Основными путями повышения эффективности работы гидромеханизированного комплекса являются: снижение его материалоемкости и энергопотребления, повышение абразивной и коррозионной стойкости, снижение эксплуатационных затрат.

Авторы:

art1 img1

Чижов А.Е.
Директор ООО «Рассвет»

art1 img2

Чижов А.Е.
к.т.н., профессор
зам. директора ООО «Рассвет»

Основными путями повышения эффективности работы гидромеханизированного комплекса являются: снижение его материалоемкости и энергопотребления, повышение абразивной и коррозионной стойкости, снижение эксплуатационных затрат.

Применение полимерных композиционных материалов позволяет решить часть этих задач. При выборе полимерных материалов надо иметь в виду, что они должны соответствовать ряду технико-экономических и эксплуатационных требований:

  • минимальной массе и стоимости;
  • высоким гидравлическим характеристикам;
  • стойкости к циклическим и ударным нагрузкам;
  • высокой ремонтопригодности;
  • атмосферо-, свето- и водостойкости;
  • прочности на растяжение, обеспечивающей надежную передачу тяговых усилий от земснаряда к концевому понтону;
  • стойкостью к гидроабразивному износу и истиранию.

Гибкий эластичный трубопровод

Гибкий эластичный трубопровод производства «Рассвет-К» состоит из силовых элементов (ткань, металлокорд), герметизирующего внутреннего покрытия (износостойкая резина) и наружного защитного слоя, стойких к гидроабразивному износу. Гибкие трубопроводы изготавливаются диаметром от 150 до 900 мм, длиной 7,3 м, на рабочее давление до 4 МПа. Трубопроводы могут изготавливаться в плавающем варианте. В среднем срок службы наших трубопроводов по гидроабразивному износу в 5-8 раз больше, чем у стальных труб, они имеют повышенную стойкость к действию агрессивных сред.

art3 pic1

Напорные плавающие эластичные трубопроводы с фланцами используются в гидромеханизации в качестве грунтопроводов. При радиусах изгиба 10-12 его диаметров он сохраняет свою форму и, таким образом, не требует шаровых соединений и уплотнительных прокладок (рис. 1).

Отсутствие шаровых соединений, эластичность наших трубопроводов позволяют перемещать гидросмеси повышенной концентрации (до 50% по твердому). Плавучесть грунтопровода обеспечивают поплавки, которые выполнены из устойчивого к механическому воздействию материала - пенополиэтилена. Кажущаяся плотность материала поплавков находится в пределах 60-110 кг/м3. Водопоглощение непревышает 1,2%; деформация при воздействии внешних нагрузок до 0,03 мПа не превышает 10%.

Как правило, на одну напорную трубу мы навешиваем 7-9 поплавков. Плавучесть грунтопровода рассчитана таким образом, чтобы при полной его закупорке она не была меньше 5-10%. Крепление поплавков осуществляется малорастяжимыми полиэстеровыми или стальными лентами. Наружное покрытие поплавков упрочнено вплавленной металлической сеткой или имеет защитный тканевый чехол (рис. 2).

art3 pic2

В таблице представлены основные размеры поплавков в зависимости от диаметра грунтопровода.

art3 pic3

Из таблицы видно, что с увеличением диаметра напорных труб диаметр поплавков тоже увеличивается, начиная с диаметра 530 мм эффективность транспортировки несколько снижается. Для примера: 150 м плавающих эластичных труб диаметром 325 мм длиной 7,3 м с пенополиэтиленовыми поплавками можно перевезти одной машиной, а плавающих эластичных труб диаметром 530 мм с поплавками диаметром 900 мм - всего 8-9 штук (рис. 3).

art3 pic4

Плавучесть грунтопроводов может быть обеспечена и пневматическими поплавками. На рис. 4 представлены разные варианты компоновок пневматических поплавков.

Плавающий грунтопровод, изготовленный предприятием «Рассвет-К» по схеме «б» с вертикальным расположением поплавков, защищен патентом России № 2007131035/03 и предназначен для эксплуатации в морских условиях Севера, в Байдарацкой губе Карского моря. В этом регионе сложная ледовая обстановка, и, на наш взгляд, наиболее рациональным является заглубление грунтопровода относительно свободной поверхности. Имея гибкую связь с грунтопроводом, при навале на него льдины, поплавок работает, как «Ванька-встанька»: пропустив плавающую льдину, он встает на место.

art3 pic6

Перспективными являются комбинированные поплавки. Плавающие трубы с комбинированными поплавками имеют минимальное пенополиэтиленовое покрытие, обеспечивающее плавучесть «пустых» труб, и пневматические поплавки, которые изготавливаются в плоском виде и при транспортировке укладываются во внутреннюю полость трубы.

Сравнительный анализ гибких грунтопроводов производства фирмы «Рассвет-К» показывает:

По стоимости гибкие грунтопроводы в четыре раза дешевле стальных рефулеров. Например, звено плавучее Т80.000.000А длиной 7 м Ду 300 мм из стали стоит около 200000 руб., а звено плавающего трубопровода ТНФП Ду 325 мм той же длины стоит 53000 руб.

Для транспортировки одной секции стального рефулера с понтонами требуется одна машина, гибкий рефулер из 20 секций Ду 325 мм длиной 150 п/м также перевозится одной машиной.

Время на монтаж и демонтаж гибкого плавающего трубопровода значительно меньше, чем стального с понтонами и шарами (вес одной секции стального рефулера Ду 300 мм составляет 2500 кг, а вес одной секции гибкого плавающего трубопровода Ду 325 мм составляет 200 кг).

Для работы с гибким плавающим трубопроводом не требуются шаровые соединения.

Срок службы по гидроабразивному износу у гибкого плавающего трубопровода в 5-8 раз больше, чем у стального трубопровода.

Радиус изгиба гибкого плавающего трубопровода составляет 12 диаметров, для Ду 325 мм составит 4 м. При работе с гибким плавающим трубопроводом ТНФП энергозатраты на перемещение 1 м3 грунта снижаются на 20-30%. Снижение энергозатрат происходит как за счет снижения потерь напора по длине, так и за счет снижения потерь напора на местные сопротивления, каковыми являются шаровые соединения, перекрывающие до 2/3 площади живого сечения трубопровода.

Работа с гибким плавающим трубопроводом позволяет перемещать гидросмеси с концентрацией до 50% по твердому.

При использовании стальных трубопроводов шаровые соединения позволяют работать с давлением до 1 МПа и при полном отсутствии волнения. Гибкий плавающий трубопровод может быть рассчитан на давление до 4 МПа и работу при значительных волновых нагрузках.

Эластичные трубопроводы изготавливаются в нескольких модификациях: с мягкими манжетами по концам труб, с неподвижными резинометаллическими фланцами и вращающимися стальными фланцами на резинотканевом «бурту» с металлическими закладными. Два последних соединения не требуют использования каких-либо прокладок.

Для оперативного разъединения гибких плавающих труб на отдельные части возможно изготовление быстроразъемных соединений. Для электрических земснарядов гибкие плавающие грунтопроводы комплектуются специальными приспособлениями, позволяющими осуществлять прокладку кабеля, производить установку сигнальных огней. На одну секцию плавающих гибких труб необходимо одно приспособление.

Предприятие «Рассвет-К» предлагает своим партнерам высококачественную и технологичную продукцию. Надеемся на плодотворное сотрудничество в области разработки и внедрения новых изделий в гидромеханизации.

назад к списку