книги / Типовые расчеты при сооружении и ремонте газонефтепроводов

изгибающие напряжения в трубопроводе в точках подъема крайними трубоукладчиками

Рекомендуемая компоновка изоляционной колонны для различных диаметров трубопроводов представлена на рис.3.26 и в табл. 3.31. В соответствии с ней, к усилиям на крюках трубоукладчиков, поддерживающих очистную или изоляционную машину, следует прибавить их вес. Так, суммарное усилие на крюке крана-трубоукладчика, поддерживающую изоляционную машину,

Вылет стрелы любого трубоукладчика определяется как минимальный по формуле (3.131). Подбор трубоукладчиков выполняется с использованием формулы (3.130) и табл. 3.29.

Если в состав изоляционной колонны входит комбайн, заменяющий очистную и изоляционную машины, он занимает’ место изоляционной машины.

3.8.4. Расчет напряженного состояния при укладке изолированного трубопровода

При составлении расчетно-технологической схемы укладки изолированного трубопровода (рис.3.31) принимается, что все трубоукладчики в колонне с целью предельного снижения напряжений изгиба рационально объединены в три группы, расположенные в местах, обозначенных точками 1,2 и 3. При этом суммарная нагрузка на каждую из групп равна соответственно К\, К2 и К3; расстояния L\ и L характеризуют взаимное расположение групп трубоукладчиков.

Рис.3.32. Схема поперечного перемещения трубопровода в процессе укладки:

О, 1, 2, 3 и А - последовательные положения сечений укладываемого трубопровода

В основу представленных ниже расчетных формул положены дифференциальные уравнения упругоизогнутой линии трубопровода с учетом известных граничных условий [140]. В качестве исходных для расчета (см. рис.3.31, 3.32), приняты следующие данные. Глубина траншеи Аг определяется как среднестатистическая величина для конкретных условий строительства. Технологическая высота подъема трубопровода h\ в зоне работы последней (по ходу колонны) группы трубоукладчиков определяется «вписываемостью» контура троллейной подвески в очертания профиля траншеи. Высота лежек и выбирается, исходя из конкретных их размеров. Технологический зазор с устанавливается из условий беспрепятственного прохождения, т.е. без задевания за грунт, троллейных подвесок у трубоукладчиков головной группы (в точке 3). Диаметр катков или авиашин троллейной подвески d выбирается в соответствии с технической характеристикой используемой подвески. Кроме перечисленных исходных данных для расчета необходимо знать продольную (балочную) жесткость трубопровода EI, момент сопротивления поперечного сечения трубы W, вес единицы длины изолированного трубопровода q, а также грузоподъемность и устойчивость трубоукладчиков против опрокидывания. На первом этапе расчета определяют высоту подъема трубопровода в точке 3 по формуле А3 = с + d. Затем находят безразмерные параметры S и Р

По значениям полученных параметров на диаграмме (рис.3.33) в семействе сплошных кривых находят сначала такую, которая совпадает по обозначению с полученным параметром S (или близка к нему), а затем из семейства пунктирных кривых такую, которая соответствует параметру Р.

После этого находят точки пересечения этих кривых и определяют их координаты Л и 77.

Рис.3.33. Диаграмма для определения рационального размещения групп трубоукладчиков в колонне

Как правило, имеются две точки пересечения, что говорит о возможности получения двух решений поставленной задачи. Поэтому дальнейший расчет следует выполнять по обоим вариантам и лишь на окончательной стадии выбрать предпочтительный в технологическом отношении. Далее определяют длину пролета по формуле:

Затем находят расстояния L\ и L2, которые характеризуют взаимное расположение ipynn трубоукладчиков:

Для нахождения длины пролета £Аможно воспользоваться соотношением где 0 ,8 .

Следует иметь в виду, что полученные нагрузки представляют собой суммарное силовое воздействие на все трубоукладчики данной группы. Для дальнейших расчетов воспользуемся условием:

где i - индекс, соответствующий порядковому номеру группы трубоукладчиков (1, 2 или 3); п - число трубоукладчиков в группе; aipac4 - вылет крюков у трубоукладчиков в данной группе; к=1,4 - коэффициент запаса устойчивости против опрокидывания; М^ - момент устойчивости трубоукладчиков.

Расстояния между трубоукладчиками одной группы обычно принимаются равными 8-12 м. Высота подъема трубопровода в средней части колонны (в точке 2) может быть определена по формуле:

Для оценки напряженного состояния трубопровода при укладке определяют изгибающие моменты, действующие в опасных сечениях трубопровода, т.е. под крюками трубоукладчиков. При этом использовано условие равенства моментов во всех опасных сечениях. Искомые моменты можно определить по формуле:

Для нахождения напряжений изгиба воспользуемся выражением:

Если считать, что трубопровод представляет собой тонкостенную конструкцию, т.е. DH» ô \ то справедливы соотношения:

Здесь Е — модуль упругости стали, £=2,1- 108 кН/м2. Из формулы (3.I5I) следует, что для заданной расчетно-технологической схемы напряжения изгиба не зависят от диаметра трубопровода и толщины стенки.

3.9.0чистка полости и испытание трубопроводов

Особое место в общем комплексе линейных работ занимают процессы очистки полости, испытания и удаления воды. В результате их проведения определяются важнейшие показатели готовности построенного объекта к эксплуатации - чистота полости, прочность и герметичность.

После окончания строительно-монтажных работ подрядчик под контролем заказчика и технадзора производит очистку полости трубопровода, внутритрубную профилеметрию, испытания и опорожнение трубопровода от воды, соблюдая единую последовательность работ:

•очистка полости магистрального трубопровода;

•подъем давления до Рраби выдержка в течение 3 часов;

•проведение профилеметрии;

•вскрытие и устранение выявленных дефектов, и проведение их дополнительного дефектоскопического контроля;

•проведение испытаний на прочность;

•снижение давления до Рраб и проверка на герметичность в течение времени, необходимого для осмотра трубопровода, с целью выявления утечек, но не менее 12 часов;

•опорожнение трубопровода от воды.

При проведении данных работ устраиваются камеры пуска и приема поточных средств. Конструкции и их расчет приведены в [88;94].

В соответствии с рекомендациями СНиП III - 42 - 8(3* [123] этапы, величины давлений и продолжительность испытания трубопроводов на прочность и проверки их на герметичность приведены в приложении М

3.9.1. Выбор оборудования

Для очистки внутренней полости и испытания трубопроводов используется комплекс специальных машин. Вода для промывки и гидравлического испытания закачивается передвижными агрегатами (табл. 3.34). Сжатый воздух закачивается в трубопровод при продувке, освобождении воды и пневматическом испытании передвижными компрессорными установками (табл.3.35).

Выбор оборудования осуществляется, учитывая основные технологические параметры очистки и испытания: избранный способ (пневматический или гидравлический), необходимое давление в трубе протяженность участка трубопровода, а также время, отведенное для работ этих видов по календарному плану строительства [70].

Одним из перспективных направлений, существенно ускоряющих процесс проведения работ по очистке полости строящихся трубопроводов, является использование авиационных двигателей в качестве источника сжатого воздуха

[88].

Примером может служить модернизированный вариант - установка ТК21М, имеющая следующую техническую характеристику:

Технология, основанная на использовании передвижных компрессорных установок высокой производительности, имеет две главные особенности:

•сжатый воздух подается в трубопровод непосредственно от установки, а не закачивается предварительно в ресивер;

•установка легко (за 2-3 ч) может быть подготовлена к работе в любой точке трубопровода.

Отсюда вытекают следующие преимущества:

•минимальные сроки выполнения работ;

•деление трубопровода на участки, последовательность выполнения на них и направление движения очистных устройств могут быть выбраны произвольно;

•повышение кратности пропуска очистных устройств, практически не связано ни с каким увеличением сроков работ кроме времени на установку в трубопровод следующего очистного устройства, если узел пуска не предусматривает последовательный запуск нескольких поршней.

3.9.2. Определение технологических параметров З.9.2.1. Промывка трубопроводов

Очистку полости промывкой следует выполнять на трубопроводах (участках трубопроводов) любых назначений и диаметров, которые испытываются гидравлическим способом. При промывке по трубопроводам пропускают поршни-разделители, переметающиеся в потоке воды, закачиваемой для гидравлического испытания. Впереди поршнейразделителей в трубопровод для размыва загрязнений рекомендуется заливать воду в объеме 10-15% от объема участка.

При промывке основными параметрами являются давление воды на поршень-разделитель на узле пуска, скорость перемещения поршнейразделителей по трубопроводу, протяженность промываемого участка.

Давление воды на узле пуска устанавливают с учетом следующих факторов:

•потерь давления на участке перед разделителем, характеризуемых степенью загрязнения трубопровода;

•перепада давлений, вызываемых собственно поршнем-разделителем (обычно до 0,1 МПа);

•объема залитой впереди поршня-разделителя воды;

•гидравлических потерь на перемещение воды на участке за поршнемразделителем, которые определяются разностью вертикальных отметок

трубопровода.

На практике давление воды на узле пуска устанавливает и поддерживают на уровне 0,2-0,3 МПа при спокойном рельефе местности.

Оптимальная скорость перемещения поршней-разделителей регламентирована нормативами и должна быть не менСе 1-1,5 км/ч. Для создания такой скорости необходимо применение одног0 или нескольких наполнительных агрегатов, имеющих соответствующую производительность и обеспечивающих необходимое давление.