Применение электроизолирующих вставок в российской нефтегазовой отрасли

Неразъемные электроизолирующие вставки для защиты трубопроводов от коррозии

Москва, 17 янв - ИА Neftegaz.RU. Для защиты от коррозии трубопроводных сетей применяются различные конструкции электроизолирующих вставок, начиная с изолирующих фланцевых соединений (ИФС) и заканчивая различными конструкциями неразъемных электроизолирующих соединений. Ежегодно на трубопроводных сетях происходит несколько тысяч отказов по электроизолирующим вставкам, применяемым в нефтегазодобывающей промышленности и в системе газораспределения, что зачастую обусловлено неверным выбором типа электроизолирующей вставки. Практика показала, что для защиты от коррозии наземных, подземных и подводных трубопроводов оптимально использовать неразъемные электроизолирующие вставки.

На сегодняшний день в российской нефтегазовой отрасли применяется широкий спектр электроизолирующих вставок. К их числу, в частности, относятся:

1) электроизолирующие вставки типа ИС и ЭС, где два стальных патрубка соединены стальной муфтой резьбовым соединением через диэлектрический материал, пропитанный смолой, а между торцами патрубков размещено кольцо из диэлектрического материала. Герметичность и прочность вставок обеспечиваются склеиванием контактирующих поверхностей стальных патрубков и стальной муфты, причем в зазоре между резьбовым соединением патрубков и муфты находится пропитанный смолой диэлектрический материал. В этих конструкциях вставок отсутствует элементарное уплотнение из резинотехнических изделий. В процессе монтажа и эксплуатации в диэлектрическом материале появляются трещины, что приводит к потере герметичности электроизолирующей вставки. Появление трещин в диэлектрическом материале может быть вызвано разными причинами, такими как изгиб, кручение, температурное воздействие транспортируемой или окружающей среды, старение диэлектрического материала, смолы и т. д. Во вставке ГИС стальные патрубки соединены муфтой из полиамида. Простота изготовления вставок таких конструкций обусловливает не только их низкую цену, но и невысокую надежность при монтаже и эксплуатации;

2) электроизолирующие вставки типа ЭВ, ВЭИ, ТИС и ТИС-ГХ изготовлены путем получения неразъемного муфтового соединения намоткой на стальные патрубки стеклопластиковых волокон, пропитанных смолой, которые рассчитаны только на клеевое стеклопластиковое муфтовое соединение. Эти электроизолирующие вставки плохо выдерживают изгибающие, осевые нагрузки и кручение. Хрупкое клеевое соединение является главной причиной отказов на этих типах электроизолирующих вставок. В конструкции некоторых из них, например во вставках типа ТИС и ТИС-ГХ, отсутствует элементарное резиновое уплотнение, что также является одной из основных причин частых отказов.
Очевидно, что и эти электроизолирующие вставки имеют низкую эксплуатационную надежность, что явилось причиной массового выхода их из строя в процессе эксплуатации. В особенности это наблюдалось на нефтегазопромысловых трубопроводах;

3) электроизолирующие вставки СИ, SHD и ИММ в конструктивном отношении одинаковы и состоят из трех точеных деталей, к которым приварены стальные патрубки, соответствующие по наружному диаметру и толщине стенки защищаемому от коррозии трубопроводу. Различие состоит в конструкции силовых элементов, выдерживающих большие осевые, радиальные и изгибающие нагрузки, а также уплотнительных элементов, от которых зависит их эксплуатационная надежность. Основной недостаток конструкции вставок СИ, SHD и ИММ состоит в необходимости точить три детали, к которым надо приварить по два патрубка и соединить между собой также сваркой, т. е. появляются три свареных соединения, а это уже отрицательно сказывается на качестве и стоимости электроизолирующей вставки.
Общим недостатком электроизолирующих вставок СИ, SHD и ИМ является в первую очередь слож- ность их изготовления, так как надо открывать производства по металлообработке и сварке. Технологический процесс изготовления вставок СИ, SHD и ИММ очень трудо-, энерго- и материалоемок, что сильно влияет на стоимость выпускаемой продукции. По стоимости такие вставки не могут конкурировать с вставками ЭВ, ВЭИ, ТИС, ТИС-ГХ, ИС, ЭС и ГИС, однако по надежности их превосходят, хотя при больших осевых нагрузках из-за высокого давления транспортируемой среды или перепада
температур герметичность вставок типов СИ, SHD и ИММ может быть нарушена;

4) в конструкцию электроизолирующей вставки НЭМС (рис.) входят два патрубка с раструбами на концах, между их торцами установлен диэлектрик. Изнутри раструбы патрубков соединены металлическим вкладышем, изолированным от патрубков диэлектрическим материалом.
Снаружи патрубки соединены муфтой, между муфтой и патрубками установлены уплотнительные кольца и диэлектрический материал с клеевым слоем. Муфта с концами патрубков соединена неразъемным соединением по технологии холодной обработки металла давлением: уплотнительные кольца сжимаются в радиальном направлении между патрубками и муфтой с большим усилием. Одновременно образуется замковое соединение между концами муфты и раструбами патрубков. Кроме того, контактирующие поверхности патрубков и муфты склеивают.
Высокая прочность электроизолирующей вставки НЭМС обеспечивается тем, что концы патрубков зажаты между муфтой и вкладышем с одновременным образованием замкового соединения между раструбами патрубков и муфтой и склеиванием контактирующих поверхностей муфты и патрубков. Герметичность вставки обеспечивается уплотнениями, изготовленными из материала, предназначенного для эксплуатации при температуре до 250 ºС. Уплотнения в соединении не контактируют с транспортируемой и окружающей средой, так как находятся в замкнутом пространстве и сжаты в радиальном направлении. Герметичность вставки сохраняется при любом давлении транспортируемой среды, вплоть до разрушения. На вставках других рассматриваемых конструкций уплотнения сжаты в осевом направлении, что является причиной потери герметичности вставок при воздействии больших осевых и изгибающих нагрузок. Патрубки и муфты изготавливают из труб различных марок стали, что позволяет эксплуатировать НЭМС в разных климатических условиях. Внутренняя и наружная поверхности НЭМС могут быть защищены с помощью покрытия, выбор которого производится в зависимости от условий эксплуатации и требований заказчика.
Возможна дополнительная комплектация НЭМС искроразрядником и контрольно-измерительными приборами.
Вставка НЭМС сертифицирована на соответствие техническим требованиям Таможенного союза (сертификат соответствия ГОСТ Р № РОСС RU.ИМ43.Н01138, серия №0314479; сертификат соответствия ТР ТС 032/2013 № ТС RU С-RU.МЮ62.В.05148, серия RU №0447836; декларация о соответствии ТР ТС 032/2013 № ТС RU Д-RU.АЯ54.В.07547). Неразъемное электроизолирующее муфтовое соединение НЭМС включено в Реестр ПАО «Газпром» и относится по классификации ПАО «Газпром» к группе А, т. е. не имеет ограничений по применению.




Электроизолирующая вставка НЭМС в разрезе:

1 – патрубки из стальной трубы; 2 – муфта из стальной трубы; 3 – вкладыш из стальной трубы;
4 – уплотнения; 5 – диэлектрический материал; 6 – стеклолента, пропитанная смолой; 7 – внутреннее покрытие
из диэлектрического материала; 8 – наружное покрытие из диэлектрического материала; 9 – маркировка

Основные производители неразъемных электроизолирующих вставок

Название вставки и технические условия	Изготовитель	DN, мм; рабочее давление, МПа
Изолирующее соединение ИС, ТУ 4859-002-03260747–97	ООО «Экономия при газификации»	≤700; ≤7,0
Электроизолирующее соединение ЭС, ТУ 4859-001-91021752–2011	ООО «СЭС»	15–200; ≤1,6
Газопроводное изолирующее соединение (ГИС), ТУ 4859-001-91021752–2011	ООО «Конструкт»	До 50; ≤1,6
Трубопроводное изолирующее соединение (для газового хозяйства) ТИС (ТИС-ГХ), ТУ 3799-002-49652808–2000	ООО «Завод нефтегазового оборудования «ТЕХНОВЕК»	300; ≤4,0 150; ≤21,0
Электроизолирующая вставка ЭВ, ТУ 2296- 250-24046478–95	ООО «Кама-ком»	50–1400; ≤20,0
Вставка электроизолирующая ВЭИ: 1. ТУ 1469-027-05015070–01 2. ТУ 1469-031-05015070–2007	ЗАО «Газкомпозит»	50–300 и 300–1400; ≤10,0
Неразъемное электроизолирующее муфтовое соединение НЭМС, ТУ 3667-013-05608841–2005	ООО «ИПЦ»	15–500; ≤40,0
Соединение изолирующее (СИ) (разработка фирмы MANIBS Spezialarmaturen (Германия): 1. ТУ 4859-001-29.13–07 2. ТУ 4859-004-35506687–2000	1. ЗАО «МАЛЕН» 2. ООО «Вектор»	20–300; от ≤1,6 до ≤10,0
Электроизолирующая вставка Schuck тип SHD, ТУ 1469-001-54892207–2007	Franz Schuck GmbH (Германия)	20–1400; от ≤1,6 до ≤32,0
Вставка электроизолирующая B, F, NB, NG, ТУ 10722003	Nuovagiungas s.r.l. (Италия)	До 3000; ≤100,0
Изолирующая монолитная муфта ИММ, ТУ 3647-006-93719333–2009 (разработчик – Nuovagiungas s.r.l., Италия)	ЗАО «Трубопроводные системы и технологии»	До 1400; ≤100,0

ВЫВОДЫ:

1) электроизолирующая вставка НЭМС, разработанная и выпускаемая ООО «Инженерно-производственный центр», имеет уникальную конструкцию. При изготовлении вставки НЭМС используется технология холодной обработки металла давлением, причем применяется нестандартное оборудование собственного производства. Все разработки защищены патентами Российской Федерации;

2) отечественная разработка – вставка НЭМС – не уступает по надежности лучшим аналогам зарубежных фирм, таким как Nuovagiungas s.r.l. (Италия) и Franz Schuck GmbH (Германия), но по стоимости дешевле их в 10–15 раз;

3) вставка НЭМС в 3–5 раз дешевле аналогичных вставок, выпускаемых российскими предприятиями по лицензиям зарубежных фирм;

4) вставка НЭМС превосходит по надежности лучшие отечественные аналоги ИС, ГИС, ЭС, ЭВ, ВЭИ, ТИС, ТИС-ГХ, а по стоимости находится с ними на одном уровне;

5) в безаварийной эксплуатации находятся более 100 тыс. шт. вставок НЭМС, которые установлены на газопроводах, нефтепроводах, продуктопроводах, высоконапорных водоводах и т. д.