автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.03, диссертация на тему:Эксплуатационные характеристики электроизолирующих соединений в системах протекторной защиты трубопроводов

На правах рукописи

ФАТХУЛЛИН АЛЬБЕРТ АТЛАСОВИЧ

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОИЗОЛИРУЮЩИХ СОЕДИНЕНИЙ В СИСТЕМАХ ПРОТЕКТОРНОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДОВ

Специальность 05.17.03 - «Технология электрохимических процессов

и зашита от коррозии»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ОЕЗ 2012

005008959

Казань - 2012

005008959

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Кайдриков Рустем Алиевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Угрюмов Олег Викторович

кандидат технических наук Айманов Рустем Данирович

Ведущая организация: Российский химико-технологический

университет им. Д.И. Менделеева, г. Москва

Защита "состоится 28 февраля 2012 года в 14ю часов на заседании диссертационного совета Д 212.080.10 при ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет» по адресу: 420015, г. Казань, ул. Карла Марса, 68 (зал заседания Ученого Совета, ауд. А - 330).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского национального исследовательского технологического университета.

Автореферат диссертации разослан января 2012 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.х.н., доцент

Ж.В. Межевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Защиту подземных трубопроводов от грунтовой коррозии осуществляют комплексным методом, включающим нанесение на наружную поверхность трубопровода антикоррозионного покрытия и электрохимическую защиту, которая должна обеспечивать в течение всего срока эксплуатации непрерывную по времени катодную поляризацию трубопровода на всем его протяжении.

Для повышения эффективности электрохимической защиты трубопроводы разделяют на области защиты, границы которых определяются установкой электроизолирующих соединений (ЭИС), электрически разъединяющих один участок трубопровода от другого, что позволяет значительно снижать потери защитного тока. Электроизолирующие соединения используются также для электрического разъединения трубопровода и обсадной колонны скважины, трубопровода и системы подземных сооружений на промышленных площадках.

Электроизолирующие соединения кроме выполнения основной функции, должны обеспечивать сохранение механической прочности и герметичности места соединения. Существенным недостатком большинства известных конструкций электроизолирующих соединений является внутренняя коррозия участков трубопровода, незащищенных электрохимической защитой. Для защиты трубопроводов от внутренней коррозии используют электроизолирующие соединения с внутренними протекторами.

Основными эксплуатационными характеристиками работы электроизолирующих соединений являются внутреннее сопротивление и ток утечки, величина которых зависит от параметров системы, в которую они включены. Однако вопросам разработки и оценки эксплуатационных характеристик ЭИС с учетом коррозионных проблем, а также экспериментальным и расчетным методам их определения уделяется мало внимания.

Представленная диссертационная работа выполнена в рамках заказ-наряда № 08.2957.08 ОАО «Татнефть» «Проведение исследований эффективности электроизолирующих соединений. Разработка ТУ и разработка руководства по эксплуатации ИФС», а также в рамках договора с ООО «Центр МПТ» № 07501/8/1546 «Выявление причин ускоренного выхода из строя ЭИС при эксплуатации».

Цель работы: анализ конструктивных особенностей и эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений, разработка методик лабораторных и стендовых испытаний, установление связи между конструктивными особенностями и эксплуатационными характеристиками электроизолирующих соединений и формулирование рекомендаций по совершенствованию конструкций электроизолирующих соединений.

Основные задачи исследования:

1. Аналитический обзор конструкций электроизолирующих соединений и методов определения их эксплуатационных характеристик.

2. Изучение и анализ опыта эксплуатации систем протекторной защиты с электроизолирующими соединениями.

3. Разработка лабораторной методики исследования эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений.

4. Выбор и обоснование характеристик эффективности работы электроизолирующих соединений в системах протекторной защиты.

5. Исследование в лабораторных условиях эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений.

6. Разработка, изготовление промыслового стенда и оценка эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений.

7. Формулирование рекомендаций по совершенствованию конструкций электроизолирующих соединений.

Научная новизна работы

Обоснована система количественных оценок эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений и предложены алгоритмы их определения.

Практическая значимость работы

Разработаны алгоритмы определения системы коэффициентов характеризующих работу ЭИС в лабораторных условиях и условиях промыслового стенда.

Сформулированы рекомендации по совершенствованию конструкций электроизолирующих соединений.

На защиту выносятся:

• результаты анализа конструктивных особенностей и эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений, на которых базируется разработка лабораторных и стендовых испытаний электроизолирующих соединений;

• результаты статистического анализа отказов ЭИС по причине внутренней коррозии в системах протекторной защиты в ОАО «Татнефть»;

• методика и результаты исследования эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений в лабораторных условиях;

• методика и результаты оценки эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений в условиях промыслового стенда;

• рекомендации по совершенствованию конструкций электроизолирующих соединений.

Достоверность результатов базируется на использовании современных электрохимических методов исследования и привлечения для трактовки результатов последних достижений в области теории коррозионных процессов.

Личный вклад автора. Автором лично получены, обработаны и систематизированы экспериментальные данные, приведенные в данной работе. Постановка задач исследования осуществлялась совместно с научным руководителем.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-практической конференции «Инновационные технологии в промышленности Уральского региона» (Екатеринбург, 2008г.), на молодежной научно-практической конференции ОАО «Татнефть», посвященной 50-летию НГДУ «Джалильнефть» (Джалиль, 2009 г.); на ежегодных научных конференциях Казанского национального исследовательского технологического университета (2009 - 2011 гг.), на семинаре главных специалистов ОАО «Татнефть» на тему: «Организация повышения эффективности защиты НПО от коррозии» (Альметьевск, 2010 г.), на международной конференции, посвященной 110-летию со дня рождения чл.-кор. АН СССР Г.В. Акимова (Москва, 2011 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 21 печатная работа, 18 из которых указаны в автореферате, в том числе 11 статей, из которых

5

6 в журналах, рекомендуемых ВАК для публикации материалов диссертации [4, 5, 14 - 17], 6 тезисов докладов, 2 патента, 1 учебное пособие, 1 монография.

Объем и структура диссертании. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, пяти глав экспериментально-теоретической части, выводов и списка литературы. Материал изложен на 137 страницах, включающих 97 рисунков, 22 таблицы, список литературы из 108 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении показана актуальность рассматриваемой проблемы, определены цели и задачи исследования, отражены научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе представлен обзор литературы, посвященный вопросам использования электроизолирующих соединений, схемам их установки, конструкциям, а также способам оценки их работоспособности и эффективности.

Представлены регламентированные схемы установки ЭИС, краткие теоретические сведения о конструкционных особенностях патентованных и стандартизованных ЭИС. Рассмотрены методики определения характеристик ЭИС.

Отмечено, что при установке ЭИС на трубопроводы, по которым транспортируются электропроводящие жидкости, внутренняя поверхность ЭИС подвергается коррозии (рис. 1, 2). Сделан вывод о том, что вопросам разработки и

Рис. 1. Примеры порывов в результате внутренней коррозии: а - трубопровода на границе с ИФС; б - самого ИФС 6

а б в

Рис. 2. Коррозионные разрушения с анодной стороны ЭИС: а-в околошовной зоне сварного соединения одновременно с двух сторон; б-с одной стороны; в-на шве

оценки эксплуатационных характеристик ЭИС с учетом коррозионных проблем, а также экспериментальным и расчетным методам их определения уделяется мало внимания.

Показана необходимость проведения работ, направленных на выбор и обоснование эксплуатационных характеристик ЭИС, а также работ по развитию экспериментальных и расчетных методов их определения.

Результаты анализа литературы позволили сформулировать цель исследования и обосновать его научную новизну и практическую значимость.

Во второй главе представлены результаты статистического анализа отказов ЭИС в ОАО «Татнефть» по причине внутренней коррозии, занимающей первое место среди причин выходов из строя всех типов ЭИС (рис. 3).

Анализ надежности и прогнозирование выхода из строя ЭИС проведен с использованием программного комплекса БТАШПСА.

Характеристики надежности ЭИС определены с использованием таблиц времен жизни, позволивших, в частности, оценить долю выходящих из строя ЭИС по причине внутренней коррозии на определенном интервале времени. Представлена функция выживания, характеризую-

7

Заводской брак

г9%

Разгерметизация 15% „

Разрыв

22%

Внутренняя коррозия 54%

Рис. 3. Причины выхода из строя электроизолирующих соединений

щая вероятность того, что ЭИС останется в рабочем состоянии в течение данного интервала.

Показано, что закономерность изменения функций надежности с течением времени сохраняется независимо от года ввода ЭИС в эксплуатацию. С помощью трехпараметрического распределения Вейбулла описаны времена отказов ЭИС, установленных в различные годы:

F(t) = 1 - ехр{-[(Х - 16,3)/637,7]2'23}; в = 16,3 (2001 г.) F(t) = 1 - ехр{-[{Х- 14,9)/1592,7]!'69}; 6 = 14,9 (2002 г.) F(t) = 1 - ехр{-[{Х- 16,8)/1161,1]1'83}; 6= 16,8 (2003 г.)

Для продолжительности эксплуатации ЭИС, равной ста месяцам, значение кумулятивной функции отказов для ЭИС, введенных в эксплуатацию в 2001 году составило 0,010; в 2002 году - 0,007; в 2003 году - 0,008 (рис. 4). Показано, что, несмотря на низкие значения кумулятивной функции отказов ЭИС, вследствие того, что в эксплуатации находятся десятки тысяч ЭИС, отказ ЭИС в результате внутренней коррозии, представляет серьезную проблему.

Hazard function for maximum Hazard function for maximum Hazard function for тайтит

likelihood parameter estimates likelihood parameterestimates likelihood parameterestimates

vert; Censoring: Veil (Conpteted, Censored) Varl; Censoring: Vai2 (Completed. Censored} Varl: Censoring: Var2 (Conpleted,Censored)

а б в

Рис. 4. Кумулятивная функция риска отказа ЭИС

Год ввода ЭИС в эксплуатацию: а - 2001; б - 2002; в - 2003

Третья глава посвящена моделированию коррозионно-электрохимических условий внутри электроизолирующих соединений с помощью разработанной лабораторной установки.

Лабораторная установка включает в себя кювету, представляющую собой продольную половину полиэтиленовой трубы с герметизированными торцами, в которую заливают образцы сточной воды (или модель пластовой воды) и устанавливают стальные электроды, изготовленные из элементов труб (рис. 5).

В комплект установки также входят: источник стабилизированного питания, сопротивления, электроды сравнения и приборы для измерения тока и потенциала. Воздействие внешней протекторной защиты трубопроводов на внутреннюю поверхность ЭИС имитируется электрическим режимом пропускания тока между анодной и катодной частями установки, а потенциалы, реализующиеся на этих внутренних элементах, измеряются с Рис■ Общий вид лабораторной установки помощью электродов сравнения. Исследования проводятся в режиме стабилизации напряжения. При этом рассматривается несколько «специализированных» моделей.

Установлено, что в рассматриваемых условиях существенное уменьшение тока утечки через ЭИС наблюдается до значений длины изолированной части 60 -г 70 см (рис. 6) и поэтому дальнейшее увеличение длины ЭИС нецелесообразно по конструктив-

13,0

ным соображениям.

Выявлено, что с 9>о течением времени ток 7,о утечки через ЭИС 5.° уменьшается в основ- 3'°

ном вследствие возрас- 1,0 ^ т ^ т що

тания поляризационно-

Рис. 6. Токи утечки (1}1п) при разной длине изолированной го сопротивления ка- , „„„ ,„„ „

части ЭИС (Ь), падение напряжения на ЭИС 300мВ

тодной части, что в

рассматриваемом случае приводит к снижению доли сопротивления электролита в суммарном сопротивлении ЭИС с 0,6 до 0,25 (табл. 1).

Таблица 1

Изменение во времени электрического сопротивления ЭИС (Яэис) и его составляющих

Продолжительность испытаний, ч Суммарное сопротивление Яше, Ом Омическое сопротивление Ом Поляризационное сопротивление Я„а„ Ом § С о; х а? § \ г*

1 113 68 45 1,4 0,6

3 200 132 0,51 0,34

6 238 170 0,4 0,28

10 263 195 0,34 0,25

Исследования не выявили влияния сварного шва на локализацию анодного растворения ЭИС, поскольку независимо от расстояния шва от границы анодной части (2,5 см; 7,5 см) различие в значениях потенциалов на поверхности шва и в его окрестностях не превышало ± 1 мВ.

Четвертая глава посвящена моделированию работы ЭИС в системах протекторной защиты.

Предложена схема электрических соединений (рис. 7), позволяющая моделировать распределение тока между защищаемым и незащшцаемым трубопроводами с изоляционными покрытиями, имеющими различное сопротивление изоляции.

Поскольку основной Рис. 7. Схема электрических соединений

задачей ЭИС является лабораторной установки: КщЛ, -сопротивления

участков заищишемого и незаиашмемого трубопроводов уменьшение рассеивания ■' ' _ " г

соответственно; К„р - сопротивление растеканию

защитного тока протекторов протекторов, К-кточ-замыкатель

защищаемого трубопровода по другим соединенным с ним подземным сооружениям, то в качестве основной характеристики ЭИС предложено использовать коэффициент эффективности электроизолирующих свойств. Этот коэффициент показывает долю тока защиты, которую удается сохранить в результате установки ЭИС:

К7фф = ((1зам - 1>т)/1шч) ■ Ю0%, (1)

где 1У„, = ¡об,,, - Imp ; Iзам = 10бщ' - Imp , Imp' и 10вщ - соответствует случаю замыкания ЭИС.

Качество изоляции незащищаемого трубопровода {Rmpi) существенно влияет на коэффициент эффективности ЭИС, что указывает на зависимость эффективности ЭИС от системы ЭХЗ, в которую оно включено (рис. 8). При этом снижение сопротивления защищаемого трубопровода Rmp\ повышает коэффициент эффективности ЭИС при постоянном значении сопротивлении незащищаемого трубопровода Rmp2.

Рис. 8. Влияние качества изоляции незащищаемого трубопровода на коэффициент эффект ивности

Пятая глава посвящена моделированию работы электроизолирующих соединений с внутренними протекторами.

Влияние внутренних протекторов на коррозионно-электрохимические условия внутри ЭИС изучено в лабораторных условиях. Исследованы три возможных варианта расположения протекторов внутри ЭИС: в анодной части, в катодной части, одновременно в обеих частях (рис. 9) и предложено оценивать влияние внутренних протекторов на сопротивление ЭИС с помощью коэффициента, представляющего собой отношение тока утечки через ЭИС без протекторов к току утечки через ЭИС с протекторами:

Кк = 1\/1и (2)

где 11 - ток утечки в отсутствии протектора; 1\ - ток утечки при наличии протектора.

а б в

Рис. 9. Варианты расположения внутренних протекторов:

а —в анодной части; б-в катодной части; в —в обеих частях одновременно

Показано, что наличие протектора в анодной части ЭИС исключает внутреннюю коррозию, поскольку ток стекает с протектора, и при этом протектор дополнительно обеспечивает высокую степень защиты металла в анодной части ЭИС. Недостатком этого варианта являются снижение сопротивления ЭИС и высокие расходные характеристики протектора (табл. 2).

Таблица 2

Результаты измерений токов и потенциалов, а также расчетные характеристики ЭИС с протектором (значение тока утечки через ЭИС без протектора I \ = 11,7 мА)

Марка протекторного сплава Стационарный потенциал протектора (хсэ), мВ Ток утечки Л, мА Ток в цепи протектора /2, мА £ Расход протектора, кг/год Потенциал стального патрубка в анодной части (хсэ), мВ* Степень защиты анодной части

протектор в анодной части

ПМ 15-80 -1517 37,1 102,7 0,32 1,22 -911 >0,99

Ац5Мг20 -1036 26,9 41,2 0,43 0,31 -850

АЦ5Мг10 -1014 25,4 40,8 0,46 0,30 -794

АПЗ -964 26,6 38,5 0,44 0,17 -813

Ац5Мг5 -938 25,0 30,5 0,47 0,22 -808

1915 -890 24,0 28 0,49 0,21 -804

АП2 -833 18,4 20,4 0,64 0,09 -781

протектор в катодной части

Ац5Мг20 -1036 7,5 7,7 1,56 0,06 -570 нет

Ац5Мг10 -1014 10,3 5,7 1,14 0,04 -566 нет

АПЗ -964 8,5 6,2 1,38 0,03 -576

Ац5Мг5 -938 9,8 4,0 1,19 0,03 -579

1915 -890 10,4 0 1,13 0,00 -549

АП2 -833 10,5 -0,2 1,11 0,00 -575

* Значение потенциала после 8 часов поляризации, измеренное в точке стального патрубка, отстоящей на расстоянии 15 см от изолированного участка.

Установлено, что протекторные сплавы, установленные в катодной часта ЭИС, снижают значение токов утечки по сравнению с ЭИС без протектора (коэффициент сопротивления ЭИС возрастает), что пропорционально снижает коррозионную опасность. Расходные характеристики протекторных материалов на порядок ниже, чем при установке протектора в анодной части ЭИС.

Показано, что при одновременной установке протекторов в анодной и катодной частях ЭИС значения токов утечки ниже по сравнению с вариантом установки протектора в анодной части, но выше, чем при установке протекторов в катодной части ЭИС. При этом, как и для варианта установки протектора в анодной части исключена возможность внутренней коррозии (табл. 3).

Таблица 3

Результаты измерений токов и потенциалов, а также расчетные характеристики ЭИС с протекторами в анодной и катодной частях одновременно

(значение тока утечки через ЭИС без протектора 1'\ = 11,7мА)

Марка протекторного сплава Ток утечки /ь мА < 2 < г £ Расход протектора, кг/год Потенциал стального патрубка в анодной части (хсэ), мВ* Степень защиты анодной части

Анодная часть Катодная часть Анодная часть Катодная часть

1915 1915 25,9 29,7 0 0,45 0,22 0 -835 0,99

Ац5Мг5 Ац5Мг5 24,0 30,3 -0,6 0,49 0,22 0 -818 0,99

АП2 Ац5Мг1С 23,4 29,0 0,4 0,50 0,13 0 -750 0,99

АП2 АП2 19,1 22,8 -0,2 0,61 0,10 0 -719 0,97

АПЗ АПЗ 18,7 27,6 3,0 0,63 0,12 0 -845 0,99

АП2 АПЗ 17,6 20,0 0 0,64 0,08 0 -773 0,99

* Значение потенциала после 8 часов поляризации, измеренное в точке стального патрубка, отстоящей на расстоянии 15 см от изолированного участка.

Показана возможность оптимизации эксплуатационных характеристик ЭИС с внутренними протекторами за счет использования разных материалов протекторов для анодной и катодной частей ЭИС. Для рассмотренных вариантов сочетания протекторных материалов наименьший ток утечки и расход протекторов получены для сплавов АП2 и АПЗ.

Изучено влияние добавочного сопротивления в цепи протектора анодной части на распределение тока утечки между протектором и анодной частью ЭИС. В качестве параметра, характеризующего это распределение, предложено использовать «коэффициент снижения коррозионной опасности», представляющий собой отношение тока, стекающего с протектора к току утечки:

Кск0.(12/10-100%, (3)

где 1г - ток в цепи протектора, расположенного в анодной части ЭИС; 1\ - ток утечки.

Установлена связь между величиной добавочного сопротивления, величиной тока утечки и расходными характеристиками протекторов.

Шестая глава посвящена оценке эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений в условиях промыслового стенда. Разработан и изготовлен промысловый стенд, состоящий из подземного участка трубопровода и двух сменных ЭИС, снабженных узлами замера потенциала, расположенных над поверхностью земли, и отделяющих стенд от технологического трубопровода (рис. 10). Конструкция стенда предусматривает возможность изменения параметров протекторной защиты и имитацию дефектов изоляции покрытия.

Предложен алгоритм определения эффективности различных конструкций ЭИС и показано, что наличие внутреннего протектора в рассматриваемом

случае снижает эффективность работы ЭИС с 58% до 33%. Эффективность электроизолирующих свойств различных конструкций ЭИС, в том числе снабженных внутренними протекторными втулками, оценивается путем измерения токов утечки через ЭИС и то- Рис. 10. Общий вид промыслового стенда: ков короткого замыкания. 1 ~ трубопровод (байпас); 2 - ЭИС; 3 -узлы

Ток протекторной за- замера потенциала

щиты, расходуемый на защиту действующей внешней линии трубопровода при отсутствии ЭИС (1ЖМ), измеряется при замкнутых контактах К\ и К2 (принимают, что ток протекторной защиты расходуемый на подземный изолированный участок стенда равен 0), рис. 11. Ток замыкания, протекающий через каждый

Рис. II. Схема промыслового стенда: I - трубопровод; 2-ЭИС; 3-протектор ПМ10У; 4-имитаторы дефекта; 5-узлызамера потенциалов; б-амперметр; 7-реостат; 8 - секущая задвижка; 9 - манометр

При этом ток утечки, протекающий через каждый

При исследовании влияния дефектов изоляции покрытия на коэффициент эффективности ЭИС при измерении силы тока учитывали то обстоятельство,

15

закороченный ЭИС, равен 1зш/2. Ток замыкания измеряется непосредственным включением миллиамперметра.

Ток протекторной защиты, расходуемый на защиту действующей внешней линии трубопровода при наличии ЭИС (ток утечки /,,), измеряется амперметром при разомкнутых контактах Кх и К2 ЭИС, считают равным 1у/2.

что не весь ток протекает через ЭИС, поскольку часть его протекает через дефекты изоляции, а ток, измеряемый миллиамперметром, содержит обе эти составляющие. В этом случае ток, протекающий через ЭИС, оценивали по падению напряжения в электролите между ближайшими к ЭИС узлами замера потенциала (табл. 4). Сопротивление электролита на этом участке определяли при отключенных имитаторах дефектов.

Таблица 4

Результаты измерений токов и потенциалов, а также расчетные характеристики ЭИС в системе протекторной защиты, включающей

имитацию дефектов изоляции покрытия

№ имитатора дефекта Площадь дефекта, м: Ток, протекающий по трубопроводу при разомкнутом ключе 1тр, МА Падение напряжения в электролите, мВ Ток, протекающий по трубопроводу при замкнутом ключе 1щ,<, мА Ток, протекающий через ЭИС, мА Эффективность ЭИС Кзфф, % Разность потенциалов (смещение) на ЭИС № 1, мВ Разность потенциалов (смещение) на ЭИС № 2, мВ

0 0 41,9 115,9 65,2 41,9 35,7 -325 -323

1 104 41,9 115,9 41,9 35,7 -325 -323

2 5-Ю"4 41,9 115,7 41,8 35,9 -325 -323

3 КГ1 41,9 114,7 41,7 36,0 -325 -323

4 5-Ю"3 42,1 109,4 39,8 39,0 -322 -322

5 10'^ 42,4 103,7 37,7 42,2 -319 -320

6 0,025 43,6 97,0 35,3 45,9 -302 -303

7 0,05 44,4 78,0 28,4 56,5 -292 -293

8 0,1 45,0 64,0 23,3 64,3 -286 -286

9 0,25 45,4 58,0 21,1 67,7 -282 -281

Результаты исследования в промысловых условиях подтвердили результаты лабораторных экспериментов, показавших, что коэффициент эффективности ЭИС зависит от качества изоляционного покрытия и возрастает по мере ухудшения качества изоляции защищаемого трубопровода.

выводы

В результате выполненной диссертационной работы:

1. Показано, что ЭИС широко используются в нефтедобывающей отрасли; схемы установки ЭИС регламентированы соответствующими инструкциями; существует большое многообразие патентованных конструкций ЭИС. Отмечено, что вопросам разработки и оценки эксплуатационных характеристик ЭИС с учетом коррозионных проблем, уделяется мало внимания.

2. Проведена оценка надежности ЭИС и показано, что отказ ЭИС по причине внутренней коррозии в ОАО «Татнефть» представляет серьезную проблему.

3. Показана возможность моделирования коррозионно-электрохимических условий внутри электроизолирующих соединений с помощью предложенной лабораторной установки и установлено влияние длины изолированной части и поляризационных сопротивлений катодной и анодной частей ЭИС на ток утечки через ЭИС.

4. Для оценки доли тока защиты, которую удается сохранить в результате установки ЭИС, введен коэффициент эффективности электроизолирующих свойств.

5. Предложена схема электрических соединений, позволяющая в лабораторных условиях моделировать распределение тока между защищаемым и незащищаемым трубопроводами. Показано, что значения коэффициента эффективности ЭИС определяются длиной изолированной части ЭИС и существенно зависят от характеристик элементов системы протекторной защиты трубопроводов, в которую они включены.

6. Проанализированы возможные варианты расположения протекторов внутри ЭИС и предложено оценивать влияние внутренних протекторов на сопротивление ЭИС с помощью коэффициента, представляющего собой отношение тока утечки через ЭИС без протекторов к току утечки через ЭИС с протекторами.

7. Предложен коэффициент, позволяющий оценить степень снижения коррозионной опасности для ЭИС с протектором в анодной части, подключенным через дополнительное сопротивление.

17

8. Разработан и изготовлен промысловый стенд, состоящий из подземного участка трубопровода и двух сменных ЭИС и предложен алгоритм определения эффективности электроизолирующих свойств различных конструкций ЭИС.

9. Сформулированы рекомендации по оптимизации эксплуатационных характеристик ЭИС за счет использования разных материалов внутренних протекторов для анодной и катодной частей ЭИС и включения дополнительного сопротивления в цепь протектора анодной части.

Основные результаты работы изложены в следующих материалах:

Монография

1. Фатхуллин, A.A. Электроизолирующие соединения в системе электрохимической защиты. Конструкции. Моделирование. Расчеты: монография / A.A. Фатхуллин, P.A. Кайдриков, Б.Л. Журавлев, В.Э. Ткачева. - Казань: Казан, нац. исслед. технол. ун-т, 2011. -173 с.

Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК

2. Фатхуллин, A.A. Распределение токов в системах протекторной защиты трубопроводов с электроизолирующими соединениями / A.A. Фатхуллин, P.A. Кайдриков, Б.Л. Журавлев, С.С. Виноградова // Вестник Казанского государственного технологического университета. - 2009. - № 4. - С. 240 - 243.

3. Фатхуллин, A.A. Результаты лабораторных исследований токов утечки в системах протекторной защиты трубопроводов с ЭИС / A.A. Фатхуллин, P.A. Кайдриков, Б.Л. Журавлев, С.С. Виноградова // Практика противокоррозионной защиты. - 2010. - № 1. - С. 39 - 46.

4. Фатхуллин, A.A. Оценка времени безотказной работы электроизолирующих соединений в системах электрохимической защиты / A.A. Фатхуллин, P.A. Кайдриков, Б.Л. Журавлев, В.Э. Ткачева // Вестник казанского технологического университета. - 2011. - № 12. - С. 137 - 144.

5. Фатхуллин, A.A. Оценка эффективности электроизолирующих соединений с внутренним протектором / A.A. Фатхуллин, P.A. Кайдриков, БЛ. Журавлев, В.Э. Ткачева // Вестник казанского технологического университета.-2011.-№ 12.-С. 151-157.

18

6. Фатхуллин, A.A. Моделирование работы электроизолирующих соединений в системах электрохимической защиты / A.A. Фатхуллин, P.A. Кайдриков, Б.Л. Журавлев, В.Э. Ткачева // Вестник казанского технологического университета. -2011. - № 17. - С. 163 - 169.

7. Фатхуллин, A.A. Моделирование коррозионно-электрохимических условий внутри электроизолирующих соединений с внутренними протекторами / A.A. Фатхуллин, P.A. Кайдриков, Б.Л. Журавлев, В.Э. Ткачева // Вестник казанского технологического университета. - 2011. - № 18. - С. 223 - 228.

Статьи в сборниках трудов

8. Даутов, Ф.И. Разработка новой конструкции электроизолирующего соединения для трубопроводов / Ф.И. Даутов, P.M. Шаммасов, С.Ю. Князев,

A.A. Фатхуллин // сб. науч. трудов ТатНИПИнефть. - 2008. - С. 466 - 472.

9. Фатхуллин, A.A. Установка для лабораторных исследований трубопроводных электроизолирующих соединений / A.A. Фатхуллин, P.M. Шаммасов, P.A. Кайдриков, Б.Л. Журавлев, С.С. Виноградова // Инновационные технологии в промышленности уральского региона: сб. тез докладов. - Москва, 2008.-С.87-88.

10. Фатхуллин, A.A. Результаты лабораторных исследований эффективности электроизолирующих соединений / A.A. Фатхуллин, Ф.Ш. Шакиров, P.M. Шаммасов // сб. науч. трудов ТатНИПИнефть. - 2009. - С. 458 - 466.

11. Шакиров, Ф.Ш. Усовершенствование конструкции электроизолирующего соединения для нефтепромысловых трубопроводов / Ф.Ш. Шакиров, P.M. Шаммасов, A.A. Фатхуллин // Антикоррозионная защита 2010: сб. докладов. межотрасл. конф. / ООО «Интехэко». - Москва, 2010. - С. 54 - 55.

12. Фатхуллин, A.A. Выявление причин ускоренного выхода из строя электроизолирующих соединений при эксплуатации / A.A. Фатхуллин, P.A. Кайдриков, Б.Л. Журавлев // Химическая техника. - 2010. - № 6. - С. 29 - 31.

13 Фатхуллин, A.A. Влияние внутреннего протектора на эффективность электроизолирующих соединений / A.A. Фатхуллин, P.A. Кайдриков,

B.Э. Ткачева // XIV Международная науч.-практическая конф. «Современные технологии в машиностроении»: сб. статей. - Пенза, 2010. - С. 388 - 390.

14. Фатхуллин, A.A. Выявление причин ускоренного выхода из строя электроизолирующих соединений в системах электрохимической защиты промысловых трубопроводов / A.A. Фатхуллин, Ф.Ш. Шакиров, P.M. Шаммасов, P.A. Кайдриков, Б.Л. Журавлев, В.Э. Ткачева // Коррозия территории нефтегаз. - Москва, 2011. - С. 38 - 40.

15 Фатхуллин, A.A. Электроизолирующие соединения в системах электрохимической защиты / A.A. Фатхуллин, P.A. Кайдриков, Б.Л. Журавлев, В.Э. Ткачева // Международная конф., посвящ. 110-летию со дня рождения чл.-корр. АН СССР Г.В. Акимова «Фундаментальные аспекты коррозионного материаловедения и защиты металлов от коррозии»: тезисы докладов. -Москва, 2011.-С. 136.

Патенты

16. Пат. 2395029 Российская Федерация, МПК F16L13/02 (2006.01). Неразъемное соединение труб с внутренним антикоррозионным покрытием / Гареев А.Г., Гараев И.Г., Фатхуллин A.A. и др.; заявитель и патентообладатель Открытое акционерное общество «Татнефть» им. В.Д. Шашина. -№ 2009121590/06; заявл. 05.06.09; опубл. 20.07.10.

17. Пат. 2397394 Российская Федерация, МПК F16L13/00 (2006.01). Неразъемное соединение труб с внутренним антикоррозионным покрытием / Гареев А.Г., Гараев И.Г., Фатхуллин A.A. и др.; заявитель и патентообладатель Открытое акционерное общество «Татнефть» им. В.Д. Шашина. -№ 2009124530/06; заявл. 26.06.09; опубл. 20.08.10.

Учебное пособие

18. Фатхуллин, A.A. Электроизолирующие соединения в системах электрохимической защиты: учеб. пособие / A.A. Фатхуллин, P.A. Кайдриков, Б.Л. Журавлев, В.Э. Ткачева. - Казан, гос. технол. ун-т., Казань, 2011. -132 с.

Отпечатано в секторе оперативной полиграфии института «ТатНИПИнефть» ОАО «Татнефть» на HP CU 6040, Ricoh Afielo 304S

тел.: (85594) 78-656, 78-565 Подписано в печать 19.01.2012 г. Заказ № 19012012, Тираж 110 экз.

61 12-5/1607

КАЗАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Фатхуллин Альберт Атласович

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОИЗОЛИРУЮЩИХ СОЕДИНЕНИЙ В СИСТЕМАХ ПРОТЕКТОРНОЙ ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДОВ

05.17.03 - технология электрохимических процессов и защита от

коррозии

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Кайдриков Р.А.

Казань - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ............................................................. 4

Глава 1. СХЕМЫ УСТАНОВКИ, КОНСТРУКЦИИ И

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОИЗОЛИРУЮЩИХ СОЕДИНЕНИЙ......................................................... 8

1.1 Схемы установки электроизолирующих соединений............ 8

1.2 Конструкции электроизолирующих соединений................. 11

1.3 Характеристики электроизолирующих соединений............. 39

1.4 Заключение по литературному обзору и постановка задачи

исследования............................................................ 53

Глава 2. ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ С

ЭЛЕКТРОИЗОЛИРУЮЩИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ.......... 55

2.1 Электроизолирующие соединения, используемые в ОАО «Татнефть».............................................................. 55

2.2 Причины выхода из строя электроизолирующих соединений 57

2.3 Статистика отказов электроизолирующих соединений по

причине внутренней коррозии...................................... 62

2.4 Статистика отказов электроизолирующих соединений по

причине потери диэлектрических свойств....................... 80

2.5 Выводы................................................................... 83

Глава 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ КОРРОЗИОННО-

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ВНУТРИ ЭЛЕКТРОИЗОЛИРУЮЩИХ СОЕДИНЕНИЙ.................. 84

3.1 Описание лабораторной установки............................... 84

3.2 Влияние конструктивных особенностей и продолжительности испытаний на характеристики ЭИС..... 85

3.3 Выводы.................................................................. 89

Глава 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ

ЭЛЕКТРОИЗОЛИРУЮЩИХ СОЕДИНЕНИЙ В

СИСТЕМАХ ПРОТЕКТОРНОЙ ЗАЩИТЫ..................... 91

4.1 Влияние параметров системы протекторной защиты на эффективность электроизолирующих соединений............. 91

4.2 Распределение токов между разделенными электроизолирующими соединениями трубопроводами...... 94

4.3 Выводы.................................................................. 98

Глава 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ

ЭЛЕКТРОИЗОЛИРУЮЩИХ СОЕДИНЕНИЙ С ВНУТРЕННИМИ ПРОТЕКТОРАМИ............................. 100

5.1 Влияние расположения протекторов и их материала на характеристики электроизолирующих соединений............ 100

5.2 Электроизолирующие соединения с добавочным сопротивлением в цепи протектора................................ 106

5.3 Выводы.................................................................. 109

Глава 6. ПРОМЫСЛОВЫЙ СТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОИЗОЛИРУЮЩИХ СОЕДИНЕНИЙ................. 110

6.1 Описание промыслового стенда................................... 110

6.2 Оценка влияния внутренних протекторов на эффективность работы электроизолирующих соединений........................ 113

6.3 Выводы ................................................................. 120

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................... 121

ЛИТЕРАТУРА..................................................................... 124

ВВЕДЕНИЕ

Защиту подземных трубопроводов от грунтовой коррозии осуществляют комплексным методом, включающим нанесение на наружную поверхность трубопровода антикоррозионного покрытия и электрохимическую защиту, которая должна обеспечивать в течение всего срока эксплуатации непрерывную по времени катодную поляризацию трубопровода на всем его протяжении.

Для повышения эффективности электрохимической защиты трубопроводы разделяют на области защиты, границы которых определяются установкой электроизолирующих соединений, электрически разъединяющих один участок трубопровода от другого, что позволяет значительно снижать потери защитного тока. Электроизолирующие соединения используются также для электрического разъединения трубопровода и обсадной колонны скважины, трубопровода и системы подземных сооружений на промышленных площадках.

Электроизолирующие соединения кроме выполнения основной функции, должны обеспечивать сохранение механической прочности и герметичности места соединения. Существенным недостатком большинства известных конструкций электроизолирующих соединений является внутренняя коррозия участков трубопровода, незащищенных электрохимической защитой, возникающая вследствие того, что трубопровод на этих участках работает как биполярный электрод. Для защиты трубопроводов от внутренней коррозии используют электроизолирующие соединения с внутренними протекторами.

Основными эксплуатационными характеристиками работы электроизолирующих соединений являются внутреннее сопротивление и ток утечки, величина которых зависит от параметров системы, в которую они включены.

Целью работы является анализ конструктивных особенностей и эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений, разработка методик лабораторных и стендовых испытаний, установление связи между конструктивными особенностями и эксплуатационными характеристиками электроизолирующих соединений и формулирование рекомендаций по совершенствованию конструкций электроизолирующих соединений.

Основные задачи исследования:

1 Аналитический обзор конструкций электроизолирующих соединений и методов определения их эксплуатационных характеристик.

2 Изучение и анализ опыта эксплуатации систем протекторной защиты с электроизолирующими соединениями.

3 Разработка лабораторной методики исследования эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений.

4 Выбор и обоснование характеристик эффективности работы электроизолирующих соединений в системах протекторной защиты.

5 Исследование в лабораторных условиях эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений.

6 Разработка и изготовление промыслового стенда для исследования эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений.

7 Оценка эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений в условиях промыслового стенда.

8 Формулирование рекомендаций по совершенствованию конструкций электроизолирующих соединений.

Научная новизна работы: Обоснована система количественных оценок эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений и предложены алгоритмы их определения.

Практическая значимость работы:

Разработаны алгоритмы определения системы коэффициентов характеризующих работу ЭИС в лабораторных условиях и условиях

промыслового стенда.

Сформулированы рекомендации по совершенствованию конструкций электроизолирующих соединений.

Публикации: По теме диссертации опубликовано 21 печатная работа.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, пяти глав экспериментально-теоретической части, выводов и списка литературы. Материал изложен на 137 страницах, включающих 97 рисунков, 22 таблицы, список литературы из 108 наименований.

На защиту выносятся:

• результаты анализа конструктивных особенностей и эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений, на которых базируется разработка лабораторных и стендовых испытаний электроизолирующих соединений;

• результаты статистического анализа отказов ЭИС по причине внутренней коррозии в системах протекторной защиты в ОАО «Татнефть»;

• методика и результаты исследования эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений в лабораторных условиях;

• методика и результаты оценки эксплуатационных характеристик электроизолирующих соединений в условиях промыслового стенда;

• рекомендации по совершенствованию конструкций электроизолирующих соединений.

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

АЗ анодный заземлитель

ГЗНУ групповая замерная насосная установка

дне дожимная насосная станция

ИФС изолирующее фланцевое соединение

ИСЭИС индикатор состояния электроизолирующих соединений

КИК контрольно-измерительная колонка

кне кустовая насосная станция

ЛЭП линия электропередачи

мэс медно-сульфатный электрод сравнения

мэст механическое электроизолирующее соединение

НГДУ нефтегазодобывающее управление

нэме неразъемное электромеханическое соединение

тис трубопроводное изолирующее соединение

ТП товарный парк

УКЗ установка катодной защиты

УКПН установка комплексной подготовки нефти

х.с.э. хлорид серебряный электрод

эис электроизолирующее соединение

эхз электрохимическая защита

Глава 1. СХЕМЫ УСТАНОВКИ, КОНСТРУКЦИИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОИЗОЛИРУЮЩИХ СОЕДИНЕНИЙ

1.1 Схемы установки электроизолирующих соединений

Необходимым условием эффективной работы систем электрохимической защиты подземных трубопроводов от коррозии является применение электроизолирующих соединений [1 - 3], обеспечивающих электрическое разъединение защищаемого катодной поляризацией объекта от незащищаемого (рис. 1.1). Электроизолирующие соединения, применение и проектирование которых регламентируется [4 - 8], предназначены для разъединения трубопроводов, трубопровода от обсадной колонны скважины, трубопровода от системы подземных сооружений на промышленных площадках (ГЗНУ, КНС, ДНС, УКПН, ТП и т.п.).

Рис. 1.1. Протекторная защита с использованием ЭИС: 1 - дренажный провод; 2 - защищаемый трубопровод; 3 - протектор;

1пр - ток протектора, 1ут - ток утечки

При электрохимической защите трубопровода электроизолирующие соединения устанавливают на обоих концах этого трубопровода непосредственно перед или на точках врезки в другие трубопроводы. Пример технологической схемы протекторной защиты с использованием ЭИС приведем на рис. 1.2 [7].

2 5

Рис. 1.2. Технологическая схема протекторной защиты трубопровода: 1 - трубопровод; 2 - гальванический анод; 3 - электроизолирующие

соединения; 4-дренажная контрольно - измерительная колонка;

5 - дренажный кабель; 6 - контрольно - измерительный пункт;

7 - траншея трубопровода

ЭИС может быть установлено как на защищаемом трубопроводе, так и на другом трубопроводе. В последнем случае длина подземной части другого трубопровода от ЭИС до точки их врезки должна быть по возможности минимальной. Эта длина не должна превышать 10 м, если другой трубопровод имеет наружную изоляцию более низкого качества.

На устьях добывающих и нагнетательных скважин ЭИС устанавливают, как правило, непосредственно на выходе трубопровода из грунта (рис. 1.3а).

На нефтепроводах, с целью снижения опасности усиления внутренней коррозии, ЭИС устанавливают на вертикальных, наклонных и возвышающихся участках трубы (рис. 1.36).

На вводах трубопроводов, подвергающихся воздействию внешних электрических и электромагнитных полей, во взрывоопасные здания, с целью исключения искрообразования, устанавливают по два ЭИС, причем обязательно вне здания (рис. 1 .Зв).

В случае подземного ввода ЭИС могут устанавливаться как на наземном, так и на подземном (в колодце) участке трубы (рис. 1 .Зг).

г-Х-

—"—

в

-и-1Ь

д

ж

(

} чь

Рис. 1.3. Рекомендуемые и нерекомендуемые (зачеркнуты крестиком) схемы установки ЭИС: а - на устьях нагнетальных и добывающих скважин; б - на нефтепроводах; в, г - на наземном и подземном вводе во взрывоопасное здание соответственно; д - в зоне влияния анодного заземлителя УКЗ; е - на пересечении с катоднозащищенным трубопроводом; ж - на участке параллельного сближения с ЛЭП

С целью снижения вредного влияния блуждающих токов, которые наводятся анодным заземлителем установок катодной защиты посторонних трубопроводов на защищаемый трубопровод в случае, если расстояние от АЗ до трубопровода менее 50 м (при битумной наружной изоляции) и 100 м (при

полиэтиленовой изоляции), ЭИС устанавливают по обе стороны от АЗ на удалении 50 м от перпендикуляра, опущенного от АЗ на трубопровод (рис. 1.3д).

С целью снижения вредного влияния блуждающих токов, которые наводятся пересекающим катоднозащищенным посторонним трубопроводом, ЭИС устанавливают по обе стороны от пересечения на расстоянии 50 м от него (рис. 1.3е).

С целью устранения вредного влияния электромагнитного поля высоковольтной (6 кВ и более) ЛЭП на коррозионное состояние трубопроводов, а также недопущения распространения наведенного высокого напряжения по трубопроводу, имеющему качественную полиэтиленовую наружную изоляцию, устанавливают ЭИС по обе стороны от участка параллельного сближения с ЛЭП на расстоянии 20 м от начала и конца сближения (рис. 1.3ж). ЭИС устанавливают в тех случаях, когда протяженность параллельного сближения превышает 500 м и среднее расстояние до ЛЭП на участке сближения менее 50 м.

1.2 Конструкции электроизолирующих соединений

Классификация конструкций соединений

По конструктивным особенностям электроизолирующие соединения делят на три группы (рис. 1.4, 1.5) [9, 10].

Рис. 1.4. Классификация электроизолирующих соединений

Рис. 1.5. Внешний ви/д электроизолирующих соединений: а - фланцевые; б - бесфланцевые; в - комбинированное

Изолирующее фланцевое соединение представляет собой конструкцию, состоящую из фланцев, изолирующих колец (прокладок) между ними, изолирующих втулок, которые устанавливаются в крепежные отверстия, а также шпилек, гаек и шайб [9].

Бесфланцевое электроизолирующее соединение (вставка электроизолирующая) - это трубопроводное изделие (фитинг), изготовленное и испытанное в заводских условиях, состоящее из двух металлических патрубков с соответствующими трубопроводу присоединительными размерами, соединенных между собой силовыми элементами, электрически изолированными диэлектрическим материалом. Герметичность электроизолирующей вставки обеспечивается специальным уплотнением [6].

Комбинированное электроизолирующее соединение сочетает в себе конструктивные особенности фланцевых и бесфланцевых изолирующих соединений [10].

Патентованные конструкции электроизолирующих соединений Фланцевые соединения [11 - 42]

Фланцевое соединение является наиболее распространенным типом присоединения запорной, регулирующей арматуры, фильтров и другого технологического оборудования к трубопроводам. Преимущества:

возможность многократного монтажа и демонтажа на трубопроводе, надежность герметизации стыков и возможность их подтяжки, большая прочность и пригодность для широкого диапазона давлений и проходов. Недостатки: возможность ослабления затяжки и потеря герметичности со временем, значительная трудоемкость сборки и разборки, большие размеры и вес, особенно с ростом давления и условного прохода.

Одна из первых конструкций электроизолирующего соединения представлена на рис. 1.6. Особенностью данной конструкции является то, что изоляционные шайбы 7 и 11 выступают за пределы прилегающих металлических шайб и обеспечивают расширенную изолирующую поверхность [11].

Рис. 1.6. Электроизолирующее соединение: 1, 2 — металлические патрубки; 3, 4 - фланцы; 5, 6 - кольца для зажима; 7, 8, 11, 12 - шайбы; 9 — болты; 10 — втулки

т.1

На рис. 1.7 показано электроизолирующее устройство, рассчитанное на применение в условиях высокого давления жидкой среды в широком температурном диапазоне [12].

Рис. 1.7. Электроизолирующее соединение: 10, 11 - фланцы; 12 - коническое продолжение; 13 - место контакта с трубопроводом; 14 — кольцевая выемка; 15 - изолирующее кольцо; 16 — прокладка; 17 - отверстия; 18 -изолирующая втулка; 19 - металлический стержень; 20 - гайка; 21 - спиральная пружина; 22, 23 - фасонные шайбы; 24 -гайка; 25, 26 - диэлектрические прокладки

22 21 19 25 2817 18 17

Изолирующее соединение (рис. 1.8) состоит из двух полу фланцев 11 и 12, устанавливаемых на непроводящей цилиндрической неметаллической составляющей 13, используемой в основном для поддержки и ориентации полуфланцев. Пространство между двумя вертикальными концами фланцев заполнено пластиком 26, пропитанным стекловолокном для обеспечения необходимой рабочей прочности [14].

Рис. 1.8. Электроизолирующее соединение: 11, 12 - полу фланцы; 15 13 - неметаллическая составляющая; 14, 20 - болтовые отверстия; 15, 21 - кольцевые углубления; 16, 17 - внешняя и внутренняя

PLASTIC !N-. SERT

Р16. I

-23 17sy

-METAL FUNGES'

поверхности полуфланцев соответственно;

18, 24 - цилиндрическая часть полуфланцев;

19, 25 - внутренние концы цилиндрической части полуфланцев; 22, 23 - наружная и внутренняя вертикальные поверхности полу фланца 12 соответственно; 26 - пластик

В изолирующем соединении (рис. 1.9) металлические патрубки 1, 4 соединены посредством изолирующей части 3, расположенной в промежутке между ними. На конце металлического патрубка 1 расположен фланец 1а, а расширенная поверхность патрубка 4 охватывает этот фланец. [15].

Рис. 1.9. Электроизолирующее соединение: 1,4- металлические патрубки; 1а - фланец; 1Ь - составная часть патрубка 1; 2а, Ь, (1, £ е - составные части патрубка 4; 3 - изолирующая часть; За, Ь, с — изолирующий материал; 5 - граница сварки

На рис. 1.10 представлено ИФС для многоуровневых систем, по которым транспортируются коррозионно-активные среды и газы. ЭИС включает внутренний термоустойчивый противоударный трубо