Трубопроводные системы и технологии

Изолирующие монолитные муфты

(электроизолирующие соединения,

электроизолирующие вставки).

Особенности и преимущества конструкции

Конструкция изолирующих монолитных муфт (вставок электроизолирующих) производства ЗАО «Трубопроводные системы и технологии»  обеспечивает требуемую функциональность и надежность электроизолирующего соединения в течение всего срока эксплуатации.

Диэлектрические свойства

Главным функциональным назначением изолирующих монолитных муфт (вставок электроизолирующих) является обеспечение электрического разъединения участков трубопроводов.

Перетекание тока может возникнуть из-за разности потенциалов между участками трубопровода, разделенных электроизолирующим соединением, и может осуществляться через:

  • транспортируемый продукт 
  • окружающую внешнюю среду (грунт)
  • электроизолирующие материалы, применяемые в конструкции электроизолирующего соединения.

Предотвращение электрического контакта соседних участков трубопровода через транспортируемый продукт

Если транспортируемый продукт обладает электропроводностью, то с целью исключения электрического контакта соседних участков трубопровода, электрически разделенных электроизолирующим соединением, на внутреннюю поверхность электроизолирующей вставки наносится внутреннее покрытие с высокими диэлектрическими свойствами. 

Примечание: При транспортировке продуктов с высокой электропроводностью длина зоны с диэлектрическим покрытием определяется расчетом.

Предотвращение электрического контакта соседних участков трубопровода через окружающую среду

Для предотвращения утечек потенциала от одного участка к другому через окружающую среду (грунт) применяется наружное противокоррозионное покрытие, отвечающее требованиям, предъявляемым к линейной части самого трубопровода. Выбор типа наружного противокоррозионного покрытия электроизолирующих вставок  производства ЗАО «Трубопроводные системы и технологии» обусловлен диэлектрическими свойствами покрытия. Технология  нанесения наружного покрытия на вставки подземного исполнения по ТУ 1469-015-93719333-2014 подвергается строгому техническому контролю, в том числе аттестацией 3-ей стороны (Аттестована ООО «Газпром ВНИИГАЗ» с утверждением в постоянно действующей трубной комиссии ПАО «Газпром»).  

Предотвращение электрического контакта внутри электроизолирующего соединения

Независимо от условий эксплуатации участка трубопровода (циклические нагрузки, внутреннее давление, изгиб, кручение и т.д.), электроизолирующие вставки (соединения) производства ЗАО «Трубопроводные системы и технологии» обеспечивают требуемые диэлектрические свойства в течение всего срока эксплуатации. Это достигается путем применения конструктивных решений, материалов и технологий изготовления, отвечающих жестким требованиям стандартов отрасли, а также контролем качества технологических операций на каждом этапе изготовления и проведением приемо-сдаточных испытаний всех выпускаемых изолирующих монолитных муфт (электроизолирующих вставок).

Диэлектрические показатели изолирующих монолитных муфт (электроизолирующих вставок) подтверждаются следующими испытаниями:

  • на диэлектрическую прочность (злектрическая прочность при переменном токе 5000 В с частотой 50 Гц должна сохраняться в течение не менее 1 минуты);
  • проверка электрического сопротивления (электрическое сопротивление изолирующей монолитной муфты постоянному току напряжением 1000 В должно составлять не менее 5,0 МОм)

Для предотвращения выхода из строя электроизолирующих компонентов вследствие импульсных перенапряжений, вызванных внешними источниками, электроизолирующие соединения должны эксплуатироваться с установленными на них искровыми разделительными разрядниками.

ПРЕИМУЩЕСТВА

Проектирование

Конструкция изолирующей монолитной муфты (электроизолирующей вставки) обладает способностью выдерживать высокие механические нагрузки.

Электроизолирующие соединения разработки и производства ЗАО «Трубопроводные системы и технологии» способны воспринимать не только высокое внутреннее давление (в стандартном исполнении до 40 МПа) и его колебания, но и изгибающие и крутящие моменты, а также их комбинации, возникающие на участке трубопровода в процессе его эксплуатации.

Необходимые прочностные характеристики закладываются на этапе конструирования и подтверждаются расчетными обоснованиями, основанными как на инженерной методике (ASME BPVC.VIII.I и ГОСТ 34233.4-2017), так и на конечно-элементной модели электроизолирующего соединения, учитывающей контактное взаимодействие элементов внутри вставки.

 

Изолирующие монолитные муфты (электроизолирующие вставки) выдерживают следующие испытания без нарушения прочности, герметичности и диэлектрических характеристик:
  • Воздействие пробным внутренним гидравлическим давлением (1,5 Pраб)
  • Воздействие внутренним пневматическим давлением 0,6 МПа (6 кгс/см2)
  • Циклическое воздействие (n=40 циклов) внутренним давлением от 1,0 МПа до 85% от Pисп.
  • Совместное действие внутреннего гидравлического давления и изгибающего момента (совместное действие внутреннего давления Pраб и изгибающего момента, при котором суммарные продольные напряжения в патрубках составят не менее 75% от предела текучести материала)
  • Совместное действие внутреннего гидравлического давления и крутящего момента (совместное действие внутреннего давления Pраб и крутящего момента, при котором в патрубках возникают напряжения не менее 5% от предела текучести материала)
  • Циклическое воздействие (n=105 x T циклов) внутренним давлением от 1,0 МПа до Pраб, где T – расчетный срок службы в годах.
  • Давление разрушения не менее 2,2 Рраб.
  • Осевая нагрузка, эквивалентная 75 % предела текучести материала трубопровода.
Применение двух торцевых кольцевых диэлектрических колец (на рисунке выделены красным цветом) обеспечивает прочность соединения при воздействии как сжимающих, так растягивающих нагрузок, возникающих в трубопроводе в процессе эксплуатации.
U-образная система двойного уплотнения U-образная система двойного уплотнения

Запатентованная U-образная система двойного уплотнения обладает уникальными герметизирующими и диэлектрическими свойствами и имеет ряд конструктивных и технологических преимуществ по сравнению с системами уплотнения, использующими кольца круглого сечения:

  • отсутствие эффекта взрывной декомпрессии 
  • возможность применения в условиях высокого давления (до 100 МПа)
  • возможность применения при повышенных механических нагрузках (растяжение, сжатие, изгиб, кручение)
  • возможность изготовления муфт больших диаметров (до 3300 мм)

Используемые в качестве уплотнений резино-технические изделия обладают уникальными характеристиками, позволяющими не ограничивать диапазон применения изолирующих соединений:

  • температуры эксплуатации и хранения от -60 до +120 оС;
  • стойкость к взрывной декомпрессии;
  • стойкость к H2

Квалификационные испытания

При квалификационных и периодических испытаниях с участием независимых экспертов (СДС ИНТЕРГАЗСЕРТ, СДС ГАЗСЕРТ, Российского морского регистра сухододства) проверяются заявленные характеристики изолирующих соединений

Автоматическая сварка под флюсом Автоматическая сварка под флюсом

Сварка

Сварочное оборудование, материалы и  технологии сварки, применяемые при изготовлении электроизолирующих соединений ЗАО «Трубопроводные системы и технологии» аттестованы СРО Ассоциация «НАКС» и ООО «Газпром ВНИИГАЗ».

Испытания внутренним гидравлическим давлением на прочность Испытания внутренним гидравлическим давлением на прочность

Контроль качества

На этапе серийного производства 100% электроизолирующих соединений подвергаются приемо-сдаточным испытаниям, включающим в себя: 

  • Неразрушающий контроль сварных соединений
  • Испытание внутренним гидравлическим давлением на прочность
  • Циклические испытания внутренним гидравлическим давлением (по дополнительному требованию Заказчика)
  • Испытание внутренним пневматическим давлением на герметичность 
  • Испытание на электрическую прочность 
  • Проверка электрического сопротивления
  • Проверка толщины антикоррозионного покрытия
  • Проверка диэлектрической сплошности антикоррозионного покрытия
  • Проверка габаритных размеров и массы
  • Визуальный контроль

Монтаж и эксплуатация

Монолитная изолирующая муфта (электроизолирующая вставка) поставляется готовой к монтажу и дальнейшей эксплуатации. 

В процессе эксплуатации участок трубопровода с изолирующей монолитной муфтой выдерживает те же режимы нагрузки на прочность и герметичность,  что и основной трубопровод и не требуют специального технического обслуживания и ремонта, отличающегося от обслуживания основного трубопровода, в течение всего срока службы.

В процессе эксплуатации допускается:

  • обновление/замена защитного покрытия, при соблюдении установленных производителем покрытия технологии нанесения и применяемых материалов;
  • замена выработавшего свой ресурс разделительного искрового разрядника и батареи питания модуля контроля искроразрядника.