Необходимость установки изолирующих соединений (ИС) для газопровода.
Высокую опасность для оборудования, персонала и самого газопровода представляют собой блуждающие токи . Основная проблема в том, что участок газопровода, подверженный воздействию блуждающих токов, заранее вычислить невозможно или крайне сложно. Такие воздействия создают предпосылки для возникновения разрушительных процессов и нарушают работу контрольно-измерительных приборов.
Разделить участки между собой и исключить появление электрохимической коррозии позволяет изолирующее соединение (ИС) для газопровода. Оно обеспечивает разрывы гальванического соединения секций газопровода и устраняет возможность инициирования коррозийных процессов. ИС отсекают от общей ветки заземленные участки, контактирующие со смежным оборудованием или конструкционными элементами. ИС газопровода увеличивает сопротивление между секциями до значений, исключающих дальнейшее распространение токов по длине газопровода. Допускается использовать только узлы, изготовленные на специализированных предприятиях и имеющие соответствующие сертификаты. Каждое изделие должно иметь паспорт. Использование изолирующего соединения является обязательным пунктом технического регламента.
Изолирующее соединение (ИС, ИФС, ИССГ, ИСМ) — изделие,предназначенное для диэлектрического разделения (секционирования) газопровода на смежные участки с целью исключения (ограничения) перетекания электрического тока между ними.
ИС являются дополнительным к пассивной и активной защите средством защиты подземных газопроводов от электрохимической коррозии и рекомендуется для:
Электрического разделения подземных газопроводов на отдельные участки, что повышает эффективность их электрохимической защиты;
Электрической отсечки участков подземных газопроводов от плохо изолированных либо заземленных участков;
Предотвращения образования и действия макрогальванических коррозионных пар, возникающих на участках контактов газопроводов и сооружений из различных металлов;
Исключения натекания защитного тока на участки газопроводов, где электрохимическая защита невозможна из соображений безопасности;
Увеличения продольного сопротивления подземных газопроводов, вдоль которых вероятно распространение блуждающих токов;
Экономии энергозатрат.
Использование ИС позволяет:
Снизить в 1,5 — 2 раза плотность тока электрохимической защиты;
Увеличить зону действия защитной установки с одновременным уменьшением ее мощности.
ИС целесообразно устанавливать:
На вновь строящихся газопроводах в случае необходимости их катодной поляризации согласно нормам;
На действующих газопроводах, если катодная защита их работает неэффективно или они подлежат капитальному ремонту.
ИС не должна оказывать вредного влияния на смежные подземные сооружения или на «отсекаемые» участки газопровода:
Уменьшать или увеличивать по абсолютной величине минимальные и максимальные значения защитных потенциалов на соседних металлических сооружениях, имеющих катодную поляризацию;
Вызывать электрохимическую коррозию на соседних подземных металлических сооружениях, ранее не требовавших защиты.
Установка ИС необходима в зоне действия ЭХЗ:
Входе и выходе газопровода из земли;
Входе и выходе подземного газопровода из ГРП (ШРП);
Вводе газопроводов в здание, где возможен контакт газопровода с землей через заземленные металлические конструкции, инженерные коммуникации здания и нулевые проводники электропроводки здания; вводе газопровода на промышленное предприятие;
Вводе газопровода на объект, являющийся источником блуждающих токов.
ИС устанавливается также для секционирования газопроводов и электрической изоляции отдельных участков газопровода от остального газопровода. Если сопротивление растеканию контура заземления ГРП или подземных резервуаров СУГ составляет более пяти (5) Ом, ИС на газопроводах допускается не устанавливать. При переходе подземного газопровода в надземный допускается вместо установки ИС применять электрическую изоляцию газопроводов от опор и конструкций изолирующими прокладками.
ИС запрещается устанавливать на участках газопроводов, проложенных под дверными проемами и балконами. При прокладке вводов газопроводов по наружным стенам кирпичных зданий ИС устанавливаются на ответвлениях к отдельным потребителям (стояках подъездов жилых зданий). При прокладке подводящих газопроводов по наружным стенам железобетонных зданий или при прокладке газопроводов по опорам, мостам или эстакадам ИС устанавливаются на входах и выходах газопровода из земли.
Установка ИС должна предусматриваться на надземных участках газопроводов (на вводах в промышленные и коммунальные предприятия, здания, а также на опорах, мостах и эстакадах). ИС допускается устанавливать на подземных вводах в специальных колодцах. Колодец должен иметь надежную гидроизоляцию и быть сухим.
ИС при размещении в колодцах должно быть зашунтировано постоянной разъемной электроперемычкой. Контактные соединения перемычки следует предусматривать вне колодца. В качестве токоотвода могут быть использованы магниевые и (или) цинковые протекторы, которые, кроме того, осуществляют защиту газопровода в анодных зонах у изолирующих соединений и предохраняют их от пробоя в случае попадания на трубопровод высокого напряжения.
Установка ИС
ИС устанавливаются на участках, указанных в проектах электрозащиты. Главные требования к монтажу заключаются в следующем:
Сечение труб должно быть в пределах 20-1400 мм.
Избыточное давление жидкости или газа внутри системы - до 7 МПа. В случае, когда назначение трубопровода имеет не промышленный, а бытовой характер, применяются фланцевые соединения изолирующие и малогабаритные, которые выдерживают рабочее давление до 1,6 МПа.
Температурный режим внутренней среды - -60 до +180 °C.
Влажность - до 100% при условии среднего показателя температуры в 25 °C.
Электрическое сопротивление - от 5 мОм.
ИС после установки до включения электрозащиты проверяют на отсутствие короткого замыкания между металлическими концами труб по обе стороны ИС, а электроизолирующие фланцы проверяют дополнительно между стяжными болтами и металлическим фланцами.
ИС должны быть защищены от воздействия внешней среды (фартуки, короба и пр.).
Эксплуатация ИС
Эксплуатация, в т.ч. периодическое техническое обследование ИС, осуществляется специализированными конторами «Подземметаллзащита» или службами (группами) защиты, лабораториями и отделами предприятий газового хозяйства, имеющих в своем составе необходимый штат обученных и допущенных к данным видам работ специалистов. ИС на газопроводах, принадлежащих предприятиям и организациям, должны обслуживаться силами и средствами этих предприятий (ведомств) или специализированными организациями по договорам на проведение работ.
При эксплуатации ИС необходимо систематически, не реже одного раза в год:
Проверять исправность (эффективность) действия ИС;
Измерять и при необходимости регулировать ток в шунтирующих перемычках;
Определять сопротивление растеканию токоотводов.
Виды изолирующих соединений
ИС бывают фланцевые (ИФС ) и бесфланцевые (ИС-приварные , ИССГ- сгоны , ИСМ-муфты). Большей популярностью пользуются фланцевые модели, устройство которых включает изоляционные прокладки (кольца, втулки), патрубки, фланцы, шпильки, гайки и шайбы. Бесфланцевые имеют резьбу для соединения с ответными деталями либо элементы для возможности приваривания ИС к трубопроводу. ИС второго типа также имеют ряд преимуществ, по которым не утрачивают своей актуальности: стойкость к деформации, стабильность диэлектрического фона до 30 лет, низкая цена.По способу установки различают ИС неразъемного и разъемного типа.
Соединения предназначены для работы в диапазоне от остаточного давления (вакуума) 0.001 МПа до избыточного давления сред не выше 25.0 МПа, минимальной температуре рабочей среды не ниже – 60 ºС и максимальной температуре рабочей среды не выше + 260 ºС.
Область применения ИФС – трубопроводы в химической, нефтехимической, нефтяной, нефтеперерабатывающей, газовой и других смежных отраслей промышленности, транспортирующие газообразные, парообразные и жидкие среды.
По устойчивости к воздействию климатических факторов внешней среды устройства должны соответствовать исполнениям УХЛ, категории размещения 1 по ГОСТ 15150.
Соединения должны быть рассчитаны на установку в географических районах сейсмичностью до 8 баллов включительно по принятой в РФ 12-ти бальной шкале согласно СНиП II-7.
Соединения должны относиться к изделиям конкретного назначения (ИКН), вида 1, восстанавливаемым, по ГОСТ 27.003.
Конструкция и изготовление ИФС
В состав изолирующего фланцевого соединения входят два или три фланца, между которыми внедрены уплотнители-изоляторы. Между собой фланцы соединены при помощи шпилек и болтов. От фланцев шпильки отделены втулками из фторопласта PTFE или, как вариант, термоусадочными трубками из того же материала. Гайки и шайбы изолируют от фланцев стеклотекстолитом по ГОСТ 12652-74. Для возможности подключения к системе приборов электроизмерения в соединениях имеются винтовые соединения. Через него можно присоединить даже искрозарядник.
Конструкция ИФС с двумя фланцами
- 1 - фланец;
- 2 - изолирующая прокладка (PTFE);
- 3 - труба;
- 4 - гайка;
- 5 - шпилька;
- 6 - металлическая шайба;
- 7 - изолирующая шайба (стеклотекстолит);
- 8 – изолирующая втулка (PTFE). Конструкция ИФС с промежуточным фланцем
- 1, 2 - фланцы;
- 3 - труба,
- 4 – изолирующие прокладки (PTFE);
- 5 - шпилька;
- 6 - гайка;
- 7 - металлическая шайба,
- 8 - изолирующая шайба (стеклотекстолит);
- 9 - изолирующая втулка (PTFE).
ИФС соответствует климатическому исполнению УХЛ при категории размещения 1 по ГОСТ 15150.
ИФС должны соответствовать требованиям ГОСТ 25660, ГОСТ 12.2.003, ГОСТ 12.2.049, требованиям настоящих технических условий и комплекту конструкторской документации, утвержденной в установленном порядке, а также требованиям нормативно-технической документации Ростехнадзора.
Изолирующие фланцевые соединения могут вести свои функции из любого положения. Их параметры для присоединения соответствуют требованиям, установленным ГОСТ 12815, 12820 и 12821. Соединения соблюдают параллельность с уплотнительной поверхностью, отклоняясь от нее всего на 0,2 миллиметра на каждые 100 миллиметров длины. Конструкция ИФС позволяет избежать случайного ослабления крепления как сборочных единиц, так и узлов. На деталях вы не найдете острых кромок или заусенцев. Возможны лишь небольшие вмятины, шламовые включения или другие небольшие дефекты на поверхностях, которые еще не обработаны. Однако через точки соединения не допускается пропуск рабочей среды. Все используемые давления как пробные, так рабочие соответствуют требованиям ГОСТ 356.
Фланцевые соединения способны выдержать вибрации в 2 мм/с, создаваемые внешними источниками вблизи места установки. Не боятся детали и воздействия внешней среды.
Если в чертежах не указаны еще более жесткие требования, то предельные отклонения размеров должны рассчитываться по следующим формулам:
Для механических поверхностей , поддающихся обработке: отверстия H14, валы H14 (табличка )
Для поверхностей без механической обработки , а также в стыках между обработанной и необработанной рассчитывается, основываясь на таблице ниже.
Масса фланцевого соединения имеют минимальную погрешность. От цифры, указанной в чертежах по габаритам, итоговое значение отличается на 10% в большую или меньшую сторону. Резьбовые соединения выполнены в соответствие с ГОСТ 24705, ГОСТ 9150, ГОСТ 16093. Что касается класса точности резьбы, то по ГОСТ 16093 он будет не ниже грубого. Другая же резьба будет исключительно полной и чистой. Здесь вы не найдете заусенцев, срезанных гребешков и неприятных вмятин. Изготовлены фланцы с соблюдением требований ГОСТ 12820, ГОСТ 12821, ГОСТ 12815.
Собраны изолирующие фланцевые соединения так хорошо, что концы болтов и шпилек выходят наружу всего на один шаг резьбы, а то и меньше. Во фланцах находятся еще и отверстия под болты и шпильки. Расположены они симметрично на обеих фланцах. На деталях, которым потребуется механическая обработка, заранее удалены все заусенцы, а острые кромки, радиусом в 0,2-0,4 мм, притуплены, если нет иных дополнительных указаний.
На стояках, вводах и выводах ГРП, ГРПШ устанавливают изолирующие соединения (ИС) для защиты от блуждающих токов и токов защитных установок. ИС необходимо устанавливать также перед ГРУ — на вводе в газифицируемое здание.
В настоящее время устаревший, но наиболее распространенной конструкцией ИС является изолирующее фланцевое соединение (ИФС). В ИФС (рис. 1.25), кроме двух основных фланцев 2 и 7 , приваренных к концам газопровода, имеется третий специальный фланец 1 толщиной 16-20 мм (в зависимости от диаметра газопровода). Для электрической изоляции фланцев друг от друга между ними установлены прокладки 4 из паронита ПМБ толщиной 4 мм, которые для предохранения влагонасыщения покрыты электроизолирующим бакелитовым лаком. Электроизолирующие прокладки могут изготавливаться также из винипласта или фторопласта.
Рис. 1.25. Изолирующее фланцевое соединение: 1, 2, 7 — фланцы; 3, 4 — прокладки; 5 — втулка; 6 — шайба; 8 — винт; 9 — шпилька; 10 — гайка
Стягивающие шпильки 9 заключены в разрезные втулки 5 из фторопласта. Между шайбой 6 и фланцами 2 , 7 также предусмотрены изолирующие прокладки 3 из паронита, покрытого бакелитовым лаком. По периметру промежуточного фланца 1 имеются резьбовые гнезда, в которые ввернуты винты 8 , используемые для проверки электросопротивления между каждым основным фланцем и промежуточным. ИФС изготавливают на Ду от 20 мм.
Установка ИФС со стальной задвижкой показана на рис. 1.26
Рис. 1.26. Установка ИФС с задвижкой
Собранное ИФС подлежит испытанию на прочность и герметичность, а также на наличие разрыва в электрической сети до и после его установки на газопроводе. ИФС, как правило, монтируют на надземных вертикальных участках вводов и выводов ГРП, ГРПШ. Для контроля исправности и ремонта ИФС их необходимо устанавливать после запорной арматуры по ходу газа на высоте не более 2,2 м. Под воздействием окружающей среды ИФС постепенно теряют диэлектрические свойства, поэтому при монтаже их закрывают фартуками, коробами и т. д.
Сегодня промышленность выпускает большое количество неразъемных изолирующих соединений различных конструкций, некоторые из которых представлены в этом справочнике. Поскольку неразъемные изолирующие соединения не нужно обслуживать, а их сроки службы являются значительными (как правило, более 20 лет), то по этим показателям они в значительной степени превосходят изолирующие фланцевые соединения. Изолирующие соединения малых диаметров, в том числе и совмещенные с запорным устройством, все чаще и чаще применяются для секционирования внутридомовых газопроводов. Их применение, кроме предотвращения сквозной коррозии газопроводов при прохождении межэтажных перекрытий, служит надежной защитой от бытовых поражений электрическим током.
ИЗОЛИРУЮЩИЕ ФЛАНЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Завод деталей трубопроводов "РЕКОМ" производит изолирующие фланцевые соединения по ТУ 3799-005-31049454-2009. ИФС производства завода "РЕКОМ" гарантированно обеспечивают электрическую изоляцию одного участка трубопровода от другого с целью противодействия электрохимической коррозии.
НАЗНАЧЕНИЕ ИЗОЛИРУЮЩИХ ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ (ИФС)
Применяются для обеспечения защитного электрического потенциала установок электрохимической защиты (катодная ЭХЗ) газораспределительных станций (пунктов) ГРС (ГРП). Обеспечивают прерывание протекания электрического тока по трубопроводам (электропроводимость), также для защиты различных подземных коммуникаций от электрокоррозии. Размещается на открытом воздухе на трубопроводах на вводе и выходе из зданий ГРС(ГРП), жилых зданий в различных климатических зонах.
Конструкция ИФС состоит из двух фланцев, изолирующей прокладкой между ними, изолирующих втулок, которые устанавливаются в крепежные отверстия, а также шпилек, гаек, изолирующих шайб.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИФС
| Максимально допустимое давление (не более, МПа) | 10,0 |
|
Условный проход, Ду |
20...1200 |
|
Рабочая среда |
Пресная и перегретая вода, насыщенный и перегретый пар, воздух,инертные газы, природный газ и СУГ, тяжелые и легкие нефтепродукты, масла |
| Температура рабочей среды, не более °С | +350°С |
|
Материальное исполнение |
Сталь 20, 09Г2С, 12Х18Н10Т, ВТ 0,1 |
| Климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 |
У1 (-40°С...+40°С) ХЛ1 (-60°С...+40°С) |
| Водопоглощение изолирующих материалов | не более 0,01% |
| Диэлектричность изолирующей прокладки в сухом состоянии, Ом |
0,2*106 |
| Диэлектричность изолирующей прокладки во влажном состоянии, Ом |
10*103 |
КЛАССИФИКАЦИЯ ИФС ПРОИЗВОДСТВА ООО "ЗДТ "РЕКОМ"
| Параметры |
Классификация ИФС |
||
| Тип ИФС | Тип 1-1 | Тип 2-3 | Тип 7-7 |
| Условное давление, МПа | до 2,5 | до 6,3 | до 10,0 |
| Рабочая температура,°С | не более 300°С | ||
| Климатическое исполнение |
У/ХЛ |
||
| Сопротивление изоляции, КОм |
200 |
||
| Исполнение фланцев по ГОСТ 12815-80 | 1-1 | 2-3 | 7-7 |
1. Фланцы по ГОСТ 12821 (исп. 1-1);
2. Прокладка изолирующая;
3. Втулки изолирующие;
4. Шайба изолирующая;
7. Гайки для фланцевых соединений ГОСТ 9064;
2. ИФС 2-3 до 6,3 МПа (63кгс/см2)
1. Фланцы по ГОСТ 12821 (исп. 2-3);
2. Прокладка изолирующая;
3. Втулки изолирующие;
4. Шайба изолирующая;
5. Шайбы для фланцевых соединений ГОСТ 9065;
6. Шпильки для фланцевых соединений ГОСТ 9066;
3. ИФС 7-7 до Ру 10,0 МПа
1. Фланцы по ГОСТ 12821 (исп. 7-7);
2. Прокладка изолирующая;
3. Втулки изолирующие;
4. Шайба изолирующая;
5. Шайбы для фланцевых соединений ГОСТ 9065;
6. Шпильки для фланцевых соединений ГОСТ 9066;
7. Гайки для фланцевых соединений ГОСТ 9064.
Для того, чтобы правильно оформить заказ на производство ИФС в ООО «ЗДТ «РЕКОМ», необходимо в заявке указать:
1. Наименование изделия – ИФС;
2. Условный проход Dу, мм.;
3. Условное давление Ру,МПа (кгс/см 2);
4. Марка материала – ст. 20, ст. 09Г2С, ст. 12Х18Н10Т, ст. 15Х5М, ВТ 1-0 и др.
Дополнительно:
1. Рабочая температура, ºС;
2. Рабочая среда.
ИФС 50-63 2-3 Ст.20
ИФС 50-16 1-1 Ст.20
ИФС 50-160 7-7 Ст.20
В случае заинтересованности в закупке ИФС, Вы можете заполнить техническое задание и направить его в ООО "ЗДТ "РЕКОМ".
Последствия воздействия электрохимической коррозии на трубопроводы
Обеспечение электрохимической защиты предусматривается официальными документами:
ВСН-009-88 – Ведомственные строительные нормы «Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Средства и установки электрохимзащиты.».
ГОСТ Р 51164-98 – Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии и др.
С целью обеспечения электрохимической защиты на трубопроводах используются изолирующие соединения.
