Как утяжелители УБО и УТК обеспечивают устойчивость трубопроводов?

Магистральные трубопроводы – сложные инженерные системы. Обеспечение их безаварийной, надежной, эффективной эксплуатации возможно только при соответствующем подходе к проектированию и прокладке, использовании технологичных элементов.

Особо сложная задача – монтаж в условиях вечной мерзлоты, болотистой местности, поймы реки. В такой ситуации мало использовать прочные трубы и опоры, требуются дополнительные конструктивные элементы, а именно – утяжелители. Наибольшее распространение получили модели УБО и УТК. В чем их особенности? Какие функции они выполняют?

Общие особенности

Бетонные утяжелители востребованы при прокладке магистральных трубопроводов, использующихся для перекачки углеводородного сырья, нефти, газа. Главная функция – обеспечение безопасности, безаварийности, долговечности коммуникаций, их защита от внешних воздействий.

Массивный утяжелитель не дает трубопроводу “всплывать” на участках с высоким уровнем грунтовых вод, поблизости от поверхностных водоемов, на заболоченных почвах, ледовых полях. Достоинства утяжелителей выглядят следующим образом:

• Максимальные прочностные характеристики и продолжительный срок службы. При производстве используются высокомарочные бетоны, выдерживающие статические и динамические механические нагрузки, продолжительное воздействие влаги, низкой температуры.
• Эффективность защиты. Коммуникации надежно закреплены, их смещения и всплытия исключены независимо от нагрузок.
• Простота монтажа. Установка занимает минимум времени, не требует привлечения высококвалифицированных специалистов, использования дорогой техники.
• Экологическая безопасность. При производстве используются материалы, строительные смеси, в составе которых нет токсичных компонентов. Это исключает нанесение ущерба окружающей среде, допускает прокладку в особых природоохранных зонах.

Утяжелители УБО: особенности

Расшифровка аббревиатуры УБО – “утяжелитель бетонный охватывающий”. Конструктивно он представляет собой два железобетонных блока в форме трапеции. Они монтируются по бокам инженерной системы, жесткость обеспечивается силовым поясом. Плотность обхвата достаточно для прочной фиксации трубы, исключения ее всплытия, спровоцированного гидростатическим давлением.

Помимо стандартных утяжелителей УБО, доступны их улучшенные версии УБОм. Буква “м” указывает на модернизации, выражающуюся в измененной конфигурации установочных крюков. Они не выходят за габариты блочных элементов, за счет чего обеспечивается их максимально плотное прилегание друг к другу, исключены даже минимальные зазоры. Удается достичь стабильности даже на очень подвижных грунтах.

При изготовлении утяжелителей применяются особо прочные бетоны, вплоть до марки B30. Для исключения разрушения при эксплуатации в районах Крайнего Севера, постоянного взаимодействия с водой нужно использовать материал, класс водостойкости которого составляет W8, морозостойкости – F 300.

Обе версии подходят для прокладки инженерных систем в следующих условиях:

• Переходы через заболоченную местность вплоть до третьего типа.
• Поймы рек, затопление которых носит сезонный характер.
• Дно различных поверхностных водоемов, природных и искусственных.
• Зоны вечной мерзлоты.
• Местности с высоким уровнем грунтовых вод.

Утяжелители УБО представлены в различных размерах. Первый используется для систем, диаметр которых – 142 сантиметра, четвертый – 53. Также существуют промежуточные варианты. Силовой пояс может быть металлическим, максимально жестким, либо мягким, на основе технологичного полимера. Мягкий пояс ориентирован на системы, в процессе использования которых возможны продольные смещения на 4 и более сантиметра.

Монтаж обеих версий проводится через равные отрезки, допустимо одиночное и групповое размещение на подготовленной инженерной системе.

Утяжелители УТК: особенности

Утяжелители кольцевого типа выполняют функцию дополнительной стабилизирующей нагрузки при преодолении водных препятствий, естественных или искусственных, от небольших заболоченных участков до крупных рек. Конструкцию можно представить следующим образом:

1. Пара полуцилиндров, охватывающих трубу с боков.
2. Соединительные шпильки М24. Количество шпилек определяется размерами утяжелителя.
3. Гайки и шайбы, закручивание которых обеспечивает необходимое фиксирующее усилие.

УТК представлены в различных версиях, позволяющих провести монтаж как на прямолинейных, так и на криволинейных участках. Вариативны как конфигурации, так и габариты. Длина УТК – от 120 до 240 сантиметров, ширина – от 67 до 209, масса полуцилиндров – от 280 до 4000 килограммов.

Перед монтажом утяжелителей нужно убедиться в их качестве, прочности. Стандарт допускает присутствие на внешних плоскостях следующих дефектов:

• Сколы длиной не более полутора сантиметров.
• Раковин – до 2 сантиметров глубины.
• Наплывов – до сантиметра по высоте.

На внутренних поверхностях, непосредственно контактирующих с трубопроводом, подобные повреждения не допускаются. Они негативно сказываются на прочностных характеристиках, вдобавок могут усугубиться, спровоцировать обнажения арматуры, что чревато интенсивной коррозией, критическим снижением прочности и полным разрушением изделия.

Рекомендации по выбору

Залог надежности – соответствие утяжелителя конкретной инженерной системе. Характеристики закреплены в маркировке, нанесенной по требованиям ТУ 102-300-81. В маркировке закреплены следующие данные:

• Диаметр. Должен соответствовать размерам трубы, на которой размещается утяжелитель.
• Прочность бетона. Чем выраженнее эксплуатационные нагрузки, тем прочнее должен быть материал. Максимальными характеристиками обладают высокомарочные смеси.
• Класс утяжелителя, например, УБО или УТК.

Согласно техническим условиям, маркировка наносится на торцевую часть утяжелителя контрастной краской, устойчивой к влаге, трению и другим нагрузкам. Это гарантирует хорошую читаемость, разборчивость.

Подведение итогов

Утяжелители УБО и УТК, при конструктивной простоте – изделия, значительно повышающие общий уровень надежности инженерной системы, защищающие ее от разрушений, снижающие опасность аварий, техногенных катастроф. Для реализации преимуществ утяжелителей нужно ответственно подойти к их подбору и установке, соблюсти все требования и стандарты.