Csővezetékek föld feletti fektetése - csővezetékek talajszint feletti fektetése különálló tartókon vagy különböző kialakítású felüljárókon [1] [2] a talajtól legalább 0,2 m távolságra.
1941-1942-ben nyílt csővezetékeket kezdtek építeni , miután a Verkhneizhemsky régióban megkezdődött a földgázmezők fejlesztése, és az 530 mm átmérőjű gázvezetékek föld feletti fektetése széles körű alkalmazást talált a Komi területén. ASSR , ahol mintegy 800 km csővezetéket fektettek le nyíltan, annak ellenére, hogy az éghajlati , talajtani és hidrológiai viszonyok rendkívül megnehezítették a földalatti fektetést [3] .
A csővezetékeket a talajtól 1 m magasságban háromszög alakú fából készült tartókra függesztették fel. A csővezetékeket „kígyó” formájában fektették le, ami lehetővé tette számukra, hogy szabadon változtassák a hosszt a hosszirányú deformációk kompenzálásához szükséges határokon belül. A törés helyén 23°-os szöget vettek fel. Az utak kereszteződéseiben a csővezetéket meghajlították a szükséges méretek kialakítása érdekében. Kétféle fatámaszt használtak: mozgatható lengőt és merevítővel rögzítettet. Ez utóbbiakat minden egyenes szakasz közepére telepítették. A csővezeték cementtejjel történő bevonását korróziógátló szigetelésként használták .
Az 1960 -as években a Komi ASSR - ben állandóbb támasztékokat szereltek fel - fából, beton cipőkkel és vasbetonnal [3] .
A föld feletti csővezeték megépítésének költsége a Komi ASSR körülményei között alacsonyabb, mint a föld alatti fektetés költsége. A. V. Bulgakov szerint a 325 mm átmérőjű csővezeték 100 km-enként körülbelül 200 000 rubelt jelentett a munkaerő-megtakarítás . A csővezeték kanyarodás miatti megnyúlása 2% körüli volt, de a föld feletti fektetéssel számos helyen el lehetett rejteni a nyomvonalat [3] .
A csővezeték föld feletti lefektetése a Komi ASSR körülményei között számos működési előnnyel járt: megnövekedett megbízhatóság, könnyű felügyelet, megkönnyíti a javításokat és meghosszabbította az élettartamot. A légvezetékek északi viszonyok között történő üzemeltetése bizonyította a föld feletti fektetés megbízhatóságát és célszerűségét ott, ahol a föld alatti fektetés nehézségekbe ütközik. A föld feletti fektetéssel történő munkavégzés egész évben lehetséges , télen pedig különösen célszerű mocsarakban dolgozni [3] .
A csővezetékek föld feletti fektetését tetszőleges domborzatú területeken végzik , a legmegfelelőbb felhasználás a zord domborzatú területeket, nagyszámú folyót , tavat , szakadékot stb. keresztező útvonalakon, süllyedő permafrost talajokon és egyéb nehéz körülmények között [1] ] .
A hullámzó vagy örökfagyos talajokból álló útvonalszakaszok kereszteződésénél a talajra gyakorolt hőhatás csökkentése érdekében a csővezetéket hőszigetelő rétegre fektetik . A föld feletti csővezetékek építési módja annak tervezési megoldásaitól függ.
Nem betemetett csővezeték építése során szükség esetén ágyazás, fektetési bélés készül. A csővezetéket egy "szálba" hegesztik, és egy előkészített alapra helyezik . A vezetőket és a rögzített ütközőket és támasztékokat kialakításuktól függően a csővezeték alapra fektetése előtt vagy után kell felszerelni. A szigetelési munkákat a csővezeték alapra fektetése előtt kell elvégezni. Az alapot gyakrabban építik ömlesztve és ritkábban hidraulikus töltéssel [2] .
Félig földbe ásott csővezeték építésénél először a szükséges mélységű árkot szakítják le. Ezt követően a csővezetéket "menetbe" hegesztik, szigetelik és árokba fektetik, és szükség esetén kötegbe kötik [2] .
A föld feletti csővezetékek építése során a nyomvonalakon végzett földmunkákat általában kis mennyiségben végzik úgy, hogy más típusú fektetésre való áttéréskor talajt vágnak vagy adnak hozzá, a folyók megközelítésénél, a felszín kiegyenlítésére, a nagy támasztékok alapjainak előkészítésére stb. [ 2]
A csővezetéket egyetlen menetre hegesztik, és egy csőfektető zsinórral a korábban beépített tartókra szerelik . Lehetőség van a csővezeték 12-36 m hosszúságú, különálló szakaszokon tartókra szerelni A föld feletti csővezetékek támasztékokra fektetése a „csővezeték hőmérséklet - elmozdulás” ütemterv szerint történik. A nagy átmérőjű csővezetékekben a tartóelemek beállítása a számított terhelésnek megfelelően történik dinamométerekkel . A rezgéscsillapítók beépítése konstrukciótól függően a korróziógátló szigetelés és a hőszigetelés beépítése előtt vagy után történik [2] .
A szigetelési munkákat főszabály szerint a csővezeték beépítése után végezzük, kivéve a gyári szigetelésű csövek alkalmazását [2] .
Az adott hőmérsékletű termék szállítására szolgáló emelt csővezetékeken a csővezeték védelmét hőszigetelő bevonattal , a szállított termék hűtésével vagy fűtésével (beleértve a kapcsolódó) biztosítják [2] .
Gáz, olajtermékek és olaj szállítása során nincs szükség az átkelőhelyeken hőszigetelésre , amelyek viszkozitása a hőmérséklet csökkenésével nő, mivel a föld feletti szakaszok hossza általában viszonylag kicsi, és a szállított termék hőmérséklete alig változik a szállítás során. áthalad a csővezeték nyitott szakaszán. Nagy hosszúságú nyitott szakaszok esetén nem csak magának a csővezetéknek, hanem a kompresszor és a szivattyúállomások működésére is ellenőrizni kell a szállított termék hőmérséklet-változásának hatását [4] .
A csővezeték építésének utolsó szakaszai [2] :
A csővezetékek föld feletti fektetését kompenzáció nélküli rendszerként és a cső hőmérsékletének és a szállított termék nyomásának változásakor fellépő mozgások kompenzálásával végzik. Az egyenes vonalú fektetés a hosszirányú mozgások kompenzálása nélkül biztosítja a csővezeték merev rögzítését minden támasztékon. A kompenzáció nélküli csővezetékek általában kis hosszúsággal, átmérővel és hőmérséklet-különbséggel rendelkeznek [2] .
Csővezetékek föld feletti lefektetésére vonatkoznak [4] :
Föld feletti csővezetékeket fektetnek le [2] :
Ahol Dn a cső külső átmérője.
A temetetlen és félig földbe ásott csővezetékek [2] :
Amikor a csővezeték természetes vagy mesterséges akadályokat keresztez, a föld feletti csővezetékek esetében speciális kereszteződéseket (átjárókat), valamint emberek, járművek stb. kereszteződését biztosítják gerenda vagy rácsos (szerkezeti) szerkezetek formájában.
A gerendarendszerek a legegyszerűbbek és legolcsóbbak, az 530-1020 mm átmérőjű gázvezetékek tartóinak távolsága 40-65 m-ig vagy még ennél is nagyobb, így a legtöbb természetes akadályon átvezető átmenetet a gerendaszerkezetek blokkolják. A gerendaszerkezetek önhordóak, csak bizonyos esetekben, amikor nagy fesztávokat fednek le, szükséges lehet ezek megerősítése, amely további elemek csövekre hegesztésével, rácsos rudak beépítésével és ferde szegélyek felállításával történik [4] .
Normál körülmények között a csővezetékek föld feletti fektetése védőburkolat nélkül történik, amely megvédi a csöveket a mechanikai sérülésektől. A védőburkolatokat csővezeték kereszteződéseknél, valamint utak, települések közelében, vagy egyéb speciális helyi viszonyok okozta csővezetékeknél alkalmazzák. Ha a csővezeték burkolatba van zárva, nem mindig lehet növelni a gerendarendszerek által lefedett fesztávokat, mivel a terhelés alatt lévő csővezeték úgy működik, mint egy gerenda , amelynek végei a talajba vannak szorítva, a burkolat pedig legtöbbször úgy működik, mint egy gerenda szabadon. véget ér [4] .
Az úton áthaladó gerenda nélküli csővezeték járművek áthaladásához
Gerenda nélküli csővezetékek átvezetése az úton
Gerenda nélküli csővezetékek átvezetése az úton
Emelt kereszteződés az autópálya felett - gerenda típusú út.
Emelt kereszteződés az autópálya felett - gerenda típusú út.
Nagyobb szélességű meghosszabbított korlátok ( szurdok , víztestek stb.) áthaladásakor építik meg a felsővezeték-kereszteződések függő csővezetékeit, amelyekben a csövek teherhordó elemekre – kábelekre (kötelekre) , láncokra , láncokra stb. – vannak felfüggesztve. 50-60 m-nél azonban ismertek 200-400 m-es vagy nagyobb fesztávolságú függő csővezetékek [5] . Így például az Amudarján átívelő legnagyobb függőhidat 1964- ben építették Eurázsiában [6] azzal a lehetőséggel, hogy az Amudarja folyón áthaladó gázvezeték két szála alatt egy autó rakományát átengedjék (a fő nyílás hossza: 390 m), amely összeköti az üzbegisztáni Khorezm régiót és a Lebap velayat (korábbi Chardzhou régió ) Türkmenisztánt .
Vannak függő csővezetékek [5] :
A rugalmas függő csővezetékeket akasztókkal állítják fel, amelyeket egy vagy több oszlopon áthajított tartókábelhez rögzítenek . Az egyláncú rendszer alacsony merevséggel rendelkezik , és kis dinamikus hatásokkal jelentős oszcillációs mozgásokat végez; merevebb rendszer a kétláncos. Kábeltartós függő csővezetékekben ferde kötélmerevítőket használnak rögzítőelemként - szárak vagy kötéltartók [5] . Az ilyen sémákban minden szerkezeti elem csak feszültséget tapasztal, geometriailag változatlan rendszert alkotva. Az e séma szerint készült függő csővezetékek függőleges merevsége lényegesen nagyobb, mint a rugalmas sémák. A függő csővezetékek megereszkedett menet formájában pilonokra vagy azok nélkül épülnek [5] . Ez a rendszer gazdaságosabb, de kevésbé merev. A csövek acélja nagyobb igénybevételnek van kitéve, mint a flexibilis vagy kábelhordós rendszerekben, és jelentős ingadozások lépnek fel a szél hatására. Kombinált rendszereket is építenek, például egyáramkörös rugalmas rendszereket további ferde csavarokkal [5] .
A függő csővezetékek egy- és többnyílásúak, azonos és különböző fesztávokkal. Különböző fesztávok esetén a tartókábelekben (kötelek, támaszok) az erők minden fesztávon megközelítőleg hasonlóak, ezt a pilonok magasságának és a kötelek megereszkedett gémjének megfelelő arányával érik el: kis fesztávok esetén az a gém megereszkedése a fesztávhoz képest kisebb; általában 1/6 ... 1/14-en belül van. A hordozókötelek erőit a horgonytartók érzékelik. Kis fesztávolság esetén a kábelekben lévő vízszintes erőket maga a csővezeték is fel tudja venni [5] .
Függő csővezetékek oszlopait végzik [5] :
A pilonok tömör profilú acélprofilokból vagy vasbeton lapos (térbeli) rácsos rácsozatokból készülnek . A pilonok, valamint a teherhordó és szélkötelek rögzítésére szolgáló támaszok általában vasbeton. A csővezeték üzemeltetés és javítás közbeni karbantartására általában ellenőrző hidak vannak kialakítva a függő csővezetékek kereszteződéseinél. Ezek nélkül a javítási vagy karbantartási ellenőrzéseket egysínen mozgó vizsgálókocsi segítségével végzik [5] .
A viszonylag kis fesztávú felfüggesztett csővezetékekben általában nem használnak vízszintes merevséget biztosító csőcsavarokat és köteleket. 80 m-es vagy annál nagyobb fesztávnál a fesztávolságú szerkezetek keresztirányú merevségének növelése érdekében a vízszintes rácsos tartókat üzemi hídelemek segítségével kell elhelyezni. A pilonokon lévő páros hordozókötelek több méteres távolságra vannak elosztva, ferde akasztókkal vagy speciális szélkötelekkel csővezetéket rögzítenek hozzájuk. A szélcsövek és kábelek a függő csővezetékek mindkét oldalán vannak rögzítve, és speciális horgonytartókhoz vagy ugyanazokhoz a támaszokhoz vannak rögzítve, mint a szállítókötelek, speciális konzolok segítségével a pilonokon. A szélkötelek megereszkedésének és a fesztávolságnak az aránya 1/12…1/24. A csapágyak és a szélkötelek hosszának beállításához a támasztékokhoz való rögzítési pontokon speciális eszközöket használnak - zsinórok, csavaros rögzítések stb.; a striák és a medálok hosszát zsinórok szabályozzák [5] .
Erősen vizezett mocsarakban úszó csővezetékek építésekor először egy árkot vagy csatornát építenek ( kotróval vagy robbantási módszerrel) [2] . A csöveket szakaszonként hegesztik, amelyeket egy fektetőoszlop segítségével vízes árokba fektetnek , vagy csörlők segítségével húzzák végig a csatornán [2] .
Úszó csővezeték keresztezi a tavot. Csővezeték pontonokon.
A csővezeték úszó kereszteződése a folyón. Csővezeték műanyag gyűrűk belsejében.
A föld feletti csővezetékeknek kétféle tervezési sémája van: osztott és folyamatos [7] . Az osztott áramkör különálló szakaszokból áll, amelyeket kompenzátorok kapcsolnak össze .
A telkek lehetnek [7] :
A görbe vonalú szakaszokon különféle szerkezetű ágak, villák és csomópontok vannak. Minden egyenes szakaszon belül a csővezeték két horgonyon és számos közbenső támaszon nyugszik. Ha a csővezeték falvastagságát a hossza mentén változtatni kell, a csővezeték külső átmérőjének állandónak kell maradnia [7] .
A merevítő gyűrűk különböző keresztmetszeti formájúak lehetnek [7] :
A merevítő bordák egyenlőtlen szögek formájában, széles polc „tollal” hegesztett csőhöz, valamint hegesztett vagy hengerelt pólók, amelyeket falakkal hegesztettek a csőhöz, előnyösebbek más típusú gyűrűkkel szemben, mivel ugyanolyan merevség mellett kisebb az acélfogyasztás [7] .
A munka jellegéből adódóan a támogatások a következők:
A csővezeték támasztékainak talaj feletti magassága a keresztezett domborzattól függ , általában nem haladja meg a 0,9-1,5 m-t; nehéz terepen, például kis folyókon vagy szakadékokon áthaladva elérheti a 4-5 métert [2] .
A csővezetéktartók lehetnek keretek vagy állványok cölöp- vagy födémalapokon . A legfeljebb 500 mm átmérőjű csővezeték -tartókhoz hálószekrényeket, A-alakú lengőtartókat, durva homokból vagy kavicsból készült prizmákat ( töltéseket ) használnak [ 2 ] . A tartócölöpök acélból, vasbetonból, fából készülnek; födém alapok - vasbeton; permafrost talajokon hőcölöpök használhatók támasztékként [2] .
A horgonytartókat olyan helyekre kell felszerelni, ahol a csővezeték tengelye megváltozik (az útvonal tengelye), valamint olyan egyenes szakaszokon, amelyek meghaladja a csővezeték szakaszának maximális hosszát a tágulási hézagok között , amelyeken a csővezeték hosszanti mozgékonysággal rendelkezik. A szakasz hossza a [7] -től függ :
A föld feletti kompenzátor közbenső támaszai axiális (hosszirányú) mozgását biztosítják [7] .
A tartóelemek a csővezeték átmérőjétől függően [2] [7] :
A tartók típusának megválasztása elsősorban a csővezeték átmérőjétől függ. 0,5 m átmérőig előnyösebbek a nyereg alakú támasztékok, 0,6-1,2 m átmérőjű - csúszó, 1,2 m-nél nagyobb átmérőjű - görgős és lengő [7] .
A csővezetékeket a csőtestre hegesztett merev gyűrűvel közbülső támasztékokra támasztják [7] . A hegesztett csőkötések alatti csőtartók elhelyezése nem megengedett. A hegesztett kötés a támasztól a fesztáv 1/5-ére, attól legfeljebb 1 m-re helyezkedik el [7] .
A csúszócsapágyak építésénél speciális , alacsony súrlódási együtthatójú súrlódásgátló anyagokat használnak a csővezetékek mozgási ellenállásának csökkentésére [2] . A tartószerkezetek beszerelésének és működtetésének megkönnyítése érdekében lehetőség van a keresztrudak és a tartóelemek helyzetének felhasználására [2] .
A tágulási hézagokat a föld feletti csővezetékekben általában rugalmas séma szerint hajtják végre, biztosítva a csővezeték hosszirányú és (speciális körülmények között, például szeizmikus hatások esetén ) szögbeli mobilitását annak deformációi során [7] . A kompenzátorban a mobilitást a síkjukból hajlékony gyűrűs szalagok mozgatása vagy a tömszelence deformációi biztosítják [7] .
A megemelt csővezeték egyenes és kompenzációs szakaszokból áll. Az egyenes szakaszokat közvetlenül a talaj felszínére, vagy 10-20 cm vastag kis talajfeltöltésre, vagy geotextília rétegre , szükség esetén hőszigetelő szerkezeti rétegre helyezzük. Elárasztott mocsarak és kis mélységű és hosszúságú tározók átkelésekor áram hiányában pozitív felhajtóerővel rendelkező csővezeték fektethető közvetlenül a tározó felületére. Az egyenes vonalú és a kiegyenlítő szakaszok ebben az esetben a felszínen vannak. Egyes esetekben egyenes szakaszok fektethetők a talajra , és a kompenzátorok vízen is lehetnek [2] .
A föld feletti csővezeték hosszváltozásából adódó iránymozgások megszervezésére vasbeton cölöpökből vagy egyéb szerkezetekből készült vezetőket és ütközőket szerelnek fel a cső mindkét oldalán (síkbeli) egyenes szakaszokon. Az egyenes szakaszok közepén (a szomszédos kompenzációs szakaszok között) különféle kialakítású rögzített ütközők vannak felszerelve, amelyek korlátozzák a csővezeték mozgását. Az árokfalak , töltések és egyéb földszerkezetek [ 2] használhatók vezetőként és korlátként .
A föld feletti vezeték nyomvonalán alsó szakaszokon, fém- vagy vasbeton csövekből, illetve a vezeték alatti nyitott csatornák formájában átereszek beépítését tervezik . Az átereszek föld feletti kiegyenlítő szakaszokkal kombinálhatók.
A föld feletti rendszerekben a széláramlás hatásait kell figyelembe venni. A rezgések megelőzésére dinamikus rezgéscsillapítókat szerelnek fel, olyan rezgéscsillapítókat, mint a széláramlás elválasztók, csillapítók , amelyekben egymáshoz rugós dörzsölő felületeket (teleszkóposan eltolódó csövek) használnak a rezgések energiájának eloszlatására. A dinamikus csappantyúk és elválasztók a talaj felett magasan elhelyezkedő csővezetékekre vannak felszerelve. Alacsony fekvésű csővezetékekben gyakrabban használnak súrlódáscsillapítók formájában rezgésgátló eszközöket, amelyeket vagy a csővezeték fesztávolságában vagy támasztékokon helyeznek el. A nagy területeket átszelő föld feletti fővezetékeken föld feletti vezeték kereszteződések kerülnek kiépítésre [ 2 ] .
A csővezetékek állapotának ellenőrzése infrahangos és ultrahangos módszerekkel történik, amelyek lehetővé teszik a korrózió , a csövek különböző sérüléseinek, hibáinak és deformációinak nyomon követését.
2019-ben az Orosz Tudományos Akadémia Szibériai Kirendeltsége Kőolajföldtani és Geofizikai Intézetének (INGG) orosz tudósai olyan technológiát fejlesztettek ki, amely lehetővé teszi az akusztikus zaj felhasználását a csővezeték-tartók állapotának meghatározására . Ez a módszer alkalmas hídtartók és épületgerendák megbízhatóságának felmérésére is [ 8 ] . A csővezeték falairól vett akusztikus zaj tanulmányozása lehetővé teszi a csővezetéket lefektető tartószerkezetek esetleges gyengülésének nyomon követését, és az esetleges balesetek időben történő megelőzését. Az orosz tudósok által kidolgozott módszer lehetővé teszi a támasztékok stabilitásának csökkenését már nagyon korai stádiumban [9] . A módszer az akusztikai jellemzők mérésén alapul csőnyílásokban függőleges geofon és egycsatornás digitális rögzítők segítségével. Az elemzési technika egyszerű, olcsó és nem igényel jelentős számítási teljesítményt [10] .