Файл: Демидов, В. Е. Магистрали пяти измерений.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 108

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

рая выравнивает слой изоляции, не давая образовываться подтекам. Сразу после того как пластмасса нанесена, трубо­ провод начинает работать при пониженном давлении, а через двое суток — при нормальном рабочем.

Чтобы отремонтировать прохудившуюся трубу, особеннокогда вытащить ее «а поверхность и заварить поврежденное место очень трудно,—скажем, если магистраль проходит по дну реки или в болоте, — пускаются на хитрость: проталкива­

ют в трубу пластмассовую

«рубашку», а потом приклеивают

ее по концам эпоксидной

смолой. Такая операция занимает

намного меньше времени, а стоит раз в восемь дешевле, чем

подъем, ремонт и укладка по обычной

технологии. Но и это

еще не все. Нефть в обычной

трубе течет не гладким

(лами­

нарным) потоком,

а вся в сплошных

завихрениях — турбу­

лентностях. Они стремятся

остановить

течение потока,

сни­

жают его скорость.

Приходится поднимать давление в

тру­

бах, проталкивая

непокорную жидкость наперекор

вихрям.

На борьбу с турбулентностями уходит немалая часть мощно­ сти перекачивающих станций. Если бы поток удалось сделатьламинарным по всей магистрали, напор можно было бы уменьшить в несколько раз, соответственно снизив мощность

насосов. Насколько это важно, можно видеть

хотя бы из то ­

го, что перекачивающие станции

нефтепровода длиной 3000 к и ­

лометров (диаметр труб 2500 миллиметров)

имеют суммар­

ную мощность пять миллионов

киловатт — мощность двух

Куйбышевских ГЭС.

Но какое отношение имеет пластмасса к турбулентности?'

А вот какое. Даже в быстрой

речке, где много водоворотов,,

течение становится гладким и спокойным

там, где длинные-

нити водорослей смиряют буйство потока.

Что, если такие-

«водоросли» запустить

в реку,

текущую в трубе? — по-види­

мому, они справятся с

вихрями и здесь. Нужно только, чтобы''

эта добавка не отразилась на качестве нефти, чтобы потом,, после перекачки, ее можно было легко извлечь и воспользо­

ваться ею еще раз. И, конечно, эти «водяные

растения» д о л ­

жны быть дешевы.

 

 

 

 

Во многих странах

ученые ищут подобные

искусственные-

«водоросли». В 'СССР

уже

несколько лет ведутся успешные-

опыты с «полимером

ПА» и «иолиизобутиленом

П-200». Мо ­

лекулы этих синтетических

материалов похожи

на тонкие,,

длинные, очень гладкие нити. Когда ПА и П-200

подмешива­

ют к нефти (в количестве ничтожном: 0,05—0,001 процента по"

весу), они отлично

исполняют

роль водорослей: напор

ж и д ­

кости на выходном

конце трубопровода

увеличивается

сра­

зу почти на четверть. А оставив

давление

прежним, вы мо­

жете ликвидировать каждую

четвертую

насосную станцию.

Одно это уже полностью окупит

расходы

на приобретение-

«искуеств еннЫ X водор о слей».

 

 

 

 

 

90


Ледяной поток энергии

Ну, хорошо, увеличивать производительность нефтепро­ водов можно множеством разных способов. А как быть с га­ зом? Таїм ведь «водоросли» в трубу не запустишь: все-таки- газ, не жидкость... А почему, собственно, не жидкость? Ведьлюбой газ превращается в подобие воды, и при современной технике сделать это совсем несложно. Во много раз умень­ шится объем, -и для перекачки того же количества таза мож­ но будет применить трубы меньшего диаметра или, оставив ихтеми же, резко поднять пропускную способность магистрали. Заманчиво, не правда ли? За чем же дело стало?

Если речь идет о таких газах, которые сжижаются легко, то тут проблем никаких нет. Аммиак, скажем, превращается в жидкость при —33° С, а если давление поднять до трех атмосфер, то и при —Л,1°С. Его и стараются передавать по «газожидкостным» трубопроводам. В США таких м-агиотра- лей более б тысяч километров, по нескольку сотен километ­ ров во Франции, Италии и других странах.

Но вот с жидким природным газом дело сложнее. Глав­

ная трудность — огромные

масштабы перекачки.

Производи­

тельность

газопроводов

измеряется десятками

и

сотнями

миллионов

кубометров в

сутки. Станция сжижения

такой-

производительности — это целый завод.

Кроме того, природный газ сжижается при температуре —160° С. Доставить его в жидком виде удается только в том случае, если мы по пути не растеряем этот холод, не дадимтеплу проникнуть сквозь станки трубопровода. Как этого до­ биться?

В принципе возможно заключить трубопровод в другую трубу, большего диаметра, и выкачать изпромежутка воздух. Вакуум— самый лучший теплоизолятор, так что сохранность нашей холодной жидкости гарантируется. Ведь именно так устроены сосуды, в которых перевозят и хранят жидкие га­ зы. К сожалению, идея эта хороша лишь в лабораторной практике. Тысячекилометровое сооружение, каким являетсятрубопровод, требует индустриального подхода, а он сущест­ венно отличается от лабораторного. Поддерживать вакуум в таком гигантском «сосуде» чересчур дорого. А ведь еще нуж*- но эту длиннющую трубу с двойными стенками соорудить — об этом только подумаешь, и уже видишь столько препятст­ вий, что понимаешь: дело это вряд ли осуществимое.

Более реален другой путь: закутать трубу в толстую шубу из пенистой пластмассы или пеностекла. Эти материалы, ко­ нечно, не такие хорошие теплоизоляторы, как вакуум, но тол­ щиной «шубы» вполне можно опасти дело. Обычно хватает 15 сантиметров. Кстати, такое укутывание уже делают у нас


в районах вечной мерзлоты, чтобы теплая нефть, текущая по

трубам, <не отогревала

вечномерзлый слой

почвы. Так

что

это дело нетрудное.

 

 

 

И все-таки,

как ни старайся, полностью

прекратить

по­

ступление тепла

(или

утечку холода — как

угодно) нет

ни­

какой возможности: даже вакуум не спасет. Жидкость малопомалу будет превращаться в газ. По трубе пойдет их смесь. Так что периодически газ придется отделять, превращать в жидкость и снова закачивать в трубу. Оборудование этих промежуточных станций перекачки и сжижения куда слож­ нее, чем обычных «перекачек», и это могло бы вконец испор­ тить дело, если бы не то' обстоятельство, что располагать станции можно втрое реже. К тому же, 'Мощность, в которой они нуждаются, впятеро меньше. Словом, не они будут тем слабым местом проекта, из-за которого обычно критикуют весь проект: ведь денег потребуется столько же.

Оппоненты ткнут пальцем в трубы. «Из какого материала вы собираетесь их делать? — ласково спросят они. — Обыч­ ная сталь ведь не годится для такой температуры. Она ста­

нет хрупкой,

как стекло!»—«Возьмем

другой

металл,

ска­

жем, алюминий

пли сплавы

с большим

содержанием

нике­

л я , они не боятся

глубокого

холода», — последует

ответ.

«Но ведь это значит, что цена

труб

возрастет

как минимум

вдвое! Нет,

это

нереально!..» — махнут

рукой

скептики, уве­

ренные в своей непогрешимости.

 

 

 

 

 

 

Действительно,

вначале

кажется,

что возразить

нечего.

На трубы уходит

 

половина

средств,

расходуемых «а

строи­

тельство. Увеличить затраты еще на 50 процентов—вряд ли кто пойдет на это, в особенности учитывая, что дело слишком уж новое... Однако кто сказал, что трубы будут того же самого диаметра? Ведь перекачиваться-то станет уже не газ, а жид­ кость! Атубы малого диаметра соответственно дешевле.

Расчеты, выполненные во Всесоюзном научно-исследова­ тельском институте газа под руководством профессора С. Гуд­ кова, показывают, что на расстояние в три тысячи километ­ ров, то есть с месторождений Тюмени в Центр страны, пере­ давать газ в жидком виде выгодно даже при существующих ценах на алюминиевые и никелевые трубы. А ведь опрос рож­ дает предложение. Строительство трубопроводов из таких труб заставит выпускать их совсем не в тех масштабах, как сегодня. Массовое же производство обладает тем приятным свойством, что оно позволяет снижать цены на продукцию. Это сделает «жидкогазовые» магистрали выгодными и на мень­ ших — порядка 2 тысяч километров — расстояниях.

Кроме того, жидкий газ принесет выгоды не только тран­ спортного характера. На сжижение газа будет затрачено не­ мало энергии, но, поскольку ее потери по дороге не столь уж


велики, вместе с жидким газом в конечном пункте трубопро­ вода потребитель получит и холод, который он может исполь­

зовать в промышленных

целях. Ведь

жизнь

современного

города немыслима без холодильной техники.

Холода нужно

все больше

и больше:

расширяется

выпуск

замороженных

продуктов,

в здания встраиваются

громадные

кондиционе­

ры, в холоде нуждаются

практически

все отрасли промыш­

ленности. Трубопровод с жидким газом снижает остроту де­ фицитности холода. .Криогенный трубопровод, кроме того, на всем протяжении станет заправочным пунктом, базой снаб­ жения сжиженным газом.

И еще. Новые материалы труб потребуют новых методов сварки. Электрическая дуга, верой и правдой работающая на строительстве стальных трубопроводов, вряд ли окажется столь же эффективна в обращении с алюминием и никелевы­ ми сплавами. Пожалуй, именно здесь как нельзя кстати бу­ дут оригинальные машины, имеющиеся сейчас лишь в виде опытных образцов. Речь идет о сварке электронным лучом. Ра­ зогнанные мощным электрическим полем, электроны проника­ ют в металл и отдают ему свою кинетическую энергию. Моле­ кулы металла приходят в столь 'сильное движение, что (прони­

кают из

одного куска в другой, так что две

детали

превраща­

ются

в

единое целое.

Шов неотличим

от

основного ме­

талла,

 

ибо никаких

примесей в соединении

не

вносится.

Соответственно высокой оказывается и его прочность. Мало­ мощные сварочные установки применяются сейчас главным образом в точном приборостроении да в производстве микро­ миниатюрных электронных схем. Для сварки труб нужен луч мощностью в несколько киловатт, а разгонять электроны приходится напряжением в сотни тысяч вольт. Технические

трудности при

создании такой установки (не забывайте,

ведь

это не лабораторное

устройство, а .машина,

работающая в

полевых

условиях!)

исключительно

велики.

Но

так или

иначе,

а

их удалось

преодолеть: фирма «Гамильтон-стан­

дарт»

(США)

объявила, что она

начинает

производство

электронных трубосварочных

аппаратов.

 

 

 

Не исключено, что эти новые трубопроводы

будут

не сва­

ривать,

а 'склеивать:

современные клеи на основе синтетиче­

ских

материалов соединяют

металл

не хуже

сварного

шва.

При

этом резко возрастает

производительность труда

и на­

много снижается стоимость сооружения трубопровода.

А теперь поговорим не о том, как сделать жидким газ, а о том, как сделать жидкой... жидкость.

Вода вместо огня

Нефть бывает разная, и не всякую легко перекачивать по трубопроводу: если она чересчур вязкая, насосные станции