Opravná manžeta pro potrubí: výběr a upevňovací prvky

Zavedení opěrných pouzder pro ochranu svarových spojů trubek s vnitřním povlakem bylo vyvinutím technologie spojování trubek s bezsvařovací spojkou, která prokázala svou vysokou účinnost za poslední čtvrt století.

Konstrukce opěrného pouzdra Aitech poskytuje řadu výhod této technologie. Za prvé, při instalaci objímky není nutné použití těsnícího tmelu, což zvyšuje spolehlivost utěsnění svarového švu a tepelně ovlivněné zóny a není třeba zahřívat trubky v zimě a připravovat tmely v terénu. .

Za druhé, horní teplotní limit pro provoz průchodek je poměrně vysoký a činí 200 °C. Limity pro tlakové, rázové a deformační zatížení jsou také poměrně vysoké.

A co je obzvláště důležité, díky konstrukčním vlastnostem pouzder Aitech je zmenšení průtočné plochy potrubí v zóně svařovaného spoje mnohem menší než při použití analogů. Díky tomu je nárůst hydraulického odporu minimální a je možné použít in-line zařízení pro čištění potrubí.

Aiduganov Vjačeslav Michajlovič ředitel inženýrského a výrobního centra LLC, ctěný vynálezce Ruské federace

Výzkum v oblasti ochrany potrubních spojů vnitřním antikorozním nátěrem včetně svařovaných začal před více než třiceti lety. Od té doby bylo navrženo několik způsobů, jak tento problém vyřešit:

• nanášení povlaku na vnitřní povrch potrubních spojů po jejich spojení svařováním;
• opláštění vnitřního povrchu konců trubek průchodkami z korozivzdorné oceli a spojování trubek svařováním technologií svařování dvouvrstvých ocelí;
• instalace obětního materiálu (protektoru) na vnitřní povrch konců trubek;
• instalace průchodek uvnitř konců trubek, které hermeticky utěsňují svarový spoj trubek z dutiny potrubí, před nebo po jejich spojení svařováním;
• natavení samotavného korozivzdorného kovu na vnitřní povrch konců trubek a spojení trubek svařováním;
• instalace trubek z korozivzdorné oceli na koncích trubek svařováním technologií spojování rozdílných kovů;
• potrubní spoje bez tepelných vlivů na potrubní materiály a povlaky, které lze seskupit do následujících typů: a) přírubové; b) spojka (odnímatelná nebo jednodílná); c) zvonovité (odnímatelné nebo jednodílné).

Některé z těchto metod se skutečně staly součástí praxe výstavby potrubí pro systémy sběru ropy a udržování tlaku v nádrži (RPM). Mnoho potrubí, vybudovaných najednou nesvařovací technologií s trvalými spojkami, vydrželo 25 a více let provozu. V systémech RPM se tato třída technologií začala používat v roce 1993 na polích sdružení Udmurtneft. Celkem bylo instalováno více než 1000 XNUMX km polních ropovodů propojených nesvařovací technologií v systémech sběru a udržování tlaku oleje podniků OAO LUKOIL. Za celou dobu provozu potrubí nedošlo k poruchám trvalých spojek potrubí.

V roce 2002 se na potrubích systému udržování tlaku Komineft OJSC začala používat nesvařovací technologie, kde nehodovost dosahovala 20 poryvů na kilometr za rok. Tehdy technologie pokryla 53 km potrubí, které dodnes fungují prakticky bez incidentů. Technologie byla využívána i v jiných podnicích.

TĚSNĚNÍ POUZDRO KOLA Tmelem

V současné době se při spojování potrubí svařováním používají průchodky. Provedení průchodky Aitech pro antikorozní ochranu svarového spoje trubek s vnitřním nátěrem se skládá z více prvků (obr. 1). První na řadě je vnější pouzdro z uhlíkové oceli. Plášť je vyroben z korozivzdorné oceli třídy 12H18N10Т. Ve středu průchodky je prstencový výstupek určený pro vystředění výrobku při montáži a přivaření ke svarovému spoji potrubí. Gumové manžety umístěné na koncích průchodky zabraňují kontaktu materiálu průchodky s materiálem trubky. Konce objímky jsou od sebe izolovány dielektrickým materiálem. Vnější strana pouzdra je chráněna tepelně odolným konzervačním nátěrem. Před instalací průchodky do trubek se na jejich konce nanese určité množství těsnicího tmelu.

Na Obr. 2. ukazuje technologii instalace průchodky pomocí těsnicího tmelu.

TĚSNĚNÍ POUZDRO KOL BEZ TMELU

Nanášení těsnícího tmelu v terénu vytváří mnoho problémů a rizik. Na jedné straně spolehlivost těsnění do značné míry závisí na kvalitě míchání tmelu, jeho nanášení na potrubí a přípravě povrchu potrubí. Na druhou stranu je poměrně obtížné zkontrolovat těsnění instalované průchodky. Tento proces se stává obzvláště obtížným při nízkých okolních teplotách a srážkách.

V tomto ohledu vyvinuli specialisté naší společnosti v rámci zlepšování technologie nový design pouzdra Aitech pro utěsnění spoje bez použití tmelu (obr. 3). Strukturálně, podle hlavních parametrů, se nová úprava shoduje s dříve vyrobenými průchodkami, ale liší se technologií a vybavením pro její instalaci uvnitř konců trubek. Gumová těsnění zasahují až na konec pláště.

Hlavním rozdílem je, že pouzdro Aitech nemá vnitřní povlak z pouzder vyráběných jinými firmami, což umožňuje jeho navaření po celém obvodu prstencového výstupku, přičemž teplota ohřevu nerezového pláště dosahuje 500°C. Kromě toho je zúžení průřezu potrubí v intervalu instalace manžety mnohem menší, což je důležité zejména při použití čisticích zařízení.

Pouzdro Aitech se instaluje následovně. Uvnitř konců trubek, kde konce trubek dosedají na prstencový výstupek vnější části průchodky, je instalována průchodka s těsnícími prvky na koncích pláště z vysoce legované korozivzdorné oceli (obr. 4). ). Uvnitř průchodky je umístěn expandér, pomocí kterého se roztahuje proti těsnicím prvkům nebo po celé délce průchodky, až se její povrch dostane do kontaktu s vnitřní plochou konců trubek. Mezi plochami vzniká kontaktní tlak. V tomto případě jsou těsnicí prvky současně stlačeny mezi povrchy distanční vložky Aitech a konce trubek. Poté jsou konce trubek spojeny svařováním elektrickým obloukem. V tomto případě je pouzdro Aitech upevněno přes prstencový výstupek vnějšího pouzdra ke svaru trubek. Rozšíření průchodky lze provést i po spojení trubek svařováním elektrickým obloukem.

POUZDRO AITECH PRO SYSTÉMY PPD

Samostatná modifikace pračky byla vyvinuta speciálně pro potrubí systému udržování tlaku (obr. 5). Provedení je navrženo pro provozní tlak do 25 MPa (250 kg/cm2) a instaluje se i bez použití těsnicího tmelu. Provedení průchodky je vlastně stejné jako předchozí, ale její vnější část má speciální výstupky pro zajištění pryžových těsnících kroužků.

V laboratorních podmínkách byla testována pouzdra s nedovařeným švem při tlacích 350 a 450 atmosfér (obr. 6). Nebyly žádné problémy. Testy na stolici byly provedeny v OAO Tatneft s instalací průchodky do svařovaného spoje potrubí pro systém udržování tlaku bez použití tmelu. Byl také získán pozitivní výsledek.

OSTATNÍ APLIKACE PRO POUZDRO AITECH

Jednou z možností využití technologie je ochrana spojů kombinací možností průchodek (obr. 7). To znamená, že na jedné straně švu může být rukáv utěsněn pomocí tmelu a na druhé straně – bez něj. Tuto možnost lze využít například při spojování konců dvou potrubí.

Pouzdra Aitech rovněž zajišťují těsné utěsnění mezi trubkami s rozšířenými konci a ochranným povlakem (obr. 8). Hrdlový svařovaný spoj s podložkou poskytuje spolehlivou ochranu svaru a tepelně ovlivněné zóny před agresivním prostředím. Svařovaný spoj tohoto typu lze použít pro vysokotlaká vodovodní potrubí s tlakem v potrubí od 10 MPa. Toto spojení nemá prakticky žádný vliv na hydraulický odpor potrubí, což je patrné zejména při vysokých průtocích pracovního média.

To také zjednodušuje instalaci hrdlového svarového spoje, protože opěrná objímka sama vystředí konce trubek při montáži spoje. Těsnící tmel se nanáší ve výrazně menším množství než v obvyklém případě – pouze na koncové části pouzdra, což je dostačující pro zajištění těsnosti v oblasti svaru.

POROVNÁNÍ S POSUVMI POTAŽENÝMI POLYMEREM

Pouzdra značky Aitech mají oproti pouzdrům s polymerovým povlakem běžným na trhu řadu výhod.

Za prvé, při použití pouzder Aitech se plocha průřezu potrubí zmenšuje výrazně méně než při použití pouzder s polymerovým povlakem (obr. 9). Navíc v případě potrubí malého průměru může být tento rozdíl více než dvojnásobný. Tím je zajištěno výrazné snížení hydraulických ztrát a možnost čištění potrubí čisticími zařízeními.

Za druhé je ke svaru po celém obvodu přivařena manžeta Aitech, která zajišťuje její spolehlivé upevnění na potrubí a zabraňuje jejímu utržení proudem dopravovaného média. Tato výhoda se ukazuje jako nejvýznamnější pro použití při výstavbě vysokotlakých vodovodních potrubí a potrubí velkého průměru.

Konečně malá velikost mezery mezi konci opěrné průchodky Aitech a konci trubek s vnitřním polymerovým povlakem zajišťuje spolehlivější izolaci svarového spoje potrubí od jeho dutiny.

TECHNOLOGIE PŘIPOJENÍ POTRUBÍ

Jedna z možností organizace procesu spojování potrubí pomocí průchodek Aitech je znázorněna na Obr. 10. Cílová doba instalace manžety je 10 minut, což odpovídá době svařování švu. Na Obr. Na obr. 11 je schematicky znázorněna jedna z variant použitého technologického řešení při instalaci a zajištění opěrné manžety uvnitř konců trubek, a to jak v dílenských podmínkách při výrobě šňůry trubek s vnitřním povlakem, tak v polních podmínkách při montáži potrubí. Toto schéma se používá pro bezsvarové spojování trubek již dvacet pět let a prokázalo svou účinnost. V tomto případě při spojování potrubí pro systémy sběru oleje je manžeta roztažena hydraulickým lisem o síle 10 tun. U systémů RPM by síla měla být 30–40 tun.

Na Obr. 12. Technologické řešení a zařízení lze využít k instalaci plášťů z vysokolegované korozivzdorné oceli uvnitř konců trubek, zakrývajících konce vnitřního povlaku trubek ve stacionárních podmínkách při výrobě trub s vnitřním povlakem a v polní podmínky při instalaci potrubí. Na straně nátěru se aplikuje tmel nebo se instalují pryžová těsnění. Pouzdro je instalováno během jedné minuty.

V souladu s dopisem společnosti Rostekhnadzor není vyžadováno povolení k instalaci rozpěrných pouzder.

Zobrazit úryvky z diskuse

VÝTAHY Z DISKUZE

Otázka: Vjačeslave Michajloviči, pro jaké průměry potrubí jsou určeny vaše průchodky?

Vjačeslav Aiduganov: Téměř jakékoli. Typicky v systémech PPD je maximum 325 mm. Pro sběr oleje to může být 426 mm. V principu je výbava stejná – mění se jen expandér.

Otázka: Jak spolehlivé je pryžové těsnění použité ve vašich pouzdrech? Jaká je jeho životnost? Provedli jste samostatné testy těchto prvků? Nedopadlo by to tak, že když se vzdálíme od mastichy, dostaneme na oplátku nový nespolehlivý prvek?

V.A.: Guma je určena pro provozní teplotu 250°C. Tato pryžová těsnění používáme na všech našich pouzdrech již 25 let. Nedošlo k žádným poruchám hutnění. Používáme elastomery na bázi silikonového nebo polyuretanového kaučuku.