Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Демидов, В. Е. Магистрали пяти измерений

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
20.10.2023
Размер:
8.7 Mб
Скачать

район — «а округа, потом на секторы и, наконец, зоны, в каждой из которых оказывается по 20—25 перекрестков. Если в качестве символов использовать буквы, то последователь­ ностью из пяти букв (как говорят специалисты, пятью раз­ рядами кода) удастся обозначить примерно 4 миллиона пере­ крестков, что вполне достаточно для насыщенной дорогами страны.

Найдя нужный пункт на карте и выяснив его обозначение, водитель набирает код на пульте, установленном в машине, й едет, ни о чем не заботясь. -Когда ом подъезжает к перекре­ стку, установленная вблизи дороги аппаратура принимает сипнал передатчика автомобиля, и после несложных логиче­ ских операций выдает ответный сигнал. На стекле перед во­ дителем вспыхивает стрелка, указывающая направление. Эту систему уже испытывали на /тренажерах, и все водители в один голос говорили, что упраівлять машиной было очень приятно и легко.

Точно так же можноуправлять движением машин и в го­ роде. Система особенно придется по вкусу шоферам, приез­ жающим в город впервые, тем, кто ездит сравнительно мало

изнает сеть улиц не слишком хорошо.

Ксожалению, все эти системы эффективны, только когда водитель внимателен и дисциплинирован. «Появившаяся на ветровом стекле цифра предельной скорости не окажет влия­ ния на лихача, а тем более на подвыпившего человека. Вот почему все больше распространяется мнение, что такому «не­

надежному» созданию, как человек, не нужно вообще во­ дить машину по автомагистралям: пусть лучше этим зани­ маются бесстрастные кибернетические автоматы, пусть дорога

ведет разговор непосредственно

с машиной, минуя

води­

теля!

 

 

Автоматика дороги предотвратит и лихачество, и невнима­

тельность.

 

 

Итак, как же будет выглядеть

кибернетическая

автома­

гистраль?

 

 

В бетон дороги заложат кабели, играющие роль приемо­ передающих антенн, а на автомобилях установят «автопи­ лоты», воспринимающие сигналы управления. Эти сигналы будет подавать Центр управления и бортовой локатор, изме­ ряющий расстояния до других машин. Автомобили смогут идти на максимально возможной по условиям безопасности

скорости, разгоняться, тормозить,

перестраиваться из ряда в

ряд, въезжать с

боковых дорог

на

магистраль и

сходить

с нее — и все это

без прикосновения

рук водителя.

Никаких

безрассудных обгонов, никакой гонки: машины идут плотны­ ми, компактными группами, до предела используя пропуск­ ную способность дороги.

Подобные системы появятся, возможно, и на магистр аль-

ных улицах городов, где автоматизация управления резко под­ нимет среднюю скорость, ликвидирует пробки.

Что же останется на долю водителя? Следить за дорогой, но уже в качестве пассажира, любоваться ландшафтом да управлять автомобилем там, где движение невелико: на боко­ вых улицах и дорогах. Могут возразить, что шофера тем са­ мым лишат «общения с машиной». Что ж, возможно, люби­ тель воспримет это как большую потерю. Однако профессио­ нал, сидящий за рулем тяжелого грузовика или междугород­ ного автобуса, с благодарностью отдохнет за рулем. Кстати, от летчиков что-то не слышно жалоб на стоящий в кабине автопилот, штурманы не хаят автоматическую курсовую си­ стему: эти умные приборы помогают им, а не отравляют су­ ществование. Должно быть, и у шоферов автоматика не вы­ зовет протеста.

Кто кого?

Стремление к экипажу, который ездил бы по дорогам, как ему велят, зародилось, должно быть, в тот самый миг, когда первый возница нахлестывал кнутом первую непослушную клячу. У животного, что ни говори, все-таки имеется «свобода воли», — неодушевленная коляска вся подчинена человеку. Но эта мысль была опасным заблуждением. Конечно, когда

по дороге' едет один

автомобиль, водитель волен

ехать,

как ему вздумается. Но

когда машин становится слишком

много, когда каждая в выборе пути

и скорости связана

с дру­

гими, всецело зависит от них, — тут

уже весь этот сонм

«само­

беглых колясок» превращается в некое подобие живого орга­ низма, требует для своего нормального функционирования очень многих вещей, без которых одиночный автомобиль об­ ходился вполне удовлетворительно: кибернетических светофо­ ров, транспортных развязок в разные уровнях, станций обслу­ живания и мест для стоянки.

Наша страна вступила на путь широкой автомобилизации. В докладе А. Н. Косыгина на третьей сессии Верховного Со­ вета СССР о пятилетнем плане на 1971—1975 годы приведены такие цифры: в 1975 году будет выпущено 2 миллиона 100 ты­ сяч автомобилей, из них 1 миллион 260 тысяч — легковых. Скачок іпо сравнению с 1971 годом почти в 2,5 раза (по легко­ вым машинам); темны гигантские, намного превышающие темпы роста автомобильного парка любой из зарубежных стран.

Всему миру известны печальные последствия анархиче­ ской бесплановости и хаоса на Западе. Капиталистический уклад хозяйствования никогда не регулировал и не регули­ рует потребности в автомобилях, согласованной с возможно­ стями общества. И автомобиль вышел из-под контроля, авто-

мобиль мстит чудовищным загрязнением воздуха, сотнями тысяч убитых и миллионами раненых. Всесильная реклама убедила слишком многих, что качества, в «старосветские» времена характеризовавшие мужчину—«благородство, сме­ лость, отвага, — ныне могут быть с успехом заменены блеском лакированного корпуса, мощностью мотора и безумной ско­ ростью. «Любовь к автомобилю» приобретает на Западе все более уродливые черты.

Мы знаем, как избежать подобных последствий автомоби­ лизации: залогом этого является плановость развития, свой­ ственная обществу научного социализма. Типаж автомобилей, мощность их двигателей, максимальная скорость и другие по­ казатели назначаются у нас после тщательного анализа, цель которого — дать стране оптимальное решение проблемы «че­ ловек— природа — автомобиль». Что же касается аварийно­ сти, то в борьбе за ее снижение помимо чисто технических мер огромную роль играет воспитательная работа, борьба за высоконравственные идеалы человеческих взаимоотношений: человек, соблюдающий нормы социалистического общежития, ведет себя вежливо и обдуманно всюду, в том числе и за ру­ лем, а это, как показывает практика, позволяет такому шо­ феру ездить многие десятилетия без единой аварии.

Вот почему, отвечая на вопрос «кто кого?», мы можем оп­ тимистически сказать: в плановом, социалистическом обще­ стве человек всегда подчинит себе автомобиль и не позволит, ему «своевольничать».

Г л а ва третья

...Главную

массу

нефти

должно

Ьтправлять в

сыром виде

по

трубам...

к местам, где

выгодно

устроить

заво­

ды, где потребители

близко,

где

не­

обходимые для

заводов

механические

химические

производства

находятся

в развитии, где всякое масло,

всякие

остатки можно

продать

выгодно...

Д. И. Менделеев

СТО ПРОБЛЕМ ОДНОЙ ТРУБЫ

Дата изобретения самото первого колеса вряд ли будет установлена точно. Однако самое д р е в н е е колесо обладает весьма почтенным возрастом: 5830±150 лет. Видимо, это и заставляет большинство людей полагать, что именно колес­ ный транспорт должен считаться вторым по древности после водного. Так оно и было бы, если бы в жарких странах не рос бамбук, эти идеальные, самой природой созданные трубы, и если бы жители этих стран не делали из бамбука первых при­ митивных трубопроводов. Семь тысячелетий — таков возраст самого старого из известных нам водопроводов, останки ко­ торого были найдены при археологических раскопках в Китае.

Там же, где бамбук не рос, — скажем, в Древней Иудее,— строились водопроводы из свинцовых труб. Отсюда искусство г строительства их перекочевало в Рим, где прокладывались' магистрали уже вполне приличной, даже по нашим меркам, длины — до 400 километров.

Перекачивать воду по трубам выгоднее, чем возить в бур­ дюках или бочках. Это понимали еще древние. Однако в се­ редине XIX века эта истина была еще недоступна для алчных нефтепромышленников. На Кавказе, в Баку, даже в 70-х го­ дах бурдюк из бараньих шкур был главным средством нефтеперевозки.

Магистральный трубопровод в том смысле, как мы пони­ маем его сейчас, — как линия для перекачки нефти, газа, все- ' возможных нефтепродуктов и даже твердых материалов,—

б*

83

появился лишь через полвека после рождения железной до­ роги. Судьба его вначале была не слишком завидной. Страны были охвачены железнодорожной лихорадкой. Вложенные в- рельсовые пути деньги возвращались к акционерам крупными дивидендами, и мало кто обращал внимание на какие-то не­ солидные трубы.

Кроме того, потребление нефти и нефтепродуктов было еще столь ничтожно, что железные дороги вполне справлялись с перевозками и были достаточно рентабельны. Ведь выгод­ ность нефтепровода проявляется, начиная лишь с определен­ ного— и достаточно большого — объема транспортировки.

В наше время положение в корне изменилось. Трубопро­ воды сооружаются все более нарастающими темпами, длина их из года в год растет и уже на добрых 300 тысячах кило­ метров превысила длину железнодорожных линий. На земном

шаре уложено столько труб, что они могли

бы

сорок раз

охватить планету по экватору, а строительство

продолжается

и конца ему не видно.

 

 

Развитие техники передачи нефти и газа

на

расстояния,

измеряемые многими тысячами километров, сделало возмож­ ным эксплуатацию месторождений жидкого и газообразного топлива, расположенных в таких местах, где никогда не сту­ пала нога человека. Открытые в последние годы и наиболее перспективные нефте- и газоносные площади расположены в районах сплошных 'болот, вечной мерзлоты. Геологи выявляют богатые этими ископаемыми области в Заполярье и на шель­ фе Ледовитого океана. Поэтому не случайно в Директивах XXIV съезда мы читаем: «Обеспечить ускоренное развитие сети магистральных трубопроводов. Создать мощную систему трубопроводов для перекачки нефти из Западной Сибири в европейскую часть и в восточные районы нашей страны... Уве­ личить перекачку нефти и нефтепродуктов более чем в 2 раза».

Бездорожье — непременный спутник строительства трубо­ провода. Даже на среднеевропейской равнине магистрали «Дружба» пришлось пересечь 82 судоходных реки, 414 мелких речек и ручьев, 182 километра болот, 450 километров лесов. А ведь эта трасса считается одной из самых простых! Что же говорить о Западной їСибири и Заполярье, где прокладка тру­ бопроводов наталкивается на новые, неведомые ранее труд­ ности...

Взять даже такую простую вещь, как траншея. Прорыть ее в вечномерзлом грунте чрезвычайно трудно: земля крепка, как скала. А когда цель достигнута... Впрочем, дадим лучше слово специалисту по льду и вечной мерзлоте Д. Дайсону: «Что ожидает трубоукладчиков, можно видеть на примере прокладки трубопровода длиной 1000 километров из порта Хейнс на юго-восточной Аляске до Фэрбенкса. На 160-кило­ метровом отрезке пути, проходившем по вечной мерзлоте,

84

пришлось использовать специально сконструированную экска­ ваторную машину. Было невозможно производить операции з обычной последовательности, когда вначале роют траншею, затем укладывают и сваривают трубы, а потом засыпают их землей. К тому времени, когда трубопровод был сварен и уло­ жен, траншея была бы полностью уничтожена, превратив­ шись в результате оттаивания в топкое болото. Эту трудность преодолели, викопав траншею после того, как трубопровод был сварен. Но когда его засыпали землей, мерзлота, прони­ кая в насыпь снизу, вытеснила трубопровод из земли. Тогда через каждые 12 метров трубопровод утяжелили 130-кило­ граммовыми бетонными блоками и снова уложили. Дальше на север, где вечная мерзлота лежит еще ближе к поверх­ ности, трудностей, вероятно, будет еще больше».

О темпах развития той или иной отрасли промышленности окончательное решение выносит экономика. В последние деся­ тилетия она всецело на стороне трубопроводного транспорта, который оказывается дешевле даже такого дешевого, как водный. {

Почему это так? Причина в непрерывности процесса. Нефть льется по трубе сплошной рекой, без разрывов, тогда как ре­ ка той же нефти, текущая по железной дороге в цистернах, уже разорвана на отдельные кусочки — поезда, так что поток даже при самом скрупулезном выполнении графика получает­ ся все равно прерывистым. Кроме того, каждую цистерну нужно наполнить на станции погрузки, а на конечной — опо­ рожнить. Это требует устройства специальных участков, со­ держания обслуживающего персонала, наконец, и сама рабо­ та получается вредная и небезопасная. Совсем иное дело — «загрузка» нефтью трубопровода: нажатие кнопки, автомати­ ческая задвижка открылась — транспортировка началась. Простота управления, надзора и строительства — вот глав­ ные козыри трубопровода, которые дают ему возможность всегда выигрывать в соревновании с другими видами тран­ спорта.

Французские экономисты иллюстрируют это таким эффект­ ным примером. В 1965 году из Гавра в Париж нужно было перебросить 2 миллиона тонн бензина. Для перевозки по же-

.лезяой дороге

потребовалось

бы 8000 цистерн

стоимостью

400 миллионов

франков. Для

транспортировки

по -реке —

40 караванов судов, которые обошлись бы в 150 миллионов. Строительство цистерн и судов в таком огромном количе­ стве— было задачей практически невыполнимой. Между тем

.сооружение нефтепровода такой производительности потребо­ вало всего 50 миллионов франков.

К этому надо прибавить и то, что на всем пути содержи­ мое трубопровода герметически закупорено, поэтому резко падают потери на испарение: они в полтора раза ниже, чем во

'

время перевозки по железной

дороге,

и в два С ПОЛОВИНОЙ'

раза меньше, чем при транспортировке водным путем.

Но добыча нефти

и газа идет

со все большим

размахом,

и от строителей трубопроводов

требуют, чтобы каждая новая-

магистраль отличалась еще более

высокими

экономическими-

показателями, была

еще дешевле

в строительстве и имела

максимально возможную пропускную

способность.

2500 и авиация

 

 

 

 

 

 

Добиться дешевизны проще

всего,

поднимая

давление в

трубах. Тогда перекачивающие

станции,

расположатся да­

леко друг от друга,

их станет

меньше,

что

соответственно

сэкономит деньги. Однако возможности этого способа исчер­ пываются весьма быстро. Даже самые лучшие трубы не по­ зволяют увеличить давление свыше 100—110 атмосфер. Без­ условно, цифра эта — не абсолют, и по мере успехов метал­ лургии и сварочного дела она будет возрастать, хотя вряд ли рост этот будет велик: в среднем около 4 атмосфер в год, что явно не соответствует темпам современности.

Поэтому для магистралей большой производительности са­

мый верный

путь снижения

стоимости — это переходить №

очень большим трубам. Одна

труба в

2500

миллиметров по-

пропускной

способности заменяет пять

(!)

1220-миллиметро­

вых ниток: ведь площадь сечения возрастает пропорциональ­ но квадрату диаметра. Вместе с тем расход металла увеличи­ вается лишь в прямой пропорции, и на каждую тысячу -кило­ метров трассы в этом случае экономится полмиллиона тонн, стали — цифра поистине грандиозная.

Во всем мире диаметр труб постоянно возрастает. Пока они изготовлялись сплошными, из болванки раскаленного ме­ талла, диаметр не превышал 800 миллиметров: прокатных станов для более крупных труб просто не было. В 50-е годы началось производство сварных труб, и этот показатель бы­ стро пополз вверх: 1020, 1220, 1440, а в последнее время — 2000 и, наконец, 2500 миллиметров.

Наша страна первой в мире готовится к строительству трубопроводов столь грандиозного диаметра (2500 миллимет­ ров— высота потолка комнаты!). Это требует новой методики расчета и проектирования, новых строительных машин, новой техники сварки, новой организации работ, в первую оче­ редь— ещё более широкого привлечения тяжелых транспорт­ ных самолетов и вертолетов. По сути, без авиации строитель­ ство магистральных трубопроводов уже не мыслится.

Нигде в імире авиация не используется на строительства трубопроводов с таким размахом, как в СССР. Ан-12, подни­ мающий 12 тонн, и Ан-22, берущий на борт 80 тонн, гигант­ ские вертолеты МИ-10 — вот та техника, которая позволила

аз кратчайшие сроки дать выход нефти Сургута и Нефтеюган­ ска к перерабатывающим заводам. Можио смело сказать, что без авиации эти магистральные лилии вряд ли были бы про­ ложены. Самолеты доставляли прямо па трассу бульдозеры и трубоукладчики, экскаваторы и сварочное оборудование, гру­ зовики и трубы, продовольствие, дома и, конечно же, строите­ лей. Это несравненно быстрее и в итоге дешевле, чем пользо­ ваться водным транспортом, а потом тащить оборудование тракторами через тайгу и болота.

Чтобы не возить воздух

Но вместе с увеличением диаметра незаметно росла одна серьезная проблема. Как возить эти громадины-трубы? Вдвое более крупная труба занимает места вчетверо больше, а вес ее увеличился только вдвое. Получается, что транспорт рабо­ тает с недогрузкой, возит на строительство не столько металл, сколько воздух. А при увеличении диаметра несоответствие возрастет еще больше. Над этой проблемой размышляют изобретатели разных стран.

Француз Даниэль Сюрэ предлагает сворачивать крупные трубы в рулон. Для этого трубу нужно слеша сплющить, пока она не примет в сечении вид восьмерки, и в таком состоянии сворачивать. Рулон привозят на строительство, разворачи­ вают, укладывают в траншею, а потом придают трубе преж­ нюю форму, распирая водой. Автор утверждает, что его опы­ ты прошли вполне успешно, сварные швы оставались целыми. Так или иначе, но он убедил чиновников патентного ведом­ ства, настроенных обычно весьма скептически, и получил патент.

А вот совершенно радикальное решение: ликвидировать трубные заводы и изготовлять трубы там, где их укладывают, •непосредственно на трассе. Стационарные агрегаты, свора­ чивающие трубу из стального листа, давно известны—остается сделать их мобильными, и тогда нить трубопровода окажется сделанной не из отдельных кусков труб, а из непрерывной ленты, поскольку сваривать концы рулонов, превращая их в лист практически любой длины, задача давно освоенная. До­ ставлять к местам строительства тогда придется одни рулоны листового металла, что гораздо выгоднее.

Можно спросить: а как будет передвигаться этот весящий несколько десятков, если не сотен тонн агрегат? Ведь ездить придется не по асфальту, а по самому что ни на есть бездо­ рожью. Болота, лесные просеки, ручьи, речонки и реки, может быть, даже крутые склоны. Тут не спасут ни колеса, ни гусе­ ницы...

У изобретателей ответ готов и здесь: воздушная подушка, вот что выручит конструктора трубного стана. Существующие

автомобили на воздушной подушке уже достигли грузоподъ­ емности 20—30 тонн. Их используют для перевозки бурового оборудования на Аляске, где не так давно открыты огромные залежи нефти и газа. Для транспортировки бурильных вышек английская фирма «Бритиш ховеркрафт корпорейшн» создает «подушечную» платформу грузоподъемностью 600 тонн. Она будет парить над землей, поддерживаемая несколькими вен­ тиляторами общей мощностью 8 тысяч лошадиных сил, а дви­ гаться— опираясь на гусеницы. Что, если использовать такую платформу и дли трубосварочного агрегата?

За рубежом уже несколько лет идут испытания подобного экспериментального агрегата. У него пока что нет воздушной подушки, а просто гусеницы, да и диаметр труб, которые он делает, всего около 300 миллиметров. Но в конце концоз важен опыт. А результаты испытаний обнадеживают: с по­ мощью новой машины уже построены три магистральных тру­ бопровода — в 23, 135 и 160 километров. Одного рулона лен­ ты хватает на 300 метров трубы, за день агрегат изготовляет до десятка таких кусков. Правда, сваривать их потом прихо­ дится все-таки вручную или другим автоматическим приспо­ соблением: соединять рулоны в непрерывный лист изобрета­ тели почему-то не стали.

Всемогущие пластики

Коль скоро речь зашла о непрерывном изготовлении труб, лучшего материала, чем пластмассы, не найти. Уже имеются промышленные передвижные установки, выпускающие трубы диаметром 125-—140 миллиметров и любой мыслимой длины. До недавнего времени отношение строителей к пластмассе было настороженным. Считалось, что она слишком непрочна, чтобы создавать из нее линии магистральных трубопроводов. Но сегодня известны пластики, из которых изготовляют тру­ бы, выдерживающие давление до 280 атмосфер, правда, их диаметр всего 50—70 миллиметров, но, как говорится, лиха беда начало.

Впрочем, и менее прочные пластмассы пришлись строите­ лям трубопроводов по вкусу. В США, например, уложено уже более 130 тысяч километров пластиковых труб, и длина трасс ежегодно увеличивается на 2500 километров.

У стальной трубы жестокие враги: ржавчина и блуждаю­

щие токи. Особенно опасны

они в засоленных почвах. Блуж­

дающие токи — порождение

цивилизации, точнее — электри­

фицированных железных дорог и трамвая. Одним из прово­ дов там служат рельсы, и если рядом проходит плохо изоли­ рованная труба, ток охотно расстается с ними и выбирает

•себе новый, более удобный путь. Однако рано или поздно току приходится распрощаться с трубой, по которой ему было

так легко идти,

и снова вернуться в

рельс.

Но

вместо того,

чтобы сказать

«спасибо», ток отплачивает

ей жестокой не­

благодарностью: вырывает из ее тела целые

куски металла.

Ток в один ампер

способен

«съесть»

за

год

9

килограммов

железа—проделать

дырку

величиной

с кулак,

а ведь есть

места, где блуждающие токи могут достигать 40 ампер. Един­ ственное спасение от этой напасти — тщательная изоляция и дорогостоящие станции катодной защиты. В США, например, на эти цели ежегодно расходуют около 40 миллионов-долла­ ров. И все-таки полностью защитить металл от разрушения не удается. Периодически трубопровод приходится раскапы­ вать и полностью заменять изоляцию, ремонтируя заодно те

места, где она

оказалась неспособна выполнить свою роль.

Пластиковые

же трубы покоятся в земле по 15—20 лет при

расходах на защиту, равных нулю.

Пластмассовые трубы не ржавеют и изнутри. Насколько это важно, можно судить хотя бы по тому, что 80 процентов грязи, накапливающейся в отстойниках обычных трубопрово­ дов,— это ржавчина, сорвавшаяся с внутренней поверхности труб. Она способна проникать сквозь самые тонкие фильт­ ры, поэтому полностью очистить от нее нефть практически не­ возможно. Пластик избавляет и от этих неприятностей.

Наконец, у новых труб гораздо более гладкие стенки, ^ п о ­

тери

на трение о них существенно меньше.

Пропускная способ­

ность трубопровода

увеличивается

как

минимум в полтора

раза. Все

чаще поэтому

стараются

облицевать

пластиком и

обычные,

стальные

трубы. Этот альянс приносит

немало вы­

год. В нефтепроводах,

например, перестает

 

откладываться

парафин,

который

раньше

приходилось

регулярно счищать,

пропуская

через трубу

особые скребки. Если

 

же по трубе

идет

газ, пластмасса предохранит

металл

от

разрушитель­

ного

действия сероводорода,

разъедающего

сталь буквально

в несколько месяцев.

Но как нанести защитную оболочку на внутренние стенки уже действующего трубопровода? Для этого останавливают перекачку нефти или газа, и в трубу запускают агрегат, со­ стоящий из двух секций, напоминающих бочонки. Диаметр «бочонков» равен диаметру трубы, а резиновые манжеты на них обеспечивают плотный, без зазоров контакт с внутренни­ ми стенками. Сначала запускают первую секцию, потом за­ ливают такое количество эпоксидной смолы, чтобы ее хвати­ ло на покрытие данного участка трубопровода, потом запу­ скают вторую секцию. Как только агрегат полностью вошел в трубу, перекачку возобновляют, и он движется под давле­ нием потока. Первая секция зачищает щетками металл тру­ бы, чтобы эпоксидная смола прочно сцепилась с ним, а вто-

89

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ