Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [ 15 ] 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72

вибрации, то для ее гашения в горизонтальной плоскости к нему были приварены виброгасители, имевшие форму зубьев пилы, однако впоследствии форма гасителей была немного изменена, что значительно улучшило их работу. Сущность работы этих виброгасителей заключается в изменении частоты и величины возбуждающих сил вследствие изменения характера обтекания ветровым потоком трубопровода, что достигается прикреплением к трубе специальных плоскостей (рассекателей). Направляющие плоскости рассекателей могут располагаться как в горизонтальной плоскости оси трубопровода,, так и под некоторым углом к ней.

Рис. 4. 11. Висячий переход газопровода с гасителями колебаний типа рассекателей.

На рис. 4. 12 показано устройство виброгасителей двухарочного перехода. Устройство включает приспособления для регулирования сил трения в узлах, разрешая трубам двигаться в вертикальной плоскости. Трение в узлах достаточно большое, чтобы преодолеть пульсирующее усилие, которое может возникнуть.

Изменение расстояния между трубами вдоль арки предотвращает одновременное возникновение ветровых вихрей на подветренной трубе. При таком расположении арок невозможна вибрация в унисон и, следовательно, арки не отклоняются вместе. На рис. 4. 12 показано поперечное сечение сдвоенной арки с трубами, находящимися в исходном положении и при деформации (вибрации) одной из арок (последнее показано пунктирной линией). Все У-образные распорки могут поворачиваться в точках опор, отклоняясь от горизонтальной линии на угол Л.

Если возбуждающая сила приложена к одной из арок либо к обеим аркам, но в противоположном направлении, то гашение вибрации обеспечивается силами трения, возникающими в концах поперечных распорок при смещении труб относительно друг друга. Состояние резонанса системы трубопровода во всех случаях нежелательно,

Рис. 4. 12. Конструкция распорки двухниточного арочного перехода с виброгасящими устройствами, допускающая перемещение арок относительно друг друга.

так как длительные резонансные колебания при наличии больших напряжений в элементах конструкции могут- привести к усталостному разрушению. Так, вследствие резонанса была авария на висячем переходе в Тойкоуте (штат Вашингтон).

В табл. 4. 8 приведен перечень висячих мостов, разрушившихся в бурю вследствие возникновения больших колебаний.

Таблица 4 .8

Висячие мосты, разрушившиеся в бурю вследствие возникновения больших колебаний

Мост

Драйборо Эббн

Юнион

Нассау

Брайтон Чейн Пир

Монроуз

Менэй Стрейтс

Ларош-Бернар

Уилинг

Ниагара-Льюистон

Ниагара-Клифтон

Такома-Нерроус

Страна

Длина главного пролета,

Ширина,

Шотландия Англия . ФРГ . . Англия . Шотландия Уэльс Франция США . . США . . США . . США . .

79 138 75 77 132 177 196 306 320 386 855

1,3 6

11,7

1818

1821

1834.

1836

1838

1839

1852

1854

1869

1889

1940

Подводя итог, можно рекомендовать следующие мероприятия по уменьшению колебаний трубопроводов.

Для уменьшения колебаипй при прохождении через резонанс рекомендуется применять демпфирующие приспособления. Наряду с демпферами сухого н вязкого трения желательно использовать устройства, включающиеся в работу только во время прохождения через резонанс и не влияющие на работу в обычном эксплуата-цпонном режиме. К числу этих устройств относятся ударные гасители колебаний, настроенные на частоту собственных колебаний и демнферы сухого и вязкого трения, включающиеся при больших амплитудах и не принимающие участия в колебаниях при небольших амплитудах; демпферы можно включать последовательно через упругий элемент. Для уменьшения колебаний трубопроводов, вызванных ветром, рекомендуется: уменьшить влияние вихреобра-зования на колебания поперек потока, для чего к трубам приваривают рассекатели, изменяющие характер обтекания; повысить затухание конструкции; применять ударные гасители колебаний; увеличить жесткость трубопроводов.

ЧАСТЬ II

БАЛОЧНЫЕ СИСТЕМЫ НАДЗЕМНОЙ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ

ГЛАВА ПЯТАЯ

СИСТЕМЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ НАДЗЕМНОЙ ПРОКЛАДКЕ ТРУБОПРОВОДОВ

§ 1. ОБЗОР ПОСТРОЕННЫХ БАЛОЧНЫХ СИСТЕМ НАДЗЕМНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Балочные системы переходов начали применять на первых магистральных трубопроводах. В России строительство транспортных магистралей начато в последней четверти прошлого столетия. В 1878 г. были сооружены нефтепроводы от промыслов Баку до нефтеперерабатывающих заводов. По инициативе Д. И. Менделеева в 1896-1906 гг. по проекту В. Е. Шухова был построен первый магистральный продуктопроВод диаметром 200 мм, длиной 833 км для nepieKa4KH керосина из Баку в Батуми. Это был в то время самый крупный трубопровод в мире. В 1910-1913 гг. был построен нефтепровод Грозный - Махачкала диаметром 200 мм, протяжением I&Zkm. После 1925 г. построены нефтепроводы диаметром 250 мм: Баку - Батуми протяжением 834 км и Грозный - Туапсе протяжением 49 км. Один из надземных переходов на этом нефтепроводе представлен на рис. 5. 1. Подобных переходов на нефтепроводе несколько. Все они прямолинейные без компенсации продольных деформаций и имеют по несколько пролетов длиной 4-8 м. Опоры под трубопровод, выполненные из сварных труб, имеют высоту 2-6 м.

В 1931 г. построен продуктопровод диаметром 300 мм Армавир - Никитовна длиной 445 км, а к 1941 г. были построены трубопроводы Махачкала - Грозный, Гурьев - Орск, Малгобек - Грозный и др. На ряде трубопроводов имелись, но в очень малом количестве, простейшие балочные надземные переходы через крутые овраги и малые реки с одним или несколькими пролетами, подобные представленному на рис. 5. 1.

Во время Великой Отечественной войны были построены продуктопровод Астрахань - Саратов, бензинонровод через Ладожское озеро и др. В 1938-1943 гг. несколько трубопроводов было построено в западной части Украины, где надземные балочные системы переходов получили достаточно широкое распространение Ч

* Данные приводятся на основании обследования переходов авторами книги.

7 Заказ 2185 07

Два аналогичных перехода, построенных в 1940 г. на одном из газопроводов диаметром 325 мм в западной части Украины, представлены на рис. 5. 2. Так как газопровод имеет рабочее давление 25 кГ/см и проходит рядом с жилыми домами, то па переходах рабочие трубы заключены в кожухи из труб диаметром 577 мм. Пролеты переходов равны 10 -f- 6 -f- 7,5 j»t и 4,8 -f- 4,5 -Ь 7 м. Промежуточные опоры состоят из двух свай, которые выполнены из труб

Рис. 5. 1. Надземный балочный переход на нефтепроводе Грозный -

Туапсе.

диаметром 273 мм. Чтобы переходы не использовались в качестве переходного мостика, около каждого откоса на верхней части ко-и?уха приварены металлические шипы, расположенные в шахматном порядке через 10 см, и кроме того установлены металлические рамки (рис. 5. 2, б).

На этом же газопроводе диаметром 273 мм такого же типа, но только без кожуха, построен трехпролетный переход пролетами 9,5 + 8,5 Ч- 11 м (рис. 5. 2, в). Середина перехода приподнята на 0,7 м по отношению к местам входа газопровода в землю. Труба покрыта битумной мастикой, затем уложена солома, обернутая толем, который сверху обмазан битумом. Устройства такого утепления на газопроводах не требуется, битумная же мастика под действием солнечных лучой и атмосферных воздействий быстро разрушается. Так как трубопровод не имеет компенсаторов и не закреплен на опорах, то вследствие температурных деформаций он сдвинулся от середины к краю. Очевидно, при большем нагреве он несколько

.приподнимается над опорами. Несмотря на то что газопровод имеет давление 25 кГ/см, не зап;ищенный кожухом надземный переход проходит на расстоянии 3 ж от моста асфальтированной автомобильной дороги.

Через эту же реку построен нятинролетный переход аналогичной конструкции с пролетами 8-t-6--6-t-5--7jn, также расположенный рядом с мостом. Средняя часть перехода приподнята на 0,5 м. Вследствие деформаций на этом переходе трубопровод также сдвинулся к одной стороне опор, хотя измерения показали, что трубы летом на солнце были холодные (имеют температуру, близкую к температуре газа).

В 1955 г. был построен аналогичный четырехпролетный переход газопровода через реку из труб 325 X 8 мм, работающий под давлением 40 кГ/см. Этот переход имеет несколько большие пролеты: 12 + 15 -- 17 -- И м. Средняя его часть приподнята на 1 м.

В западной части Украины имеется много переходов, подобных описанным выше. На большинстве переходов трубопровод прямо входит в грунт без поворотов и колен, компенсирующих продольные деформации. Поскольку почти на всех переходах трубопровод не закреплен на опорах и имеет небольшой подъем к середине, то при нагреве трубы смещаются на опорах в стороны или несколько приподнимаются.

Известный интерес представляет построенный в 1940 г. (рис. 5. 3) через пойменную часть реки и ручей пятипролетный переход газопровода диаметром 273 мм с пролетами 15 -Ь 12 -Ь 10,5 + 11 м, работающий при давлении 25 кГ/см. Три средние опоры этого перехода опираются на конструкцию типа понтонов. Опора состоит из двух труб диаметром 325 мм, длиной 2,2 м с заваренными торцами, соединенных между собой двумя отрезками этих же труб. К такой раме приварены две вертикальные стойки из труб диаметром 273 мм, сваренные распоркой и укрепленные подкосами диаметром 120 м.ч. Под действием собственного веса и веса трубопровода опорная рама погрузилась в болото на /з диаметра труб. Трубопровод защищен тепло- и гидроизоляцией, подобной описанной выше.

На двух переходах газопроводов длиной GG и 85 м через реки в местах выхода труб из грунта имеются изгибы, поднимающие трубопровод над уровнем высокой воды и одновременно компенсирующие возникающие в открытой части продольные деформации. Благодаря компенсации продольных деформации на этих переходах трубопровод опирается на все опоры бе5 смещений в стороны. Один переходе с тепловой защитой имеет четыре пролета по 14 м и пятиметровые участки по концам. Он выполнен из труб диаметром 325 X 10 мм и работает на давление 25 кГ/см. Другой пятипролетный переход диаметром 325 мм с пролетами по 15 м и пятиметровыми участками по концам без тепловой защиты построен в 1942-1943 гг. (рис. 5. 4, а). Свайные опоры выполнены из труб диаметооы 218 мм.