RU2005616C1

RU2005616C1 - Method of connection of pipes with inner protective coating

Info

Publication number: RU2005616C1
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Кудряшов
Original assignee: Николай Николаевич Кудряшов
Priority date: 1992-05-26
Filing date: 1992-05-26
Publication date: 1994-01-15

Abstract

FIELD: laying of pipelines. SUBSTANCE: prior to connecting pipes with inner protective coating, additional porous layer is applied over coating. This layer forms protective housing which closes the coating. Used for additional layer is material compatible by weldability with material of pipe. EFFECT: enhanced quality. 2 dwg

Description

Изобретение относится к соединению деталей, в частности труб, и может быть использовано при сооружении трубопроводов с внутренним защитным покрытием. The invention relates to the connection of parts, in particular pipes, and can be used in the construction of pipelines with an internal protective coating.

Известен способ нанесения защитного покрытия на внутреннюю поверхность трубопровода, включающий очистку внутренней поверхности труб, последовательное послойное нанесение на эту поверхность термореагирующих и защитных покрытий. A known method of applying a protective coating on the inner surface of the pipeline, including cleaning the inner surface of the pipes, sequential layer-by-layer application of thermosetting and protective coatings on this surface.

Недостаток этого способа заключается в том, что он не обеспечивает необходимого качества и защиты сварного шва при соединении труб сваркой. Объясняется это тем, что при расплавлении сечения металлической трубы сварочной дугой околошовная зона внутренней поверхности с нанесенными на нее покрытиями переходят в новое качественное состояние. Материал основы и покрытия из твердого состояния переходит в жидкое и газообразное. При этом, различные компоненты покрытия перераспределяются в сварочную ванну или в окружающую среду. После охлаждения сварочного шва в его основании образуется новая незащищенная поверхность основы. Нагретый до температуры плавления материал покрытия в околошовной зоне не перекрывает сварной шов, так как этому препятствуют газодинамическое давление, силы гравитации и другие факторы. Так как сварной шов является наиболее термически напряженной зоной, то наиболее вероятным будет перемещение расплава покрытия в противоположном от сварного шва направлении, например, термическая усадка охлаждаемого покрытия оголяет сварной шов. Таким образом, после сварки труб с покрытием, внутренняя поверхность трубопровода остается незащищенной. Кроме того, компоненты покрытия, например, металлокерамического, силикатного и содержащих алюминий, попадая в сварочную ванну, снижают ударную прочность сварного шва, что снижает работоспособность трубопровода. The disadvantage of this method is that it does not provide the necessary quality and protection of the weld when connecting pipes by welding. This is explained by the fact that when the cross section of a metal pipe is welded by a welding arc, the heat-affected zone of the inner surface with coatings applied to it passes into a new qualitative state. The base material and coatings transform from solid to liquid and gaseous. In this case, the various components of the coating are redistributed into the weld pool or into the environment. After cooling the weld, a new unprotected surface of the base is formed in its base. The coating material heated to the melting temperature in the heat-affected zone does not overlap the weld, since this is prevented by gas-dynamic pressure, gravitational forces, and other factors. Since the weld is the most thermally stressed zone, the most probable will be the movement of the coating melt in the opposite direction from the weld, for example, thermal shrinkage of the cooled coating exposes the weld. Thus, after welding coated pipes, the inner surface of the pipeline remains unprotected. In addition, the components of the coating, for example, cermet, silicate and containing aluminum, getting into the weld pool, reduce the impact strength of the weld, which reduces the efficiency of the pipeline.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ соединения труб с внутренним защитным покрытием, при котором соединяемые концы труб стыкуют и сваривают. The closest in technical essence to the invention is a method of connecting pipes with an internal protective coating, in which the connected ends of the pipes are joined and welded.

Недостаток этого способа также заключается в том, что он не обеспечивает сплошности покрытия в зоне сварного шва и снижает его прочность. Происходит это по тем же причинам. После расплавления защитного покрытия, сварной шов в соединении труб оголяется, а сварочная ванна засоряется компонентами защитного покрытия, что снижает его прочность и долговечность. The disadvantage of this method also lies in the fact that it does not provide continuity of the coating in the weld zone and reduces its strength. This happens for the same reasons. After melting the protective coating, the weld in the pipe joint is exposed, and the weld pool is clogged with the components of the protective coating, which reduces its strength and durability.

Данный способ обеспечивает ориентированное течение расплава защитного покрытия вдоль оси трубы к сварному шву, предохранение защитного покрытия от прямого контакта со сварочной дугой и сплошность покрытия после соединения. This method provides an oriented flow of the melt of the protective coating along the axis of the pipe to the weld, protecting the protective coating from direct contact with the welding arc and the continuity of the coating after connection.

Это достигается тем, что в способе соединения труб с внутренним защитным покрытием, при котором соединяемые концы труб стыкуют и сваривают, согласно изобретению перед стыковкой на соединяемые концы труб поверх защитного покрытия наносят дополнительный пористый слой, образующий замыкающий защитное покрытие кожух, при этом в качестве дополнительного слоя используют материал, совместимый по свариваемости с материалом трубы. This is achieved by the fact that in the method of connecting pipes with an internal protective coating, in which the connected ends of the pipes are joined and welded, according to the invention, an additional porous layer is applied to the connected ends of the pipes over the protective coating before joining, forming a casing closing the protective coating, while layers use a material that is compatible with the weldability of the pipe material.

В описываемом способе наносимый поверх защитного покрытия дополнительный пористый слой образует замыкающий защитное покрытие предохранительный кожух. В процессе сварки концов труб этот кожух в зоне сварного шва расплавляют. Материал покрытия расплавляют теплом сварочной дуги через расплавленную массу предохранительного кожуха. При этом непосредственного контакта сварочной дуги с материалом покрытия не происходит. За пределами сварного шва предохранительный кожух не расплавляется и расплавленный материал покрытия в нем не растекается по поверхности трубы произвольно. Пористый предохранительный кожух не препятствует отводу газообразных продуктов термического разложения материалов из зоны сварки. Так как предохранительный кожух на поверхности покрытия не расплавляется, то течение расплавленной массы покрытия в зоне сварного шва ориентированно в осевом направлении и при формировании сварного шва в процессе его охлаждения сварной шов не оголяется. In the described method, an additional porous layer applied over the protective coating forms a protective cover closing the protective coating. In the process of welding pipe ends, this casing is melted in the weld zone. The coating material is melted by the heat of the welding arc through the molten mass of the safety casing. In this case, direct contact of the welding arc with the coating material does not occur. Outside the weld, the safety casing does not melt and the molten coating material in it does not spread on the pipe surface arbitrarily. The porous safety casing does not prevent the removal of gaseous products of thermal decomposition of materials from the welding zone. Since the protective casing on the surface of the coating does not melt, the flow of the molten coating mass in the weld zone is oriented axially and when the weld is formed during cooling, the weld is not exposed.

На фиг. 1 изображена труба с внутренним защитным покрытием и защитным кожухом; на фиг. 2 - соединение труб с защитным покрытием. In FIG. 1 shows a pipe with an internal protective coating and a protective casing; in FIG. 2 - connection of pipes with a protective coating.

Способ соединения труб с внутренним защитным покрытием заключается в следующем. The method of connecting pipes with an internal protective coating is as follows.

На концы металлической трубы 1 с внутренним защитным покрытием 2, 3, 4 наносят дополнительный пористый слой 5 из материала трубы, например, напылением. Дополнительный слой 5 наносят на внутреннюю поверхность трубы 1 с покрытием 2, 3, 4 таким образом, чтобы он образовывал на конце трубы защитный кожух, покрывающий торец трубы и слой защитного покрытия в высокотемпературной (до 400^оС) зоне сварного шва. Подготовленные таким образом трубы с защитным покрытием располагают соосно, стыкуют и сваривают между собой. При этом, дополнительный слой 5 также, частично расплавляют. Теплом сварки металлической трубы 1 расплавляют в зоне сварного шва и покрытие 3, 4. Наименее термостойкие компоненты покрытия частично сгорают и газообразные продукты рассеиваются в окружающем пространстве через пористый слой 5. Расплавленный металл трубы 1 при сварке частично выдавливают и во внутрь трубы, образуя внутренний грат. Расплавленный материал защитного покрытия 3, 4, удерживаемый на поверхности трубы 1 более жестким пористым слоем 5, течет в осевом направлении к сварному шву и покрывает его. На внутренней поверхности сваренных труб формируется сплошное защитное покрытие. Соединение охлаждают в условиях окружающей среды. В качестве дополнительного слоя используют материал, совместимый по свариваемости с материалом труб.An additional porous layer 5 of pipe material, for example, by spraying, is applied to the ends of the metal pipe 1 with an inner protective coating 2, 3, 4. An additional layer 5 is applied to the inner surface of pipe 1 with a coating of 2, 3, 4 so that it forms a protective casing at the end of the pipe covering the pipe end and a protective coating layer in the high-temperature (up to 400 ^° C) zone of the weld. Pipes thus prepared with a protective coating are arranged coaxially, joined and welded together. In this case, the additional layer 5 is also partially melted. With the heat of welding, the metal pipe 1 is melted in the weld zone and the coating 3, 4. The least heat-resistant components of the coating are partially burnt and the gaseous products are scattered in the surrounding space through the porous layer 5. During welding, the molten metal of the pipe 1 is partially extruded into the pipe, forming an internal burr . The molten material of the protective coating 3, 4, held on the surface of the pipe 1 by a more rigid porous layer 5, flows in the axial direction to the weld and covers it. A continuous protective coating forms on the inner surface of the welded pipes. The compound is cooled under ambient conditions. As an additional layer, a material compatible with weldability with the material of the pipes is used.

Пример конкретного выполнения. An example of a specific implementation.

На концы металлической трубы 1 диаметром 273 мм с толщиной стенки 7 мм с многослойным внутренним покрытием из полиэтилена 2 и термостойких самофиксирующихся материалов 3, 4 типа ПР-НХЗСР2 наносили слой 5 из материала трубы ст. 30 толщиной 1,5 мм. Дополнительный слой 5 из самофлюсующегося материала наносили на покрытие 3, 4 и на торец трубы 1. Дополнительный слой 5 образовывал на конце трубы 1 с внутренним покрытием 2, 3, 4 защитный кожух. На внутреннюю поверхность трубы 1 с покрытием 3, 4 слой 5 наносили на глубину 45 мм от торца трубы 1 напылением с помощью электрометаллизатора. Подготовленные таким образом трубы с защитным покрытием располагали соосно, стыковали и сваривали между собой. При этом, дополнительный слой 5 также частично (на глубину до 7 мм от торца трубы) расплавляли. Теплом сварки металлической трубы 1 расплавляли в зоне сварного шва и покрытие 3, 4 из самофлюсующихся материалов. Расплавленный металл трубы 1 при сварке частично выдавливался во внутрь трубы и образовывал на ее внутренней поверхности валик усиления сварного шва, покрытый расплавом защитного покрытия 3, 4. На внутренней поверхности сварных труб образовывалось сплошное защитное покрытие. Соединение охлаждали в естественных условиях. (56) Авторское свидетельство СССР N 1239445, кл. F 16 L 58/00, 1989. At the ends of the metal pipe 1 with a diameter of 273 mm with a wall thickness of 7 mm with a multilayer inner coating of polyethylene 2 and heat-resistant self-fixing materials 3, 4 of type PR-NKhZSR2, layer 5 was applied from the pipe material of art. 30 1.5 mm thick. An additional layer 5 of self-fluxing material was applied to the coating 3, 4 and to the end of the pipe 1. An additional layer 5 formed a protective casing at the end of the pipe 1 with an inner coating 2, 3, 4. On the inner surface of pipe 1 with a coating of 3, 4, layer 5 was applied to a depth of 45 mm from the end of pipe 1 by spraying using an electrometallizer. Pipes thus prepared with a protective coating were arranged coaxially, joined and welded together. Moreover, the additional layer 5 was also partially (to a depth of 7 mm from the end of the pipe) melted. The heat of welding of the metal pipe 1 was melted in the weld zone and the coating 3, 4 of self-fluxing materials. During welding, the molten metal of pipe 1 was partially extruded into the pipe and formed on its inner surface a weld reinforcing roller coated with a melt of a protective coating 3, 4. A continuous protective coating was formed on the inner surface of the welded pipes. The compound was cooled in vivo. (56) Copyright certificate of the USSR N 1239445, cl. F 16 L 58/00, 1989.

Авторское свидетельство СССР N 1560873, кл. F 16 L 13/02, 1988. USSR author's certificate N 1560873, cl. F 16 L 13/02, 1988.

Claims

METHOD FOR CONNECTING PIPES WITH INTERNAL PROTECTIVE COATING, in which the joined ends of the pipes are joined and welded, characterized in that before joining the connected ends of the pipes over the protective coating, an additional porous layer is applied, which forms the casing closing the protective coating, using a material as an additional layer weldability compatible with pipe material.