книги / Типовые расчеты при сооружении и ремонте газонефтепроводов
..pdfдвижения изоляционной машины vM, частота вращения цевочного колеса N назначаются по следующим формулам:
В - Н |
|
I |
(3.116) |
|
|
u = SN = TïDHtgyN |
(3.117) |
N = u/(*tDH) |
(3.118) |
где S - шаг намотки ленты; v - линейная скорость намотки ленты (принимается не более 50 м/мин).
Таблица 3.28
Расстояние между трубоукладчиками и группами трубоукладчиков в колонне при совмещенном способе проведения изоляционно-укладочных
|
|
работ |
|
|
|
|
|
Расстояние между |
Максимальное |
||
Диаметр |
|
трубоукладчиками |
допустимое |
||
Схема(по |
(группами),м |
расстояние |
|||
трубопровода, |
|
|
между |
||
рис.3.25) |
|
|
|||
мм |
л |
*2 |
очистной и |
||
|
|||||
|
|
изоляционной |
|||
|
|
|
|
||
530 |
а |
15-20 |
|
машинами, м |
|
10-15 |
35 |
||||
720-820 |
б |
20-25 |
15-20 |
45 |
|
1020 |
б |
20-25 |
15-25 |
50 |
|
1220 |
в |
25-35 |
20-30 |
65 |
|
1420 |
г |
35-50 |
30-45 |
100 |
|
Примечания, |
1.Расстояние между трубоукладчиками, входящими в одну |
группу, равно 7-12 м. 2. Очистная машина по схемам «а», «б», «в» (см. рис.3.25) может находиться в любом месте пролета, а по схеме «г» (укладке трубопровода диаметром 1420 мм) ее положение относительно сопровождающего трубоукладчика ограничено длиной «хобота» и составляет 5-7 м. Изоляционная машина должна быть расположена на расстоянии 4-6 мм позади последнего по ходу колонны трубоукладчика. 4.Восьмой трубоукладчик в колонне при укладке трубопровода диаметром 1420 мм используется на участках трассы со сложными условиями, а в нормальных условиях он является резервным.______________________________ __ ____________________________
Технические характеристики трубоукладчиков отечественного и зарубежного производства
|
|
|
ПОКАЗАТЕЛИ |
Скорость |
|
|
||
|
|
|
Грузоподъемность. |
Мощность |
|
Масса, |
||
Марка |
Базовая |
Момент |
Номинальная на |
передвижения, км/ч |
Среднее |
|||
трубоукладчика |
машина |
устойчивости, |
плече 2,5 м по |
двигателя, |
|
|
давление |
т |
|
|
кНм |
ANSI/ASME И 30/14; |
кВт (л.с.) |
вперед |
назад |
на грунт, |
|
|
|
|
(максимальная на |
|
|
|
кПа |
|
|
|
|
плече 1,22 м |
|
|
|
|
|
|
|
160 |
(ANSI/SAE J 743),т |
70(95) |
1,84-6,5 |
1,84-6,5 |
120(67) |
14,1 (15,1) |
ТГ-6ЦТГ-62) |
ДТ-75Р-СЗ |
6,3 |
||||||
ТГ-10 |
Т-170М1 |
350 |
10(14) |
132,5(180) |
1,75-7,06 2,49-8,41 |
170 |
21,66 |
|
ТР 12.05.01; |
Т-170М1 |
350 |
12,5(17,5) |
132,5(180) |
1,75-7,06 |
2,49-8,41 |
170 |
25,3 |
ТР-12.19.01; |
Б.01-14 |
|
|
|
|
|
170 |
25,3 |
ТО1224Е-1.01; |
(ТЮБ) |
|
|
|
|
|
224 |
23,9 |
ТГ-124А |
|
|
|
|
|
|
250 |
21,8 |
ТГ-163; |
Т-170 |
400 |
16(22,4) |
132,5(180) |
1,75-7,06 |
2,49-8,41 |
170 |
27,4 |
ТГ-16.25 |
|
|
|
|
|
|
|
22,3 |
ТР 20.19.01; |
Т-170М1 |
500 |
20(41) |
132,5(180) |
1,75-7,06 |
2,49-8,41 |
230 |
31,25 |
ТГ-20.32 |
Б.01-04 |
|
20(25) |
|
|
|
180 |
26,23 |
|
(ТЮБ) |
|
|
|
|
|
|
|
ТГ-221 |
- |
500 |
21(43) |
192(261) |
0-10,7 |
0-13,5 |
90 |
35,0 |
ТТ-321 |
- |
800 |
32(65,6) |
279(380) |
0-11,8 |
0-14,2 |
85 |
50,9 |
ТТ-402 |
ДЭТ-350 |
1000 |
40(80) |
257(350) |
0-12,0 |
0-16,0 |
87 |
58,5 |
ТГ-503 Я; |
ТГ-503 |
1080 |
50(102) |
382(520) |
4,3-12,6 |
5,3-15,1 |
94 |
69,0 |
ТГ-503 К |
|
|
|
353(480) |
|
|
|
|
Caterpillar: |
|
400 |
9(18,1) |
32(123) |
3,27-9,93 |
4,01-12,06 |
60 |
16,25 |
561М |
Д5 |
|||||||
572R |
Д7 |
500 |
20(40,8) |
171(230) |
- |
|
|
30,08 |
583R |
Д8 |
800 |
32(63,5) |
228(305) |
|
|
44,75 |
|
589 |
Д9 |
1180 |
52(104,3) |
313(420) |
0-10,5 |
0-12,7 |
90 |
65,37 |
KOMATSU: |
|
500 |
20(41) |
165(225) |
0-10,7 |
0-13,3 |
90 |
30,05 |
D85C-21 |
Д85 |
|||||||
D155C-1 |
Д155 |
815 |
34(70) |
222(302) |
0-11,2 |
0-12,4 |
87 |
44,90 |
D355C-3 |
___ 3355___ |
ИЗО |
45(92) |
264(360) |
0-9,8 |
0-11,0 |
92 |
59,55 |
Таблица 3.30
|
Параметры техники для изоляционно-укладочных работ |
|
||||
Диаметр |
Очистная машина |
Изоляционная |
Комбинированная |
|||
трубопровода, |
|
машина |
машина |
|||
мм |
марка |
вес |
марка |
вес ' |
марка |
вес |
530 |
ОМ521 |
G04, кН |
ИЛ-521 |
кН |
ом |
G„ кН |
41 |
37,3 |
51 |
||||
720-820 |
ОМЛ-4 |
49,6 |
|
|
522П |
|
ИЛ-821 |
43 |
ОМ |
62 |
|||
1020 |
ОМ-121 |
69,3 |
ИЛ-1422 |
58 |
821П |
128 |
ОМ |
||||||
1220 |
ОМ-121 |
69,3 |
ИЛ-1422 |
|
1221П |
|
58 |
ОМ |
128 |
||||
1420 |
ОМ- |
128,6 |
ИЛ-1422 |
58 |
1221П |
140 |
ОМ |
||||||
|
1422 |
|
|
|
1423П |
|
Раздельный способ производства изоляционно-укладочных работ применяется на участках со сложным рельефом местности, а также при строительстве трубопроводов, имеющих низкую сопротивляемость действию монтажных нагрузок. Схемы размещения механизмов в изоляционной колонне приведены на рис. 3.26. Расстояния между трубоукладчиками (группами трубоукладчиков) даны в табл. 3.31.
Рис.3.26. Схемы расположения трубоукладчиков и машин в изоляционно укладочной колонне при раздельном способе производства работ для трубопроводов различных диаметров
Повышение темпов сооружения трубопроводных систем, надежности антикоррозионной защиты может быть достигнуто путем применения труб с заводской изоляцией. В нашей стране из заводской изоляции предпочтение отдается покрытию на основе полиэтилена, которое по сравнению с пленочным и эпоксидными покрытиями обладает высокими защитными физико механическими свойствами. Освоено промышленное производство труб с полиэтиленовым покрытием на Харцызском трубном заводе. Укладка трубопровода из изолированных труб отличается от традиционной схемы выполнения этого вида работ, прежде всего тем, что в колонне отсутствуют машины для очистки и изоляции трубопровода, что существенно облегчает работы трубоукладчиков.
Таблица 3.31
Расстояния между трубоукладчиками и группами трубоукладчиков при проведении изоляционных работ в трассовых условиях
Диаметр |
Схема |
Расстояние между |
|
Максимально |
|
трубоукладчиками (группами), |
допустимое |
||||
трубопровода, |
(по |
|
м |
|
расстояние |
мм |
рис.3.26) |
|
|
|
между |
|
|
h |
^2 |
h |
очистной и |
|
|
|
|
|
изоляционной |
|
|
|
|
|
машинами, |
530 |
а |
15-20 |
|
|
м |
- |
- |
20 |
|||
720-820 |
б |
15-20 |
10-15 |
|
35 |
1020 |
б |
15-20 |
10-15 |
- |
40 |
1220 |
в |
10-15 |
15-25 |
10-15 |
40 |
1420 |
в |
10-20 |
20-30 |
10-15 |
45 |
Укладка изолированного трубопровода может выполняться какнепрерывно, так и циклически методом «перехвата». В первом случае для поддержания трубопровода используют катковые средства, а во втором - мягкие монтажные полотенца. Схемы расположения трубоукладчиков при укладке трубопровода с применением Катковых средств, представлены на рис. 3.27. Расстояния между трубоукладчиками (группами трубоукладчиков) представлены в табл. 3.32.
На участках трассы повышенной сложности во избежание поломок трубопровода или опрокидывания трубоукладчиков в колонне должен быть дополнительный трубоукладчик, снабженный монтажным полотенцем для поддержания свисающей плети трубопровода вблизи мест перегиба рельефа местности. Дополнительный трубоукладчик требуется также при укладке участков трубопровода повышенной категории*
Расстояния меэоду трубоукладчиками и группами трубоукладчиков при укладке изолированных трубопроводов
Диаметр |
Схема |
Расстояние между трубоукладчиками |
|
трубопровода, |
(по рис.3.27) |
|
(группами!, м |
мм |
а |
ti |
1 -у |
До 530 |
15-20 |
15-20 |
|
720-1020 |
а |
20-25 |
30-35 |
1220 |
б |
25-30 |
30-35 |
1420 |
в |
30-40 |
30-35 |
Рис.3.27. Схемы укладки в траншею трубопроводов с изоляционным
покрытием
3.8.2.Расчет напряженного состояния трубопровода при совмещенном способе укладки
Как было сказано выше, изоляция и укладка трубопровода в проектное положение на дно траншеи может осуществляться совмещенным или раздельным способами. И в том, и в другом случае в качестве расчетной схемы принимают упругую изогнутую ось трубопровода. При совмещенном способе
опорные поверхности начального и конечного участков приподнятого трубопровода находятся на разных уровнях, таким образом, расчетная схема несимметрична (рис. 3.28).
Исходными данными к расчету являются: все единицы длины трубопровода qmp = qM; вес изоляционной и очистной машин и G04; высота подъема изоляционной машины hU3; высота подъема очистной машины h04; глубина траншеи ширина траншеи по дну В\ угол внутреннего трения грунта <Ргр9 жесткость трубопровода при изгибе £/, где Е - модуль упругости, равный для стали 2, МО5 МПа; / = осевой момент инерции поперечного сечения трубы.
В расчете сделано следующее допущение: изоляционная машина Gm совмещена с первым краном-трубоукладчиком (или группой трубоукладчиков)
К и т.е. 4,=0, а высота подъема трубопровода первым трубоукладчиком h\ равна высоте подъема изоляционной машины (или комбайна) hM.
X
Рис.3.28. Расчетная схема несимметричного подъема трубопровода:
К1,Кг,Кз - усилия, развиваемые трубоукладчиками или группой трубоукладчиков; Ro, RA -
опорные вертикальные реакции; GH1 и |
- соответственно |
изоляционной и очистной |
|
машины; <Ьр - нагрузка от собственного веса трубопровода; |
и Ьоч - высота подъема |
||
соответственно очистной и изоляционной машин; hi |
высота подъема трубопровода первым |
||
трубоукладчиком; G, h, /з, U* |
- расстояния |
Расстояние t\ определяется из условия равенств максимального изгибающего момента в пролете и изгибающего момента в точке подъема трубопровода первым трубоукладчиком (или первой группой трубоукладчиков) [132]:
Аналогично расстояние £4
£ 4 = 2,46 |
(3.120) |
Наиболее протяженным, а следовательно, и наиболее нагруженным является пролет £\, поэтому достаточно проверить трубопровод на прочность в пределах этого пролета. Максимальный изгибающий момент в пролете Мх и момент в точке подъема трубопровода краном-трубоукладчиком Ми как отмечалось выше, равны между собой по абсолютной величине.
М х =\М {\ ^ Щ Е 1 Ь юЧтр |
(3.121) |
Условие прочности имеет вид: |
|
\M\<R2 -W |
(3.122) |
При совмещенном способе изоляции и укладки в траншею трубопровод изгибается не только в вертикальной плоскости, но и в горизонтальной в процессе его надвижки с бровки на ось траншеи. Как правило, учет изгиба трубопровода в горизонтальной плоскости дает увеличение суммарных изгибающих моментов и напряжений не более чем на 5%.
Для расчета расстояний £г и £з необходимо определить значения комплексов: 1 комплекс - 0,164* Ион/ Ииз, П комплекс - 0,164 (Аоч+ ИТУ hU3, по которым на диаграмме (рис.3.29) находят (по цифровым обозначениям) соответствующие овальные кривые: для первого комплекса из серии сплошных кривых, для второго из серии - пунктирных. Точки пересечения кривых сносятся на координатные оси и получают значения параметров а и Д При этом, как правило, получают две точки пересечения, что соответствует двум вариантам расстановки трубоукладчиков. Расчет ведется по двум вариантам, а на заключительном этапе выбирают приемлемый.
Расстояния £2 и £3 найдем из выражений: |
|
=2,46(>9 - a ) J ^ - |
(3.123) |
V ЧтР
Щ д
Ятр
1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 ,0 2,1 2 ,2 2 ,3 2 ,4 2 ,5 2 ,6 2 ,7 р
Рис.3.29. Диаграмма для определения рациональной расстановки трубоукладчиков в изоляционно-укладочной колонне (ИУК)
Усилия на крюках |
трубоукладчиков или групп |
трубоукладчиков |
||||
(в зависимости от компоновки ИУК) рассчитываются по формулам: |
||||||
тр |
1,64 |
h * |
+ G„. |
(3.125) |
||
|
|
|
2 |
|
||
К 2 =Яп |
|
*2 + ^3 |
(3.126) |
|||
К3 =д,тр |
1,2 |
|
|
|
2 . |
(3.127) |
|
|
|
|
|
|
|
Реакции R a и R A рассчитывают по формулам: |
|
|||||
|
_6ШИЮ |
ятр^ |
(3.128) |
|||
К° ~ — |
е, |
+ ~ 7 ~ |
||||
|
|
|
4 |
|
Определив необходимые подъемные усилия, подбираем марку крановтрубоукладчиков с помощью зависимости:
K aaKZ K „ - ^ J S - |
(3.130) |
а |
|
где Кдоп - допускаемое вертикальное усилие на крюке трубоукладчика; кн.г - коэффициент надежности по грузоподъемности, учитывающий неровный рельеф местности, кн,г=0,9; Муст - номинальный момент устойчивости трубоукладчика, указываемый в паспорте; а - вылет стрелы, является переменным и изменяется от минимального у первого по ходу работ трубоукладчика /f3:
ami„ - 0,3 + DH/ 2 |
(3.131) |
до максимального у последнего трубоукладчика К \ :
атах = В /2 + hTtg<pzp + DH/2 + 0,3 м . |
(3.132) |
Если усилие К \, К г или К з превышает Кдол, следует увеличить число трубоукладчиков в группе до двух, а иногда и до трех.
3.8.3. Расчет напряженного состояния трубопровода при раздельном способе укладки
При раздельном способе ведения изоляционно-укладочных работ, когда они выполняются в два приема (вначале изоляции на бровке, затем укладка заизолированного трубопровода в траншею), первоначальная расчетная схема симметрична (рис.3.30).
В расчете принято, что высота подъема трубопровода h\ равна высоте подъема изоляционной машины.
Весь приподнятый над землей участок трубопровода можно рассматривать как неразрезную многопролетную балку, в которой имеются два крайних пролета £\ и средняя зона, заключенная между крайними трубоукладчиками. При подъеме трубопровода одним, двумя или тремя кранами-трубоукладчиками наиболее нагруженными являются сечения трубопровода в точках его подъема крайними трубоукладчиками. При
Направление движения колонны
Рис.3.30. Расчетные схемы симметричного подъема трубопровода:
а - двумя трубоукладчиками; б - тремя трубоукладчиками; в - четырьмя трубоукладчиками; Ki, К2 - усилия, развиваемые трубоукладчиками; Ri, R2 - опорные вертикальные реакции; q,p - нагрузка от собственного веса трубопровода; h - высота подъема трубопровода; i - расстояние между трубоукладчиками; Е\ - пролет
Все необходимые расчетные величины определяются из условия максимального снижения напряжений в приподнятом трубопроводе, используя безразмерные параметры, приведенные в табл. 3.33. Так, расстояние от точки касания трубопроводом грунта до первого крана-трубоукладчика
(3.133)
расстояние между трубоукладчиками
£ = ~£х/ т |
(3.134) |