RU2667307C1 - Method of fixation of the internal plastic pipe at the end of a metal lining tube - Google Patents

Abstract

FIELD: transportation.SUBSTANCE: invention relates to the field of pipeline transport. Method comprises lining the metal pipe with a plastic pipe, removing the ends of the plastic pipe from the ends of the metal tube by the length, exceeding the length of the thermal destruction zone of the plastic pipe from the heat of welding, fixing the ends of the plastic pipe at the ends of the metal tube with bushings. Bushing is made of a material that is close to the material of the metal pipe. Bushing is provided with a groove with a diameter smaller than the inner diameter of the plastic tube. Surface of the sleeve is coated with a polymer anticorrosion coating. Groove of the bushing is filled with a glue composition. End of the plastic pipe is heated to a length of at least the length of the groove to a temperature that ensures maximum adhesion of the plastic with the adhesive composition. Install the bushing with the adhesive compound into the inner cavity of the ends of the metal pipe and partially into the heated end of the plastic pipe by the length of the groove. Then, press the adhesive composition to the inner surface of the plastic pipe and to the outer surface of the groove of the bushing by mechanically sealing it in the axial direction with a pusher.EFFECT: invention improves the reliability of fixing the ends of the plastic pipe from axial displacement and sealing the cavity between the plastic pipe and the metal pipe, a lining plastic pipe.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта и может быть использовано при строительстве и ремонте трубопроводов, футерованных пластмассовой трубой, транспортирующих агрессивные среды.The invention relates to the field of pipeline transport and can be used in the construction and repair of pipelines lined with plastic pipes transporting aggressive media.

Известен способ соединения труб с внутренним термопластичным покрытием (патент RU №2157479, МПК F16L 13/02, опубл. в бюл. №28 от 10.10.2000), включающий удаление покрытия от торцов труб, размещение внутри концов труб втулки с внутренним покрытием с двумя кольцевыми канавками на ее концах, в которые размещены уплотнительные кольца. В проточку втулки, выполненную в ее середине, располагают термопластичный материал так, чтобы его концы располагались внутри концов покрытия соединяемых труб. Фиксацию термопластичного покрытия труб от осевого сдвига и герметизацию полости между покрытием и стальной трубой осуществляют сваркой концов термопластичного покрытия стальных труб с термопластичным материалом втулки за счет тепла, выделяемого при сварке концов стальных труб.A known method of connecting pipes with an internal thermoplastic coating (patent RU No. 2157479, IPC F16L 13/02, published in Bulletin No. 28 of 10.10.2000), including removing the coating from the ends of the pipes, placing inside the pipe ends of the sleeve with an internal coating with two ring grooves at its ends into which the sealing rings are located. In the groove of the sleeve, made in its middle, a thermoplastic material is placed so that its ends are located inside the ends of the coating of the connected pipes. The thermoplastic coating of pipes from axial shear is fixed and the cavity between the coating and the steel pipe is sealed by welding the ends of the thermoplastic coating of steel pipes with the thermoplastic material of the sleeve due to the heat generated during welding of the ends of the steel pipes.

Недостатком данного способа является низкая надежность фиксации термопластичного покрытия труб от осевого сдвига и герметизации полости между покрытием и стальной трубой в связи с тем, что для сварки концов термопластичного покрытия стальных труб с термопластичным материалом втулки применяется тепло от сварки концов стальных труб. Количество данного тепла нестабильно и зависит от многих факторов: толщины соединяемых стальных труб, температуры окружающей среды, расстояния от сварного шва стальных труб до места сварки термопластичных материалов, типа применяемых термопластичных материалов и т.д. Низкая надежность герметизации подтверждается наличием у втулки дополнительных уплотнительных колец, что приводит к удорожанию ее конструкции.The disadvantage of this method is the low reliability of fixing the thermoplastic coating of pipes from axial shear and sealing the cavity between the coating and the steel pipe due to the fact that heat from welding the ends of steel pipes is used to weld the ends of the thermoplastic coating of steel pipes with thermoplastic material of the sleeve. The amount of this heat is unstable and depends on many factors: the thickness of the joined steel pipes, the ambient temperature, the distance from the weld of steel pipes to the place of welding of thermoplastic materials, the type of thermoplastic materials used, etc. The low reliability of the seal is confirmed by the presence of additional sealing rings at the sleeve, which leads to an increase in the cost of its design.

Известен способ изготовления стальной трубы с внутренней пластмассовой трубой для соединения сваркой (патент RU №2525032, МПК F16L 13/02, опубл. в бюл. №22 от 10.08.2014), включающий футерование внутренней поверхности металлической трубы пластмассовой трубой, удаление концов пластмассовой трубы на длину, превышающую длину зоны термической деструкции пластмассовой трубы от места сварки, закрепление концов пластмассовой трубы к внутренней поверхности стальной трубы втулками. Наружные втулки, изготовленные из того же металла, что и труба, устанавливают внутри концов стальной трубы до упора их внутренних концов в торцы пластмассовой трубы и закрепляют путем дорнирования. Внутренние втулки из коррозионностойкой стали устанавливают во внутреннюю полость наружных втулок и в концы пластмассовой трубы. Концы пластмассовой трубы закрепляются путем раздачи втулок при помощи гидропресса, снабженного специальным расширителем. Внутренние втулки, наружные втулки и концы пластмассовой трубы склеиваются между собой клеем, мастикой или при помощи герметика. Затем на концах трубы делают фаски под сварку.A known method of manufacturing a steel pipe with an internal plastic pipe for connection by welding (patent RU No. 2525032, IPC F16L 13/02, published in Bulletin No. 22 of 08/10/2014), including lining the inner surface of a metal pipe with a plastic pipe, removing the ends of the plastic pipe by a length exceeding the length of the zone of thermal destruction of the plastic pipe from the place of welding, fixing the ends of the plastic pipe to the inner surface of the steel pipe with bushings. Outer bushings made of the same metal as the pipe are installed inside the ends of the steel pipe to the end of their inner ends in the ends of the plastic pipe and secured by turning. Corrosion-resistant steel inner bushings are installed in the inner cavity of the outer bushings and at the ends of the plastic pipe. The ends of the plastic pipe are fixed by distributing the bushings using a hydraulic press equipped with a special expander. The inner sleeves, the outer sleeves and the ends of the plastic pipe are glued together with glue, mastic or sealant. Then, at the ends of the pipe, bevels are made for welding.

Недостатком данного способа является то, что для фиксации концов пластмассовой трубы от осевого смещения и герметизации полости между пластмассовой трубой и стальной трубой требуются дорогостоящее прессовое оборудование и соответствующая ему технологическая оснастка. При необходимости осуществления способа в полевых условиях, например, при ремонте или строительстве трубопроводов с внутренними пластмассовыми трубами, необходимы также специальный транспорт и грузоподъемный механизм для доставки прессового оборудования к месту проведения работ и манипуляции прессовым оборудованием в траншее для раздачи втулок на торцах ремонтируемого или строящегося трубопровода. При раздаче втулок по их внутренней поверхности при помощи пресса перемещается инструмент, увеличивающий их диаметр для защемления пластмассовой трубы. При этом нельзя применять внутреннее противокоррозионное покрытие для втулок, так как оно может разрушиться под действием трения инструмента по их внутренней поверхности. Поэтому в способе для защиты втулки от коррозии часть ее изготавливается из дорогостоящей коррозионностойкой стали. Все это приводит к удорожанию выполняемых работ. Кроме того, герметизация полости между пластмассовой трубой и стальной трубой прессовым защемлением концов пластмассовой трубы втулками имеет низкую надежность. Поэтому в способе дополнительно между втулкой и концом пластмассовой трубы располагают герметик.The disadvantage of this method is that for fixing the ends of the plastic pipe from axial displacement and sealing the cavity between the plastic pipe and the steel pipe, expensive press equipment and the corresponding technological equipment are required. If it is necessary to carry out the method in the field, for example, during the repair or construction of pipelines with internal plastic pipes, special transport and a lifting mechanism are also necessary for delivering the press equipment to the place of work and manipulating the press equipment in the trench to distribute the bushings at the ends of the pipeline being repaired or under construction . When distributing the bushings along their inner surface with the help of a press, a tool moves, increasing their diameter to pinch the plastic pipe. In this case, it is impossible to apply an internal anticorrosive coating for bushings, since it can collapse under the action of friction of the tool on their inner surface. Therefore, in the method for protecting the sleeve from corrosion, part of it is made of expensive corrosion-resistant steel. All this leads to a rise in the cost of work performed. In addition, sealing the cavity between the plastic pipe and the steel pipe by compressing the ends of the plastic pipe with bushings has a low reliability. Therefore, in the method, an additional sealant is placed between the sleeve and the end of the plastic pipe.

Техническими задачами предлагаемого изобретения являются повышение надежности фиксации концов пластмассовой трубы от осевого смещения и герметизации полости между пластмассовой трубой и металлической трубой, футерованной пластмассовой трубой, и снижение себестоимости выполнения данных работ.The technical objectives of the invention are to increase the reliability of fixing the ends of the plastic pipe from axial displacement and sealing the cavity between the plastic pipe and the metal pipe lined with a plastic pipe, and reducing the cost of performing these works.

Поставленные задачи решаются способом, включающим футерование внутренней поверхности металлической трубы пластмассовой трубой, удаление концов пластмассовой трубы от торцов металлической трубы на длину, превышающую длину зоны термической деструкции пластмассовой трубы от места соединения металлических труб сваркой, закрепление концов пластмассовой трубы к внутренней поверхности концов металлической трубы втулками.The tasks are solved by a method including lining the inner surface of a metal pipe with a plastic pipe, removing the ends of the plastic pipe from the ends of the metal pipe by a length exceeding the length of the zone of thermal destruction of the plastic pipe from the point of connection of the metal pipes by welding, fixing the ends of the plastic pipe to the inner surface of the ends of the metal pipe with bushings .

Новым является то, что втулку изготавливают цельной из материала, близкого по свойствам материалу металлической трубы, на наружной поверхности втулки выполняют проточку длиной, достаточной для герметичного соединения с пластмассовой трубой, и диаметром меньше внутреннего диаметра пластмассовой трубы, поверхность втулки покрывают полимерным антикоррозионным покрытием, перед установкой втулки на нее снаружи наносят клеевой состав с заполнением проточки, конец пластмассовой трубы разогревают на длину не менее длины проточки до температуры, обеспечивающей максимальную адгезию пластмассы с клеящим составом, нанесенным на втулку, перед установкой которой внутрь пластмассовой трубы вставляют полый толкатель с наружным диаметром меньше внутреннего диаметра пластмассовой трубы, а внутренним - больше наружного диаметра проточки, установку втулки внутрь металлической трубы производят до совмещения торца проточки с торцом пластмассовой трубы, клеящий состав прижимают к внутренней поверхности пластмассовой трубы и к наружной поверхности проточки путем механического уплотнения толкателем в осевом направлении.What is new is that the sleeve is made whole from a material similar in properties to the material of the metal pipe, a groove is made on the outer surface of the sleeve that is long enough for a tight connection with the plastic pipe, and with a diameter smaller than the inner diameter of the plastic pipe, the surface of the sleeve is coated with a polymer anti-corrosion coating, before by installing a sleeve, an adhesive composition is applied on it from the outside with filling the groove, the end of the plastic pipe is heated to a length not less than the length of the groove to temperature rounds, providing maximum adhesion of the plastic with the adhesive applied to the sleeve, before installation of which a hollow pusher with an outer diameter less than the inner diameter of the plastic pipe is inserted inside the plastic pipe, and the inner diameter is larger than the outer diameter of the groove, the sleeve is inserted inside the metal pipe until the groove end is aligned with the end of the plastic pipe, the adhesive is pressed to the inner surface of the plastic pipe and to the outer surface of the groove by mechanical sealing axial pusher.

На фиг. 1 изображен конец металлической трубы, футерованной пластмассовой трубой, в разогретый конец которой установлена втулка с нанесенным клеевым составом.In FIG. 1 shows the end of a metal pipe lined with a plastic pipe, in the heated end of which there is a sleeve with adhesive applied.

На фиг. 2 изображен процесс прижатия клеящего состава к склеиваемым поверхностям путем его механического уплотнения в осевом направлении.In FIG. Figure 2 shows the process of pressing the adhesive composition to the surfaces to be glued by mechanically sealing it in the axial direction.

Способ может быть осуществлен следующим образом.The method can be carried out as follows.

Внутреннюю поверхность металлической трубы 1 (фиг. 1) футеруют пластмассовой трубой 2. Концы пластмассовой трубы 2 удаляют на длину, превышающую длину зоны термической деструкции пластмассовой трубы 2 от места соединения металлических труб сваркой, т.е. от торцов металлической трубы 1. Изготавливают втулку 3 из материала, близкого по свойствам материалу металлической трубы 1. На наружной поверхности втулки делают проточку длиной L с наружным диаметром меньше, чем внутренний диаметр пластмассовой трубы, для образования между ними гарантированного зазора. На поверхность втулки наносят полимерное антикоррозионное покрытие (вследствие малой толщины на фиг. 1 не изображено). На наружную поверхность проточки L втулки 3 наносят клеящий состав 4 с максимальной толщиной, позволяющей свободно вводить втулку 3 во внутреннюю полость пластмассовой трубы 2. Конец пластмассовой трубы 2 на длину L очищают и нагревают до температуры, которая обеспечивает склеивание клеящим составом 4 пластмассовой трубы 2 с наружной поверхностью проточки длиной L втулки 3. Для нагрева при отрицательных температурах или при нагреве пластмассы до высоких температур могут использоваться электрические фены, газовые горелки, ТВЧ нагреватели и т.д. При совпадении температуры окружающей среды с температурой склеивания нагревателем можно считать саму окружающую среду. Например, при изготовлении пластмассовой трубы 2 из полиэтилена в качестве клеящего состава 4 можно использовать эпоксидный герметик. При этом температура нагрева пластмассовой трубы 2, например, из полиэтилена высокого давления, должна составлять 120-130°С (близкая к температуре плавления). Как показывают исследования, механическая прочность на разрыв такого склеивания полиэтилена с эпоксидным полимерным покрытием втулки 3 после остывания и полимеризации при длине контакта в осевом направлении, равной 20 мм, выше, чем механическая прочность полиэтиленовой трубы толщиной 4 мм. Это является достаточным условием фиксации пластмассовой трубы 2 относительно втулки 3. Таким образом, механическую прочность склеивания можно обеспечить требуемой длиной проточки L втулки 3, контактирующей с пластмассовой трубой 2. Во внутреннюю полость разогретого конца пластмассовой трубы 2 вводят толкатель 5 цилиндрической формы. Наружный диаметр толкателя 5 меньше внутреннего диаметра пластмассовой трубы 2, а внутренний диаметр больше наружного диаметра проточки длиной L втулки 3. Затем втулку 3 с клеящим составом 4 вводят в конец металлической трубы 1 и частично в разогретый конец пластмассовой трубы на длину L. После этого толкатель 5 вручную (для труб больших диаметров) или при помощи двух рычагов 6 (для труб малых диаметров) вводится в зазор между пластмассовой трубой 2 и проточкой втулки 3. В результате данной операции (фиг. 2) клеящий состав 4 механически уплотняется в осевом направлении, заполняет всю полость между втулкой 3 и разогретым концом пластмассовой трубы 2 и плотно прижимается к их поверхностям, что обеспечивает надежное склеивание и фиксацию пластмассовой трубы 2 относительно втулки 3. Полное заполнение клеящим составом 4 полости между втулкой 3 и концом пластмассовой трубы 2 обеспечивает ее надежную герметизацию.The inner surface of the metal pipe 1 (Fig. 1) is lined with a plastic pipe 2. The ends of the plastic pipe 2 are removed by a length exceeding the length of the zone of thermal destruction of the plastic pipe 2 from the junction of the metal pipes by welding, i.e. from the ends of the metal pipe 1. A sleeve 3 is made of a material similar in properties to the material of the metal pipe 1. On the outer surface of the sleeve, make a groove of length L with an outer diameter less than the inner diameter of the plastic pipe to form a guaranteed gap between them. A polymer anticorrosion coating is applied to the surface of the sleeve (due to the small thickness not shown in FIG. 1). On the outer surface of the groove L of the sleeve 3, an adhesive composition 4 is applied with a maximum thickness that allows the sleeve 3 to be freely inserted into the inner cavity of the plastic pipe 2. The end of the plastic pipe 2 is cleaned and heated to a length L to allow adhesion of the plastic composition 4 of the plastic pipe 2 s the outer surface of the grooves is the length L of the sleeve 3. For heating at low temperatures or when heating plastic to high temperatures, electric heaters, gas burners, high-frequency heaters, etc. .d. If the ambient temperature coincides with the bonding temperature, the environment itself can be considered a heater. For example, in the manufacture of a plastic pipe 2 from polyethylene, an epoxy sealant can be used as adhesive 4. In this case, the heating temperature of the plastic pipe 2, for example, of high pressure polyethylene, should be 120-130 ° C (close to the melting temperature). Studies show that the mechanical tensile strength of such bonding of polyethylene with an epoxy polymer coating of the sleeve 3 after cooling and polymerization with an axial contact length of 20 mm is higher than the mechanical strength of a 4 mm thick polyethylene pipe. This is a sufficient condition for fixing the plastic pipe 2 relative to the sleeve 3. Thus, the mechanical bonding strength can be provided with the required length of the groove L of the sleeve 3 in contact with the plastic pipe 2. A cylindrical pusher 5 is introduced into the internal cavity of the heated end of the plastic pipe 2. The outer diameter of the pusher 5 is smaller than the inner diameter of the plastic pipe 2, and the inner diameter is larger than the outer diameter of the groove length L of the sleeve 3. Then, the sleeve 3 with adhesive 4 is introduced into the end of the metal pipe 1 and partially into the heated end of the plastic pipe by the length L. After that, the pusher 5 manually (for pipes of large diameters) or using two levers 6 (for pipes of small diameters) is inserted into the gap between the plastic pipe 2 and the groove of the sleeve 3. As a result of this operation (Fig. 2), the adhesive 4 is mechanically sealed in the axial direction, fills the entire cavity between the sleeve 3 and the heated end of the plastic pipe 2 and is tightly pressed to their surfaces, which ensures reliable bonding and fixing of the plastic pipe 2 relative to the sleeve 3. Complete filling with the adhesive composition 4 of the cavity between the sleeve 3 and the end of the plastic pipe 2 provides its reliable sealing.

Преимущества предлагаемого способа:The advantages of the proposed method:

- осуществляется без громоздкого и дорогостоящего прессового оборудования и не требует применения дорогостоящего специализированного автотранспорта для его перевозки при выполнении способа в полевых условиях;- carried out without bulky and expensive press equipment and does not require the use of expensive specialized vehicles for its transportation when performing the method in the field;

- не требует применения дорогостоящей коррозионностойкой стали;- does not require the use of expensive corrosion-resistant steel;

- позволяет применять для защиты от коррозии втулок внутреннее антикоррозионное покрытие, которое разрушается при радиальной раздаче втулки прессовым инструментом.- allows the use of an internal anti-corrosion coating to protect the bushings against corrosion, which is destroyed when the sleeve is radially distributed by a press tool.

Предлагаемый способ повышает надежность фиксации концов пластмассовой трубы от осевого смещения и герметизации полости между пластмассовой трубой и металлической трубой, футерованной пластмассовой трубой, снижает себестоимость выполнения данных работ.The proposed method improves the reliability of fixing the ends of the plastic pipe from axial displacement and sealing the cavity between the plastic pipe and the metal pipe lined with a plastic pipe, reduces the cost of performing these works.

Claims (1)

Способ фиксации внутренней пластмассовой трубы на концах металлической трубы, включающий футерование внутренней поверхности металлической трубы пластмассовой трубой, удаление концов пластмассовой трубы от торцов металлической трубы на длину, превышающую длину зоны термической деструкции пластмассовой трубы от места соединения металлических труб сваркой, закрепление концов пластмассовой трубы к внутренней поверхности концов металлической трубы втулками, отличающийся тем, что втулку изготавливают цельной из материала, близкого по свойствам материалу металлической трубы, на наружной поверхности втулки выполняют проточку длиной, достаточной для герметичного соединения с пластмассовой трубой, и диаметром меньше внутреннего диаметра пластмассовой трубы, поверхность втулки покрывают полимерным антикоррозионным покрытием, перед установкой втулки на нее снаружи наносят клеевой состав с заполнением проточки, конец пластмассовой трубы разогревают на длину не менее длины проточки до температуры, обеспечивающей максимальную адгезию пластмассы с клеящим составом, нанесенным на втулку, перед установкой которой внутрь пластмассовой трубы вставляют полый толкатель с наружным диаметром меньше внутреннего диаметра пластмассовой трубы, а внутренним - больше наружного диаметра проточки, установку втулки внутрь металлической трубы производят до совмещения торца проточки с торцом пластмассовой трубы, клеящий состав прижимают к внутренней поверхности пластмассовой трубы и к наружной поверхности проточки путем механического уплотнения толкателем в осевом направлении.The method of fixing the inner plastic pipe at the ends of the metal pipe, including lining the inner surface of the metal pipe with a plastic pipe, removing the ends of the plastic pipe from the ends of the metal pipe by a length exceeding the length of the zone of thermal destruction of the plastic pipe from the junction of the metal pipes by welding, fixing the ends of the plastic pipe to the inner the surface of the ends of the metal pipe with bushings, characterized in that the sleeve is made integral of a material close to properties of the material of the metal pipe, a groove is made on the outer surface of the sleeve that is long enough for a tight connection with the plastic pipe, and with a diameter smaller than the inner diameter of the plastic pipe, the surface of the sleeve is coated with a polymer anti-corrosion coating, before installing the sleeve, an adhesive is applied to it from the outside to fill the groove, end plastic pipes are heated to a length not less than the length of the grooves to a temperature that ensures maximum adhesion of the plastic with the adhesive composition, nan mounted on a sleeve, before installation of which a hollow pusher with an outer diameter smaller than the inner diameter of the plastic pipe is inserted inside the plastic pipe, and the inner diameter is larger than the outer diameter of the groove, the sleeve must be installed inside the metal pipe until the end of the groove coincides with the end of the plastic pipe, the adhesive is pressed against the inner the surface of the plastic pipe and to the outer surface of the groove by mechanical compression with a pusher in the axial direction.

Images