УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМИТНОЙ ПРИВАРКИ ВЫВОДОВ ЭЛЕКТРОХИМЗАЩИТЫ К МАГИСТРАЛЬНЫМ ТРУБОПРОВОДАМ Российский патент 2008 года по МПК B23K23/00 

Изобретение относится к сварке металлов плавлением с использованием портативных устройств и может быть использовано при термитной приварке выводов систем электрохимзащиты к магистральным газонефтепроводам, а также заземляющих выводов к крупногабаритным конструкциям.

Известен реакционный тигель (патент ФРГ 19702410 С1), изготовленный в виде футеровки из смеси песка, впрессованной в металлический корпус. В футеровку порция термитной смеси вводится в обычном пластмассовом мешке или другой упаковке.

Известен переносной реакционный тигель для порции металлотермитной сварочной смеси для одноразового использования (RU 2220831 С2), отличающийся от вышеуказанного конструктивным исполнением.

При использовании реакционных тиглей крышку снимают и порцию термитной смеси поджигают с помощью зажигательного прутка, после чего снова надевают крышку. Кроме достаточно сложной и трудоемкой конструкции описанные реакционные тигли не обеспечивают стабильности качества сварного соединения.

Известно устройство для термитной приварки катодно-дренажных выводов систем электрохимзащиты (ЭХЗ) к магистральным газопроводам («Инструкция по термитной приварке выводов ЭХЗ к магистральным газопроводам», ВНИИГАЗ, 1983 г.). Устройство содержит раскрывающуюся графитовую тигель-форму, устанавливаемую на поверхность трубопровода, медную мембрану над литниковым отверстием, реакционную камеру, крышку с отверстием под термитную спичку. Недостатками указанного устройства являются:

- высокая трудоемкость процесса приварки выводов (установка тигель-формы на трубу, вставка медной мембраны, подготовка термитной смеси, засыпка ее в тигель-форму, уплотнение, поджиг термитной спичкой);

- нестабильность качества приварки выводов, определяемая нестабильностью перемешивания термитной смеси перед засыпкой;

- невозможность дистанционного поджига термитной смеси, что повышает опасность процесса;

- дополнительные затраты при использовании устройства в непогоду.

Задачей настоящего изобретения является повышение стабильности качества приварки выводов, снижение трудоемкости и повышение безопасности процесса приварки.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что применяемое для приварки выводов ЭХЗ устройство, содержащее тигель-форму (7), имеющую реакционную (6) и литниковую (10) камеры, литник (9), крышку (1), а также размещенные внутри тигель-формы термитную смесь (5) и медную мембрану (8), снабжено электрозапалом (3) и выполнено в виде цельного, неразборного и герметичного изделия разового использования, при этом тигель-форма выполнена из огнеупорной керамики (см. чертеж).

Основой огнеупорной керамики тигель-формы является высокоглиноземистый цемент и порошковый графит, а термитная смесь использована в устройстве в виде цельного уплотненного заряда, содержащего в верней части слой легковоспламеняемого переходного заряда (4).

Электрозапал (3) выполнен в виде тонкого нихромового проводника, обмазанного легковоспламеняемым составом, и имеет два электрических вывода (2) для соединения с исполнительным устройством поджига.

Устройство работает следующим образом.

На освобожденный от изоляции и зачищенный участок трубы (13) устанавливают устройство для приварки выводов электрохимзащиты, в отверстие (11) литниковой камеры (10) вставляют вывод ЭХЗ (12), к двум проводникам (2) электрозапала (3) подсоединяют источник постоянного тока (6...9B и ˜0,5А) (17) и с помощью выключателя (16) или радиосигнала с передающего устройства (14) через исполнительное устройство (15) и выключатель (16) осуществляют поджиг термитного заряда через электрозапал (3) и промежуточный заряд (4).

Предлагаемое устройство испытано в полевых условиях на ряде линейных участков электрохимзащиты ООО «Тюменьтрансгаз», а также в лабораторных условиях ООО «Электрохимизделия».

Результаты испытания приваренных выводов ЭХЗ к металлу трубы на сдвиг приведены в таблице.

 Усилие сдвига, σ_сдв, МПаПримечаниеПредлагаемое устройствоСуществующее устройство1120115 211575 312588 4118120 512191 

Практика использования предлагаемого устройства в полевых условиях показала следующие результаты:

- снизилась трудоемкость процесса приварки выводов ЭХЗ к магистральным трубопроводам, повысилась производительность труда (˜20 приварок вместо 7...8 при существующем процессе в течение смены);

- обеспечилась безопасность процесса приварки с использованием устройства дистанционного поджига;

- как показали лабораторные испытания (см. таблицу) улучшилась стабильность качества приварки.

Изобретение может быть использовано при термитной приварке портативными устройствами выводов систем электрохимзащиты к магистральным газо- и нефтепроводам, а также заземляющих выводов к крупногабаритным конструкциям. Тигель-форма имеет реакционную камеру, литниковую камеру с литником и крышку. Внутри тигель-формы размещена термитная смесь и медная мембрана. Устройство выполнено в виде цельного, неразборного и герметичного изделия разового использования и снабжено электрозапалом. Тигель-форма выполнена из огнеупорной керамики. Основой огнеупорной керамики тигель-формы является высокоглиноземистый цемент и порошковый графит. Термитная смесь использована в виде цельного, уплотненного заряда, содержащего в верхней части слой легковоспламеняемого переходного заряда. Электрозапал выполнен в виде тонкого нихромового проводника, обмазанного легковоспламеняемым составом, и имеет два электрических вывода для соединения с исполнительным устройством поджига. Устройство обеспечивает снижение трудоемкости процесса приварки и повышение производительности труда, а также безопасность процесса и повышение стабильности качества приварки. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

1. Устройство для термитной приварки выводов электрохимзащиты к магистральным трубопроводам, содержащее тигель-форму, имеющую реакционную камеру, литниковую камеру и литник, а также крышку и размещенные внутри тигель-формы термитную смесь и медную мембрану, отличающееся тем, что оно снабжено электрозапалом и выполнено в виде цельного неразборного и герметичного изделия разового использования, при этом тигель-форма выполнена из огнеупорной керамики.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что основой огнеупорной керамики тигель-формы является высокоглиноземистый цемент и порошковый графит.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что термитная смесь использована в виде цельного уплотненного заряда, содержащего в верхней части слой легковоспламеняемого переходного заряда.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электрозапал выполнен в виде тонкого нихромового проводника, обмазанного легковоспламеняемым составом.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электрозапал имеет два электрических вывода для соединения с исполнительным устройством поджига.