CC BY
16
--© М.Е. Чижов, А.Е. Чижов,
С.Г. Новиков, 2015
УЛК 532:622.691.4.004.67
М.Е. Чижов, А.Е. Чижов, С.Г. Новиков
ТРУБОПРОВОДНЫЕ ИЗНОСОСТОЙКИЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ГИДРОМЕХАНИЗАЦИИ
Рассмотрен разработчик и изготовитель трубопроводных систем из износостойких композиционных материалов для предприятий, занимающихся гидромеханизацией.
Ключевые слова: трубы, тепловая зашита, гибкие трубопроводы, быстро-разъемные соединения, эластичные абразивоустойчивые отводы.
февраля 2014 г. в Москве прошел международный форум дноуглубительных компаний. Участники форума в своих выступлениях отметили, что объем дноуглубительных работ в России возрастает более чем в два раза, как на морских акваториях, так и на внутренних водных путях [1].
География этих работ широка, следовательно, климатические условия и режимы эксплуатации техники и оборудования в разных регионах будут различны.
В строящемся порту Сабетта — суровые климатические условия с ограниченным периодом работ в летнюю навигацию, а при производстве работ по строительству порта Тамань или мостов через Керченский пролив, условия отличаются повышенной температурой, интенсивным судоходством, волно-ветровой нагрузкой, течениями, другими характеристиками грунтов, чем в Сабетте.
Российское предприятие ООО фирма «Рассвет-К» — разработчик и изготовитель трубопроводных систем из износостойких композиционных материалов для предприятий, занимающихся дноуглубительными работами и гидромеханизацией.
Предприятие предлагает своим заказчикам большой ассортимент высококачественной продукции - гибкие плавающие и береговые трубопроводы, напорно-всасывающие и всасывающие трубопроводы, эластичные компенсаторы, абразивоустой-чивые распределители потока, фасонные части трубопровод-
ных систем, конусные эластичные переходники и отводы, эластичные оболочки и другие.
Конструкции наших изделий учитывают физико-механические характеристики транспортируемых грунтов, температурных режимов эксплуатации, используемых типов земснарядов - (электрических или дизельных)
При намыве территорий для создания искусственного земельного участка, при строительстве мостов через Керченский пролив придется иметь дело с ракушечником, который приводит к резкому гидроабразивному износу труб. Имея опыт поставки в этот регион наших труб, и зная характеристики транспортируемых грунтов, мы применяем для внутренней поверхности грунтопроводов разные материалы. Для ракушечника и для гравийных смесей - это разные составы резиновых композиций.
Первый опыт работы наших труб на пульпе с ракушечником получен при проведении дноуглубительных работ на реке Кагальник Ростовской области (рис. 1)
Ракушечник имел остроконечные (как бритва) кромки и при использовании напорных труб с внутренним резиновым покрытием, уже через неделю работы мы имели продольные разрезы по внутренней поверхности защитного слоя.
Замена этого защитного покрытия на обрезиненный ме-таллокорд увеличила стойкость труб в несколько раз.
Для северных регионов мы используем морозостойкие рецептуры покрытия, способные эксплуатироваться при отрицательных температурах. Шельфовая зона северного Ледовитого океана почти 300 дней в году покрыта льдом, поэтому вопросы продления работы землесосной техники, при отрицательной температуре очень актуальны. Предлагаем плавающие грунтопроводы покрывать тепловой защитой обеспечивающей работу при температуре -10^-15 °С. Эта защита обеспечивает и плавучесть труб.
Рис. 2. Защитная гибкая секционная дамба: 1 - напорная труба; 2 -гибкие оболочки
При создании долгосрочных отвалов намывных территорий, необходимо делать первичную обваловку. Предлагаем для этих целей облегченные оболочки или трубопроводы. Эти же оболочки позволяют использовать их для создания подводных отвалов или защитных секционных дамб. (Патент России на изобретение № 2478750) (рис. 2).
Приведем некоторые технические характеристики нашей продукции.
Гибкие напорные трубопроводы ТНФ изготавливаются из износостойкой резины и высокопрочных силовых слоев.
Изготовление труб длиной до 10 метров позволяет легко использовать их в существующих трубопроводных системах с минимальными затратами на монтаж. При монтаже не требуется специально обученный персонал и специальный инструмент. Эксплуатация трубопроводов на открытом воздухе или во влажной среде не требует дополнительных мероприятий по их защите от коррозии. Гибкие трубопроводы изготавливаются диаметром от 89 до 1200 мм, длиной до 10 метров с фланцевыми соединениями на рабочее давление до 10 МПа. В среднем срок службы трубопроводов по гидроабразивному износу в 5—8 раз дольше, чем у стальных труб, имеют повышенную стойкость к действию агрессивных сред.
Гибкие всасывающие и напорно-всасывающие трубопроводы предназначены для всасывания и нагнетания различных жидкостей в интервале температур от -35 до 70 °С.
Всасывающие трубопроводы работают под разряжением до 0.08 МПа (600 мм рт. ст.), напорно-всасывающие под давлением до 1.0 МПа и разряжением 0.08 МПа. Эластичные трубы этой группы отличаются от других конструкций наличием проволочной спирали и распорных колец, которые обеспечивают сопротивление деформации под местной нагрузкой,
1
Т 1 Т
Рис. 3. Труба плавающая распределительная: 1 - труба напорная; 2 - поплавок; 3 - выпуск; 4 - фланец
устойчивость под действием внешнего давления и вакуума и защищают внутренние слои от расслоения.
Для гидронамыва территорий мы предлагаем плавающие
распределительные трубопроводы, имеющие повышенную гибкость (рис. 3).
Трубопроводы работающие на картах намыва имеют выпуски. Количество выпусков и их диаметры согласовываются с заказчиком. Использование таких трубопроводов позволяет снизить количество перекладок труб, уменьшает качество выполняемых работ.
Высокая гибкость плавающего трубопровода ТНФП (рис. 5) позволяет работать в стесненных руслах рек. Трубопровод снижает эксплуатационные затраты, увеличивает производительность и качество намывочных работ.
Плавучесть трубопровода обеспечивают поплавки из устойчивого к механическому воздействию материала. Поплавки могут быть защищены полимерным защитным слоем высокой прочности. Разъемный фланец на каждой секции трубопровода дает возможность снимать поплавки с грунтовой трубы, что обеспечивает ее многофункциональность, дает возможность использовать ее при работе на береговые отводы или замены поплав-
п. Рис. 5. Работа трубопровода диа-
Эластичные плавающие
метром с 219 мм с земснарядом трубопроводы имеют сво- «Ватермастер» в Краснодарском
Рис. 4. Распределительная вставка
бодные вращающиеся фланцы, обеспечивающие простоту монтажа трубопровода на плаву. Использование в конструкции эластичных трубопроводов новых полимерных материалов допускает их эксплуатацию в условиях отрицательных температур и сохранность их при вмерзании в лед.
Трубопроводы предназначены для: гидротранспортирования грунта при проведении дноуглубительных работ, подводной разработке траншей. Изготавливаются нескольких модификаций: с вращающимися фланцами (рис. 6), неподвижными резинометаллическими фланцами (рис. 7), быстро-разъемными и муфтовыми соединениями. На рисунках показано быстроразъемное соединение, на конструкцию этого соединения получен патент России № 2516730. Могут комплектоваться устройствами для прокладки кабеля и установке сигнальных огней. Радиус изгиба труб 10-12 диаметров трубопровода. [3,4].
В местах с интенсивным судоходством, при разработке подходных каналов предлагаем напорные эластичные плавающие грунтопроводы с быстроразъемными соединениями. Использование таких соединений позволяет сплачивать плавающий грунтопровод в секции необходимой длины (например, до 50 метров) и осуществлять пропуск судов.
Рис. 7. Труба с неподвижными Рис. 6. Труба с вращающимися фланцами фланцами
Рис. 8. Гибкие соединения трубопроводов
Вместо металлических шаровых соединении в земснарядах с грунтопроводом на понтонах все чаше используют гибкие соединения способные компенсировать деформации трубопроводных систем (рис. 8).
Очень часто наши заказчики задают вопрос. Какой длины Ь нужно заказывать соединительный патрубок для изгиба его на а градусов.
Предлагаем простейшую схему расчета этой длины.
Ь = Н + С |В,
360 ^ 2,
где Ь - длина патрубка; а - угол изгиба; С - диаметр трубопровода; В - коэффициент.
Гибкие соединения трубопроводов изготавливаются из износостойкой резины и высокопрочных силовых слоев диаметром до 1200 мм с фланцевыми соединениями. Размеры фланцев выполняются в соответствии с ГОСТ 12819-80, 1282080, 12822-80 или по согласованию с заказчиком. Одно гибкое соединение обеспечивает угол поворота между отдельными секциями труб от 25° до 90° (в зависимости от длины соединения). Гибкие соединения демпфируют гидроудары, предот-врашают развитие электрохимической коррозии.
Предприятие «Рассвет-К» изготавливает абразиво-устойчивые отводы диаметром до 630 мм с углом изгиба 90°, 60°, 45° (рис. 9).
Места отводов, подверженные наибольшему гидроабразивному износу имеют усиление. Технологии изготовления отводов позволяют изготавливать их переменного сечения. Отводы, предназначенные для работы под вакуумом, имеют в своей конструкции стальные распорные кольца, обеспечивающие сохранность цилиндрической формы.
Для соединения трубопроводов разных диаметров мы изготавливаем переходники из эластичных материалов (рис. 10).
Конусность переходников обеспечивает плавность потока, снижает потери напора на трение, уменьшает величину гидроабразивного износа. Силовые слои из высокопрочных синтетических тканей обеспечивают высокую гидростатическую прочность.
Рис. 10. Эластичныю переходники
Рис. 11. Пульподелители
Переходники гасят вибрацию, возникаюшую при работе насоса. Наличие врашаюшихся фланцев позволяет быстро осу-шествить монтаж и демонтаж трубопроводных систем. Переходники могут использоваться вместе с тройниками для модульной сборки распределителей потока и пульподелителей. (рис. 11).
Наши изделия отличаются долговечностью, высокой стойкостью к гидроабразивному износу, низкими потерями напора на трение, возможностью работать в широком диапазоне температур и рабочих давлений и используются на Российских ГОКах и других предприятиях используюших гидротранспорт. Ценовой диапазон наших изделий ниже, чем у наших зарубежных партнеров.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Проблемы и перспективы дреджинга в России // Гидротехника 2014. № 2, с.68-72.
2. Чижов Е.А., Чижов А.Е., Новиков С.Г., Чижов М.Е., Миронов А.К. Эксплуатационная надежность оборудования гидромеханизации из полимерных материалов //Гидротехника 2012. № 1(26),с. 97-99.
3. Чижов Е.А., Чижов А.Е., Новиков С.Г. Перспективы применения полимерных материалов в гидромеханизации // Гидромеханика. 2009. № 2(15). С. 56-57.
4. Чижов Е.А., Чижов А.Е., Новиков С.Г. Эластичные грунтопроводы // Гидротехника. 2010.№ 1(18).с. 56-59. ГТТШ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Чижов Максим Евгеньевич - научный сотрудник ООО «Рассвет-К», е-шаИ: [email protected]
Чижов Анатолий Евгеньевич - заместитель директора по НИР, кандидат технических наук, профессор ООО «Рассвет-К», е-шаИ: [email protected]
Новиков Сергей Георгиевич - кандидат технических наук, доцент, Курский институт социального образования (филиал РГСУ), е-mail: [email protected]
А
UDC 532:622.691.4.004.67
ChizhovM.E., Research scientist, Rassvet-K, Russia, e-mail: [email protected] Chizhov A.E., Deputy Director on research work, doctoral candidate of technical Sciences, Professor, Rassvet-K, Russia, e-mail: [email protected] Novikov S.G., Candidate of Technical Sciences, Professor, Kursk Institute of social education (branch of RGSU), Russia.
PIPELINE WEAR-RESISTANT SYSTEM FOR DREDGING
Considered designer and manufacturer of piping systems made of wear-resistant composite materials for enterprises engaged in dredging.
Key words: pipes, thermal protection, flexible pipes, quick release couplings, elastic, abrasion resistant bends.
