Использование газового оборудования при отрицательных температурах

На территории РФ, особенно в регионах Крайнего Севера и Западной и Восточной Сибири, температура регулярно опускается ниже критических -20°C, достигая в отдельных районах: • -40…-50°C — типичные зимние температуры • -60°C и ниже — экстремальные значения (Якутия, Таймыр).

Современное оборудование для газовых систем, как правило, имеет рабочий температурный диапазон от -20…-15°C до +60…+70°C. Это общемировой стандарт, обусловленный физико-химическими свойствами применяемых материалов и экономической целесообразностью.

Эксплуатационные характеристики газовой арматуры напрямую зависят от материалов изготовления:

1. Уплотнительные элементы и рабочие мембраны

• Изготавливаются из резиновых смесей (NBR, EPDM и др.)
• Критически зависят от температурного режима

2. Корпусные детали

• Производятся из пластика и алюминиевых сплавов
• Изменяют механические свойства при охлаждении

Критическая температура для NBR (нитрил-бутадиеновая резина) составляет -40…-50°C (в зависимости от состава).

Что происходит с резиной при отрицательных температурах:

От -20°C до -30°C:

• Увеличивается жёсткости материала, снижается эластичность, происходит замедление восстановления формы после деформации и ухудшение компенсационных свойств

Ниже -40°C:

• Происходит значительная потеря гибкости, возникает высокий риск растрескивания при деформации, возникает возможность перехода в состояние хрупкой деформации и практически полностью теряются уплотнительные свойства

Изменение физико-механических свойств эластомеров при отрицательных температурах приводит к:

• Потере внутренней герметичности (утечки через седло клапана)
• Нарушению внешней герметичности (утечки через соединения)
• Некорректной работе предохранительно-запорной арматуры
• Отказу регулирующих устройств

Производители газорегулирующего оборудования применяют морозостойкие композиции на основе:

• FKM (фторкаучука) — до -40°C
• Силиконовых резин — до -60°C
• Специальных NBR-составов — до -50°C

Недостатки морозостойких решений:

• Увеличение стоимости арматуры на 30-70%
• Снижение химической стойкости к некоторым средам
• Уменьшение срока службы в высокотемпературном диапазоне
• Ограниченная номенклатура оборудования

Такие решения имеют как иностранные производители:

Tartarini (Италия)

Pietro Fiorentini (Италия)

Elster/Honeywell (Германия/США)

Fisher (США)

MADAS (Италия)

Термобрест (Беларусь), так и практически все отечественные производители.

Указывая температурные диапазоны эксплуатации, производители как правило имеют в виду температуру окружающей среды. Соответственно все заводские испытания на низких температурах проводятся, исключительно понижая температуру окружающей среды. Но редко кто проводит тесты и при пониженной температуре рабочей среды.

Использование оборудования при температурах, ниже заявленных производителем, не означает немедленный отказ, однако влечёт:

1. Значительное сокращение срока службы (от 2 до 10 раз)
2. Непредсказуемость момента выхода из строя — невозможность планового обслуживания
3. Повышенный риск аварийных ситуаций — внезапные утечки газа
4. Потерю гарантийных обязательств производителя

При этом следует учитывать, что согласно СП 62.13330.2011 (Газораспределительные системы) и СП 402.1325800.2018, оборудование должно эксплуатироваться в условиях, соответствующих климатическому исполнению, с обеспечением необходимого температурного режима.

Компания ТЕД в своих проектах успешно использует комбинирование различных способов утепления газоиспользующего оборудования:

Например, для утепления мобильных ГРУ, используемых для подачи газа к газопоршневым установкам на месторождениях в качестве утепления, мы применили термочехлы с интегрированным обогревом при помощи кабеля и съемный кожух для защиты ГРУ от сильных осадков.

Данный вид утепления позволяет добиться оптимальное распределение тепла и обеспечивает защиту от атмосферных воздействий, что значительно продлевает срок службы оборудования, а возможность быстрого монтажа и демонтажа позволяет ускорить выполнение сервисных операций при обслуживании ли ремонте оборудования.