Тема ізолюючих фланцевих з'єднань актуальна на сьогоднішній день для багатьох підприємств.
Ізолююче фланцеве з'єднання є одним з елементів трубопровідної системи і призначене для захисту від впливу електрохімічної корозії.
Так як велика кількість трубопроводів прокладаються під землею, то проблема електрохімічного впливу на трубопровід стоїть гостро для тих, хто експлуатує ці системи.
Електрохімічна корозія трубопроводів є наслідком впливу електричних струмів землі, або, як їх ще називають, блукаючих струмів. Електричні струми проникають в труби, які мають дефекти ізоляції. Проникаючи в трубопровід, електричний струм утворює катодний зону на місці проникнення, яка не є небезпечною для системи, але на місці виходу струму утворюється небезпечна анодная зона, яка призводить до руйнування металу в результаті дії струму. Наслідками такого впливу можуть з'явитися: руйнування металу, утворення тріщин, що в свою чергу веде до витоку газу, води, нафти і т. П. Такі зміни в системі можуть призвести до аварійних ситуацій.
Забезпечення електрохімічного захисту передбачається офіційними документами, а саме: Відомчими будівельними нормами «Будівництво магістральних і промислових трубопроводів. Засоби і установки електрохімзахисту »(ВСН - 009-88), ГОСТ Р 51164-98« Трубопроводи сталеві ма¬гістральние. Загальні вимоги до захисту від корозії »і ін.
З метою забезпечення електрохімічного захисту на трубопроводах використовуються ізолюючі з'єднання.
Изолирующее з'єднання (ІС). Класифікація ІС
Формально ізолюючі з'єднання можна класифікувати наступним чином (рис. 1):
В даний час найбільш поширеною конструкцією ІС є изолирующее рознімне фланцеве з'єднання.
Ізолююче фланцеве з'єднання
Ізолююче фланцеве з'єднання являє собою конструкцію, що складається з фланців, ізолюючих кілець (прокладок) між ними, ізолюючих втулок, які встановлюються в кріпильні отвори, а також шпильок, гайок, шайб.
Призначення і умови застосування
ІФП використовується в якості одного із засобів захисту від електрохімічної корозії підводних і підземних (наземних) трубопроводів.
Ізолююче фланцеве з'єднання встановлюється в наступних випадках:
• на трубопроводах поблизу об'єктів, які можуть бути джерелами блукаючих струмів (трамвайні депо, силові підстанції, ремонтні бази і т. П.);
• на трубопроводах-відводах від основної магістралі;
• для електричного роз'єднання ізольованого трубопроводу від неізольованих заземлених споруд (газоперекачувальні, нафтоперекачечні, водонасосні станції, промислові комунікації, трубопроводи, артсвердловини, резервуари та ін.);
• при з'єднанні трубопроводів, виготовлених з різних металів;
• для електричного роз'єднання трубопроводів від вибухонебезпечних підземних споруд підприємств;
• на виході трубопроводу з території постачальника і вході на територію споживача;
• на вводі теплової мережі до об'єктів, які можуть бути джерелами блукаючих струмів;
• на надземних вертикальних ділянках вводів і висновків ГРП (газорозподільних пункти) і ГРС (газорозподільні станції);
• для електричного від'єднання трубопроводів від підземних споруд підприємств, на яких захист не передбачається або заборонена через вибухонебезпечності.
ІФП по ГОСТ 25660-83
ІФП по ГОСТ 25660-83 в зборі використовують для електрохімічного захисту від корозії підводних, підземних і наземних трубопроводів на тиск 10,0 МПа (100 кгс / см2) і температуру середовища не вище 80 0С.
Технічні вимоги до фланців викладені в ГОСТ 12816-80 «Фланці арматури, сполучних частин і трубопроводів на Ру від 0,1 до 20,0 МПа».
Кільце для цього з'єднання може бути виконано з текстоліту (по ГОСТ 5-78), з фторопласту (по ГОСТ 10007-80) або з пароніту (ГОСТ 481-80). Обумовлено це тим, що ці види матеріалів досить вологостійкі і не дозволяють негативно впливати зовнішньому середовищі на елементи з'єднання.
За ГОСТ 25660-83 матеріали прокладки і втулок повинні мати наступні властивості:
• руйнівне навантаження - не менше 260 МПа;
• електричний опір - не менше 10кОм;
• водопоглинання - не більше 0,01%.
Також для забезпечення електрохімічної ізоляції необхідно покривати поверхні фланців, які стикаються з прокладкою, спеціальним електрозахисних матеріалом, політетрафторетіленом або композицією на основі фторопласта марки Ф 30 ЛН-Е. Товщина покриття 0,2 (± 0,05) мм. Покриття повинне бути равнотолщінним і глянсовим, а також не повинно мати відшарувань або здуття, пористості, тріщин і сколів.
ІФП, що складаються з трьох фланців
Дані ІФП набули великого поширення в газовій промисловості.
У їх конструкції (рис. 3) крім двох основних фланців, приварених до кінців газопроводу, є третій фланець, товщина якого залежить від діаметра газопроводу та знаходиться в межах 16-20 мм. Для електричної ізоляції фланців один від одного між ними встановлюються паронітові прокладки. Прокладки покривають електроізоляційним бакелітовим лаком для того, щоб оберегти їх від вологонасичення Електроізолюючі прокладки також можуть бути виготовлені з вініпласту або фторопласта.
Стягують шпильки укладені в розрізні втулки із фторопласта, між шайбами і фланцями також передбачені ізолюючі прокладки з пароніту, покритого бакелітовим лаком. По периметру фланців є різьбові гнізда, в які вкручені гвинти, які використовуються для перевірки електроопору між кожним основним фланцем і проміжним.
Дані ІФП встановлюються на Ду від 20 мм. У конструкції переважно використовуються фланці по ГОСТ 12820-80.
Мінусом такого з'єднання можна вважати те, що він витримує тиск лише до 2,5 МПа.
ІФП, як правіпо, монтують на надземних вертикальних ділянках вводів і висновків ГРП і ГРС. Для контролю справності і ремонту ІФП їх необхідно встановлювати після запірної арматури по ходу газу на висоті не більше 2,2 м.
Для даних ІФС опір (в зборі) у вологому стані має бути не менше 1000 Ом.
збірка ІФП
Виготовлення та складання ІФС виробляють в заводських умовах.
При складанні ізолюючих фланцевих з'єднань необхідно дотримуватися чітку послідовність:
1) перед складанням поверхні ущільнювачів фланців покривають ізолюючим лаком або спеціальним напиленням (ІФП по ГОСТ 25660-83);
2) кріплення ІФП ізолюється від фланців втулками (ГОСТ 25660-83) або ізолюючими прокладками;
3) щоб уникнути перекосу фланці з'єднують шляхом послідовної затяжки діаметрально протилежних шпильок;
4) перед складанням і після неї торці ізолюючих прокладок і шайб, а також внутрішню поверхню труб і фланців покривають ізолюючим лаком, а фланці сушать при температурі до 200 ° С.
випробування ІФП
Крім того, що ІФП піддаються випробуванням, які передбачені документацією, розробленою виробником ІФП, для них існують загальні вимоги з випробувань, які викладені в «Правилах будови і безпечної експлуатації технологічних трубопроводів». Згідно з цим документом зібрані ІФП повинні пройти електричні і гідравлічні випробування.
Зібране изолирующее фланцеве з'єднання відчувають в сухому приміщенні мегомметром при напрузі 1000 В.
При електричних випробуваннях ізолюючі фланці, перевіряються як у вологому, так і в сухому стані спеціальним приладом - мегомметром. Ці випробування необхідно проводити в такій послідовності:
• між фланцями;
• між кожним фланцем і кожної шпилькою.
Для того, щоб провести так звані вологі випробування, необхідно облити ІФП водою і витримати його протягом однієї години.
Вимоги до опору ізоляції в сухому стані:
• між фланцями - не менше 0,2 МОм;
• між кожним фланцем і кожної шпилькою - не менше 1 МОм.
Вимоги до опору ізоляції у вологому стані:
• між фланцями - не менше 1000 Ом;
• між фланцем і шпилькою - не менше 5000 Ом.
Для гідравлічних випробувань на міцність і щільність з'єднання використовується метод опресування водою на спеціальному стенді. Опресовування проводиться гідравлічним ручним насосом.
На жаль, проведення гідравлічних випробувань призводить до подорожчання продукції в кілька разів, що, найчастіше, не влаштовує клієнта. В такому випадку допускається за погодженням із замовником не проводити ці випробування, так як вони все одно будуть проводитися на місці установки під час перевірки всієї системи.
На електричні та гідравлічні випробування необхідно складати акт.