Трубопроводные системы и технологии

Изолирующие монолитные муфты

(электроизолирующие соединения,

электроизолирующие вставки).

Особенности и преимущества конструкции

Конструкция изолирующих монолитных муфт (вставок электроизолирующих) производства Акционерного общества «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 Акционерного общества «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»).  

Дробеструйная обработка перед нанесением покрытия Дробеструйная обработка перед нанесением покрытия

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 Акционерного общества «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 электрическую прочность (подтверждение отсутствия пробоя ИММ при переменном напряжении 5 000 В с частотой 50 Гц в течение 1 минуты);
  • проверка электрического сопротивления (электрическое сопротивление изолирующей монолитной муфты постоянному току напряжением 1000 В должно составлять не менее 20,0 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 Акционерного общества «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 H2S.

Квалификационные испытания

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

Испытания на совместное действие внутреннего давления и крутящего момента Испытания на совместное действие внутреннего давления и крутящего момента Испытания на совместное действие внутреннего давления и изгибающего момента Испытания на совместное действие внутреннего давления и изгибающего момента
Автоматическая сварка под флюсом Автоматическая сварка под флюсом

Сварка

Сварочное оборудование, материалы и  технологии сварки, применяемые при изготовлении электроизолирующих соединений Акционерным обществом «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.

В случаях, предусмотренных контрактами на поставку, осуществляется независимый контроль и участие в приемо-сдаточных испытаниях инспекторов 3-ей стороны по согласованным Планам контроля Качества и Регламентам взаимодействия. Подобные инспекции проводятся такими организациями, как ООО «Газпром газнадзор», Российский морской регистр сухододства , ООО «Бизнес-Тренд» и др.

Проверка диэлектрической сплошности наружного антикоррозионного покрытия электроискровым дефектоскопом Проверка диэлектрической сплошности наружного антикоррозионного
покрытия электроискровым дефектоскопом Проверка толщины наружного антикоррозионного покрытия Проверка толщины наружного антикоррозионного покрытия

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.