Глава 3. Машины и механизмы для проведения ремонта и строительства магистрального газопровода

ГЛАВА 3. МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ РЕМОНТА И СТРОИТЕЛЬСТВА МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА

3.1. Общие сведения о машинах для ремонта и строительства газопроводов. Транспортные средства

Линейно-эксплуатационная служба (ЛЭС) должна быть оснащена необходи­мыми транспортными средствами, строительными и ремонтными механизмами, материа­лами, инструментами и инвентарем в соответствии с действующим нормативным табелем оснащения ЛЭС магистральных газопроводов.

Транспорт, механизмы и оборудование, предназначенные для выполнения аварийно-восстановительных работ, должны находиться в постоянной исправности и го­товности к немедленному выезду и применению. Использовать данную технику на хозяй­ственных работах запрещается.

Приказом по подразделению, согласованному с Предприятием, все транс­портные средства, ремонтно-строительные механизмы и машины должны быть разделены на хозяйственные, аварийные и для ремонтно-профилактических работ; закреплены пер­сонально за работниками ЛЭС, которые несут ответственность за содержание их в ис­правном состоянии, укомплектованность и постоянную готовность к использованию по назначению.

Аварийные автомобили оснащаются оборудованием, материалами, инстру­ментами и инвентарем в соответствии с табелем оснащенности, утвержденным руково­дством Предприятия, применительно к местным условиям.

Аварийные, транспортные и ремонтно-строительные машины и механизмы должны быть зарегистрированы в установленном порядке в органах ГИБДД.

Разрешение на выезд аварийной техники ЛЭС и аварийно-восстановительных поездов (АВП) для ликвидации аварийных ситуаций на газопроводах, дает производст­венный отдел Предприятия. Разрешение на выезд аварийной техники во время прове­дения аварийно-тренировочных выездов дает руководитель структурного подразделения.

 

Основные физико-механические свойства грунтов

Рабочие органы землеройных машин разрушают грунт и эвакуируют его из забоя. Ходовая часть машин постоянно взаимодействует с грун­том. Таким образом, свойства грунтов представляют существенный интерес при рассмотрении вопросов их разработки и перемещения по ним строительных и транспортных машин.

Основными показателями, характеризующими физико-механиче­ские свойства грунтов, являются следующие:

· гранулометрический состав - представляющий процентное со­держание по весу частиц различной крупности (галька и щебень - (40 мм), гравий (2 - 40 мм), песок (0,25 - 2 мм), песчаная пыль (0,05 - 0,25 мм), пылеватые частицы (0,005 - 0,05 мм) и глинистые частицы (менее 0,005 мм));

· влажность - характеризующая наличие в грунте воды, которая
существенно влияет на сопротивляемость грунтов деформациям;

· плотность - представляющая собой отношение массы грунта
к его объему при естественной влажности (р = 1,5-2 т/м³);

· пористость - объем пор, заполненный водой и воздухом,
в процентах от общего объема грунта;

· связность - способность грунта сопротивляться разрушению
(рассыпанию) на частицы под действием внешних нагрузок. Приме­-
ром несвязных грунтов являются сухие пески, а связных - глина;

· пластичность - свойство грунта деформироваться по действием внешних сил и сохранять деформацию после прекращения действия последних;

· угол естественного откоса ф - угол у основания конуса, который образуется при отсыпании разрыхленного грунта с некоторой высоты. Величина этого угла зависит от коэффициента внутрен­него трения и связности. Для несвязных грунтов угол естествен­ного откоса равен углу внутреннего трения (табл. 3.1.).

Таблица 3.1.

Угол естественного откоса насыпных грунтов в градусах

Состояние грунта	Гравий	Галька	Песок	Глина	Сугли нок легкий	Растительный грунт
Круп- ный	Сред-ней крупности	Мел-кий	Жир-ная	То-щая
Сухой     ой
Влажный......
Мокрый

 

 

Одноковшовые экскаваторы

Одноковшовыми экскаваторами выполняют работы на сложных пересеченных участках трассы и на участках кривых вставок. Их используют также для разработки траншей в обводненных малоустойчивых и сыпучих грунтах, в разрыхленных скальных породах и в грунтах с различными твердыми включениями (валунами, крупными камнями, щебнем, гравием и др.). Иногда одноковшовые экскаваторы применяют в комплексе с другими землеройными машинами, в частности, с роторными экскаваторами (в тех случаях, когда конструктивные данные последних не позволяют разрабатывать траншеи необходимой глубины).

Одноковшовые экскаваторы по виду рабочего оборудования подразделяются: с прямой лопатой; обратной лопатой, ковшом драглайна и грейдера.

Некоторые экскаваторы имеют дополнительные вставки для наращивания стрелы, а также крановое оборудование. Такие экскаваторы называются универсальными.

 

 

Рис. 3.3. Экскаватор Э-652Б с рабочим оборудованием прямой лопаты:

Таблица 3.2.

Краны-трубоукладчики

Краны-трубоукладчики, относящиеся к спе­циальным видам тракторных кранов, в основном предназначены для прокладки различного назна­чения магистральных трубопроводов большой протяженности. Они являются основными ма­шинами в специализированной изоляционно-укладочной колонне (ИУК) на прокладке трубо­проводов (рис. 3.6.).

Трубоукладчики в большинстве случаев эксп­луатируют на значительном удалении от баз об­служивания и ремонта. Выход из строя одной машины, входящей в состав ИУК, приводит к остановке большого комплекса механизмов. Это обстоятельство требует высокой надежности и хорошей ремонтопригодности всех без исключе­ния узлов трубоукладчиков.

При сооружении линейной части магистраль­ного трубопровода трубоукладчики передвигают­ся по бездорожью, что предъявляет высокие тре­бования к их проходимости, определяемой сово­купностью ряда показателей: среднего давления на грунт, дорожного просвета и тяговой характе­ристики.

Современные краны-трубоукладчики выпол­няют при строительстве трубопроводов многие виды трубоукладочных и вспомогательных работ (рис. 3.5.).

Особенности устройства кранов-трубоукладчиков. Конструкция этих кранов учитывает то, что при прокладке магистральных трубопроводов основная нагрузка приходится на одну их боко­вую сторону, что определило их конструктивное исполнение как стреловых самоходных грузо­подъемных машин без поворотной части с боко­вым расположением стрелы. Ходовая часть со­временных кранов-трубоукладчиков может быть двух типов: гусеничная и пневмоколесная.

Наибо­лее распространенные трубоукладчики на гусеничном ходу (рис. 3.5.).

 

Рис. 3.5. Принципиальная схема устройства крана-трубоукладчика: лебед­ка - 6, рамуа- 5, противовес - 8, стрела - 4, подвеска крюка - 1, подвесная - 2 и стреловая - 3 обоймы и гидросистема - 7.

На строительстве и ремонте трубопроводов используются различные виды кранов-трубоукладчиков, кон­струкции и технические характеристики некоторых из них приведены ниже (табл. 3.3.).

Кран-трубоукладчик ТГ-502 предназначен для укладки в траншею трубопроводов, сопровожде­ния очистных и изоляционных машин и выполне­ния различных подъемно-транспортных опера­ций на строительстве магистральных трубопрово­дов диаметром 1220 и 1420 мм. Он может быть использован на аналогичных работах (в пределах его технической характеристики) при сооружении трубопроводов больших диаметров. Трубоуклад­чик подобного класса в нашей стране создан впер­вые. По основному показателю - моменту устой­чивости он превосходит зарубежные трубоуклад­чики 594Н (США) и Д355С-3 (Япония).

Кран-трубоукладчик ТГ-502 смонтирован на тракторе ТТ-330 - трубоукладочной модифика­ции трактора Т-330. Его грузоподъемное оборудо­вание (лебедка, противовес, стрела и портал) смонтированы на верхней раме, установленной на базовом тракторе.

Привод грузоподъемного обо­рудования, гидравлический от гидронасосов.

Гидросистема трубоуклад­чика обеспечивает привод лебедки, откидывание и продвижение противовеса. Она имеет гидравли­ческое сервоуправление распределителями сило­вого потока, что уменьшает усилия управления.

Трубоукладчик с демонтированными стрелой, противовесом и боковыми кронштейнами верхней рамы вписывается в негабаритность «нулевой» сте­пени при его транспортировке по железной доро­ге.

 

Таблица 3.3.

Рис. 3.7. Выгрузка плетевоза: 1 - трубоукладчик; 2 - плетевоз; 3 - секция труб.

 

Рекомендуемые схемы загрузки транспортных машин в зависимости от диаметра труб показаны в таблице 3.2.

 

Таблица 3.4.

Рис. 3.8. Схема загрузки труб.

Рис. 3.9. Схема складирования труб в седло: 1- труба, 2 - подкладка, 3 - упор

Погрузка секций, сваренных на трубосварочной базе, на плетевоз СПЛ-20 выполняется с помощью трубоукладчиков по обычной схеме (рис. 3.7.).

Процесс саморазгрузки плетевоза на трассе состоит из трёх операций: подготовительных, разгрузки и сцепки. При проведении подготовительных операций освобождают увязочные канаты и вытягивают трос лебёдки. В разгрузочные операции входят перемещение с помощью троса и тяговой лебёдки роспуска и принудительное сближение тягача с роспуском, вследствие чего осуществляется выгрузка секции. При сближении верхняя рама прицепа перемещается по отношению к нижней и опускается на землю задним концом, образуя спусковой трап. По нему секция задним концом перемещается на грунт. Из-под секции прицеп освобождают путём передвижения тягача вперёд или с помощью лебёдки. При этом передний конец секции, опираясь на продольно перемещающую тележку, плавно опускается на землю.

Трубные секции больших диаметров транспортируют плетевозами - трубовозами ПТЛ-214 (КРАЗ-214); ПВ-202 (КРАЗ-255Б); ПВ-481 (МАЗ-537);ПВ-301 (МАЗ-543); ПТ-301(Т-100 МБ).

Все работы по перевозке труб и секций руководители автоколонны и водители плететрубовозов должны выполнять в строгом соответствии с «Правилами дорожного движения».

 

Рис. 3.10. Способы заделки концов каната стропов: а - заплеткой; б - зажимами; в - клиновой втулкой; г - втулочным соединением; е - гильзоклиновым способом.

Таблица 3.5.

Рис. 3.11. Основные типы и маркировка стропов

 

Простые стропы (СК и СЦ) применяют для навешивания грузов, имеющих специальные приспособления (места) для зацепа (петли, крюки, рым-болты и т.п.). Универсальные стропы применяют для строповки грузов обвязкой.

Одноветвевой строп с крюком или другим грузозахватным органом обычно применяют для захвата и перемещения грузов, снабженных монтажными петлями или проушинами, скобами.

Многоветвевые стропы используют для подъема и перемещения строительных деталей и конструкций, имеющих две, три или четыре точки крепления. Их широко применяют для строповки элементов зданий (панелей, блоков, ферм и т.п.), снабженных петлями или проушинами. При использовании многоветвевого стропа нагрузка должна передаваться на все ветви равномерно.

Универсальные стропы применяют при подъеме груза, обвязка которого обычными стропами невозможна (трубы, доски, металлопрокат, аппараты).

Подбирать строп для подъема и перемещения груза следует так, чтобы:

- масса поднимаемого груза не превышала грузоподъемность стропа;

- угол между ветвями многоветвевого стропа не превышал 90° (рис. 3.12.);

- ветви многоветвевого стропа должны иметь одинаковое натяжение (рис.3.12.);

- строп накладывается на груз без узлов и перекруток;

- груз стропуют за все предусмотренные петли.

 

 

 

Рис. 3.12. Строповка груза 2х – 3х – 4х – ветвевыми стропами

 

 

Рис. 3.13. Схема распределения натяжений в ветвях стропов в зависимости от угла наклона

Стальные цепные стропы

Преимуществом стальных цепей в сравнении со стальными канатами являются их высокая гибкость, простота конструкции, технологичность и способность огибать острые грани без применения подкладок. Существенным недостатком стальных цепей являются их большая масса, возможность внезапного разрыва вследствие быстрого раскрытия образовавшихся трещин и необходимость тщательного повседневного контроля состояния (износа) звеньев цепи. Кроме того, стальные цепи не допускают приложения динамических нагрузок, а дефекты в металле звеньев цепи трудно обнаружить.

Цепные (СЦ – строп цепной) (рис. 3.11.) подразделяются на:

- одноветвевые (1СЦ);

- двухветвевые (2СЦ);

- трехветвевые (ЗСЦ);

- четырехветвевые(4СЦ);

- универсальные (УСЦ)

В России в настоящий момент абсолютной доминантой являются ветви стропов из стальных канатов. Они составляют почти 90% общего количества всех используемых стропов. В Германии их доля в последние десятилетия резко сократилась и составила 45%. Сегодня в Германии практически нигде не встретишь канатные стропы, зато цепные используются повсеместно.

С каждым годом здесь увеличивается и применение текстильных стропов.

Текстильные стропы

Текстильные стропы начали широко производиться во многих странах мира. Они обладают многими преимуществами по сравнению с традиционными канатными и цепными стропами.

В частности, текстильные стропы значительно легче металлических тросов, что может быть одним из самых весомых аргументов в пользу более широкого их применения. Это особенно заметно при работе со стропами большой грузоподъемности. Например, если традиционный для нашей страны кольцевой строп грузоподъемностью 12,5 т и рабочей длиной 5 м должен быть выполнен из стального каната диаметром 39 мм и иметь массу около 75 кг, то его текстильный аналог весит примерно 15 кг.

Текстильные стропы отличаются высокой гибкостью, что также очень важно в работе. Такелажники прекрасно знают, как иногда бывает сложно стропить груз жестким, плохо гнущимся стальным канатом. Предположим, что нам требуется закрепить «на удавку» груз тем же стальным канатом диаметром 39 мм. На практике сделать это вручную просто не под силу. Следует, однако, отдать должное и цепным стропам, которые также обладают достаточной гибкостью и дополнительными степенями свободы. Если с большегрузными текстильными стропами может справиться один человек, то для обслуживания таких же металлических необходима целая бригада. Кроме того, текстильные стропы позволяют значительно сэкономить не только человеческие ресурсы, но и время, затраченное на погрузочно-разгрузочные работы, в чем и заключается их эффективность, повышение культуры погрузочно-разгрузочных операций, сохранность строительных конструкций и материалов.

Они гораздо безопаснее в эксплуатации и на них не бывает торчащих металлических проволочек, которые часто приводят к травмам, рвут рукавицы и спецодежду.

При разрыве текстильный строп, благодаря расположению основных несущих волокон, разрушается в направлении приложения усилия, в то время как «поведение» канатного стропа в такой же ситуации непредсказуемо и может привести к несчастному случаю.

Достоинства текстильных стропов

В таблице 3.6. приведены выпускаемые в России наиболее широко применяемые стропы различной грузоподъемности.

Благодаря своей гибкости, текстильные стропы менее подвержены деформированию. Как известно, металлические стропы при воздействии больших нагрузок не в состоянии принять первоначальный вид, а при некоторых видах остаточной деформации их вообще необходимо изымать из обращения.

Текстильные стропы, напротив, достаточно быстро приобретают исходную форму, что влияет на срок их службы. У текстильных стропов срок службы намного выше, чем у стальных канатных.

Полимерному материалу, из которых они изготовлены, практически незнакомо такое свойство, как «усталость».

Текстильные стропы обладают высокой устойчивостью при эксплуатации в агрессивной среде, на них не оказывают существенного влияния многие химические вещества, в частности, кислоты, щелочи, окислители, а также морская вода; кроме того, они очень компактны, легко сворачиваются и занимают мало места.

Недостатки текстильных стропов

Синтетические текстильные стропы боятся открытого огня, они могут получить сквозные прожоги от капель жидкого металла, образующихся при сварке.

Высокие концентрации щелочей и кислот также опасны для синтетических стропов, поскольку при длительном воздействии вызывают повреждения. Стропы, на которые случайно попали концентрированные кислота и щелочь, необходимо сразу же тщательно промыть, высушить и передать для проверки в целях определения дальнейшей пригодности к эксплуатации.

Под влиянием ультрафиолетового излучения искусственные волокна теряют свои качества, поэтому при хранении текстильные стропы не должны подвергаться непосредственному воздействию солнечных лучей или других мощных источников ультрафиолетового излучения.

Несмотря на то, что текстильные стропы хорошо воспринимают сосредоточенные нагрузки от острых краев и кромок перемещаемых грузов, они не стойки к порезам. Поэтому при эксплуатации следует специальные защитные кожухи и накладки.

Существуют два основных типа текстильных стропов - круглопрядные и ленточные.

Круглопрядные стропы (рис. 3.14.) по своей конструкции - совершенно новая концепция грузозахватных приспособлений, используемых при такелажных работах. Строп имеет форму кольца, состоящего из несущего сердечника и защитного кожуха (рукава), выполненных из тканого материала.

 

 

Рис.3.14. Круглопрядный строп: 1 - внешний вид; 2 - защитная оболочка;

3 -сердечник; L - рабочая длина.

Сердечник представляет собой множество бесконечных кольцевых полимерных волокон и изготовляется из того же материала, что и кожух.

Рукав не только позволяет предохранить внутренние волокна сердечника от повреждения, но и сохраняет их в постоянном параллельном положении. Обладая высокими устойчивостью к истиранию и теплоизоляционными свойствами, защитный рукав способствует устранению теплового эффекта трения, возникающего в месте затяжки петли стропа при «сдавливающем» подъеме грузов с большой массой.

Благодаря своей особой конструкции, круглопрядный строп весьма пластичен и гибок, мягко облегает перемещаемый груз, легко принимая его форму, может поднимать грузы массой 100 т и выше.

Ленточные стропы (рис. 3.15.) делятся на петлевые и кольцевые. Они выполняются из плоской тканой несущей ленты и могут быть снабжены на концах текстильными петлями, которые должны иметь как минимум двойное усиление и специальную защитную накладку.

Стропы могут комплектоваться грузовыми крюками и скобами или делаться комбинированными, т.е. иметь на одном конце грузовой крюк или скобу, а на другом обычную текстильную петлю.

Ленточные стропы обычно бывают одно, двух и многослойными и имеют грузоподъемность до 20 т. Чтобы повысить грузоподъемность, надо увеличить либо ширину стропа, либо его толщину за счет добавления к нему дополнительных слоев.

Это сводит на нет одно из основных достоинств текстильного стропа его высокую гибкость.

Стропы бывают:

- однослойные двухпетлевые (рис. 3.15., а);

- однослойные с металлическими наконечниками (рис. 3.15., б);

- однослойные с наконечни­ками (фитингами), позволяющими поднимать груз методом «удавки» («чокерный» подъем) (рис. 3.15., в);

- однослойные «расширенные» стропы с фитингами - стропы, состоящие из двух или более одинаковых по ширине лент, расположенных параллельно друг другу и оканчивающихся с обеих сторон металлическими наконечниками (рис. 3.15., г);

- многослойные стропы, состоящие из двух и более лент, сшитых вдоль по ширине (рис. 3.15., д).

На сегодняшний день основные производители текстильных стропов применяют для своих изделий следующие синтетические материалы: полиэфиры (полиэстер), полиамиды (капрон), полипропилен.

Текстильные стропы, изготовленные из полиэфиров и полиамида, могут эксплуатироваться при температуре от -40 до +100 °С, а из полипропилена от -40 до 80 °С.

Рис. 3.15. Ленточные стропы

Каждый строп должен иметь этикетку, выполненную в соответствии с общепринятыми европейскими нормативами, где наносятся:

- обозначение стропа;

- логотип производителя;

- название материала, из которого изготовлен строп;

- грузоподъемность стропа;

- рабочая длина стропа;

- ссылка на нормативный документ, согласно которому изготовлен строп;

- даты изготовления и испытаний;

- номер стропа или партии однотипных стропов с указанием порядкового номера в партии.

Этикетка вшивается таким образом, что информация на видимой ее части и на той, которая находится внутри стропа, дублируется. Это делается для того, чтобы в случае отрыва наружной части этикетки можно было бы, надрезав строп, восстановить весь его «жизненный путь».

Каждый строп должен иметь паспорт и инструкцию по эксплуатации. Разрешается иметь один паспорт на партию однотипных стропов, однако в этом случае в нем должны быть указаны номера всех стропов, входящих в партию.

Строп может быть допущен к эксплуатации при наличии разрешения на применение, выданного соответствующим компетентным органом. Окраска лент должна соответствовать грузоподъемности согласно международному цветовому коду.

Таблица 3.6

ГЛАВА 3. МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ РЕМОНТА И СТРОИТЕЛЬСТВА МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА

3.1. Общие сведения о машинах для ремонта и строительства газопроводов. Транспортные средства

Линейно-эксплуатационная служба (ЛЭС) должна быть оснащена необходи­мыми транспортными средствами, строительными и ремонтными механизмами, материа­лами, инструментами и инвентарем в соответствии с действующим нормативным табелем оснащения ЛЭС магистральных газопроводов.

Транспорт, механизмы и оборудование, предназначенные для выполнения аварийно-восстановительных работ, должны находиться в постоянной исправности и го­товности к немедленному выезду и применению. Использовать данную технику на хозяй­ственных работах запрещается.

Приказом по подразделению, согласованному с Предприятием, все транс­портные средства, ремонтно-строительные механизмы и машины должны быть разделены на хозяйственные, аварийные и для ремонтно-профилактических работ; закреплены пер­сонально за работниками ЛЭС, которые несут ответственность за содержание их в ис­правном состоянии, укомплектованность и постоянную готовность к использованию по назначению.

Аварийные автомобили оснащаются оборудованием, материалами, инстру­ментами и инвентарем в соответствии с табелем оснащенности, утвержденным руково­дством Предприятия, применительно к местным условиям.

Аварийные, транспортные и ремонтно-строительные машины и механизмы должны быть зарегистрированы в установленном порядке в органах ГИБДД.

Разрешение на выезд аварийной техники ЛЭС и аварийно-восстановительных поездов (АВП) для ликвидации аварийных ситуаций на газопроводах, дает производст­венный отдел Предприятия. Разрешение на выезд аварийной техники во время прове­дения аварийно-тренировочных выездов дает руководитель структурного подразделения.