CC BY
11УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
A.A. тюрин, исполнительный директор, ООО «Трубозащита», официальный дистрибьютор GPT (PSI, Pikotek) в России и странах СНГ
высоконадежные дисковые уплотнения для фланцевых соединений трубопроводов
Компания является ведущим в мире производителем межфлан-цевых уплотнений, обеспечивающих непревзойденную герметизацию фланцевого соединения, а также электрическую изоляцию фланцев для применения на трубопроводах с системами катодной защиты.
Известно, какие финансовые потери несут предприятия нефтегазового комплекса вследствие утечек продукта через уплотнения фланцевых соединений трубопроводов и технологического оборудования. Также не секрет, к каким порой катастрофическим последствиям может привести авария на таком предприятии, в том числе авария, связанная с повреждением уплотнения и выбросом в атмосферу легковоспламеняющихся, взрывоопасных или токсичных веществ, а также сколько будет стоить останов производства, связанный с заменой простой детали. Можно только добавить, что чем тяжелее условия, в которых работает уплотнение, тем больше будет вероятность его повреждения и серьезнее будут последствия. И в этом контексте особый интерес вызывают огнестойкие дисковые комбинированные уплотнения PSI/PIKOTEK, которые обеспечивают надежную герметичность и электрическую изоляцию фланцев при высоком давлении, высокой температуре и агрессивной среде, сохраняя работоспособность даже в условиях прямого воздействия пламени.
В основе технологии уплотнения VCFS лежит стандартная конструкция меж-
Рис. 1. Базовая конструкция уплотнения VCS
фланцевой прокладки VCS, которая изначально была разработана нашей компанией для обеспечения надежной герметизации и электрической изоляции самых ответственных фланцевых соединений, работающих в самых тяжелых условиях (аббревиатура VCS расшифровывается как Very Critical Service), особенно там, где использовались фланцы RTG, для уплотнения которых применялись кольцевые прокладки типа «Арм-ко» из фенолформальдегидной смолы, которые часто выходили из строя. После проведения серии сравнительных испытаний, продемонстрировавших, что VCS превосходит все имеющиеся аналоги, в 1981 г. началось серийное производство данной продукции. С тех пор сотни тысяч комбинированных дисковых уплотнений VCS были введены в эксплуатацию во всем мире, и сейчас их используют практически все международные нефтегазовые компании. Исполнение VCFS (FS - это Fire Safe) было создано путем дополнения базовой конструкции вторичным огнестойким уплотняющим элементом, который обеспечивает герметичность соединения при температуре до 815 °С.
На всю продукцию PSI/PIKOTEK получено разрешение ФСЭТАН РФ, в будущем планируется производство определенных типов уплотнений в России. Основой конструкции уплотнения VCS (рис. 1) является несущий диск из нержавеющей стали, на которой нанесено изолирующее покрытие из усиленной стекловолокном эпоксидной смолы, имеющее очень высокую прочность на сжатие и изгиб, высокую электрическую плотность, низкое водопоглощение и
рабочую температуру до 200 °С. На каждой стороне диска выточена концентрическая канавка, в которую устанавливается подпружиненный уплотняющий элемент из тефлона в форме «ласточкиного хвоста», создающий непроницаемый барьер для жидкости и газа по всей толщине изолирующего покрытия.
Пружина отклоняет кромки тефлонового уплотнения и прижимает их к поверхности фланца, обеспечивая герметизацию при низком давлении. Когда давление среды возрастает и начинает действовать непосредственно на уплотняющий элемент, кромки уплотнения, под воздействием давления продукта трубопровода кромки тефлонового уплотнения еще плотнее прижимаются к поверхности фланца и несущему диску. Таким образом, с ростом внутреннего давления в стыковочном узле герметичность соединения увеличивается. При этом сохраняется и электрическая изоляция фланцев. Такая высоконадежная система герметизации позволяет использовать VCS для самых ответственных соединений при рабочем давлении до 70 МПа и более.
Рис. 2. Монтаж VCS с изолирующим комплектом
82 \\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\
\\ № 11 \\ ноябрь \ 2012
на правах рекламы
Рис. 3. Конструкция прокладки VCFS
В дополнение к отличным герметизирующим свойствам конструкция VCS обеспечивает наденую электрическую изоляцию фланцев, что предотвращает коррозию, которая обычно развивается в трубопроводе из-за контакта разнородных металлов и блуждающих токов. При использовании в комплекте со специальными изолирующими втулками и шайбами для соединительных болтов и шпилек (рис. 2) VCS может служить эффективным изолятором в трубопроводах с системой катодной защиты. Втулки и шайбы изготавливаются из усиленной стекловолокном эпоксидной смолы или майлара.
Уникальность VCS среди прочих уплотнений - это ее прочность и долговечность. Традиционные изолирующие прокладки довольно хрупкие и склонны к повреждениям, так как они изготавливаются из ломких неметеллических материалов. Стальной несущий диск и продуманная запатентованная конструкция позволяют VCS выдерживать значительно большее давление, циклические нагрузки, изгибающий момент, избыточный момент затяжки резьбовых соединений и прочие погрешности монтажа. Уплотняющие элементы VCS расположены на меньшем радиусе, чем радиус впадины на фланце RTG соответствующего размера. Это позволяет VCS уплотнять как соединения между фланцами RTG (заменяя кольцо «Армко»), так и соединения между фланцем RTG и фланцем с гладкой поверхностью (рис. 2), что очень удобно в случае экстренной замены арматуры, когда новый фланец может отличаться от оригинального по исполнению.
Применение уплотнений VCS на трубопроводах высокого давления, где тра-
диционно используются фланцы RTG с уплотнительными кольцами, решает целый ряд проблем, присущих данному типу соединений.
При использовании VCS отсутствует зона контакта рабочей среды с поверхностью фланцев, что предотвращает их коррозию и эрозию, особенно при наличии в трубопроводе песка, высоких концентраций H2S и Ш2, прочих агрессивных сред. Нагрузка при затяжке болтов фланцевого соединения с VCS распределяется равномерно, а не концентрируется в зоне впадины для уплотнительного кольца (а это еще один положительный фактор для возникновения коррозии во фланцах RTG с кольцами «Армко»), что предохраняет от механических повреждений как сам фланец, так и уплотнение, которое может быть использовано многократно. Еще одним очевидным преимуществом использования VCS является техническая возможность замены фланцев RTG, в том числе на устьевом нефтепромысловом оборудовании, более компактными легкими и дешевыми (на 10-30%) фланцами с гладкой уплотнительной поверхностью. Правда, для практической реализации указанного преимущества требуется изменение соответствующих нормативных документов, например СТО. Огнестойкое дисковое уплотнение VCFS сочетает в себе положительные качества технологии VCS с новейшим техническим решением,которое позволило данному уплотнению пройти испытание на огнестойкость в соответствии с требованиями 3-й редакции АР1 6FB.
В отличие от стандартной конструкции VCS уплотнение VCFS имеет два ряда уплотняющих элементов (рис. 3): первичный - из подпружиненного тефлона
Рис. 4. Прокладка VCFS в комплекте с изолирующими шайбами и втулками
и вторичный - в виде гофрированного кольца из сплава инконель с электроизолирующим покрытием. Гофрированное кольцо служит в качестве вторичного (резервного) уплотнения в нормальных условиях эксплуатации и в качестве первичного (основного) уплотнения - во время пожара. Благодаря такому двойному уплотнению VCFS обеспечивает огнестойкость, повышенную надежность и требует меньшего усилия затяжки болтов, чем уплотнения других типов.
Изолирующие шайбы (рис. 4) для уплотнений VCFS изготавливаются из закаленной углеродистой стали, на которую нанесено специальное непроводящее покрытие. Такие шайбы не разрушаются под воздействием пламени,что позволяет избежать ослабления затяжки фланцевого соединения во время пожара.
VCFS может работать при давлениях до 42 МПа (с учетом огнестойкости) и предлагается для фланцев с соединительным выступом диаметром от Ду 50 (2") до Ду 600 (24"), а также для фланцев RTG диаметром от Ду 150 (6") до Ду 600 (24").
Мы надеемся, что данные уплотнения найдут широкое применение на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях России. Планируется их включение в комплекты поставок различного оборудования - например, ИФС или стояков слива-налива ЛВЖ и СУГ и других устройств, имеющих фланцевые соединения.
ООО «ТРУБОЗАЩИТА» Официальный дистрибьютор GPT в РФ и СНГ 125362, г. Москва, ул. Свободы, д. 17, оф. 2 Тел.: +7 (495) 502-41-97 e-mail: [email protected] www.trubozaschita.ru www/грубозащита.рф
WWW.NEFTEGAS.INFO
\\ УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ \\ 83
