ЭЛЕКТРОИЗОЛИРУЮЩЕЕ ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ Российский патент 1997 года по МПК F16L23/02 

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта и может быть использовано для электрического секционирования (разъединения) трубопроводов на участки, защищаемые от коррозии электрохимическим способом.

Изолирующий фланец может быть создан на основе обычного при использовании изолирующих прокладок и втулок, обеспечивающих электрическое разъединение участков трубопроводов при сохранении определенной технологии их установки [1]
Однако до сих пор не найдено рациональной конструкции таких фланцевых соединений, которые могли бы монтировать в полевых условиях при обеспечении требуемого качества. Это заставляет использовать моноблочные соединения полнозаводской готовности, которые значительно дороже обычного фланца.

Техническим решением, аналогичным предложенному решению, можно считать муфту для соединения труб, разработанную фирмой "Осака Гасу К.К." [2]
Муфта обеспечивает герметичное и электроизоляционное соединение металлических труб при помощи прокладок, в составе которых применен синтетический каучук. Уплотнение достигается при помощи накидной гайки (гаек).

Однако при использовании этой муфты уменьшается живое сечение трубопровода в месте ее установки, используются сложные по конфигурации детали, увеличиваются габариты и вес монтируемого устройства.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является электроизолирующее фланцевое соединение [3] Оно содержит расположенную между фланцами электроизолирующую проставку с установленными внутри с интервалом двумя металлическими кольцами с отверстиями под крепежные элементы, соединяющими с двух сторон проставку с фланцами. Электроизолирующая проставка выполнена в виде плотно охватывающей металлические кольца резиновой оболочки, заключенной в многослойный резиновотканевый каркас с внешним резиновым покрытием, а крепежные элементы установлены в металлических кольцах и упираются в резиновую оболочку между кольцами.

К недостаткам конструкции этого фланцевого соединения следует отнести прежде всего резиновую поверхность значительной протяженности, являющуюся продолжением металлической поверхности трубы, что не всегда приемлемо и ограничивает виды перекачиваемых продуктов. Проставка сложна в изготовлении, ее кольца не имеют металлической связи со стенками трубопровода и опираются на резину. Значительно усложняется и процесс сборки, при котором надо попадать крепежом в отверстия, охватываемые резиной. Габариты и вес фланца естественно увеличиваются по сравнению с обычным фланцем, к тому же значительно превышая параметры вышеупомянутого японского устройства.

При этом условия монтажа значительно отличаются от условий монтажа обычных фланцевых соединений.

Задачей изобретения является обеспечение надежности долговременной работы электроизолирующей перемычки во внешних неблагоприятных условиях (грунтовые воды и т.п.) при использовании традиционных элементов и процедур монтажа и демонтажа.

Технический результат достигается тем, что соединение содержит вставку, выполненную в виде отрезка трубы, несущий радиальный выступ в средней части с равномерным размещением отверстий по окружности под крепежные элементы. Вставка оснащена пластмассовыми втулками, причем все поверхности вставки, кроме торцев, и фланцы имеют электроизолирующее покрытие.

На фиг.1 изображен общий вид электроизолирующего фланцевого соединения, на фиг.2 то же, вид по сечению А-А.

Электроизолирующее фланцевое соединение включает фланцы 1 и 2 со стандартными отверстиями под крепежные элементы. Эти фланцы 1, 2 соединены друг с другом при помощи вставки 3, выполненной в виде отрезка трубы с радиальным выступом, имеющей всесторонне электроизолирующее покрытие, за исключением торцев, с которыми контактируют изолирующие и герметизирующие прокладки 4 и 5. Вставка 3 дополнительно оснащена следующими электроизолирующими элементами, внутренними пластмассовыми втулками 6, размещенными под каждым из крепежных элементов и двумя прокладками 7, размещенными на торцах вставки 3 с некоторым превышением ее внешнего габарита.

Для закрепления вставки на трубопроводе использованы стандартные крепежные элементы болт 8, гайка 9 и шайбы 10, 11. Отверстия под крепежные элементы во фланцах смещены на угол, обеспечивающий размещение болтов 8 с равномерным расположением их по окружности вставки (фиг.2). Для обеспечения возможности работы вставки в условиях повышенного уровня грунтовых вод на выступы фланцев 1 и 2 и вставки 3 помещены два кожуха 12, 13 с электроизолирующим покрытием всех поверхностей. Кожухи 12, 13 имеют цилиндрическую форму и опираются на выступающие поверхности прокладок 7 с одной стороны и поверхности фланцев труб 1 и 2 с другой стороны. Они имеют соответствующее сужение с поперечными прорезями, в которые помещается плоская стяжная лента 14, 15, снабженная соответствующим замком.

После окончательной сборки поверхности соединения покрываются битумом в общем порядке в процессе подготовки трубопровода к долговременной эксплуатации. Возможно использование и термоусадочной пленки, размещенной на внешней поверхности соединения.

К числу параметров, определяющих эксплуатационные особенности фланцевого соединения, относятся: Д диаметр трубопровода, Н расстояние от прокладки 4 до прокладки 5.

Работа электроизолирующего фланцевого соединения осуществляется следующим образом.

При сборке фланцы 1, 2 устанавливаются со смещением, соответствующим расположению отверстий во вставке 3, а прокладки 4 и 5 размещают в обычном порядке. Далее производят затяжку болтов 8, обеспечивающих соединение фланцев при герметизации стыков прокладками 4 и 5. Затем устанавливают кожухи 12, 13, закрепляя при помощи ленты 14, 15. При нанесении битумного покрытия внутренние полости соединения герметизируются в полной мере. Работоспособность конструкции обусловливается тремя обстоятельствами:
сопротивлением изолирующих и герметизирующих прокладок 4 и 5, которые в данном случае дублируют друг друга;
омическим сопротивлением между фланцами трубопроводов 1 и 2, удаленных друг от друга на расстояние Н, в пределах которого размещена вставка 3, имеющая электроизолирующее покрытие на своей поверхности.

воздушными зазорами между головками болтов 8 и токопроводящей поверхностью фланцев трубопроводов 1, 2.

Сочетание этих разъединяющих электрическую цепь элементов обусловливает работоспособность всего соединения в целом. При воздействии внешних факторов на прокладки 4 и 5 происходит снижение их электроизолирующих свойств и замыкание цепочки, которая должна быть разомкнута. Однако подобное исключено за счет герметизации внутреннего объема соединения.

Использование электроизолирующего покрытия позволяет добиться высокой эксплуатационной стойкости. Возможно и то, что вставка 3 оказывается невосприимчивой к случайным механическим повреждениям, которых невозможно избежать при работе в полевых условиях. Однажды обеспеченное электрическое разъединение сохраняется после монтажа в течение достаточно длительного времени.

Поворот отверстий фланцев при монтаже соединения на некоторый угол не имеет значительного значения, поскольку расположение крепежа нигде нормативными документами не оговаривается. Оно не оказывает никакого влияния на условия эксплуатации трубопровода, но позволяет существенно упростить технологию сборки электроизолирующего соединения.

Все электроизолирующие элементы конструкции изготавливаются в заводских условиях и могут быть подвергнуты контролю и испытаниям на сопротивление изоляции. Вставка 3 может подставляться на место сборки с заглушенными торцами и законсервированными наружными поверхностями. При установке снимаются только заглушки, консервация вполне может использоваться при эксплуатации вставки как дополнительная изоляция. Соединение может устанавливаться за счет приварки фланцев 1, 2 к трубам, в таком случае они используются в качестве моноблочного, обеспечивая все его преимущества. Крепежные элементы 8, 9, 10, 11 работают в условиях, отвечающих расчетным, что обусловливает сохранение их прочностных характеристик, тем более что порядок монтажа отвечает всем существующим требованиям.

Собственная масса фланцевого соединения относительно невелика, а объем используемого изолирующего материала значительно меньше, чем в моноблочных конструкциях других известных типов.

Использование: в области трубопроводного транспорта и может найти применение при электрическом секционировании трубопроводов, обеспечивающим условия электрохимической защиты от коррозии. Сущность изобретения: электроизолирующее фланцевое соединение включает два фланца со стандартными отверстиями под крепежные элементы, соединенные друг с другом вставкой, имеющей двухстороннее электроизолирующее покрытие, за исключением торцев, с которыми контактируют изолирующие и герметизирующие прокладки. Вставка оснащена электроизолирующими внутренними пластмассовыми втулками, размещенными под каждым из крепежных элементов и двумя прокладками, установленными на торцах вставки с некоторым превышением ее внешнего габарита. Вставка закрепляется на трубопроводе с помощью стандартных крепежных элементов. Для обеспечения возможности работы вставки во внешних неблагоприятных условиях на выступы фланцев и вставки помещают два кожуха с электроизолирующим покрытием всех поверхностей. После окончательной сборки поверхности соединения покрывают битумом. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Электроизолирующее фланцевое соединение, содержащее расположенную между фланцами электроизолирующую вставку с отверстиями под крепежные элементы, соединяющие с двух сторон проставку с фланцами, отличающееся тем, что вставка выполнена в виде отрезка трубы с радиальным выступом в средней части, в котором равномерно по окружности расположены отверстия под крепежные элементы, причем между фланцами и торцами вставки установлены герметизирующие прокладки, а остальные поверхности вставки выполнены с электроизолирующим покрытием, при этом крепежные элементы электроизолированы от вставки. 2. Соединение по п. 1, отличающееся тем, что наружные поверхности вставки и фланцев охвачены кожухами с электроизолирующим покрытием.