Document 2344325

Новые идеи нового века – 2014. Том 3.
New Ideas of New Century – 2014. Vol. 3
Еренков О.Ю., Богачев А.П., Горошко А.П.
nyuta_goroshko@mail.ru, erenkov@list.ru
ТОГУ, Хабаровск, Россия
МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ТРУБОПРОВОД ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ЖИДКОСТИ И/ИЛИ ГАЗА ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ
Абстракт – Общая протяженность труб для транспорта нефти и газа, включая внутри- и межпромысловые сети составляет около 700 тысяч км (в том числе
200 тыс. км магистральных нефтегазопродуктопроводов и 350 тыс. км – промысловых).70 % трубопроводных систем находятся в изношенном состоянии и эксплуатируются более 20 лет. Ежегодно на трубопроводах происходит до 50 тысяч
отказов, из которых 90 % вследствие коррозионных повреждений.В связи с этим в
настоящее время широко используются трубные конструкции композиционно-волокнистых систем, которые более устойчивы к коррозионным повреждениям.
В статье предлагается антифрикционное покрытие внутренней тубы многоканального трубопровода , служащее для повышения коррозионной стабильности внутренней трубы многоканального трубопровода на основе композитных материалов.
Ключевые слова: многоканальный трубопровод, антифрикционное покрытие, композиционно-волокнистые материалы, поперечные перемещения
Полезная модель относится к области трубопроводного транспорта, в частности магистральных нефте- и газопроводов, трубопроводов химических, металлургических и целлюлозно-бумажных производств, а также магистральных трубопроводов городского водоснабжения.
Известен многоканальный трубопровод для транспортировки жидкости и/
или газа под высоким давлением, содержащий наружную трубу и по меньшей мере
одну внутреннюю трубу, уложенную на внутреннюю поверхность наружной трубы,
в зазоре между которыми образован внешний трубопроводный канал, а во внутренней трубе - внутренний трубопроводный канал, который теплоизолирован транспортируемой по внешнему трубопроводному каналу средой, причем внутренний
трубопроводный канал имеет фиксаторы его положения в многоканальной системе, выполненные в виде упругих пластинчатых рессор-траверс, установленных в
межтрубном зазоре с натягом в точках контакта, при этом упругие пластинчатые
рессоры-траверсы в центральной части дополнительно связаны с внутренней поверхностью наружной трубы цилиндрическими пружинами, с возможностью натяга (Патент РФ на полезную модель № 125288, F16L9/18, опубл. 27.02.2013).
Недостатками известной конструкции многоканального трубопровода являются поперечные перемещения внутренней трубы при транспортировании по
внешнему трубопроводному каналу жидкой среды под высоким давлением, а также
поперечные изгибные колебания этой трубы, вызываемые пульсациями давления
транспортируемой среды, что приводит к снижению долговечности трубопровода
из-за изнашивания и гидродинамическим потерям, снижающим его КПД и надеж-
273
5. Оптимизация строительных конструкций. Экологическая устойчивость, проблемы экономики, ресурсосбережения и безопасности
населенных мест. Structural optimization. Environmental sustainability, economy, resource-saving and populated localities safety problems
ность, инициирует кавитационные процессы, турбулизирует транспортируемую
среду, увеличивая теплообмен между внутренней и наружной трубами многоканального трубопровода.
Технической задачей полезной модели является улучшение конструкции,
повышение пропускной способности, надежности и долговечности многоканального трубопровода.
Поставленная задача достигается тем, что в многоканальном трубопроводе
для транспортировки жидкости и/или газа под высоким давлением, содержащем наружную трубу и по меньшей мере одну внутреннюю трубу, уложенную на внутреннюю поверхность наружной трубы, в зазоре между которыми образован внешний
трубопроводный канал, а во внутренней трубе - внутренний трубопроводный канал,
который теплоизолирован транспортируемой по внешнему трубопроводному каналу
средой, причем внутренний трубопроводный канал имеет фиксаторы его положения в многоканальной системе, выполненные в виде упругих пластинчатых рессортраверс, установленных в межтрубном зазоре с натягом в точках контакта, при этом
упругие пластинчатые рессоры-траверсы в центральной части дополнительно связаны с внутренней поверхностью наружной трубы цилиндрическими пружинами, с
возможностью натяга., согласно полезной модели, упругие пластинчатые рессорытраверсы в местах контакта с внешней поверхностью внутреннего трубопроводного
канала имеют антифрикционное покрытие. Кроме того, антифрикционное покрытие
выполнено в виде самосмазывающейся композиции на основе связующего эпоксидной смолы с наполнителем из порошков графита и фторопласта.
Выполнение упругих пластинчатых рессор-траверс в местах контакта с
внешней поверхностью внутреннего трубопроводного канала с антифрикционным
покрытием улучшает конструкция, повышает надежность и долговечность многоканального трубопровода за счет исключения износа поверхностей.
Выполнение антифрикционного покрытия в виде самосмазывающейся композиции на основе связующего эпоксидной смолы с наполнителем из порошков
графита и фторопласта повышает износостойкость.
Сущность полезной модели поясняется на рис. 1, где изображено поперечное сечение трубопровода с фиксированным положением внутреннего магистрального высоконапорного трубопровода с помощью упругих пластинчатых рессор и
цилиндрических пружин.
Устройство многоканального трубопровода.
Многоканальный трубопровод для транспортирования жидкости и/или газа
под высоким давлением содержит наружную трубу 1 и по меньшей мере одну внутреннюю трубу 2, уложенную на внутреннюю поверхность наружной трубы 1, в
зазоре между которыми образован внешний трубопроводный канал 3, а во внутренней трубе 2 - внутренний трубопроводный канал 4, который теплоизолирован
транспортируемой по внешнему трубопроводному каналу средой зафиксирован в
наружной трубе 1 с помощью фиксаторов его положения в многоканальной системе, выполненных в виде упругих пластинчатых рессор-траверс 5, установленных в
межтрубном зазоре в натягом в точках контакта
Упругие пластинчатые рессоры-траверсы 5 в центральной части дополнительно связаны с внутренней поверхностью наружной трубы цилиндрическими
пружинами 6, с возможностью натяга.
Упругие пластинчатые рессоры-траверсы 5 в местах контакта с внешней по-
274
Новые идеи нового века – 2014. Том 3.
New Ideas of New Century – 2014. Vol. 3
верхностью внутреннего трубопроводного канала имеют антифрикционное покрытие 7, которое выполнено в виде самосмазывающейся композиции на основе связующего эпоксидной смолы с наполнителем из порошков графита и фторопласта.
Компенсационно-фиксирующие траверсы-рессоры 5 используют одновременно в качестве ориентирующих элементов и опор скольжения при монтаже
многоканального трубопровода, а кроме того, они выполняют функции гасителей
вибраций, генерируемых пульсациями давления транспортируемых продуктов.
Высоконапорный трубопроводный канал 4 заполнен транспортируемым
продуктом (жидким или газообразным), таящим наибольшую экологическую или
техногенную опасность.
Низконапорный трубопроводный канал 3 заполнен транспортируемым продуктом, предпочтительно газом или жидкостью, имеющей низкую вязкость и малую загрязненность.
При транспортировке по внутреннему трубопроводу безвредной жидкости,
его можно использовать одновременно для капсульного транспорта твердых абразивных, токсичных, особо опасных для перевозки веществ традиционными видами
транспорта, в частности, отравляющих веществ, радиоактивных отходов и т.п.
Работа многоканального трубопровода.
При работе многоканального трубопровода по его транспортным каналам
одновременно перемещается не менее двух одинаковых или разных продуктов. При
этом оба из них могут быть жидкими или газообразными; один жидкий, а другой
газообразный; совместно с жидким продуктом могут транспортироваться в капсулах твердые, пастообразные вещества, особо агрессивные жидкости и газы (кислоты, щелочи и т.п.), продукты питания и почта в труднодоступные районы страны
и др. Использование цилиндрических пружин позволяет выполнять ими функции
дополнительных гасителей вибраций, генерируемых пульсациями давления транспортируемых продуктов, что повышает надежность и долговечность устройства.
Антифрикционное покрытие на упругих пластинчатых рессорах-траверсах
в местах контакта с внешней поверхностью внутреннего трубопроводного канала
уменьшают трение между поверхностями и исключает повреждение трубопровода
из-за износа.
Многоканальность трубопровода существенно расширяет его технологические возможности и делает его удобным для одновременной и разнонаправленной
транспортировки различных по природе, назначению и номенклатуре продуктов, а
также для безопасной и надежной транспортировки продуктов и материалов капсульным транспортом, что делает его многоцелевой и универсальной транспортной
артерией, а также надежным каналом связи и обеспечения для труднодоступных
районов страны.
Список использованных источников и литературы:
1.
Э.З.Ягубов.Композиционно-волокнистые трубы в нефтегазовом
комплексе.Л.: ЦентрЛитНефтеГаз 2008, с. 128-146).
2.
Еренков О.Ю., Богачев А.П., Горошко А.П. - Многоканальный трубопровод для транспортировки жидкости и/или газа под высоким давлением: патент
РФ на полезную модель № 133245 от 15.03.2013
275
5. Оптимизация строительных конструкций. Экологическая устойчивость, проблемы экономики, ресурсосбережения и безопасности
населенных мест. Structural optimization. Environmental sustainability, economy, resource-saving and populated localities safety problems
Рис. 1. Поперечное сечение трубопровода с фиксированным положением внутреннего магистрального высоконапорного трубопровода с помощью
упругих пластинчатых рессор и цилиндрических
пружин
Erenkov O.Yu., Bogachev A.P., Goroshko A.P.
nyuta_goroshko@mail.ru, erenkov@list.ru
PNU, Khabarovsk, Russia
MULTI-CHANNEL PIPELINE FOR LIQUID AND/OR GAS
TRANSPORTATION UNDER THE HIGH PRESSURE
Abstract – 90 % Pipeline failures are annually occurs because of corrosive damages. As a result of this, fibrous composite materials are widely applicable, which are
more corrosion stable. This article offers a new antifriction coating of inner pipe of multichannel pipeline. It serves to increase of corrosion stability of inner pipe of multi-channel
pipeline based on composite materials.
The invention is pertaining to the industry of pipeline transportation, particularly
oil’n’gas-trunk main pipeline, pipelines of chemical, metallurgical and pulp and paper
industries. Also it can be used as a trunk pipeline of municipal water.
Engineering problem is improvement, increasing the throughput capacity, failsafety and durability of multi-channel pipeline.
Task solution is solving by the coating of flexible laminated spring-transvers in
the point of contact with the outer surface of inner pipeline channel. Moreover, antifriction coating performed as self-lubricating composition based on binder of epoxy resin
with powdery graphite and fluorocarbon polymer.
Keywords: multi-channel pipeline, antifriction coating, fibrous composite materials, transversal conveyance
276