Способ соединения трубопровода из полимерного композиционного материала с металлической законцовкой

Способ соединения трубопровода из полимерного композиционного материала с металлической законцовкой

Реферат

Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение при соединении предварительно сформованных частей, в частности при соединении трубопровода из полимерного композиционного материала с металлической законцовкой.

Из патентной литературы известна труба, выполненная с внутренней оболочкой из композиционного материала, на которой установлены торцевые законцовки, закрепленный на них герметичный слой из расплава полимерной ленты, намотанной на внутреннюю оболочку и часть ступеней законцовки, и охватывающий его слой композиционного материала, скрепленный с остальными ступенями законцовки (патент РФ №2240463).

В зоне максимальных напряжений по границе соединяемых материалов торцевой законцовки и внутренней оболочки из композиционного материала происходит разгерметизация стыка.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению можно считать трубу, содержащую металлический патрубок с фиксирующим элементом, охватывающую их термопластиковую оболочку и армирующий стеклопластиковый слой (патент РФ №2262027).

Недостаток указанного соединения заключается в его сложности, которая ведет к недостаточной его эксплуатационной надежности.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в обеспечении надежной герметичности соединения металлической законцовки и трубопровода из полимерного композиционного материала.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе соединения трубопровода из полимерного композиционного материала с металлической законцовкой, включающем установку на последней трубопровода с фиксирующим элементом, последний получают путем намотки ленты из полимерного материала, пропитанного эпоксидным клеем с образованием внутреннего и наружного кольца, при этом намотка внутреннего кольца выполняется с 50-процентным, а наружного - со 100-процентным перекрытием, а затем проводят полимеризацию.

Обеспечение прочности, а соответственно и герметичности соединения трубопровода из полимерного композиционного материала с металлической законцовкой, решено за счет снижения уровня деформации материала трубопровода в зоне сочленения, в результате намотки слоев ленты внутреннего кольца с 50-процентным перекрытием, а наружного - 100-процентным.

На чертеже представлено поперечное сечение соединения законцовки и оболочки трубопровода из полимерного композиционного материала, получаемого в результате осуществления предлагаемого способа.

Соединение содержит законцовку 1 из нержавеющей стали, оболочку 2 трубопровода из полимерного композиционного материала на основе полимерной пленки с двухсторонним фторопластовым покрытием, фиксирующий элемент, состоящий из внутреннего кольца 3 и наружного кольца 4.

Необходимость выбранного процентного перекрытия витков внутреннего и наружного кольца подтверждается следующими примерами.

1. В результате намотки восьми слоев (4 прохода) внутреннего кольца 3 из ленты ЛЭС, 0,2×20 ГОСТ 5937-81, пропитанной клеем ЭПК-1 по ОСТ 92-0949-74, с перекрытием витков в диапазоне меньше 50% и усилием натяжения (2-3) кгс при максимальных рабочих давлениях жидкости (12-13) кгс/ см², происходит снижение герметичности в зоне заделки законцовки 1 и оболочки 2 трубопровода более 1,33×10^-17 ВТ (1×10^-3 л мкм рт.ст./с).

2. В результате намотки восьми слоев (4 прохода) внутреннего кольца 3 из ленты ЛЭС, 0,2×20 ГОСТ 5937-81, пропитанной клеем ЭПК-1 по ОСТ 92-0949-74, с перекрытием витков ленты ЛЭС в диапазоне больше 50% обусловливает высокие местные напряжения в зоне заделки (σ_экв.max=20 кгс/мм²), приводящие к увеличению уровня деформации материала оболочки 2 трубопровода и соответственно к потере герметичности соединения законцовки 1 и оболочки 2 трубопровода.

3. В результате намотки восьми слоев (4 прохода) наружного кольца 4 из ленты КЛ-11-5,0 ТУ 5952-181-0578904-2004, пропитанной клеем ЭПК-1 по ОСТ 92-0949-74, и усилием натяжения (2-3) кгс с перекрытием слоев менее 100%, в зоне заделки законцовки 1 и оболочки 2 трубопровода приводит к потере ее прочности и увеличению уровня деформации материала оболочки 2 трубопровода и соответственно к снижению эксплуатационной надежности трубопровода при максимальных давлениях жидкости (12-13) кгс/см² во внутренней полости трубопровода.

Использование предлагаемого способа соединения трубопровода из полимерного композиционного материала с металлической законцовкой обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:

- снижение уровня деформации материала трубопровода позволяет повысить его прочность и герметичность;

- значительное упрощение и снижение трудозатрат за счет исключения дополнительных элементов;

- повышение эксплуатационной надежности за счет конструктивной совокупности выполнения внутреннего и наружного колец.

Способ соединения трубопровода из полимерного композиционного материала с металлической законцовкой, включающий установку на последней трубопровода с фиксирующим элементом, отличающийся тем, что фиксирующий элемент получают путем намотки ленты из полимерного материала, пропитанного эпоксидным клеем с образованием внутреннего и наружного кольца, при этом намотка внутреннего кольца выполняется с пятидесятипроцентным, а наружное - со стопроцентным перекрытием, а затем проводят полимеризацию.