Способ изготовления гибкой трубы

Способ изготовления гибкой трубы

Реферат

 

Способ может быть использован для изготовления труб для транспортировки под давлением текучих сред. Трубу образуют путем навивки профильной ленты на опорной пустотелой трубе, закрепленной консольно, с одновременным введением в нее деформированной полимерной трубной заготовки. В результате упрощается изготовление при одновременном обеспечении надежной работы трубы. 5 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к способу изготовления гибких труб для транспортировки под давлением текучих сред и может найти применение в нефтяной, газовой и других отраслей промышленности.

Известен способ изготовления стальных труб с внутренней защитой от коррозии полимерным слоем по ГОСТ 10762-64 "Трубы стальные, футерованные винипластом и полиэтиленом". Этот способ состоит в том, что в заранее изготовленную жесткую стальную трубу длиной порядка 6 м проталкивают полимерную трубу с толщиной стенки S=3 мм (D_н/S >=25, где D_н - наружный диаметр полимерной трубы). Таким образом изготавливают жесткие трубы с малым расходом стали и полимеров для транспортировки текучих сред под давлением. Недостатком этого способа является малая длина получаемых труб. В трубопровод большой длины (несколько сот метров или километров) такие трубы собирают с помощью фитингов. Так на 1 км трубопровода с фланцевыми фитингами требуется 333 фланца, 1000 шпилек, 2000 гаек и 2000 пружинных шайб. В итоге потребитель несет большие расходы на фитинги, элементы крепления и их монтаж, что приводит к увеличенной стоимости трубопроводов, например, трубопроводов для нефтесбора.

Известен способ изготовления длинномерных гибких труб путем навивки профильной ленты с натяжением на полимерную трубную заготовку, например, патент Франции N 2182372, кл F 16 L 11/00, 28.04.72. Гибкость труб, большая строительная длина, высокая степень заводской готовности позволяют производить быструю и дешевую прокладку трубопроводов в труднодоступных местах простой размоткой труб с барабанов, при этом исключаются любые подгоночные, изоляционные и сварочные работы. Недостатком этого способа является необходимость применить полимерные трубные заготовки увеличенной жесткости, а значит увеличенной толщины (D_н/S < 25, например D_н/S=11) для обеспечения условий прочности предъявляемых к трубным заготовкам, при навивке на них с натяжением профилированной ленты. Увеличенная толщина полимерных трубных заготовок приводит к увеличенной материалоемкости, а значит к увеличенной себестоимости гибких труб, что в итоге приводит к повышенной стоимости трубопровода.

Наиболее близким решением к заявляемому является способ изготовления длинномерной трубы, включающий введение в полость металлической трубы предварительно деформированной полимерной трубной заготовки, выполненной из полимера с памятью формы, с последующим восстановлением исходной формы поперечного сечения заготовки, см. патент РФ N 203931, кл F 16 L 57/00, з. 26.07.88 оп. 09.07.95. Недостатком известного решения являются сложность и повышенные затраты на изготовление трубы, т.к. этот способ предполагает наличие заранее подготовленного трубопровода, например, собранного из стальных труб, введение деформированной полимерной трубной заготовки внутрь трубопровода с помощью потяжного троса, использование специального материала и оборудования.

Предлагаемое решение позволит снизить стоимость трубопроводов из гибких труб и упростить их изготовление при одновременном обеспечении надежной работы.

Указанный технический и финансовый результат достигается тем, что в отличие от решения, включающего введение в полость трубы предварительно деформированной полимерной трубной заготовки с последующим восстановлением ее исходной формы поперечного сечения, трубу образуют путем навивки профильной ленты на опорной пустотелой трубе (оправке) с одновременным введением в нее деформированной полимерной трубной заготовки.

Периодическая структура витой трубы и тонкая стенка полимерной трубной заготовки, расправленной давлением жидкой среды, позволяют увеличить упругий захват тонкостенной полимерной трубной заготовки. Увеличенный упругий захват и натяг, возникающий за счет разности диаметров витой трубы и расправленной полимерной трубной заготовки, обеспечивают надежную работу гибкой трубы при транспортировке текучих сред под давлением.

Предлагаемый способ реализуется в линии изготовления гибких труб.

На фиг. 1 изображена линия изготовления гибких труб; на фиг. 2 - элемент 1 фиг. 1; на фиг. 3 - сечение А-А фиг. 2; на фиг. 4 - схема подачи жидкой среды в полимерную трубную заготовку; на фиг. 5 - сечение С-С фиг. 4.

Линия изготовления гибких труб состоит из отдающего барабана 1, предварительно деформированной полимерной трубной заготовки 2, поддерживающих роликов 3, бронелентообмотчика 4, электропривода 5, тягового агрегата 6, приемного барабана 7 для гибкой трубы 8. Бронелентообмотчик 4 содержит кассету 9 с непрофилированной лентой 10, формообразующую головку 11 и опорную трубу 12. Формообразующая головка образует профильную ленту 13 и гибкий бандаж 14. Для подачи жидкой среды внутрь полимерной трубной заготовки линия содержит емкость 15 с жидкой средой 16, насос высокого давления 17, впускной вентиль 18, фитинги 19, выпускной вентиль 20, трубу низкого давления 21, трубы высокого давления 22.

Способ осуществляется следующим образом. С отдающего барабана 1 предварительно деформированную трубную полимерную заготовку 2 с помощью потяжного троса и лебедки протягивают через бронелентообмотчик 4, в том числе через опорную трубу 12. Ленту 10 стягивают с кассеты 9, пропускают через формообразующую головку 11 и крепят к концу трубной заготовки 2. Запускают электропривод 5, который приводит линию в движение. Формообразующая головка 11 профилирует ленту 10 в профильную ленту 13 и навивает гибкий бандаж 14, в который заводится трубная заготовка 2. Гибкий бандаж 14 с расположенной внутри него полимерной трубной заготовкой 2 образует гибкую трубу 8 с деформированной внутренней полимерной трубой. Гибкую трубу 8 протягивают через тянущий агрегат 6 и крепят к приемному барабану 7, отсоединяя потяжной трос. Тянущий агрегат 6 переводят в рабочее положение, в котором осуществляется упругий захват бандажа 14 и поступательное перемещение гибкой трубы 8 и трубной заготовки 2 в направлении В. По окончании бандажирования полимерной трубной заготовки на оба конца образованной гибкой трубы монтируют фитинги 19, необходимые для сборки гибкой трубы в трубопровод. Фитинги 19 используют для монтажа системы высокого давления, с помощью которой закачивают жидкую среду 16 в полость полимерной трубной заготовки 2. Давлением жидкой среды 16 полимерную трубную заготовку расправляют и прижимают к бандажу 14. За счет разности поперечных размеров бандажа и полимерной трубы между ними возникает натяг и упругий захват, необходимые для надежной работы гибкой трубы при транспортировке текучих сред под давлением.

В предлагаемом способе полимерную трубную заготовку не используют как опорную жесткую трубу, наоборот, используют как легкодеформируемую трубу малой жесткости. Поэтому применяют тонкостенные полимерные трубы, например, с D_н /S >=25, что приводит к снижению материалоемкости и экономии полимеров, а в итоге к снижению стоимости трубопроводов. Так снижение толщины стенки полиэтиленовой трубы до 3 мм (D_н/S=30) вместо обычно применяемой толщины 8,2 мм (D_н/S=11)в гибких трубах D_у=75 мм по ТУ 39-5013847-001-88 приводит к снижению стоимости трубопровода длиной 1 км на 859 S (при цене 0,7 S за 1 кг полиэтилена) только за счет экономии полиэтилена. Одновременно с этим сборка трубопроводов из гибких труб большой строительной длины с высокой степенью заводской готовности также приводит к снижению стоимости трубопроводов за счет меньшего количества используемых фитингов и меньших трудозатрат на монтаж.

Формула изобретения

Способ изготовления гибкой трубы, включающий введение в полость трубы предварительно деформированной полимерной трубной заготовки с последующим восстановлением ее исходной формы поперечного сечения, отличающийся тем, что трубу образуют путем навивки профильной ленты на опорной пустотелой трубе, закрепленной консольно, с одновременным введением в нее деформированной полимерной трубной заготовки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5