Інженерний геодезичний моніторинг фундаментів обладнання компресорних станцій
Розглянуто основні проблеми організації геодезичного моніторингу компресорних станцій магістрального газопроводу. На сучасному етапі об’єднання роботизованих технологій лінійно-кутових вимірів і сучасних автоматичних систем спостережень за осіданнями фундаментів обладнання дозволяє створити автомати...
Gespeichert in:
| Datum: | 2016 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2016
|
| Schriftenreihe: | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/132995 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Інженерний геодезичний моніторинг фундаментів обладнання компресорних станцій / В.Т. Криворучко, М.І. Навальнєв // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2016. — № 4. — С. 40-45. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-132995 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1329952018-05-18T03:03:02Z Інженерний геодезичний моніторинг фундаментів обладнання компресорних станцій Криворучко, В.Т. Навальнєв, М.І. Производственный раздел Розглянуто основні проблеми організації геодезичного моніторингу компресорних станцій магістрального газопроводу. На сучасному етапі об’єднання роботизованих технологій лінійно-кутових вимірів і сучасних автоматичних систем спостережень за осіданнями фундаментів обладнання дозволяє створити автоматичну систему геодезичного моніторингу устаткування газотранспортних систем. Main problems of organizing geodesic monitoring of compressor stations in the main pipeline are considered. At this stage combining robotic technologies of linear-angular measurements and modern systems for automatic monitoring of subsidence of equipment foundations allows developing an automatic system of geodesic monitoring of gas transportation system equipment. 2016 Article Інженерний геодезичний моніторинг фундаментів обладнання компресорних станцій / В.Т. Криворучко, М.І. Навальнєв // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2016. — № 4. — С. 40-45. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. 0235-3474 DOI: doi.org/10.15407/tdnk2016.04.07 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/132995 528-024 uk Техническая диагностика и неразрушающий контроль Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Производственный раздел Производственный раздел |
| spellingShingle |
Производственный раздел Производственный раздел Криворучко, В.Т. Навальнєв, М.І. Інженерний геодезичний моніторинг фундаментів обладнання компресорних станцій Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| description |
Розглянуто основні проблеми організації геодезичного моніторингу компресорних станцій магістрального газопроводу. На сучасному етапі об’єднання роботизованих технологій лінійно-кутових вимірів і сучасних автоматичних систем спостережень за осіданнями фундаментів обладнання дозволяє створити автоматичну систему геодезичного моніторингу устаткування газотранспортних систем. |
| format |
Article |
| author |
Криворучко, В.Т. Навальнєв, М.І. |
| author_facet |
Криворучко, В.Т. Навальнєв, М.І. |
| author_sort |
Криворучко, В.Т. |
| title |
Інженерний геодезичний моніторинг фундаментів обладнання компресорних станцій |
| title_short |
Інженерний геодезичний моніторинг фундаментів обладнання компресорних станцій |
| title_full |
Інженерний геодезичний моніторинг фундаментів обладнання компресорних станцій |
| title_fullStr |
Інженерний геодезичний моніторинг фундаментів обладнання компресорних станцій |
| title_full_unstemmed |
Інженерний геодезичний моніторинг фундаментів обладнання компресорних станцій |
| title_sort |
інженерний геодезичний моніторинг фундаментів обладнання компресорних станцій |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2016 |
| topic_facet |
Производственный раздел |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/132995 |
| citation_txt |
Інженерний геодезичний моніторинг фундаментів обладнання компресорних станцій / В.Т. Криворучко, М.І. Навальнєв // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2016. — № 4. — С. 40-45. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
| series |
Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| work_keys_str_mv |
AT krivoručkovt ínženernijgeodezičnijmonítoringfundamentívobladnannâkompresornihstancíj AT navalʹnêvmí ínženernijgeodezičnijmonítoringfundamentívobladnannâkompresornihstancíj |
| first_indexed |
2025-07-09T18:26:08Z |
| last_indexed |
2025-07-09T18:26:08Z |
| _version_ |
1837194879643418624 |
| fulltext |
40 ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2016, №4
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ РАЗДЕЛ
УДК 528-024
ІНжЕНЕРНИЙ ГЕОДЕЗИчНИЙ МОНІТОРИНГ ФУНДАМЕНТІВ
ОБЛАДНАННЯ КОМПРЕСОРНИХ СТАНЦІЙ
в. т. криворучко1, М. і. наваЛьнєв2
1Харків. нац. ун-т будівництва та архітектури. 61002, м. Харків, вул. Сумська, 40. E-mail: limbik@narod.ru
2Харків. територіальний центр філії НВЦ «ТЕХДІАГАЗ». 61002, м. Харків, вул. Маршала Конєва, 16. E-mail:shkorina-enbung.ua
Розглянуто основні проблеми організації геодезичного моніторингу компресорних станцій магістрального газопроводу.
На сучасному етапі об’єднання роботизованих технологій лінійно-кутових вимірів і сучасних автоматичних систем спо-
стережень за осіданнями фундаментів обладнання дозволяє створити автоматичну систему геодезичного моніторингу
устаткування газотранспортних систем. Бібліогр. 4, рис. 14.
К л ю ч о в і с л о в а : геодезичний моніторинг споруджень, українська газотранспортна система, осідання фунда-
ментів
Україна є найбільшою транзитною державою по
транспортуванню газу до Західної Європи. Її га-
зотранспортна система здатна щорічно перекачу-
вати до 300 млрд м3 природного газу. Вага України
в транспортуванні газу в Європі становить при-
близно 20 %. Щоб передати газ із місця видобутку
до споживача необхідні: трубопроводи, компре-
сорні станції (КС), пункти обліку газу, газові схо-
вища, газорозподільні станції та ін.
При експлуатації КС внаслідок зносу підшип-
ників газотурбінних двигунів і відцентрових наг-
нітачів газоперекачувальних агрегатів (ГПА) [1],
контактних напружень на фундаменти ГПА та
опори трубопроводів [2], змін гідрогеологічних
умов та інших факторів, що впливають на несучу
здатність ґрунтів [3], виникають вертикальні й го-
ризонтальні деформації фундаментів обладнання
КС. Ці деформації мають локальний і глобальний
характер. Вплив різних деформацій на працездат-
ність устаткування компресорних станцій показа-
ні на рис. 1.
Найнебезпечнішими є локальні відносні осі-
дання фундаментів агрегатів. Вигин Δh фунда-
ментної плити призведе до утворення ексцентри-
ситеу Δе осей ГПА. Наприклад, при наявності
ексцентриситету навіть Δе = 0,5 мм, і коли від-
носне осідання фундаменту більше допустимої
величини (2,5 мм), то виникають високі рівні ві-
брації, що можуть привести до руйнування анкер-
них болтів. Окремі агрегати компресорної станції
з’єднані між собою трубопроводами. Будь-які змі-
ни просторового положення агрегатів викличуть
зростання напружень в місцях сполучень агре-
гатів і трубопроводів. Небезпечні для трубопро-
водів деформації, що впливають на їхню працез-
датність, становлять приблизно 5…10 см. Крен
10′ приведе до вертикальних деформацій труб у
межах 1 см. Величини допустимих напружень у
трубах визначаються згідно СНіП 2.05. 06–85. Го-
ризонтальні зсуви ґрунту ΔS приводять до проги-
нів труб, також викликаючи напруження в трубах.
Особливо небезпечні зсувні ділянки.
Для забезпечення нормальної експлуатації
устаткування компресорних станцій необхідно
систематично виконувати інженерний моніторинг
контролю геометричних параметрів устаткування
й території компресорних станцій.
Ціна ліквідації аварії на трасах газопроводів
дуже висока. Продуктивність лінійних КС стано-
вить від 5 до 100 млн м3 газу на добу. Прийняв-
ши середню продуктивність компресорної стан-
ції рівною 50 млн м3 газу на добу при ціні газу
$ 200 за 1000 м3 одержимо добовий збиток за ра-
хунок припинення подачі газу: $ 10 млн (більше
200 млн грн). Таким чином, ціна безаварійної екс-
плуатації обладнання КС магістральних газопрово-
дів становить орієнтовно 200 млн грн за добу.
Зараз на всіх об’єктах газотранспортної систе-
ми України здійснюється інженерно-геодезичний
моніторинг основних об’єктів системи. Однак ці
роботи не мають єдиної програми і напередодні
майбутніх робіт з реконструкції вітчизняних КС
необхідно виконати комплекс робіт з розробки но-
вого проекту геодезичного моніторингу обладнан-
ня газотранспортної системи України на основі
сучасних технологій.
Розглянемо основні положення цієї програми.
Насамперед, визначимося зі складом робіт:
© В. Т. Криворучко, М. І. Навальнєв, 2016
Рис. 1. Вплив деформацій ґрунту на працездатність агрегатів
41ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2016, №4
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ РАЗДЕЛ
– спостереження за осіданням контрольних
марок, установлених на технологічному об-
ладнанні й основних спорудженнях об’єктів
системи;
– спостереження за зсувними ділянками;
– контроль крену споруджень баштового типу;
– інструментальний і візуальний контроль ста-
ну технологічних і магістральних трубопроводів;
– контроль напруженого стану фундаментів
устаткування;
– візуальний огляд устаткування й трубо-
проводів.
Для рішення цих завдань геодезична практика
має у своєму розпорядженні високотехнологічне
устаткування, що дозволяє з достатньою точністю
в автоматичному й напівавтоматичному режимах
виконувати ці роботи.
Перша група приладів – роботизовані тахеоме-
три (рис. 2), що дозволяють визначати з високою
точністю координати контрольних точок в автома-
тичному й напівавтоматичному режимах і переда-
ти отриману інформацію в єдиний центр обробки.
Цифрові нівеліри (рис. 3), що забезпечують
високоточні висотні виміри, застосовуються при
спостереженнях за осіданням.
Комплексне використання розглянутих прила-
дів дозволяють сформувати напівавтоматичні ви-
мірювальні системи з автоматичною обробкою
результатів.
Друга група приладів – це повністю автома-
тичні системи, що забезпечують безперервний
автоматичний контроль устаткування без уча-
сті операторів. До таких приладів віднесемо
Рис. 2. Роботизований електронний тахеометр
Рис. 3. Цифровий нівелір
Рис. 4. Гідростатична система нівелювання: 1 – якір; 2 – об-
садні труби; 3 – струни; 4 – опорні датчики; 5 – контрольні
датчики; 6 – вантажі; 7 – коромисла; 8 – рідинні трубопрово-
ди; 9 – повітряні трубопроводи
Рис. 5. Прямий (а) і зворотний (б) виски (а: 1 – підвіс виска;
2 – датчики положення струни; 3 – посудина з рідиною 4 –
висок; б: 1 – хрестовина; 2 – поплавець; 3 – посудина з ріди-
ною; 4 – нитка схилу; 5 – датчики положення нитки схилу;
6 – якір)
Рис. 6. Безпілотний літальний апарат
42 ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2016, №4
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ РАЗДЕЛ
автоматичні гідростатичні системи нівелюван-
ня, прямі й зворотні виски з дистанційним ви-
значенням положення струни. Особливість цих
систем полягає в тому, що вони працюють пов-
ністю автоматично з видачею інформації без-
посередньо на пульт керування компресорних
станцій.
Гідростатичні системи нівелювання [4]
(рис. 4) складаються з контрольних і опорних
датчиків, підвішених на спеціальних струнах
опорних реперів. Дана система дозволяє здійс-
нювати виміри на різних об’єктах незалежно від
призначення й розмірів. Вона може мати кіль-
ка вимірювальних горизонтів. Але головною її
особливістю є те, що вона має твердий зв’язок
з опорною мережею, що представляє собою гли-
бинні струнні репери, якорі яких розміщені поза
зоною впливу споруджень.
Застосування датчиків визначення положення
струни в прямих і зворотних висках (рис. 5) доз-
волило створити прилади дистанційно-
го визначення пошарових горизонталь-
них зсувів контро льованих об’єктів. В
умовах компресорних станцій зворотні
виски використовуються як високоточні
опорні планові знаки й прилади контр-
олю зсувів ґрунту на зсувних ділянках.
В останні роки завдяки створенню
мініатюрного навігаційного устатку-
вання стало можливим застосування
для геодезичних цілей безпілотних лі-
тальних апаратів (рис. 6). Їхня перева-
га в порівнянні з пілотованими апара-
тами очевидна. Вартість однієї години
польоту літака або вертольота досягає
кілька тисяч гривень. Для магістраль-
них газопроводів найбільш прийнятні
безпілотні літаки й дирижаблі. Даль-
ність їхнього польоту досягає 100 км, а
швидкість літаків може перевищувати
100 км/год.
За допомогою безпілотників здійс-
нюється інспекційна топографіч-
на зйомка або візуальний контроль
устаткування.
На основі розглянутих сучасних за-
собів вимірів розроблені пропозиції по
організації геодезичного інженерного
моніторингу елементів газотранспорт-
них систем.
Вимірювальний комплекс геоде-
зичного моніторингу компресорних
станцій як одного з основних елемен-
тів газотранспортної системи повинен
складатися із двох підсистем: підсис-
теми контролю величин вертикальних
зсувів об’єктів спостережень і підсисте-
ми контролю горизонтальних зсувів споруджень і
ґрунту.
Основним способом спостережень за осідан-
ням є високоточне геометричне нівелювання, що
Рис. 7. Схема нівелірної мережі нівелювання першого етапу: Rp1–Rp6 –
опорні репери; OTV1–ОТV3 – зворотні виски; ПП1–ПП7 – пункт поліго-
нометрії; KVM1– KVM6 – кущі глибинних марок; ТР1–ТР8 – поверхневі
марки на щоглах
Рис. 8. Схема нівелювання окремих агрегатів: 1 – установка
охолодження газу; 2 – установка очистки газу; 3 – службо-
во-експлуатаційний і ремонтний блоки; 4 – склад запасних
частин; 5 – турбоагрегати
43ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2016, №4
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ РАЗДЕЛ
опирається на спеціальні кущі опорних реперів.
Нівелювання виконується у два етапи. На першо-
му етапі від опорних реперів визначаються по-
значки сполучних контрольних точок. Перший
етап забезпечує одержання абсолютних значень
величин осідань (точність порядку 2 мм). Схема
нівелірної мережі для компресорних станцій від-
критого типу наведена на рис. 7.
Відносні величини вертикальних переміщень,
наприклад, величини вигину фундаментів агрега-
тів (див. рис. 1) визначаються за результатами ні-
велювання, прокладеного по периметрах окремих
споруджень від сполучних точок. Цей вид ніве-
лювання назвемо нівелюванням другого етапу.
Точність такого нівелювання становить 0,2 мм.
На рис. 8 наведено схеми нівелірних мереж дру-
гого етапу.
Спостереження за осіданням контрольованих
об’єктів повинне виконуватися на протязі усьо-
го строку експлуатації компресорної станції. Для
підвищення оперативності й надійності вимірів ці
роботи найкраще виконувати спеціальними авто-
матичними гідростатичними системами нівелю-
вання. Один з варіантів розміщення такої системи
наведений на рис. 9.
Горизонтальні зсуви об’єктів пропонується ви-
значати методом прямої лінійної кутової заруб-
ки роботизованим тахеометром. Як обґрунтуван-
ня застосовується полігонометрична мережа, що
опирається на зворотні виски (рис. 10).
Розрахунок точності такої мережі показав, що
точність визначення координат пунктів не пере-
вищила 2 мм. Виміри повинні виконуватися в ав-
томатичному режимі із включеною системою ав-
тонаведення, роль оператора зведеться тільки до
установки, включенню й орієнтуванню приладу.
Результати вимірів по каналу зв’язку передають-
ся в єдиний центр обробки інформації. На ета-
пі експлуатації компресорних станцій виміри в
кожному циклі виконуються по єдиній програмі,
що забезпечує виключення систематичних похи-
бок і повну автоматизацію обробки. Тахеометри
встановлюються на стаціонарні знаки або безпо-
середньо на зворотні виски. На рис. 11 показаний
загальний вид пунктів полігонометрії й зворот-
них висків із установленими тахеометрами.
Рис. 9. Розміщення системи гідростатичного нівелювання: 1 – опорні датчики; 2 – контрольні датчики; 3 – рідинні трубопро-
води; 4 – повітряні трубопроводи; ТГ1–ТГ7 – газові турбіни
Рис. 10. Схема вимірів горизонтальних зсувів (умовні познач-
ки ті самі, що і на рис. 7)
44 ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2016, №4
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ РАЗДЕЛ
Сукупність автоматичної гідростатичної
системи нівелювання, тахеометрів і зворотних
висків дозволяють створити автоматичну си-
стему геодезичного моніторингу устаткування
газотранспортних систем. Причому спостере-
ження за осіданням й визначення горизонталь-
них зсувів будуть виконуватися у повністю
автоматичному режимі, а для вимірів гори-
зонтальних зсувів операторові буде необхідно
тільки послідовно встановити тахеометр на всі
Рис. 12. Ізолінії вертикальних зсувів всієї території компресорної станції (умовні позначки ті, що і на рис. 7)
Рис. 11. Установка тахеометра: на зворотній висок (а) і на пункт полігонометрії (б)
45ISSN 0235-3474. Техн. диагностика и неразруш. контроль, 2016, №4
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ РАЗДЕЛ
опорні точки, орієнтуючи його у режимі «Ав-
тонаведення» і виконати вимір.
Результати вимірів представляється у вигляді
таблиць, графіків і у вигляді планів ізоліній.
На рис. 12–14 надані варіанти подання резуль-
татів вимірів.
висновки
Розглянуто основні положення програми геоде-
зичного моніторингу обладнання компресорних
станцій газотранспортної системи України. При
виконанні робіт автори прагнули вирішити техніч-
ні проблеми на сучасному технічному рівні.
Реалізація запропонованих пропозицій дозво-
лить створити автоматичні вимірювальні систе-
ми, які можуть забезпечити оперативний контроль
осідань фундаментів обладнання компресорних
станцій магістрального газопроводу з достатньою
точністю 0,2 мм у вертикальній площині та 2 мм
при горизонтальному зсуві.
Всі запропоновані розробки базуються на вітчиз-
няних технологіях.
1. Криворучко В. Т. Разработка пространственной автома-
тизированной системы гидростатического нивелирова-
ния / В. Т. Криворучко: дис. на соискание ученой степе-
ни канд. техн. наук: 61 85-5/3989: 05.24.01. – Киев, 1983.
– 160 c.
2. Навальнев Н. И. Использование метода рентгенофлюо-
ресцентного анализа при трибодиагностике газоперека-
чивающих агрегатов / Н. И. Навальнев, В. Е. Ковтун //
Приложение «Диагностика объектов газотранспортно-
ной системы» к журналу «Газовая промышленность». –
2011. – № 12.
3. Пинегин С. В. Контактная прочность в машинах / С. В.
Пинегин. – М.: Машиностроение, 1965. – 192 с.
4. Зурнаджи В. А. Механика грунтов, основания и фунда-
менты / В. А. Зурнаджи, В. В. Николаев. – М.: Высшая
школа, 1967. – 416 с.
Main problems of organizing geodesic monitoring of compressor stations in the main pipeline are considered. At this stage
combining robotic technologies of linear-angular measurements and modern systems for automatic monitoring of subsidence of
equipment foundations allows developing an automatic system of geodesic monitoring of gas transportation system equipment.
4 References, 14 Figures.
K e y w o r d s : geodesic monitoring of constructions, Ukrainian gas transportation system, subsidence of foundations.
Надійшла до редакції
05.07.2016
Рис. 13. Ізолінії відносних осідань фундаменту агрегату ТГ1
Рис. 14. Графік осідання фундаменту турбокомпресора № 1
IX конференция
«Сварка и термическая обработка живых тканей.
Теория. Практика. Перспективы»
25–26 ноября 2016 г. г. Киев,
ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины, 03680, ул. Казимира Малевича, 11
E-mail: office@paton.kiev.ua;
тел.: (044) 205-20-06, 205-17-10
|