ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Повысить экономичность и надежность трубопроводов можно путем преднапряжения их постоянным усилием с помощью связи по А.С. № 1686059. Это можно сделать путем устройства поясов или путем установки проволоки, спирально обвивающей трубопровод.

По первому способу на трубопроводе ставятся пояса. Каждый пояс имеет трос и связь, создающую постоянное усилие преднапря­жения. Связь ставится между оболочкой трубопровода и тросом.

По второму способу вместо отдельных поясов ставится непре­рывная высокопрочная проволока, спирально обвивающая трубопро­вод. Можно поставить одну проволоку, но лучше поставить две и стыки проволок устроить вразбежку. Во втором способе стыков получается значительно меньше, что повышает экономичность трубо­провода, а расположение стыков вразбежку повышает его надежность.

Проволоку можно применить и в первом способе, поставив ее вместо троса. Главное отличие первого способа от второго - пояса, в каждый из которых ставится связь. Поэтому в первом способе требуется большее количество связей, чем во втором.

При первом способе преднапряжения трубопровод получается неоднородным: за участком, имеющим большое преднапряжение, сле­дует участок, имеющий небольшое преднапряжение и так далее. Вто­рой способ в этом отношении выгодно отличается, так как он дает трубопровод, преднапряженный равномерно по всей длине.

Трубопровод, преднапряженный постоянным усилием по второму способу, схематично показан на рисунке, на котором показана оболочка 1; проволока 2, спирально обвивающая оболочку; и связь 3. На оболочку под связью укладывается лист жесткости 4.

В процессе эксплуатации трубопровод, преднапряженный посто­янным усилием, может оказаться в двух крайних состояниях:первое - проволока, спирально обвивающая трубопровод, максимально преднапряжена постоянным усилием при отсутствии внутреннего давления; второе - внутреннее давление имеет максимальную ве­личину.

В первом состоянии (нет внутреннего давления) оболочка обжата, а проволока растянута равномерно по всей длине. Равно­мерное обжатие оболочки по кругу обеспечивает ей устойчивость.

Во втором состоянии (максимальное внутреннее давление) оболочка работает на растяжение, будучи обжатой постоянным усилием в проволоке.

Экономия массы материала оболочки складывается из двух частей: первая - 50% массы материала оболочки экономится за счет того, что усилие преднапряжения в проволоке постоянно; вторая - экономия за счет применения высокопрочной проволоки.

Половина массы материала оболочки экономится потому, что постоянное усилие в проволоке производит работу в два раза боль­шую по сравнению с той, которая была бы совершена в проволоке, если бы она имела обычное преднапряжение, что следует из теоре­мы Клапейрона. Часть этой экономии расходуется на проволоку и связи.

К достоинствам способов преднапряжения трубопроводов пос­тоянным усилием следует отнести еще и то, что их можно осущест­вить на уже имеющихся трубопроводах. Это позволит повысить на­дежность и долговечность трубопроводов, а также даст возможность поднять в них внутреннее давление.

Трубопровод, преднапряженный постоянным усилием