенной усталостной прочностью и экономичностью при изготовлении элементов трубопровода, при его монтаже, эксплуатации, ремонте и демонтаже. Due to the discreteness of the power layers and the layering of the wall, the pipeline has a number of important technical advantages: high damping of vibrations, no danger of catastrophic extended destruction of the wall during transportation of products under high pressure, increased fatigue strength and economy in the manufacture of pipeline elements, during its installation, operation, repair and dismantling.

Источники информации
1. М. Н. Анучкин, В.Н. Горицкий, Б.И. Мирошниченко. Трубы для магистральных трубопроводов. М.: Недра, 1986 г., с. 103... 105.
Sources of information
1. M.N. Anuchkin, V.N. Goritsky, B.I. Miroshnichenko. Pipes for trunk pipelines. M .: Nedra, 1986, p. 103 ... 105.

2. SU, М. кл. F16L 9/16, а.с. 1010388. Многослойная труба большого диметра, опубл. 1983 г. 2. SU, M. cl. F16L 9/16, a.s. 1010388. Multilayer pipe of a large diameter, publ. 1983 year

3. ЕПВ, М. кл. F16L 9/00, 37/00, заявка 0071261. Конструкция коррозионно-стойкой двухслойной трубы (прототип). 3. EPO, M. cl. F16L 9/00, 37/00, application 0071261. Design of a corrosion-resistant two-layer pipe (prototype).

Claims (21)

1. Многослойный трубопровод, содержащий, по крайней мере, два коаксиально скрепленных между собой цилиндрических слоя из высокопрочного непроницаемого материала, отличающийся тем, что слой сформирован из состыкованных друг с другом гладкостенных цилиндрических труб одинакового диаметра, причем смежные коаксиальные слои расположены один внутри другого по посадке с зазором, который заполнен непроницаемым твердым адгезионным материалом, скрепляющим эти слои между собой, а стыки труб в смежных слоях смещены относительно друг друга на расстояние, при котором сопротивление коаксиальному сдвигу труб смежных слоев, скрепленных адгезивным материалом, превышает прочность каждой из этих труб. 1. A multilayer pipeline containing at least two cylindrical coaxially bonded cylindrical layers of high-strength impermeable material, characterized in that the layer is formed of smooth-walled cylindrical pipes joined with each other of the same diameter, with adjacent coaxial layers located one inside the other along the fit with a gap that is filled with an impermeable solid adhesive material that holds these layers together, and the pipe joints in adjacent layers are offset relative to each other a state in which the resistance to coaxial shear of pipes of adjacent layers bonded with adhesive material exceeds the strength of each of these pipes. 2. Многослойный трубопровод по п. 1, отличающийся тем, что внутренний слой двухслойного трубопровода сформирован из труб, способных выдерживать внутреннее давление транспортируемой среды, равное половине проектной величины давления эксплуатации трубопровода при коэффициенте запаса прочности, равном единице, а наружный слой сформирован из труб, способных выдерживать внутреннее давление, равное половине проектной величины давления эксплуатации трубопровода, умноженной на удвоенное значение нормативного коэффициента запаса прочности. 2. The multilayer pipeline according to claim 1, characterized in that the inner layer of the two-layer pipeline is formed of pipes capable of withstanding the internal pressure of the transported medium equal to half the design value of the pipeline operating pressure with a safety factor of unity, and the outer layer is formed of pipes, able to withstand an internal pressure equal to half the design value of the pipeline operation pressure, multiplied by twice the standard safety factor. 3. Многослойный трубопровод по п. 1, отличающийся тем, что внутренний слой двухслойного трубопровода сформирован из труб, способных выдерживать внутреннее давление транспортируемой среды, равное половине проектной величины давления эксплуатации трубопровода, умноженному на удвоенный нормативный коэффициент запаса прочности трубопровода, а наружный слой - из труб, способных выдерживать внутреннее давление, равное половине проектной величины давления эксплуатации трубопровода. 3. The multilayer pipeline according to claim 1, characterized in that the inner layer of the two-layer pipeline is formed of pipes capable of withstanding the internal pressure of the transported medium equal to half the design value of the pipeline operating pressure, multiplied by twice the standard safety factor of the pipeline, and the outer layer of pipes capable of withstanding internal pressure equal to half the design value of the pipeline operation pressure. 4. Многослойный трубопровод по п. 1, отличающийся тем, что внутренний и наружный слои двухслойного трубопровода выполнены из труб, способных выдерживать внутреннее давление транспортируемой среды, равное половине проектной величины давления эксплуатации трубопровода, умноженной на нормативный коэффициент запаса прочности трубопровода. 4. The multilayer pipeline according to claim 1, characterized in that the inner and outer layers of the two-layer pipeline are made of pipes capable of withstanding the internal pressure of the transported medium equal to half the design value of the pipeline operating pressure multiplied by the standard pipeline safety factor. 5. Многослойный трубопровод по п. 1, отличающийся тем, что два слоя трехслойного трубопровода сформированы из труб, способных выдерживать внутреннее давление транспортируемой среды, равное половине проектной величины давления эксплуатации трубопровода, а третий слой - из способных выдерживать внутреннее давление транспортируемой среды, равное проектному давлению эксплуатации трубопровода, умноженному на величину превышения нормативного значения коэффициента запаса прочности трубопровода над единицей. 5. A multilayer pipeline according to claim 1, characterized in that two layers of a three-layer pipeline are formed of pipes capable of withstanding the internal pressure of the transported medium equal to half the design pressure of the pipeline, and the third layer of those capable of withstanding the internal pressure of the transported medium equal to the design pipeline operation pressure, multiplied by the excess of the standard value of the safety factor of the pipeline over a unit. 6. Многослойный трубопровод по пп. 1-5, отличающийся тем, что стыки труб в смежных коаксиальных слоях трубопровода смещены относительно друг друга по оси на расстояние от 1/4 до 1/2 длины составляющих его гладкостенных цилиндрических труб. 6. The multilayer pipeline according to paragraphs. 1-5, characterized in that the pipe joints in adjacent coaxial layers of the pipeline are displaced relative to each other along the axis by a distance of 1/4 to 1/2 of the length of the smooth-walled cylindrical pipes constituting it. 7. Многослойный трубопровод по пп. 1-6, отличающийся тем, что трубы, по крайней мере, во внутреннем слое трубопровода состыкованы "на ус". 7. The multilayer pipeline according to paragraphs. 1-6, characterized in that the pipes, at least in the inner layer of the pipeline are joined "on the mustache." 8. Многослойный трубопровод по пп. 1-6, отличающийся тем, что трубы, по крайней мере, во внутреннем слое трубопровода состыкованы "в шпунт". 8. The multilayer pipeline according to paragraphs. 1-6, characterized in that the pipes, at least in the inner layer of the pipeline are joined "into the tongue". 9. Многослойный трубопровод по пп. 1-6, отличающийся тем, что трубы, по крайней мере, во внутреннем слое трубопровода имеют штекерное соединение. 9. The multilayer pipeline according to paragraphs. 1-6, characterized in that the pipes, at least in the inner layer of the pipeline have a plug connection. 10. Многослойный трубопровод по пп. 1-9, отличающийся тем, что стыки труб, формирующих слои трубопровода, разделены прослойками эластичного герметика. 10. The multilayer pipeline according to paragraphs. 1-9, characterized in that the joints of the pipes forming the layers of the pipeline are separated by layers of elastic sealant. 11. Многослойный трубопровод по пп. 1-10, отличающийся тем, что, по крайней мере, стыки наружного слоя трубопровода перекрыты кольцевыми цилиндрическими муфтами, поставленными на твердом герметике или клее. 11. The multilayer pipeline according to paragraphs. 1-10, characterized in that at least the joints of the outer layer of the pipeline are blocked by annular cylindrical couplings placed on a solid sealant or glue. 12. Многослойный трубопровод по пп. 1-11, отличающийся тем, что его слои сформированы из труб различной длины, причем короткие трубы предпочтительнее использовать в наружных слоях трубопровода. 12. The multilayer pipeline according to paragraphs. 1-11, characterized in that its layers are formed from pipes of various lengths, and it is preferable to use short pipes in the outer layers of the pipeline. 13. Многослойный трубопровод по пп. 1-12, отличающийся тем, что его слои выполнены из труб, изготовленных из одинакового конструкционного материала по химическому составу, структуре и физико-механическим свойствам. 13. The multilayer pipeline according to paragraphs. 1-12, characterized in that its layers are made of pipes made of the same structural material in chemical composition, structure and physico-mechanical properties. 14. Многослойный трубопровод по пп. 1-12, отличающийся тем, что его смежные коаксиальные слои выполнены из труб, разнородных по физико-механическим и технологическим свойствам. 14. The multilayer pipeline according to paragraphs. 1-12, characterized in that its adjacent coaxial layers are made of pipes that are heterogeneous in physicomechanical and technological properties. 15. Многослойный трубопровод по пп. 1-12, отличающийся тем, что его смежные коаксиальные слои выполнены из разнородных по химической природе конструкционных материалов, например стеклопластиковые трубы - стальные трубы. 15. The multilayer pipeline according to paragraphs. 1-12, characterized in that its adjacent coaxial layers are made of structural materials dissimilar in chemical nature, for example fiberglass pipes - steel pipes. 16. Многослойный трубопровод по пп. 1-15, отличающийся тем, что величина кольцевого зазора между смежными коаксиальными слоями трубопровода лежит в диапазоне 0,2-2 мм. 16. The multilayer pipeline according to paragraphs. 1-15, characterized in that the annular gap between adjacent coaxial layers of the pipeline lies in the range of 0.2-2 mm 17. Многослойный трубопровод по пп. 1-16, отличающийся тем, что кольцевой зазор заполнен диэлектрическим адгезионным материалом, армированным стеклянным волокном. 17. The multilayer pipeline according to paragraphs. 1-16, characterized in that the annular gap is filled with a dielectric adhesive material reinforced with glass fiber. 18. Многослойный трубопровод по пп. 1-17, отличающийся тем, что модуль упругости первого рода у материала труб внутреннего слоя меньше, чем у труб наружного слоя. 18. The multilayer pipeline according to paragraphs. 1-17, characterized in that the modulus of elasticity of the first kind in the material of the pipes of the inner layer is less than that of the pipes of the outer layer. 19. Многослойный трубопровод по пп. 1-18, отличающийся тем, что относительное удлинение материала труб внутреннего слоя при разрыве выше, чем у труб наружного слоя. 19. The multilayer pipeline according to paragraphs. 1-18, characterized in that the relative elongation of the material of the pipes of the inner layer at break is higher than that of the pipes of the outer layer. 20. Многослойный трубопровод по пп. 1-19, отличающийся тем, что стенки металлических труб в слоях трубопровода схвачены сварными швами, соединяющими состыкованные трубы в слое. 20. The multilayer pipeline according to paragraphs. 1-19, characterized in that the walls of the metal pipes in the layers of the pipeline are seized by welds connecting the joined pipes in the layer. 21. Многослойный трубопровод по пп. 1-16, отличающийся тем, что, по крайней мере, внутренняя поверхность трубопровода покрыта не проницаемым для транспортируемой среды непрерывным слоем эластомера, имеющего кольцевые шпангоуты, размещенные между торцами стыкуемых труб внутреннего слоя трубопровода. 21. The multilayer pipeline according to paragraphs. 1-16, characterized in that at least the inner surface of the pipeline is covered with a continuous layer of elastomer impervious to the transported medium, having ring frames placed between the ends of the joined pipes of the inner layer of the pipeline.
RU2001100848/06A 2001-01-05 2001-01-05 Multi-layer pipe line RU2183784C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001100848/06A RU2183784C1 (en) 2001-01-05 2001-01-05 Multi-layer pipe line

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001100848/06A RU2183784C1 (en) 2001-01-05 2001-01-05 Multi-layer pipe line

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2183784C1 true RU2183784C1 (en) 2002-06-20

Family

ID=20244696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001100848/06A RU2183784C1 (en) 2001-01-05 2001-01-05 Multi-layer pipe line

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2183784C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU173495U1 (en) * 2016-12-21 2017-08-29 Дмитрий Сергеевич Клемёхин Shield fiberglass pipe for microtunnelling of reinforced thermosetting polymers made by continuous winding of reinforcing fillers
RU178047U1 (en) * 2017-04-04 2018-03-21 Общество с ограниченной ответственностью "Промтехнологии" HIGH-PRESSURE POLYMERIC REINFORCED PIPE
RU210896U1 (en) * 2022-02-15 2022-05-12 Общество с ограниченной ответственностью "Новые Трубные Технологии" (ООО "НТТ") Fiberglass shield pipe for microtunnelling, manufactured by continuous winding of reinforcing fillers

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU173495U1 (en) * 2016-12-21 2017-08-29 Дмитрий Сергеевич Клемёхин Shield fiberglass pipe for microtunnelling of reinforced thermosetting polymers made by continuous winding of reinforcing fillers
RU178047U1 (en) * 2017-04-04 2018-03-21 Общество с ограниченной ответственностью "Промтехнологии" HIGH-PRESSURE POLYMERIC REINFORCED PIPE
RU210896U1 (en) * 2022-02-15 2022-05-12 Общество с ограниченной ответственностью "Новые Трубные Технологии" (ООО "НТТ") Fiberglass shield pipe for microtunnelling, manufactured by continuous winding of reinforcing fillers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7942422B2 (en) Multiwall pipe lip seal joint
CA1260981A (en) Flange connection assembly for fiber-reinforced plastic pipe members
AU2008316104B2 (en) Connection system for double-walled pipes
US4647078A (en) Metal to composite tubular joints
US20050067037A1 (en) Collapse resistant composite riser
CN107687558B (en) Combined buckle arrestor for submarine fiber reinforced composite flexible pipe
WO2007126892A3 (en) Joint and joining method for multilayer composite tubing
JP5628146B2 (en) Fluid tight end fittings for composite hoses and methods of assembling composite hoses on such end fittings
EP1226381B1 (en) Method of producing a hose pipe formed of a number of layers, including a barrier layer of metal, and its use
CN206072604U (en) A kind of flange self-locking joint heavy caliber Low rigidity balance flexible connection pipe living
RU2183784C1 (en) Multi-layer pipe line
CN103398241B (en) A kind of high-pressure flexible rubber hose and connector connecting method thereof
US6945567B2 (en) Flexible pipe connecting unit
RU2518992C1 (en) Welded joint of pipes with inner coating
KR200480965Y1 (en) Hosepipe connector
RU2191947C1 (en) Pipe connecting device
CN213982458U (en) Reinforced thermoplastic plastic pipe boss clamp joint
CN211289079U (en) Pipe connecting assembly
JP7372804B2 (en) pipe joint structure
CN101382212A (en) Weldable composite pipe
RU2292510C1 (en) Flexible pipe and end flexible pipe fitting
KR20090111419A (en) Combining structure of pipe, and combining method of the same
CN2486812Y (en) Connection joint with reinforced structure layer plastic composite pipe
RU2540199C2 (en) Pipe with inner protective coating and bushings from corrosion-resistant steel
CN2467856Y (en) Corrosion resisting metal lining pipe for composite pipe

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050106