Исследование напряженно-деформированного состояния и конструктивное совершенствование композитных электроизолирующих муфт магистральных газопроводов

А.Н. Аношкин, Г.Я. Захаров, В.И. Ломаев, К.А. Покатаев,  А.К. Сироткин (Пермь)

Стеклопластиковые электроизолирующие муфты (ЭИМ) являются несамостоятельными элементами катодной защиты от гальванокоррозии магистральных и технологических подземных трубопроводов (Ду до 1400 мм, Ру до 10 МПа), отделяющие заземленные промплощадки от незаземленной линейной части трубопровода, обеспечивая поддержание на трубе нужного низковольтного защитного потенциала. Отсутствие ЭИМ приводит к “стеканию” защитного тока с трубопровода через заземление промплощадок (перекачивающих станций, электроприводных задвижек и пр.) и необходимости увеличения напряжения, подаваемого от катодных станций (иногда в десятки раз), что значительно повышает энергозатраты организаций, эксплуатирующих трубопроводы.

Силовая схема моноблочной стеклопластиковой ЭИМ, разработанной и внедренной в промышленную практику ДАО “Оргэнергогаз” РАО “Газпром” (патент РФ № 2084745), заключатся в зацеплении стклопластиковых продольных комплексных жгутов за кольцевые выступы (бурты) из гнутых прутков, приваренных соттветствущими парами в 2…3 ряда к стыкуемым патрубкам, разделенным диэлектрической уполтнительной вставкой. Герметичность муфт обеспечивается резиновым уплотнением.

Целью настоящей работы является совершенствование конструкции стеклопластиковых электроизолирующих муфт с целью снижения материалоемкости, трудоемкости и стоимости.

Для рационального проектирования ЭИМ разработана математическая модель, описывающая сложную схему армирования конструкции, анизотропию слоев. С помощью разработанного программного комплекса проведены расчеты нескольких вариантов композитных конструкций электоризоляционных муфт, на основе которых выбрана наиболее рациональная схема армирования и конструктивный вариант крепления муфты. Особенность предложенной схемы ЭИМ заключается во включении в конструкцию пластика, охватывающего выступы патрубков, кольцевых гнутых Г-образных стальных накладок. Это увеличивает кольцевую жесткость муфты, позволяет уменьшить количество продольных слоев пластика в несколько раз и перейти только к одной паре буртов.

Сформированы технические предложения по созданию на базе ФГУП “Завод Машиностроитель” ( Пермь) опытных образцов новых электроизолирующих муфт, обладающих более низкой себестоимостью и обеспечивающих экономические предпосылки более широкого внедрения данных муфт в практику строительства трубопроводов.