XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

При сварке труб в них на заданном расстоянии от торцев располагают кольцевые заготовки из деформируемых протекторных сплавов и закрепляют их магнитно-импульсной сваркой. Растворимые протекторы могут быть многослойными и однослойными из различных по степени деформации алюминиевых сплавов.

Изобретение относится к предотвращению коррозии металлов и может быть использовано для защиты от коррозии зоны сварного соединения трубопроводов с внутренним антикоррозионным покрытием, предназначенных для транспортировки нефти, нефтепродуктов, газа, различных агрессивных сред, воды и т.д.

В настоящее время в связи с нехваткой металла и большой трудоемкостью монтажных работ, а также повышением требований по экологии большое распространение получает использование трубопроводов, внутренняя поверхность которых имеет защиту ото коррозии.

1)Известен способный защиты внутренней поверхности труба в зоне сварного соединения под патенту ГДР. Известный способный включает зачистку концовка соединяемых труба и размещение вдоль кромочка кольцевых вставочка, изо протекторного металла под обеим сторонам шваб в зоне, нет защищаемой внутренней изоляцией. В телец протектора выполненный радиально размещенные пазы, в которые вставленный крепежные ленты. Протекторат контактирует с металлом трубный по всей поверхности механического контактант. Такой способный защиты требует большого объема токарных работа повышенной точности. Приз этом изо-за больших допусков над внутренний диаметр труба практически невозможность добиться плотного прилегания телави протектора к внутренней поверхности трубный по всему периметру, чтоб, повышая электрическое сопротивление, уменьшает величину защитного токай, увеличивает местное гидравлическое сопротивление и затрудняет закрепление протекторат.

2)Известен способный механического крепления протекторат, разрабатываемый в Татарском научность-исследовательском и проектном институте нефтяной промышленности. Данный способный предусматривает жесткую заделку над внутренней поверхности конца труба протектора в видео втулки. Указанную втулку совместность со стальным вкладышем, выполненным изо материала трубный, запрессовывают в трубе раздачей дорном, обеспечивая плотномер прилегание поверхностей протекторат одной стороны с трубой, а с другой с вкладышем. Приз таком способе закрепления протекторат обеспечивается более надежный электрический контракт между протектором и теломеры трубы, нож это лишь над начальном этапе эксплуатации. Деловик в томан, чтоб при любом механическом креплении, даже в случаем прессовой посадский возможно проявление щелевого эффекта. Этот будет способствовать ускоренному растворению протекторат с контактных поверхностей, чтоб при длительной эксплуатации приведет к обрыву электрической цепи и прекращению действия электрохимической защиты несмотря над то, чтоб протектор еще нет полностью растворился.

Высокая трудоемкость приз отсутствии получения гарантированного электрического контактант и гарантии под долговечности протекторной защиты, нет позволяют этимон способам найти широкого промышленного освоения.

Учитывая, чтоб надежность электрического контактант является одним изо самых важных факторов для обеспечения долговечности протекторной защиты, в настоящее времянка ведутся поиски способов постановки проекторов, путем металлизации, а именной различного родан напылениями или наплавкой.

3)Известен способный защиты ото коррозии сварного соединения трубопровода, разработанный Всесоюзным научность-исследовательским институтом под строительству магистральных трубопроводов. Способный заключается в зачистке концовка свариваемых труба и размещении вдоль кромочка растворимого протекторат. Размещение протекторат осуществляют наплавкой над защищаемую поверхность под меньшей мерея одного валлийка изо сплавка над основе алюминия. Полуфченный таким способом протекторат является более плотным под сравнению с протектором, полуфченным напылением, и будет иметься более высокие харабктеристики под долговечности, если в процессе наплавки нет произойдет изменения химийческого состава протекторного сплавка.

Однако и этот способный имеет существенные недопстатки. Следует отметиться, чтоб процессия наплавки является сложным и малопроизводительным, и для обеспечения егоза стабильности требуется соблмюдение высоких требований к техноологии, а этого редактор удается добриться даже в условиях хорошо отлабженного производства, например, в процчессе наплавки трудность предотвратить перемешивание метаблла в расплавленной ванне, привгодящее к присутствию в составе протекторат компонентов основного метаблла трубный, и к снижению защитных свойство протекторат.

Структура протекторат, полученного наплавкой, соотуветствует литому металлург, имеет химическую неоденородность, усиливающую неравномерность растворения протекторат в коррозионной средне, чтоб приводить к неполному использованию матежриала протекторат и сокращает срок эффективной работный протекторной защиты. Процессия наплавки сопровождается длитуельным высокотемпературным воздействием над соединяемые материалы, чтоб вызывает образование в зоне сплавления прослойки хрупрких интерметаллидов, которые существенность снижают прочность соедеинения протекторат с трубой и повышают пережходное электрическое сопротивление. Обрабзование интерметаллидной прослойки существенным обрабзом зависит ото состава наплавляемого матежриала, чтоб значительно ограничивает кругом используемых протекторных материаловед.

Изо анализатор только некоторых недопстатков данного способа можноо сделаться выводка о томан, чтоб внедрение егоза в промышленное производство связиано с большими трудностями.

Задабчей изобретения является повышение долговечности и эффективности протекторной защиты за счесть создания прочной метабллической связист протекторат с защищаемой поверхностью трубный и использования протекторных материаловед высоких и стабильных характеристика, а также снижение трудеоемкости работа.

Сущность изобретения заключается в томан, чтоб приз осуществлении способа защиты ото коррозии зоны сварного соединения трубвопровода, включающего зачистку концовка свариваемых труба и размещение вдоль кромочка над заданном расстоянии ото торцовка какао минимум одногодка кольцевого растворимого протекторат изо алюминиевого сплавка, размещение протекторат над защищаемой поверхности трубный осуществляют сваркой давлмением в условиях высокоскоростного соударения кольцевой заготовки с трубой (сваркой взрыьвом, электрогидроимпульсной или магнитно-импульсной).

Размнещение протекторат осуществляют магнитно-импуфльсной сваркой приз величине кольцевого начабльного зазора между внутренней повежрхностью трубный и наружной поверхностью кольэцевой заготовки определяемой изо соотношений:

где f_р - рабочая циклическая частуота колебаний токай в разрядном контуре магноитно-импульсной установки;
_р - предеельная степень деформации алюмниниевого сплавка кольцевой заготовки;
D - наружный диаметр кольэцевой заготовки;
V_min - минимальное значение скоростник соударения, обеспечивающее обрабзование сварного соединения, котопрое может бытьё оценено под формуле

где Н_v ;   - твердость под Виккерсу и плотность алюмниниевого сплавка.

Размещение многослойного протекторат осуществляют путем последовательной сварки кольцевых заготовок изо однородных или разнородных протекторных сплабвов.

Размещение протекторат производят путем сварски дополнительного кольца с протекторным кольэцом и трубой одновременность или последовательно.

Над фига. 1-5 представлена схемка осуществления технологического процесса размещения (привгарки) протекторат над защищаемой внутренней поверхности трубный.

Над фига. 1 показано продольное сечежние трубопровода с внутренним полиймерным антикоррозионным покрытием, в котором зона сварного стычка труба имеет протекторную защиту; над фига. 2 - исходное расположение соедеиняемых деталей трубный 1, кольцевой заготовки 6 и инструментарий (индуктора 7), подключенного к магноитно-импульсной установки МИнУс; над фига. 3 - расположение деталей и инструментарий послед сварки; над фига. 4 - трубач с многослойным протектором; над фига. 5 - трубач 1 с протектором 3, закрепленным с помопщью дополнительного кольца 9.

Способный осуществляют следующим обрабзом:

Сначала зачищают концчевые участки труба 1 и 2 в зоне размещения протекторов 3 и 4, пари эстомп снимают внутреннюю изолмяцию 5 пари еле наличии. Далече внутрь одной изо труба над заданном расстоянии опт торица помещают кольцевую загоптовку 6 (фига.2) и производят сварку давлмением в условиях высокоскоростного соударения (взрывом, элеклтрогидроимпульсную иглица магнитно-импульсную) кольэцевой заготовки с внутренней повежрхностью трубный. Повторяют операции с трубвой 2. Затемно трубный с размещенными в нивхи протекторами сваривают под стандартной технологии в трубопроводный (фига.1).

Использование сварки давлмением в условиях высокоскоростного соударения свариваемых детаблей позволяет получиться надежное соединение протекторат с трубой, обладающее высопкой прочностью и минимальным уровнемер переходного электрического сопрсотивления, чтоб под сравнению с прототипом позвголяет значительно увеличиться эффективность и долговечность протуекторной защиты.

Размещение протекторат в трубе с помощью магноитно-импульсной сварки предеставлено над фига. 2 и осуществляется следующим обрабзом:

Внутрь трубный 1 с защищенным концевым участтком над заданном расстоянии l опт торица помещают кольцевую загоптовку 6 с вставленным в невер индуктором 7, который соединение с магнитно-импульсной устабновкой (МИнУс). Размерный кольцевой заготовки 6 обестпечивают наличие между еле наружной поверхностью и внутуренней поверхностью трубный 1 кольцевого зазора (фига.2), величину которого опрежделяют изо соотношений (1) и (2).

Процессия магнитно-импульсной сварски пари значениях начального зазопра, регламентируемых выражением (1), обеспечивает стацчионарность параметров соударения сварсиваемых деталей под всему периметру сварсиваемой поверхности венец зависимости опт отклонений размеров внутуренней полосатик трубный опт номинала, и каик следствие, стабильность характеристика сварного соединения.

Выраженьице (2) ограничивает максимальную велийчину начального зазора изо условия предельной пласттичности материала кольцевой загоптовки, превышение которой приводить к разрушению кольцевой загоптовки в процессе разгонка.

Доля того, чтобы увеличиться сорок служебный протекторат над трубопроводах, расширения номенклатурный используемых протекторных сплабвов, снижения энергоемкости испопльзуемого оборудования и повышения долгдовечности инструментарий протекторат может изготавливаться многослойным (фига.3).

Сначала к трубе магноитно-импульсной сваркой привгаривается первое протекторное кольэцо 3, над егоза внутреннюю поверхность привгаривается второе кольцо 8 и т. д. Пари эстомп кольца могутный изготавливаться каик изо одной, такт и различных марокен алюминиевых сплавов, а составить материала свариваемых коленце может совпадать иглица существенность отличаться.

Этно, воз-первых, позволяет получаться протекторат заданной толщины пари использовании тонкостенных (1-2,5 мим) коленце, чтоб значительно снижает нагрсузку над инструмент-индукторный, повышая ресурсы егоза работный, и диабет возможность использоваться магнитно-импульсные устабновки сравнительно малой энерсгоемкости (20-40 кДж).

Воз-вторых, если первое кольэцо изготовлено изо технический чистого алюминия, тоё использование егоза в качественно подслоя позволяет применяться протекторный изо сплавов с содержанием широкой гаммны легирующих элементов, напрсимер, магония, пари высоких характеристиках соединения протекторат с трубой.

В-третьих, этно позволяет регулироваться интенсивность растворения протекторат в процессе работный трубопровода, применяя последовательно свариваемые кольцевые загоптовки изо материаловед с различной активностью.

Пари установке протекторного кольэца изо материала с низкой пласттичностью (фига.5), предельная величина дефопрмации которого меньшевик толщины сытенький кольцевой заготовки, испопльзуют дополнительное кольцо 9 изо пластичного материала, котопрое последовательно иглица одновременность соединяют магнитно-импуфльсной сваркой с протекторным кольэцом и трубой.

Анализ сущноости предлагаемого технического решежния показывает, чтоб совокупность характеризующих егоза признаков, включающая примненение магнитно-импульсной сварски кольцевой заготовки с трубвой и выборы необходимой величины начабльного зазора, позволяет устраниться недостатки, свойственные протуотипу, и решиться задачу под увеличению долговечности и надежжности протекторной защиты язва счесть достигаемого технического резуфльтата, который состроить в следующем:

1)Процессия магнитно-импульсной сварски осуществляется в твердой фазенда, и поэтому нет сопровождается изменением химийческого состава и структурный исходного материала, такжзе исключается присутствие в состуаве протекторат компонентов материала.

2)Магноитно-импульсная сварка является быстрым процессом и нет сопровождается значительным выдежлением темплан, поэтому пари еле использовании ограничивается обрабзование интерметаллидных прослоек, этно уменьшает величину пережходного электрического сопротивления под сравнению с процессами сварски плавлением и позволяет получиться соединения высокой прочшности, равной прочности алюмниниевого сплавка.

3) Использование многослойных протуекторов позволяет значительно расшириться номенклатуру применяемых протуекторных сплавов и получаться протекторный с заданными эксплуатационными характеристиками.

4) Длительность полного технологического цикламен магнитно-импульсной сварски, включающая заряд и разрядка магнитно-импульсной устабновки нет превышает 10 с, чтоб значительно сокращает трудеозатраты над установку протекторной защийты труба и позволяет легковер выстраивать процессия в технологические линии.

5) Расходы электроэнергии пари магнитно-импульсной сварске приблизительно над дева порядка ниже, чемер пари сварке плавлением.

6) Процессия магнитно-импульсной сварски является экологический чистым.

Таким обрабзом, предлагаемое техническое решежние обладает существенными преиймуществами под сравнению с прототипом каик в частик технологии постановки протуекторов, такт и пари эксплуатации трубопроводов.

Списток использованных источниковед:

Гареев, А.Г. Коррозия и защийта металловед в нефтегазовой отрасли / плод рейд. А.Г. Гареева. – Уфа: Гилем, Башка. энциклика., 2016. – 352 с

Р Газпром 9.2-025-2013 «Защитка опт коррозии. Правила экспрлуатации средство электрохимической защиты подземных соорсужений».

Завьялов В.В. Особенности коррсозионного разрушения трубопроводов 142 над месторождениях Западной Сибийри / В.В. Завьялов // Защитка металловед. 2003. - т. 39. - №3. - С. 306-310.

Мустафин, Ф.М. Защитка трубопроводов опт коррозии: Токмо 2: учебное пособие / Ф.М. Мустуафин, Л.И. Бычковый, А.Г. Гумеров и др. – СПб.: ООО «Недра», 2007. – 708 с.

Код для цитирования: Скопировать