Трубный телескопический компенсатор-ловушка трещин Советский патент 1993 года по МПК F16L27/12 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве трубопроводов.

Целью изобретения является продление срока службы и повышение надежности трубопровода за счет создания трубопроводного соединения, компенсирующего температурные деформации в трубопроводах и способного локализовать протяженные разрушения.

Конструкция предлагаемого трубного телескопического компенсатора-ловушки трещин показана на фиг, 1-4, где патрубки 1 основного трубопровода скреплены соединительной частью, состоящей из двух коаксиальных труб: наружной трубы 2 и внутренней трубы 3,

Трубы 2 и 3 конструкции, показанной на фиг.. 1 и 2, выполнены из материала, имеющего больший КТР, чем КТР материала основного трубопровода 1, и соединены между собой кольцом 4 (фиг, 1) или шпильками 5 (фиг. 2) по середине длины.

Трубы 2 и 3 конструкции, показанной на фиг. 3, выполнены из материала, имеющего меньший КТР, чем КТР материала основного трубопровода 1. На основном трубопроводе с обеих сторон от соединительной части, на расстоянии от нее не более глубины посадки труб 1 в зазор между трубами 2 и 3, выполнены стопорные кольца 6.

Отличие конструкции, показанной на фиг, 4, от конструкции, показанной на фиг. 3, лишь в том, что наружная труба 2 выполнена из материала основного трубопровода, причем сборка конструкции произведена при температуре, не меньшей максимальной температуры при эксплуатации соединения.

Концы трубы 3 конструкций, показанных на всех фигурах, а на фиг. 3 и труб 1, выполнены коническими для снижения турбулентности, вызванной высокоскоростным потоком через компенсатор.

Предлагаемая конструкция работает, следующим образом.

cWh

Фиг. 1,2- нагрев компенсатора значительно ослабляет натяг между трубами 1 и трубой 2, но дополнительно прижимает внутреннюю трубу 3 к патрубкам 1, что способствует герметизации между 1 и 3 и обеспечивает телескопическое взаимное сближение патрубков 1 под воздействием удлиняющегося трубопровода. Описанный эффект предохраняет трубопровод от потери устойчивости и сводит к минимуму эксплуатационные напряжения,

Охлаждение компенсатора обжимает с дополнительным натягом патрубки 1 внутри соединительной части, препятствуя выводу 1 из зазора между трубами 2 и 3.

Фиг. 3 - в зависимости от температурной деформации герметизация компенсатора осуществляется прижатием патрубков 1 соответственно при нагреве к наружной трубе 2, при охлаждении к внутренней трубе 3.

Фиг. 4 - способ сборки конструкции обеспечивает герметичность между патрубками 1 и трубой 3 при любой эксплуатационной температуре..

В качестве примера возможен трубный телескопический компенсатор-ловушка трещин, в котором основной трубопровод выполнен из Ст20, 17Г1 С, Х70(КТР 11-12 ), а соединительная часть: для компенсатора, показанного на фиг. 1, 2 из Х18Н9Т (16 -10 j, фиг. 3 - из титанового сплава 4200, ОТ4, АТЗ (8-9-10 6), фиг. 4 - труба 2 из Ст20, 17Г1С, Х70, а труба 3 из титанового сплава.

Локализация разрушений во всех вариантах предлагаемой телескопической трубы обеспечивается за счет несоединения концов основного трубопровода. В случае разрушения одного из патрубков трещина либо остановится, либо разрушит наружную трубу 2 компенсатора, что также не приведет к дальнейшему распространению трещины.

Положительный эффект предлагаемого изобретения, по сравнению с прототипом, заключается в том, что наряду с возможностью свободного осевого смещения соединительных концов трубопровода друг относительно друга заявляемая телескопическая труба обеспечивает полную герметичность в соединении, что позволяет продлить срок службы и повышает надежность трубопровода.

Освоение предлагаемого изобретения предполагается на опытном заводе НПО ВНИТИ.

Применение предлагаемого изобретения позволит исключить разрушения трубопроводов, вызванные осевыми деформациями различной физической при- роды, а также локализовать катастрофические разрушения, возникающие вследствие других причин.

Формула изобретения

1. Трубный, телескопический компенса- тор-ловушка трещин, включающий патрубки основного трубопровода, телескопически скреплённые соединительной частью, о т- личающийся тем, что соединительная часть выполнена в виде двух коаксиаль- ных труб, в зазоре между которыми с обеих сторон с натягом размещены патрубки ос- новного трубопровода.причем трубы соединительной части выполнены из материала, имеющего коэффициент температурного расширения (КТР), отличный от КТР материала основного трубопровода.

2. Компенсатор-ловушка трещин пЬ п. 1,

отличающийся тем, что натяг Р между

патрубками основного трубопровода и трубами соединительной части определяется

из неравенства

0 Р EF а Т/ /г ,

где Е - модуль Юнгэ; а-КТР;

fi - коэффициент Пуассона; F - площадь поперечного сечения основного трубопровода; Т - перепад температур.

,/

/

J А

Сущность изобретения: патрубки основного трубопровода телескопически скреплены соединительной частью, выполненной в виде двух коаксиальных труб. В зазоре между трубами и с обеих сторон с натягом размещены патрубки основного трубопровода. Трубы соединительной части выполнены из материала, имеющего коэффициент температурного расширения, отличный от коэффициента материала основного трубопровода. Натяг между патрубками и трубами определяют в зависимости от заданного неравенства. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

L

КЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧ

Редактор

Фиг4

Составитель А.Марков Техред М.Моргентал

/3

ш

фиг.3

Корректор Л.Филь