Электроизолирующие соединения

Эффективность активной электрохимической защиты зависит от двух факторов:

• состояния изоляции подземных газопроводов;

• наличия контактов газопровода с оборудованием или конструкциями, имеющими соприкосновение с землей или токоведущими частями.

Даже самые качественные покрытия со временем стареют и теряют свои изолирующие характеристики. Другая причина схода катодного тока — контакты газопровода с заземлением через водный контур в котлах и водонагревателях, через стальные опоры и кронштейны надземной части трубопроводов и т.д.

Наличие повреждений и контактов приводит к утечке защитного тока, что увеличивает расход электроэнергии и уменьшает зону катодной защиты. Изоляцию проверяют на наличие повреждений в ходе приборного (технического) обследования. Выявленные дефекты ремонтируют. А для защиты трубопровода от утечек катодного тока применяются электроизолирующие соединения (ЭИС). Их устанавливают на входах и выходах газопроводов из земли (рис.1), перед газифицированными зданиями, на входе и выходе газопроводов из пунктов редуцирования газа.

Рис.1 Электроизолирующее соединение на выходе из земли

Применение ЭИС позволяет повысить эффективность электрохимической защиты:

• исключить непроизводительные потери мощности установки ЭХЗ;

• уменьшить ток установки ЭХЗ и увеличить ее зону действия;

• повысить защитный потенциал на концах зоны защиты;

• увеличить срок службы анодного заземления.

Требования к электроизолирующим соединениям

ЭИС должны отвечать следующим требованиям:

• изоляционные материалы должны иметь удельное электрическое сопротивление не менее 10¹² Ом х м;

• электрическое сопротивление при испытании мегомметром при напряжении 1000 В — не менее 5 МОм;

• прочность и герметичность должны удовлетворять требованиям к газопроводу, на котором они установлены.

В современных ЭИС с обеих сторон имеются контактные выводы для контроля его состояния и возможности шунтирования кабельными перемычками.

Изолирующие фланцевые соединения

Изолирующие соединения подразделяются на разъемные и неразъемные. Для установки на надземных газопроводах ранее применялись разъемные изолирующие фланцевые соединения (ИФС). Монтируются они и в настоящее время, но все большее применение находят неразъемные изолирующие соединения: муфты, сгоны, а также краны с встроенными ЭИС.

Рис.2 Изолирующее фланцевое соединение

Изолирующее фланцевое соединение (рис.2) состоит из двух фланцев, приваренных к газопроводу. Между фланцами зажата изолирующая прокладка из паронита маслобензостойкого толщиной до 4 мм. Прокладка выполняет две функции: герметизирует соединение и разрывает электрическую цепь, создаваемую стальным газопроводом.

Рис.3 Втулка с буртиком

Шпильки, стягивающие фланцы, заключены во втулки, которые изготавливают из фторопласта, полиамида, капрона. Они защищают болты от контакта с металлическими поверхностями фланцев. Чаще всего в ИФС применяют неразрезные изолирующие втулки с буртиком (рис.3). Для защиты втулок от разрушения при сборке ИФС под болты и гайки подкладываются стальные шайбы. Их диаметр должен быть не меньше наружного диаметра буртика.

В эксплуатации находятся изолирующие фланцевые соединения, выполненные не отдельно, а во фланцах запорной арматуры: задвижек или кранов. Давление газа в этом случае не должно превышать 0,6 МПа. В настоящее время такой способ устройства электроизолирующего соединения не допускается.

Рис.4 Зонтик над ИФС

Изолирующие фланцевые соединения защищают от атмосферных осадков, располагая над ними зонтики (рис.4).

Неразъемные изолирующие соединения

Неразъемные изолирующие соединения предназначены для диэлектрического соединения участков газопровода и предотвращения распространения по нему электрического тока. Они являются изделием полной заводской готовности. Изолирующие соединения СИ выпускают в трех исполнениях: фланцевые (рис.5, а), для сварного присоединения (рис.5, б) и резьбовые.

Рис.5 Неразъемные изолирующие соединения: а – фланцевое, б – под сварку

Их можно устанавливать на надземных и подземных газопроводах. Конструкция изолятора и применяемые материалы обеспечивает высокое электрическое сопротивление (более 500 МОм), герметичность, защиту изолятора от воздействия внешней среды и транспортируемого газа.

Рис.6 Устройство электроизолирующего соединения

1 – стальной патрубок под сварное соединение; 2 – муфта; 3 – изолирующий слой; 4 – резиновое кольцо; 5 – изолирующее кольцо; 6 – вкладыш; 7 – наконечник; 8 – полиэтиленовая труба

Неразъемное ЭИС с приварными патрубками (рис.6) состоит из двух стальных патрубков 1, между которыми установлена полиэтиленовая труба 8. Поверх соединения закреплена стальная муфта 2, обеспечивающая его механическую прочность. Между патрубками и муфтами смонтированы изолирующие детали: резиновое кольцо 4, изолирующее кольцо 5, изолирующие слои 3, обеспечивающие электрическую изоляцию стальных патрубков и муфты друг от друга.

Рис.7 Кран с электроизолирующим соединением

Ряд изготовителей производят шаровые краны, в состав которых входят электроизолирующие соединения (рис.7). Это позволяет уменьшить число разъемных (либо сварных) соединений при монтаже, а также суммарную строительную длину установленного узла.

Разделительные разрядники

В отдельных случаях ЭИС при попадании молнии в надземный газопровод не выдерживает высокого напряжения, его пробивает электрический разряд. Взрывозащищенные разделительные разрядники служат для уравнивания потенциалов. Их действие основано на пробое газового промежутка импульсом перенапряжения. При этом металлические части, находящиеся под разными потенциалами, кратковременно соединяются между собой, тем самым исключается возможность пробоя изолятора.

При достижении напряжения пробоя сопротивление разрядника резко падает с величины >1 ГОм до 0,001 ÷ 0,002 Ом, из-за ионизации газа происходит дуговой разряд. После окончания воздействия перенапряжения разрядник восстанавливает свое высокое сопротивление и разрывает соединение.

Рис.8 Разделительный разрядник

Разрядник HGS100 Ex (рис.8) изготовлен на основе газонаполненного разрядника и имеет следующие характеристики:

• способен отводить импульсы тока до 100 кА;

• предназначен для внутренней и внешней установки;

• рабочая температура от — 60 ⁰С до +135 ⁰С.

 Автор статьи: Вершилович Владислав Адамович

- Место работы - ООО «Газпром газораспределение Нижний Новгород»

- Автор популярных книг и учебных пособий по устройству и эксплуатации газового оборудования

Пройдите курсы по промышленной безопасности
И получите удостоверение

Подробности здесь