PL70123Y1

PL70123Y1 - Flanged connection of a pipeline, preferably of the PE polyethylene pressurized pipeline

Info

Publication number: PL70123Y1
Application number: PL126074U
Authority: PL
Inventors: Kazimierz Zieliński
Original assignee: Zielinski
Priority date: 2017-02-23
Filing date: 2017-02-23
Publication date: 2018-07-31
Also published as: PL126074U1

Abstract

Przedmiotem wzoru użytkowego jest przyłącze kołnierzowe rurociągu, zwłaszcza ciśnieniowego gazowego rurociągu polietylenowego PE, szczególnie do zastosowań w rurociągach przesyłowych gazów niebezpiecznych, palnych i tworzących mieszaniny wybuchowe z powietrzem. Przyłącze kołnierzowe rurociągu posiada stalowy kołnierz, połączony spawem z rurowym odcinkiem stalowym, do którego zamocowana jest rura przesyłowa z tworzywa sztucznego naprężona od wewnątrz tuleją, z obwodowymi występami na zewnętrznej powierzchni tulei metalowej, dociskającą zewnętrzną powierzchnię rury przesyłowej do powierzchni obwodowych karbów i występów na wewnętrznej powierzchni rurowego odcinka. Przyłącze charakteryzuje się tym, że w część końcową (10) rury przesyłowej (1) naprężonej od wewnątrz końcowym odcinkiem tulei (3) wtłoczone ma obwodowe występy (21) w postaci zastrzałów z mniejszą ścianką (22), skierowaną w kierunku płaszczyzny roboczej (2a) kołnierza (2), umieszczone na wewnętrznej powierzchni (7) otworu kołnierza (2), przy czym odległość (a) krawędzi części końcowej (10) rury przesyłowej (1) od płaszczyzny roboczej (2a) kołnierza (2) ma mniejszą niż odległość (b) tej krawędzi części końcowej (10) od płaszczyzny oporowej (2b). Zastrzały mają mniejszą ściankę (22) prostopadłą do osi (O) rury przesyłowej (1). Ścianka rury przesyłowej (1) jest przegrodą pomiędzy przestrzenią przesyłową a spoiną połączenia kołnierza (2) płaskiego z rurowym odcinkiem (4).The subject of the utility model is a flange connection of a pipeline, especially a pressure polyethylene PE gas pipeline, especially for use in pipelines for transporting hazardous, flammable and explosive gases with air. The flange connection of the pipeline has a steel flange, welded to a steel pipe section, to which a plastic transmission pipe is attached, tensioned from the inside with a sleeve, with circumferential protrusions on the outer surface of the metal sleeve, pressing the outer surface of the transmission pipe against the peripheral surfaces of the notches and protrusions on the inner the surface of the tubular section. The connection is characterized by the fact that the end part (10) of the transmission pipe (1), which is taut from the inside with the end section of the sleeve (3), has circumferential projections (21) in the form of struts with a smaller wall (22) directed towards the working plane (2a) ) of the flange (2), placed on the inner surface (7) of the flange (2) bore, the distance (a) of the edge of the end part (10) of the transmission pipe (1) from the working plane (2a) of the flange (2) being less than the distance (b) the edge of the end portion (10) away from the counter plane (2b). The struts have a smaller wall (22) perpendicular to the axis (O) of the transfer tube (1). The wall of the transmission pipe (1) is a partition between the transmission space and the weld joint of the flat flange (2) with the tubular section (4).

Description

Opis wzoruPattern description

Przedmiotem wzoru użytkowego jest przyłącze kołnierzowe rurociągu, zwłaszcza ciśnieniowego gazowego rurociągu polietylenowego PE, szczególnie do zastosowań w rurociągach przesyłowych gazów niebezpiecznych, palnych i tworzących mieszaniny wybuchowe z powietrzem.The subject of the utility model is a flange connection of a pipeline, especially a pressure polyethylene PE gas pipeline, especially for use in pipelines for transporting hazardous, flammable and explosive gases with air.

Spoiny łączące odcinki rur stalowych lub połączenia stalowego kołnierza z odcinkiem stalowej rury stosowane w rurociągach przesyłowych gazów wybuchowych muszą spełniać wysokie normy jakościowe, w tym pełnego przetopu sąsiadujących materiałów. Wykonywane są badania radiograficzne każdej spoiny, które znacząco wpływają na koszt produktu końcowego. Właściwie wykonana spoina uniemożliwia dyfuzję gazów z wnętrza rury przesyłowej do otoczenia, gdzie z powietrzem mogą stworzyć mieszaninę wybuchową.Welds connecting sections of steel pipes or joints of a steel flange with a section of steel pipes used in explosive gas transmission pipelines must meet high quality standards, including full penetration of adjacent materials. Radiographic examinations of each weld are performed, which significantly affect the cost of the final product. A properly made weld prevents the diffusion of gases from the inside of the transfer pipe to the environment, where they can create an explosive mixture with air.

Istnieją obowiązujące w branży gazowniczej standardy wykonywania przyłączy (np. „Połączenia PE/stal dla gazu ziemnego wraz ze stalowymi elementami do włączeń oraz elementami do przyłączeń", Standard Techniczny ST-IGG-1101:2011, Izba Gospodarcza Gazownictwa, Warszawa 2011; „ Warunki techniczne projektowania, budowy, nadzoru i odbioru gazociągów wykonanych z polietylenu”, Karpacka Spółka Gazownictwa, Tarnów 2007), które stawiają wymogi zarówno dla używanych materiałów jak i samego wykonania. Według ST-IGG stalowe elementy rurowe należy wykonywać z rur przewodowych dla mediów palnych według normy PN-EN ISO 3183 lub dla średnic mniejszych niż 33,7 mm z rur dla zastosowań ciśnieniowych według grupy norm PN-EN 10216. Dopuszcza się stosowanie rur oraz elementów kształtowych stalowych o minimalnej normatywnej granicy plastyczności 245 N/mm2, jednak zaleca się stosowanie rur o minimalnej normatywnej granicy plastyczności 290 N/mm2. Dla rur i kształtek stalowych przeznaczonych do spawania maksymalny równoważnik węgla CEVmax powinien być zgodny z wymaganiami określonymi w Polskich Normach dla rur przewodowych dla mediów palnych i nie powinien być większy niż: - 0,45 dla gatunków stali z minimalną granicą plastyczności nie większą niż 360 N/mm2, - 0,48 dla gatunków stali z minimalną granicą plastyczności równą lub większą niż 360 N/mm2.There are standards in force in the gas industry for the execution of connections (e.g. "PE / steel connections for natural gas with steel connection elements and connection elements", Technical Standard ST-IGG-1101: 2011, Gas Industry Chamber, Warsaw 2011; technical design, construction, supervision and acceptance of gas pipelines made of polyethylene ", Karpacka Spółka Gazownictwa, Tarnów 2007), which set requirements for both the materials used and the workmanship itself. According to ST-IGG, steel pipelines should be made of line pipes for flammable media according to PN-EN ISO 3183 standard or for diameters smaller than 33.7 mm from pipes for pressure purposes according to the PN-EN 10216 group of standards. It is allowed to use steel pipes and shaped elements with a minimum normative yield strength of 245 N / mm2, however, it is recommended to use pipes with a minimum standard yield strength of 290 N / mm2 For steel pipes and fittings intended for welding, max CEVmax carbon equivalent should be in accordance with the requirements set out in the Polish Standards for line pipes for flammable media and should not exceed: - 0.45 for steel grades with a minimum yield strength not greater than 360 N / mm2, - 0.48 for steel grades with a minimum yield strength equal to or greater than 360 N / mm2.

Wszystkie materiały stalowe, podstawowe i dodatkowe do spawania, użyte do spawania połączeń PE/stal oraz elementów do włączeń i przyłączeń muszą posiadać świadectwo odbioru według PN-EN 10204.All steel materials, basic and additional for welding, used for welding PE / steel joints and elements for inclusions and connections must have an acceptance certificate according to PN-EN 10204.

Elementy polietylenowe połączeń PE/stal powinny być wykonane z polietylenu PE 100 lub PE 100-RC w szeregach wymiarowych SDR 11, SDR 17 lub SDR 17,6. Dopuszcza się stosowanie polietylenu PE 80. Rury polietylenowe powinny być zgodne z normą PN-EN 1555-2, a rury z polietylenu PE 100-RC do montażu bez podsypki i obsypki powinny spełniać dodatkowe wymagania dotyczące ich stosowania w alternatywnych technikach budowy gazociągów.Polyethylene elements of PE / steel connections should be made of PE 100 or PE 100-RC polyethylene in dimensional series SDR 11, SDR 17 or SDR 17.6. Polyethylene PE 80 may be used. Polyethylene pipes should comply with the PN-EN 1555-2 standard, and PE 100-RC polyethylene pipes for installation without ballast and backfilling should meet additional requirements for their use in alternative gas pipeline construction techniques.

Zalecane jest w standardzie ST-IGG uzyskanie połączenia mechanicznego elementu stalowego z elementem polietylenowym, poprzez zainkludowanie części stalowej w część polietylenową. Dodatkowo, na zewnętrznej powierzchni jednego z końców elementu stalowego mogą być nacięte rowki. Dopuszcza się zastosowanie elementów pośrednich zwiększających wytrzymałość mechaniczną połączenia. W połączeniach PE/stal z tuleją zewnętrzną dopuszcza się zastosowanie jako dodatkowe uszczelnienie pierścieni uszczelniających umieszczonych pomiędzy zewnętrzną powierzchnią rury stalowej, a wewnętrzną powierzchnią rury polietylenowej. W połączeniach PE/stal z tuleją wewnętrzną połączenie mechaniczne rury stalowej z rurą polietylenową uzyskuje się poprzez zastosowanie tulei, której zadaniem jest zaciśnięcie rury PE. Tuleja wewnętrzna może występować w dwóch odmianach: jako gładka lub rozkielichowana i może być wykonana ze stali lub stopów metali kolorowych. Dodatkowo, na zewnętrznej powierzchni tulei wewnętrznej mogą być nacięte rowki.It is recommended in the ST-IGG standard to obtain a mechanical connection of the steel element with the polyethylene element, by incorporating the steel part into the polyethylene part. Additionally, grooves may be cut on the outer surface of one end of the steel member. It is allowed to use intermediate elements increasing the mechanical strength of the connection. In PE / steel connections with an outer sleeve, it is allowed to use sealing rings placed between the outer surface of the steel pipe and the inner surface of the polyethylene pipe as an additional seal. In PE / steel joints with an internal sleeve, the mechanical connection of a steel pipe with a polyethylene pipe is achieved by using a sleeve, which clamps the PE pipe. The inner sleeve can be of two types: smooth or unfolded and can be made of steel or non-ferrous metal alloys. Additionally, grooves may be cut on the outer surface of the inner sleeve.

Znane są z oferty handlowej przyłącza kołnierzowe dla polietylenowych PE rurociągów gazowniczych, wykonane zgodnie z powyższymi standardami, w których rozwiązano problem połączenia przewodowych rur stalowych, określanych szeregiem średnic w calach, z rurami polietylenowymi wymiarowanymi metrycznie (w mm).Do wewnętrznej średnicy rury przepływowej polietylenowej PE dopasowuje się średnicę odcinka I rury stalowej obróbką mechaniczną lub zwalcowywaniem, na końcu którego wykonuje się obwodowe karby i występy. Odcinek I rury stalowej wtłacza się do rury polietylenowej PE i dodatkowo połączenie z zewnątrz zawalcowuje się opaską z tulei metalowej. Do tak uzyskanego połączenia PE/stal, dobiera się odcinek II rury stalowej z kołnierzem stalowym. Odcinek I rury stalowej (zaopatrzonej w odcinek rury PE) spawa się z odcinkiem II rury stalowej (zaopatrzonej w kołnierz) i wszystkie spoiny poddaje się nieniszczącym badaniom radiograficznym. Z belgijskiego opisu nr BE899666 i angielskiego analogu opisu nr GB2019760B znane jest połączenie dwóch odcinków rur, w którym metalowa wewnętrzna tuleja roztłoczona jest wewnątrz niemetalowej rury, której zewnętrzna powierzchnia wtłoczona jest w pierścieniowe trapezowe wybrania na wewnętrznej powierzchni metalowego zewnętrznego odcinka grubościennej rury lub tulei. Z opisu PL 207409 znane są połączenia rur stalowych z rurami PE, jako tak zwane złącza PE-stal służące do łączenia rurociągów PE z zespołami stalowymi, w szczególności stalowymi zaworami, w których co najmniej jeden odcinek rury stalowej na odcinku połączeniowym posiada występy i/lub wybrania trójkątne, które wtłaczane są w powierzchnię rury PE, przy czym na zewnątrz odcinka połączeniowego zawalcowana jest tuleja dociskowa. Korzystnie kształt występów i/lub wybrań ma postać trójkątnych zastrzałów i/lub ich wysokość i/lub gęstość jest zależna od odległości od krawędzi odcinka połączeniowego. Ze zwiększaniem się odległości od krawędzi odcinka połączeniowego zmniejsza się wysokość występów i/lub wybrań. Opcjonalnie ze zwiększaniem się odległości od krawędzi odcinka połączeniowego zwiększa się gęstość występów i/lub wybrań. Pośrednia rura niemetalowa na długości odcinka połączeniowego posiada korzystnie stałą średnią grubość. Na przeciwległym do odcinka połączeniowego końcu co najmniej jednego odcinka rury stalowej umiejscowiony jest gwint wewnętrzny i/lub zewnętrzny i/lub krawędź jest przygotowana pod spaw i/lub zamocowany jest kołnierz.Flanged connections for polyethylene PE gas pipelines, made in accordance with the above standards, are known from the commercial offer, where the problem of connecting line steel pipes, determined with a series of diameters in inches, with metrically dimensioned polyethylene pipes (in mm) was solved. PE is adjusted to the diameter of the section I of the steel pipe by machining or rolling, at the end of which circumferential notches and protrusions are made. The section I of the steel pipe is pressed into the PE polyethylene pipe and, additionally, the connection from the outside is rolled with a band made of a metal sleeve. For the PE / steel connection thus obtained, the section II of a steel pipe with a steel flange is selected. The section I of the steel pipe (provided with the PE pipe section) is welded to the section II of the steel pipe (provided with the flange) and all the welds are subjected to non-destructive radiographic examination. From the Belgian description No. BE899666 and the English analogue of the description No. GB2019760B, a connection of two pipe sections is known, in which a metal inner sleeve is expanded inside a non-metal pipe, the outer surface of which is pressed into annular trapezoidal recesses on the inner surface of the outer metal section of a thick-walled pipe or sleeve. From description PL 207409 there are known connections of steel pipes with PE pipes as so-called PE-steel joints for connecting PE pipelines with steel units, in particular steel valves, in which at least one section of the steel pipe has projections and / or triangular recesses which are pressed into the surface of the PE pipe, with a pressure sleeve rolled on the outside of the connecting section. Preferably, the shape of the projections and / or recesses is in the form of triangular struts and / or their height and / or density depends on the distance from the edge of the connecting section. As the distance from the edge of the connecting section increases, the height of the projections and / or rebates decreases. Optionally, the density of the protrusions and / or rebates increases as the distance from the edge of the connecting section increases. The intermediate non-metallic pipe preferably has a constant average thickness over the length of the connecting section. At the end of at least one section of the steel pipe opposite to the connecting section, an internal and / or external thread is provided and / or an edge is prepared for a weld and / or a flange is attached.

Celem opracowania nowej konstrukcji wzoru użytkowego jest wyeliminowanie spoin łączących elementy rurociągów przesyłowych gazu i badań ich jakości, przez które gaz z wnętrza przestrzeni przesyłowej mógłby dyfundować na zewnątrz i stwarzać zagrożenie wybuchem.The purpose of developing a new utility model design is to eliminate welds connecting elements of gas transmission pipelines and to test their quality, through which gas from the inside of the transmission space could diffuse outwards and create an explosion hazard.

Istota wzoru użytkowego przyłącza polega na tym, że w część końcową rury przesyłowej naprężonej od wewnątrz końcowym odcinkiem tulei wtłoczone ma obwodowe występy, w postaci zastrzałów z mniejszą ścianką skierowaną w kierunku płaszczyzny roboczej kołnierza, umieszczone na wewnętrznej powierzchni otworu kołnierza, przy czym odległość krawędzi części końcowej rury przesyłowej od płaszczyzny roboczej kołnierza ma mniejszą niż odległość tej krawędzi części końcowej od płaszczyzny oporowej. Zastrzały mają mniejszą ściankę prostopadłą w kierunku osi rury przesyłowej. Ścianka rury przesyłowej jest przegrodą pomiędzy przestrzenią przesyłową a spoiną połączenia kołnierza płaskiego z rurowym odcinkiem.The essence of the utility model of the connection consists in the fact that the end part of the transmission pipe, taut from the inside with the end section of the sleeve, has circumferential projections in the form of struts with a smaller wall directed towards the working plane of the flange, placed on the inner surface of the flange opening, the distance of the part edge an end transfer tube from the working plane of the flange is less than the distance of this edge of the end portion from the abutment plane. The struts have a smaller wall perpendicular to the axis of the transmission tube. The wall of the transfer pipe is a barrier between the transfer space and the weld joint of the flat flange with the tubular section.

Przyłącze przedstawione zostało na rysunku, który ukazuje półwidok - półprzekrój połączeń elementów stalowych i polietylenowej rury przesyłowej.The connection is shown in the drawing, which shows a half-view - half-section of the connections of steel elements and a polyethylene transmission pipe.

Przyłącze według rozwiązania, posiada stalowy kołnierz 2 połączony spawem z rurowym odcinkiem 4 stalowym. Tuleja 3 ma obwodowe występy na zewnętrznej powierzchni w celu unieruchomienia względem rury przesyłowej 1. Tuleja 3 dociska zewnętrzną powierzchnię rury przesyłowej 1 do powierzchni obwodowych występów 21 i wciska w karby 21a na wewnętrznej powierzchni rurowego odcinka 4. W część końcową 10 rura przesyłowa 1, naprężona od wewnątrz końcowym odcinkiem tulei 3, wtłoczone ma obwodowe występy 21 w postaci zastrzałów, z mniejszą ścianką 22 skierowaną w kierunku płaszczyzny roboczej 2a kołnierza 2, umieszczone na wewnętrznej powierzchni 7 otworu kołnierza 2. Odległość a krawędzi części końcowej 10 rury przesyłowej 1 od płaszczyzny roboczej 2a kołnierza 2 ma mniejszą niż odległość b tej krawędzi części końcowej 10 od płaszczyzny oporowej 2b. Zastrzały mają mniejszą ściankę 22 jako prostopadłą do osi O rury przesyłowej 1. Ścianka rury przesyłowej 1 jest przegrodą pomiędzy przestrzenią przesyłową a spoiną połączenia kołnierza 2 płaskiego z rurowym odcinkiem 4.Connection according to the solution has a steel flange 2 welded to the tubular section 4 of the steel. The sleeve 3 has circumferential projections on the outer surface for immobilization with respect to the transmission pipe 1. The sleeve 3 presses the outer surface of the transmission pipe 1 against the circumferential surfaces of the projections 21 and presses into the notches 21a on the inner surface of the tubular section 4. In the end part 10 the transmission pipe 1, under tension from the inside, with the end section of the sleeve 3, pressed in, has circumferential projections 21 in the form of struts, with a smaller wall 22 directed towards the working plane 2a of the flange 2, placed on the inner surface 7 of the flange opening 2. The distance a from the edge of the end part 10 of the transmission pipe 1 from the working plane 2a of the flange 2 is smaller than the distance b of this edge of the end portion 10 from the counter plane 2b. The struts have a smaller wall 22 as perpendicular to the axis O of the transmission tube 1. The wall of the transmission tube 1 is a partition between the transmission space and the joint of the flat flange 2 and the tubular section 4.

Zrealizowano przedstawione powyżej rozwiązanie, w zgodzie z obowiązującymi standardami materiałowymi. Kołnierz 2 stalowy płaski zespawano obwodową spoiną z rurowym odcinkiem 4 stalowym. Wykonano spoinę doczołową i pachwinową. Kołnierz 2 i rurowy odcinek 4 na wewnętrznej powierzchni zaopatrzono w występy 21 w postaci zastrzałów, z mniejszą ścianką 22 skierowaną w kierunku płaszczyzny roboczej 2a kołnierza 2. Do ich wnętrza wtłoczono rurę przesyłową 1, tak że odległość a krawędzi części końcowej 10 rury przesyłowej 1 od płaszczyzny roboczej 2a kołnierza 2 była mniejsza niż odległość b tej krawędzi części końcowej 10 od płaszczyzny oporowej 2b. Część końcową 10 rury przesyłowej 1 wtłoczono na odległość a = 2 mm od płaszczyzny roboczej 2a kołnierza 2. Do jej wnętrza wtłoczono od strony płaszczyzny roboczej 2a tuleję 3 stalową z występami 30 na zewnętrznej powierzchni, tak że krawędź końcowego odcinka tulei 3 pokryła się z krawędzią części końcowej 10 rury przesyłowej 1 i tuleję 3 od środka roztłoczono.The solution presented above was implemented in accordance with the applicable material standards. A flat steel flange 2 was welded with a circumferential weld to a tubular steel section 4. A butt and fillet weld was made. The flange 2 and the tubular section 4 on the inner surface are provided with projections 21 in the form of struts, with the smaller wall 22 facing the working plane 2a of the flange 2. A transmission pipe 1 is pressed inside them, so that the distance a of the edge of the end part 10 of the transmission pipe 1 from the working plane 2a of the flange 2 was smaller than the distance b of this edge of the end portion 10 from the abutment plane 2b. The end part 10 of the transmission pipe 1 was pressed to a distance a = 2 mm from the working plane 2a of the flange 2. A steel sleeve 3 with projections 30 on the outer surface was pressed into it from the side of the working plane 2a, so that the edge of the end section of the sleeve 3 was flush with the edge the end portion 10 of the transfer pipe 1 and the sleeve 3 from the inside were expanded.

Stosując rozwiązanie według wzoru użytkowego uzyskuje się szczelne połączenie odcinków przesyłowych rur polietylenowych zaopatrzonych w kołnierze, w szczególności w ciśnieniowych rurociągach gazowniczych, przy czym przestrzeń przesyłowa wewnątrz rury przesyłowej izolowana jest od kołnierzy.By applying the solution according to the utility model, a tight connection of the transmission sections of polyethylene pipes provided with flanges is achieved, in particular in gas pressure pipelines, the transmission space inside the transmission pipe being insulated from the flanges.

Claims

Protective reservations

1. The flange connection of the pipeline, especially the pressure polyethylene PE gas pipeline, has a steel flange welded to a tubular steel section, to which a plastic transmission pipe is attached, tensioned from the inside with a sleeve, with circumferential protrusions on the outer surface of the metal sleeve, pressing the outer surface of the pipe to the peripheral surface of the notches and projections on the inner surface of the tubular section, characterized in that the end part (10) of the transmission pipe (1), which is taut from the inside by the end section of the sleeve (3), has circumferential projections (21) in the form of struts with a smaller wall (22) facing the working plane (2a) of the flange (2), placed on the inner surface (7) of the bore of the flange (2), the distance (a) of the edge of the end part (10) of the transmission pipe (1) from the working plane ( 2a) of the flange (2) is smaller than the distance (b) of this edge of the end portion (10) from the abutment plane (2b).

2. Connection according to claim The method of claim 1, characterized in that the claims have a smaller wall (22) perpendicular to the axis (O) of the transfer tube 1.

3. Connection according to claim The method of claim 1, characterized in that the wall of the transmission pipe (1) is a partition between the transmission space and the joint of the connection between the flat flange (2) and the tubular section (4).