способ неразъемного соединения тонкостенных стеклопластиковых труб

Формула изобретения

Способ неразъемного соединения тонкостенных стеклопластиковых труб, включающий подготовку труб с одинаковыми диаметром и толщиной стенки к соединению, последующую сборку труб и нагрев участка соединения концов труб, обеспечивающий их самообжатие, отличающийся тем, что используют трубы из стеклопластика на основе термореактивного связующего, конец одной из труб, названной первой, нагревают до 100-120°С, радиально расширяют его до образования временного раструба при помощи вставляемого в трубу приспособления, фиксируют положение раструба охлаждением нагретого участка до 50°С, обеспечивающее размещение в нем конца второй трубы, и удаляют расширяющее приспособление из первой трубы, затем вводят в раструб конец второй трубы, на наружную поверхность которого предварительно наносят эпоксидный клеевой состав, и осуществляют нагрев участка соединения до 100-120°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и эксплуатации трубопроводов, а именно к способам неразъемного соединения тонкостенных стеклопластиковых труб, и может быть использовано при монтаже и ремонте трубопроводов различного назначения, в том числе в полевых условиях на газонефтепромыслах, нефтеперерабатывающих и химических заводах, а также в других отраслях народного хозяйства.

Стеклопластик - перспективный материал для изготовления ремонтных оболочек и тонкостенных труб различного назначения вследствие своего низкого водопоглощения, высокой химической стойкости, монолитности и прочности, однако существует проблема соединения труб из термореактивного стеклопластика в связи с тем, что он является конструкционным материалом, который не может подвергаться сварке.

Наиболее близким к предлагаемому является способ неразъемного соединения стеклопластиковых труб (А.с. СССР №1687998, МПК⁵ F 16 L 13/14, опубл. 30.10.91. Бюл. №40), заключающийся в установке нагретой до 650-700°С титановой муфты на концы соединяемых труб из стеклопластика, на которых выполнены цилиндрические и конические проточки, с последующим охлаждением муфты. При остывании муфта обжимает концы соединяемых труб, заполняя проточки и принимая форму обратных конусов, и тем самым завершая процесс соединения труб.

Известный способ позволяет получать герметичное и прочное соединение стеклопластиковых труб, однако он довольно дорог и сложен в исполнении ввиду использования высоких температур, дорогостоящих материалов и необходимости сложной подготовки труб к соединению, заключающейся в выполнении цилиндрических и конусных проточек на концах труб.

Задачей предлагаемого технического решения является упрощение способа неразъемного соединения стеклопластиковых труб при сохранении герметичности и высокой прочности соединения.

Поставленная задача достигается тем, что в способе неразъемного соединения тонкостенных стеклопластиковых труб, включающем подготовку труб с одинаковым диаметром и толщиной стенки к соединению, последующую сборку труб и нагрев участка соединения концов труб, обеспечивающий их самообжатие, используют трубы из стеклопластика на основе термореактивного связующего, конец одной из труб, названной первой, нагревают до 100-120°С, радиально расширяют его до образования временного раструба при помощи вставляемого в трубу приспособления, фиксируют положение раструба охлаждением нагретого участка до 50°С, обеспечивающее размещение в нем конца второй трубы, и удаляют расширяющее приспособление из первой трубы, затем вводят в раструб конец второй трубы, на наружную поверхность которого предварительно наносят эпоксидный клеевой состав, и осуществляют нагрев участка соединения до 100-120°С.

Заявляемый способ позволяет быстро и с наименьшими затратами получить неразъемное прочное и герметичное соединение труб из стеклопластика на основе термореактивного связующего.

Обнаружено, что конец трубы из стеклопластика на основе термореактивного связующего, подвергнутый расширению при нагревании до 100-120°С, в результате которого он приобретает вид временного раструба, с последующей фиксацией образовавшегося раструба охлаждением до 50°С, сохраняет это расширение до тех пор, пока не будет нагрет до 100-120°С. Нагревание до указанной температуры приводит к исчезновению расширения и восстановлению первоначальной формы, причем происходящее самообжатие раструбного конца трубы приводит к плотному его соединению с концом другой трубы, а благодаря присутствию на участке соединения концов труб эпоксидной клеевой композиции соединение труб становится герметичным и прочным.

При исследовании известного уровня техники не было выявлено аналогичных способов соединения стеклопластиковых труб, которые характеризовались бы идентичной совокупностью существенных признаков с достижением такого же технического результата, какой получен в предлагаемом техническом решении, что позволяет сделать вывод о его соответствии критериям "новизна" и "изобретательский уровень". Заявляемый способ может быть осуществлен с применением известных материалов и технических средств, что говорит о его соответствии критерию "промышленная применимость".

Соединение труб по предлагаемому способу осуществляют следующим образом.

На фиг.1 показана подготовка концов труб перед соединением.

На фиг.2 показано взаимное расположение концов труб при их сборке перед нагревом, приводящим к самообжатию.

На фиг.3 показан в разрезе участок неразъемного соединения концов труб, полученного в результате нагрева, обеспечивающего их самообжатие, и в присутствии эпоксидной клеевой композиции.

Заявляемым способом могут быть соединены трубы, имеющие наружный диаметр до 500 мм, толщину стенки 1-3 мм и выполненные из стеклопластика на основе термореактивного связующего.

Пример. Трубы 1 и 2 (фиг.1, 2, 3), выполненные из стеклопластика на основе термореактивного связующего, способом, описанным в заявке РФ на изобретение №2003119539/06, и имеющие наружный диаметр D=300 мм и толщину стенки 1а=2а=2 мм, подготавливают к соединению (фиг.1). Конец трубы 1 нагревают кольцевым электронагревателем до 110±10°С и радиально расширяют до образования временного раструба с наружным диаметром D₁=306 мм и длиной L=20 мм при помощи вставляемого в трубу 1 расширяющего приспособления 3, фиксируют положение раструба путем охлаждения конца трубы L до 50°С и удаляют присобление 3 из трубы 1, затем вводят в раструб до упора конец трубы 2, на участок наружной поверхности которого L₁, равный по длине участку L трубы 1, предварительно наносят эпоксидный клеевой состав, например, содержащий эпоксидиановую смолу ЭД-20 (ГОСТ 10587) с отвердителем полиэтиленполиамином (ПЭПА) (ТУ 2413-357-00203447-99) и осуществляют сборку подготовленных к соединению труб (фиг.2). После этого нагревают участок L=L ₁ до 110±10°С с помощью кольцевого электронагревателя или теплоносителя, например горячего воздуха, в результате чего раструбный конец L трубы 1 самообжимается, плотно прилегая к поверхности трубы 2, и приклеивается к ней на участке L₁ . В результате проведенных технологических операций получается прочное и герметичное соединение труб 1 и 2 (фиг.3).

Таким образом, заявляемый способ позволяет быстро и с наименьшими затратами получать неразъемное прочное и герметичное соединение труб из стеклопластика.