Вспомогательные конструкции в промышленности: замена сварных соединений коннекторно-резьбовыми

В 6–7 раз за последние 20 лет увеличился рост затрат на капитальный ремонт газопроводов, примерно такая же ситуация в перерабатывающей нефтегазовой промышленности.

Не менее чем в 25 % случаев причиной аварий являются процессы коррозии и усталостные разрушения металла, в том числе деградация сварных швов за счет влияния остаточных сварочных напряжений.

При этом под ударом оказываются крайне важные для функционирования предприятий вспомогательные металлоконструкции — опоры и подвесы трубопроводов, лестницы, промежуточные площадки и прочее.

Естественным способом снижения подобных рисков считается переход на разъемные методы соединения — резьбовые и коннекторно-резьбовые. Их очевидным преимуществом является многократное использование элементов при монтаже и демонтаже, а также простота и скорость установки и ремонтопригодность без разборки всей конструкции (таблица 1).

 

Таблица 1. Сравнительный анализ соединений по типам
Особенность Тип соединения
Сварка Коннекторно-резьбовое Резьбовое
Долговечность Высокая Высокая Высокая
Вибростойкость Средняя Высокая Средняя
Скорость монтажа/
демонтажа
Средняя/низкая Высокая Высокая
Необходимость
в специальном оборудовании
Необходимо Нет Нет
Влияние на общую массу конструкции Низкая Средняя Средняя

 

Исследования резьбовых соединений, которые Группа компаний fischer ведет с 2006 года на острове Галоголанд, показывают, что сочетание сложных климатических условий и переменных динамических нагрузок может приводить к преждевременной потере прочности крепежного элемента.

  • При этом срок его службы может сокращаться до 20 %, что требует дополнительных мероприятий по укреплению, контролю и своевременной замене подобного крепежа.

Испытания показали, что вариантом снижения таких внеплановых эксплуатационных расходов в тяжелых условиях применения может быть использование средних и тяжелых коннекторно-резьбовых монтажных систем. Они состоят из набора конструктивных элементов различных размеров — профилей, седельных фланцев, зажимных скоб, кронштейнов и других (рисунок 1).

Вспомогательные конструкции в промышленности: замена сварных соединений коннекторно-резьбовыми

Рисунок 1. Монтажная коннекторная система FMS

 

Такие системы на 15–20 % лучше противостоят динамическим нагрузкам в условиях резких температурных перепадов и ветровых воздействий и позволяют в 3–5 раз сократить объем работ в случаях, когда необходимо использовать дополнительные сварные конструкции (рисунок 2):

  • Установку опор трубопроводов больших диаметров.
  • Сборку дополнительных мостиков и площадок обслуживания.
  • Крепление трубопроводов и кабель-каналов на большой высоте и т. д.

Вспомогательные конструкции в промышленности: замена сварных соединений коннекторно-резьбовыми

Рисунок 2. Реализованный проект обвязки промышленного трубопровода коннекторными системами (Германия)

 

При этом подобные системы не требуют дополнительных противокоррозионных мероприятий, поскольку элементы подвергаются горячему цинкованию заводским способом.

До недавнего времени применение таких соединений ограничивала сложность объединения средних и тяжелых систем в одну конструкцию, что не позволяло значительно оптимизировать металлоемкость и трудозатраты.

  • Чтобы решить эту проблему, были разработаны универсальные переходные элементы типа FMS-FUS, которые позволяют использовать в раме из тяжелых профилей поперечные средние профили, что значительно снижает металлоемкость и вес конструкции.
  • Также для оптимизации конструкций предложен седельный фланец FMASF, который может использоваться как более простой опорный фланец с двумя точками крепления и позволяет крепить горизонтальные профили к вертикальным.

Это расширяет область применения коннекторно-резьбовых монтажных систем и дает возможность сократить количество позиций в спецификации.

В рамках исследования был проанализирован реализованный проект промышленного трубопровода на основе металлокаркаса, где для трубных подконструкций использовались как сварные соединения, так и коннекторно-резьбовые монтажные системы. Результат показал, что общее сокращение затрат достигает 30 % (рисунок 3).

Вспомогательные конструкции в промышленности: замена сварных соединений коннекторно-резьбовыми

Рисунок 3. Снижение затрат на примере применения соединительных элементов для конструкций «рама к потолку» (европейский опыт)

 

✅ В итоге решения, в основе которых лежит использование коннекторно-резьбовых соединительных элементов, позволяют минимизировать объемы работ с применением квалифицированной рабочей силы. Для промышленности (в условиях растущих капитальных и эксплуатационных расходов на сопутствующую инфраструктуру) это может стать важным экономическим резервом.

 


 

Автор: Технический специалист, инженер-консультант fischer Россия, Анастасия Элоева
Источник: Пресс-служба fischer