Экспериментальные исследования трубопроводных систем Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 629.5.06.001.2:621.643

К. Н. Сахно

Астраханский государственный технический университет

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ1

Введение

Как известно, протяженность трубопроводов судовых систем и систем энергетических установок на современных крупных судах составляет десятки километров. Во всех судовых помещениях проходят те или иные трубопроводы. Их рациональное размещение, увязанное с расположением всего оборудования судна, является сложной технической задачей.

При её решении правильно выбранную трассу трубопровода и расположение всей системы требуется зафиксировать во всех подробностях, обеспечить необходимую информацию цехам по изготовлению и сборке труб и системы в целом.

Основные положения

Последние годы характеризуются определенными усилиями в разработке систем автоматизации проектных работ (САПР) трубопроводов на основе математического моделирования и использования ЭВМ с обеспечением выпуска чертежей трубопроводов с координатами трасс и технологической документации для изготовления труб без пригонки «по месту».

Примером может служить автоматизированная система «Ритм-судно», созданная по модульному принципу, в состав которой входят модули по трубопроводам. В частности, модуль Трассировка осуществляет твердотельное моделирование трубопроводов в помещениях судна с параметрическим описанием трубопроводных элементов. Модуль Трассы обеспечивает автоматическое разделение трубопроводных трасс на трубы (установку соединений) и поддержку геометрической базы данных координатных трасс. Модуль Трубы предназначен для автоматизированной реализации технологии изготовления труб по аналитической информации без применения шаблонов.

Указанный программный продукт позволяет подготовить ряд технологических документов для проведения экспериментальных исследований, а именно: сформировать карты-эскизы труб (рис. 1, 2) и управляющие программы для изготовления труб на оборудовании с ЧПУ (рис. 3).

1 Статья открывает цикл публикаций, посвященных экспериментальным исследованиям трубопроводных систем в рамках разработки научного подхода к решению задач проектирования, изготовления и монтажа судовых трубопроводов [1, 2].

Номер трубы I Типоразмер, мм 9 76X5

Т ехкомплект

Помещение

Карта

Заказ с Ю4 по 104

Марка и документ на поставку материала Ст. 10 ГОСТ 8731

Длина, мм 3 214

Масса, кг 30,5

Давление, кг/см2 0

Тип изоляции Нет

Тип покрытия Нет

Группа очистки 3 гр.

Тип консервации Количество труб Нет 1

Соединения, ответвления и приварные детали Обозначение Наименование

Тип

шва

С.5 С.1

Фланец свободный Ф ланец приварном

Размеры для гибки на станке типа СТГ-2САФ-Н

Номера

точек

Прямой участок, мм

С припуском

Плоскость, град

Каретка Угломер

Угол погиба, град

По лимбу Номинал

Разметка Длина до логиба, мм

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

113

5

1 891 161 115

-90,0 -180,0

-90,0

180,0

94.0

94.0

94.0

90.0

90.0

90.0

113 2 301

Радиус гибочного диска 190 мм

Установка ответвлений

Справочные размеры, мм

Расстояние, мм

От торца

От погиба

Угол, град

Проекции на оси

Разворот

ОУ

Длина 5 - 1

2 590

550

200

2 655

Направление гибки трубы - обратное На участке 1-2 припуск I,=108 мм На участке 4-5 припуск L- 45 мм

Фланец в точке 5 Фланец в точке 1

до. о о.о

Исходные координаты погибов

X У г

0 0 0

310 0 0

310 - 550 0

2 590 - 650 0

2 590 - 5!Ю 200

Исходные координаты ответвлений > го Хп

ИСП.362521.01.002

Лист

2 758

Рис. 1. Пример технологической карты

ИСП. 362521.01. С

Рис. 2. Пример технологического эскиза

Трубо N: 9

Программа гибки;

Трубо 76x5 Материал Ст,10 Длина 3214 Масса 30,5

Гибко на станке СТГ-2САФ-Н Радиус диска 190

С припуском Наминал Плоскость У1имб Угол Разметка

1-2 113 5 Каретка Угломер 94.0 90.0 113

2-3 1891 -90.0 90.0 94.0 90.0 2301

3-4 161 -180,0 180,0 94,0 90,0 2758

4-5 160 115

На участке 1-2 припуск 1_=108 мм На участке 4-5 припуск L= 45 мм

N1X-2626M10 N2Z + 94.0 N3X + 1891 N4Y-90.0 N5Z + 94.0 N6X + 161 N7Y-180.0 N8Z + 94.0 М100М2 ! !!

1 ЫСП. 362521.01.002 /1ист

Рис. 3. Пример управляющей программы

На первом этапе целью экспериментальных исследований является подтверждение гипотезы о взаимосвязи конфигурации и отклонений координатных размеров труб и проверка результатов теоретических исследований.

В эксперименте обследовано 190 стальных труб диаметром 57 мм, среди них: 64 трубы с 1 погибом, 66 - с 2 погибами и по 30 труб с 3 и 4 погибами. Резка выполнялась на отрезном станке с абразивным кругом типа СРТ-1. Гибка производилась на автоматизированном трубогибочном станке с программным управлением типа СТГ-2-САФ. Порядок замеров:

- замеры длин труб;

- замеры длин прямых участков;

- замеры углов погибов и углов между плоскостями погибов;

- замеры координатных размеров концов труб.

Замеры длин труб проводили после резки на специальном приспособлении, точность замеров ± 0,5 мм.

Замеры длин прямых участков проводили при выполнении операций продвижения на трубогибочном станке.

Замеры углов погибов и углов между плоскостями погибов (углов разворотов) проводили с помощью оптического квадранта КО-бОМ; точность замеров ± 30".

Замеры координатных размеров концов труб проводили после выполнения гибки на специальном приспособлении, точность замеров ± 0,5 мм.

Заключение

Для проведения экспериментальных исследований необходимо подготовить ряд технологических документов, как минимум - по 60-ти трубам, а именно: сформировать карты-эскизы труб и управляющие программы для изготовления труб на оборудовании с ЧПУ. Экспериментальные исследования являются необходимым условием решения научной задачи в рамках гипотезы о взаимосвязи компенсации суммарных отклонений и конфигурации трасс трубопроводов.

СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ

1. Сахно К. Н. Разработка научного подхода к решению задач проектирования, изготовления и монтажа судовых трубопроводов // Вестн. Астрахан. гос. техн. ун-та. - 2005. - № 2 (25). - С. 145-152.

2. Сахно К. Н. Исследование влияния погрешностей изготовления на точность координатных размеров труб сложных судовых технологических комплексов. Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - С.-Пб.: СПбГМТУ, 2000. - 24 с.

Получено 29.12.05

EXPERIMENTAL RESEARCHES OF PIPELINE SYSTEMS

K. N. Sakhno

The article opens a series of publications devoted to experimental researches of pipeline systems in the context of the development of the scientific approach to the solution such tasks as designing, manufacturing and installation of ship pipelines. An experimental research is the necessary condition of a scientific task solution within the hypothesis about the interrelation of total deviations compensation and the configuration of pipelines routes.