PhD (Engineering), Associate Professor, assistant professor of Chair of Technological Process Automation
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры автоматизации технологических процессов
To ensure the quality of applying anti-corrosion insulation of welded joints inside pipelines with the internal protective coating, it is necessary to keep temperature regimes of a welded joint specified heating zone with high accuracy, including the heating rate and keeping the heating temperature of anti-corrosion insulation for a certain time. Nowadays, the industry does not produce compact and easy-to-use devices for heating welded joints of small-diameter pipelines when applying internal insulation in the field environment, so it is necessary to study the development of such types of devices and identify the efficiency of their use in practice. During the study, the author applies the induction heating method using a flexible induction heater of a pipeline welded joint. The heater is easy-to-install and ensures the required technological modes of heating the insulation inside the pipelines. The paper presents the results of modeling thermal processes, and, using the COMSOL Multiphysics package, studies temperature distribution along the joined pipelines. The study identified that due to uneven heating of a pipeline joint, temperature deviations falling outside the specified range occur. The author proposes a solution for this problem, which is a structural solution for the developed flexible inductor. The author used a specific laying of inductor winding to ensure the required heating characteristics. The experimental dependences of temperature change on the heating time inside the joined pipelines at the specified heating zones, which indicate the compliance with the requirement for the technology of insulating coating application, when entering various heating modes are obtained. The induction heater power required for heating the pipeline with a diameter of 159 mm and wall thickness of 8 mm was no more than 3 kW. The developed heaters provide the possibility of quick and convenient installation on pipelines, safety, and automation of insulation application. The study solves an important aspect of the problem of practical use of the technology of anti-corrosion protection of a welded bell-and-bell joint of pipelines of small diameters in the oil-and-gas industry.
Для обеспечения качества нанесения антикоррозионной изоляции сварных соединений в трубопроводах с внутренним защитным покрытием необходимо с высокой точностью выдерживать температурные режимы заданной зоны нагрева сварного стыка, включая скорость нагрева и поддержание в течение определенного времени температуры нагрева антикоррозионной изоляции. Поскольку в настоящее время промышленность не выпускает компактные и удобные в эксплуатации устройства для нагрева сварного стыка трубопроводов небольшого диаметра при нанесении внутренней изоляции в полевых условиях, требуется провести исследования, направленные на разработку данного типа устройств, и определить эффективность их применения на практике. В исследовании применяется индукционный метод нагрева с использованием гибкого индукционного нагревателя сварного стыка трубопроводов. Нагреватель отличается простотой установки на трубопроводы и позволяет обеспечить необходимые технологические режимы нагрева изоляции внутри трубопроводов. Приведены результаты моделирования тепловых процессов, исследовано распределение температуры вдоль состыкованных трубопроводов с использованием пакета COMSOL Multiphysics. Выявлено, что вследствие неравномерности нагрева стыка трубопроводов могут возникать отклонения температуры, выходящие за пределы заданного диапазона. Предложено решение данной проблемы, заключающееся в конструктивном решении разработанного гибкого индуктора. Для обеспечения требуемых показателей нагрева применена определенная укладка обмотки индуктора. Получены экспериментальные зависимости изменения температуры от времени нагрева внутри состыкованных трубопроводов в заданных зонах нагрева, показывающие соответствие требованиям технологии нанесения изоляционного покрытия, при выходе на требуемые режимы нагрева. Для нагрева трубопроводов диаметром 159 мм и толщиной стенки 8 мм мощность индукционного нагревателя составила не более 3 кВт. Разработанные нагреватели обеспечивают возможность быстрой и удобной установки на трубопроводы, безопасность и автоматизацию работ по нанесению изоляции. Проведенные исследования позволили решить важный аспект проблемы практического применения технологии противокоррозионной защиты сварного раструбного соединения трубопроводов небольшого диаметра в нефтегазовой отрасли промышленности.