Zabezpečovanie prevádzkovej spoľahlivosti a bezpečnosti prepravného plynovodu a valcovej škrupiny sila

• Foto

Ďalej je v príspevku popísaný dlhodobý monitoring oceľovej konštrukcie slinkového sila po prevedenej rekonštrukcií. Monitorovanie je realizované pomocou tenzometrických snímačov, ktoré sú pravidelne odčítavané a výsledky sú priebežne vyhodnocované. Všetky uvedené monitorovacie a rekonštrukčné práce sú zrealizované na základe návrhov pracovníkov Katedry kovových a drevených konštrukcií SvF v Bratislave.

REKTIFIKÁCIA PREMOSTENIA DUNVÁH
Popis konštrukcie premostenia
Konštrukcia oceľového potrubného mosta podopierajúca líniu TP-I Js 1 200 mm a TP-II Js 1 200 mm je priehradový trojkĺbový oblúk. Ide o konštrukciu typu PM-10-B podľa typového projektu, ktorá má rozpätie 57 318 mm a vzopätie oblúka vo vrchole 7 678 mm (obr. 1).

Návrh pružinových teleskopických sediel
Pružiny pôvodných úložných sediel potrubia boli dotlačené na maximum, v mnohých prípadoch prasknuté a týmto boli sedlá nefunkčné. Preto sa pristúpilo k rektifikácii polohy potrubí na premostení a výmene sediel.

Novo navrhnuté sedlo (obr. 2) pozostáva z dvoch pružín vložených do delených valcových krytov. Dolná časť valcového krytu je privarená k úložnej doske P25.305-900. Horná, pohyblivá časť je obdobne privarená na úložnú dosku tých istých rozmerov. Na hornú dosku je uložený valec Ø 120–470 mm.

Na rektifikáciu polohy potrubí vo zvislom smere sú navrhnuté pružiny. Ide o dodávku kužeľových pásových pružín (Hanácke železárny a pérovny, a.s. Prostějov) s dolným priemerom pružiny D = 210 + 10 – 5 mm, s voľnou výškou L₀ = 330 + 10 – 8 mm s maximálnou pružiacou silou F_max = 196,2 kN.

Spodné sedlá s pružinovými teleskopmi budú v primerane stlačenom stave (v závislosti od teploty ovzdušia) vkladané pod potrubia TP I a TP II a pripojené k horným pásom pôvodných priečnikov potrubného mosta. Po stlačení pružín ich poloha je stabilizovaná spínacími skrutkami M30 so závitmi na hornom konci. Spínacie skrutky po uložení a pripevnení sedla môžu byť odstránené. Výška sedla bez valčeka v nestlačenom stave je 390 mm. Vzdialenosti potrubia od hornej hrany hornej pásnice sú v celom rozsahu menšie ako 470 mm, bude použitý typ T2. Jednopružinové teleskopické sedlá budú umiestnené na podpernú konštrukciu mimo horného pásu priečnika. Pre zabezpečenie polohy teleskopického sedla sú navrhnuté vodiace tyčky v smere pásu priečnika. Spínacia skrutka je vedená stredom teleskopického sedla.

Teplotné zmeny od montážnej teploty +10 °C môžu vyvolať deformácie priehradového premostenia do 65 mm v strede vzopätia oblúka . Z tohto dôvodu je navrhnutá deformačná dĺžka pre stlačenie pružín minimálne 100 mm, čo zodpovedá podľa skúšok, sile F ≐ 60 kN.

Bolo potrebné vykonať pritiahnutie potrubia línie TP I k hlavnému nosníku priehradového premostenia. Potrubie od osi mosta bolo odtiahnuté o 320 mm na priečniku č. 5 (najväčšia kolízia). Priebeh odťahovania je na obr. 3. Pôvodné sedlá sa pod líniou TP I pred odťahovaním uvoľnili. Posun bol realizovaný na priečnikoch 5 a 8.

SANÁCIA VODOVODU A POTRUBIA TP3 V LOKALITE BEHYNCE
V danej lokalite došlo k sadnutiu plynového potrubia na vodovodné. Poškodené boli všetky tri vodovodné potrubia DN300. Bolo nutné plynové potrubia nadvihnúť do pôvodnej polohy.

V prípravnej fáze bol odkopaný požadovaný úsek v dĺžke ~ 140 m a potrubie bolo pripravené na zdvíhanie v zmysle obrázku 4.

Po vykonaní prípravných zrealizované riadené zdvíhanie potrubia do požadovanej polohy. Zdvíhanie sa uskutočnilo postupným pridvihnutím potrubia trubcami a jeho podložením vrecami naplnenými štrkom v miestach plánovaných podporných mostíkov (obr. 5). Potrubné ukladače pracovali synchronizovane a vnesené napätia boli priebežne kontrolované (obr. 6). Potrubie bolo po dve a pol hodine uložené do definitívnej polohy.

Počas prác bola sledovaná zvislá deformácia potrubia. Po každom zvýšení podperných mostíkov bol zaznamenaný stav posunov.

Stabilizovaná hodnota nameraných napätí po ukončení zdvíhania bola Δσ_K ≐  80,0 MPa. Tlak plynu v potrubí počas celého spúšťania bol 3,5 MPa. Potrubie bolo zdvihnuté v mieste kríženia s vodovodom o 600 mm (obr. 7). Možno konštatovať, že zvoleným riadeným postupom boli vnesené do potrubia prídavné napätia v minimálnom rozsahu a počas celého zdvíhania bola zabezpečená bezpečnosť a prevádzková spoľahlivosť TP na línii 3.

REKONŠTRUKCI A SLINKOVÉHO SILA
V roku 2009 bolo pristúpené k realizácií dlhodobého monitoringu konštrukcie sila. Na obvodový plášť bol nainštalovaný tenzometrický monitorovací systém (obr. 8, 9) v počte 16 ks tenzometrov (8 ks jednosmerných snímačov, 8 ks krížových).

Cieľom dlhodobého experimentu je sledovať odozvu zmeny napätia v stene plášťa sila na zmenené prevádzkové pomery zmena naplnenosti, ako aj na zmenu teploty steny sila, oslnenie, atď.

Okrem merania teploty vzduchu sa v priebehu merania ukázalo nutným merať aj teplotu steny sila. Počas slnečných dní boli pozorované zmeny napätia na tuhých horizontálnych výstuhách profilu L 400 × 12 – 250 × 25. Tam sa v priebehu dní menili napätia vplyvom teploty (pozri graf, vyznačené časti kriviek).

Naplnenosť sila (obr. 10) sa menila len minimálne, oscilovala okolo úrovne 15 m slinku. Práve tenzometre umiestnené horizontálne vykazujú odozvu na oslnenie sila. Tenzometre vo vertikálnom smere je oproti horizontálnym ťažšie interpretovať. Medzi najťažšie úlohy tejto práce je odseparovať rôzne zložky zaťažení na zmenu napätia. Zmena napätí vo vertikálnom smere je zapríčinená najmä zmenou naplnenosti sila.

ZÁVER
Z výsledkov teoretických analýzy a experimentálnych meraní napätí vychádzajú návrhy úprav na zabezpečenie prevádzkovej spoľahlivosti a bezpečnosti nosných konštrukcií a potrubí tranzitného plynovodu. Popísané opravy vád potrubí Tranzitného plynovodu prebiehali pri zníženom resp. nulovom prevádzkovom tlaku plynu. Od vnútorného tlaku plynu v plášti potrubia napätia dosahujú vysoké hodnoty, preto pri manipulácii s potrubím bolo treba dodržať všetky bezpečnostné predpisy.

Providing for Operational Reliability and Safety of Transportation Gas Pipeline and Cylindrical Shell of the Silo
For the purpose of extending the life span and compliance with the level of operational safety of pipeline it is necessary to perform repairs works on site where the faults were detected. The article describes some examples of works which were performed in 2010 on the lines of the transit gas pipeline in the territory of the Slovak Republic.

The article also describes long-term monitoring of steel structure of the clinker silo after the performed reconstruction. Monitoring is performed using tenzometric sensors which are regularly subtracted and the results are assessed continuously. All mentioned monitoring and reconstruction works are performed based on the proposal of employees of the Department of Steel and Timber Structures of the Faculty of Civil Engineering in Bratislava.

Autoři

• prof. Ing. Brodnianský Ján PhD.
• Ing. Magura Martin PhD.
• Ing. Kowalski Lukáš