Материалы

Сейсмоизолятор нефтегазового оборудования


В целом система сейсмозащиты должна снижать уровень ускорения ударного импульса до безопасных пределов, гарантирующих нормальную эксплуатацию нефтегазового оборудования, как во время сейсмического воздействия, так и после него. Упругодемпфирующие элементы должны обладать нелинейной характеристикой, чтобы при воздействии ударного импульса нарастание ускорения происходило не столь резко.

Учитывая вышеизложенное, задачу защиты объектов от мощных низкочастотных колебаний и сейсмических ударов можно сформулировать следующим образом: система защиты от сейсмических воздействий должна представлять подвесную пассивную систему общей или групповой изоляции объекта от внешних динамических воздействий, носящих пространственный характер. Встроенные упругодемпфирующие элементы должны обеспечить достаточный ход системы защиты для плавного гашения энергии ударного импульса до безопасных пределов и возврат объекта защиты в исходное положение.

Авторами предлагается сейсмоизолятор, который включает в себя опорные устройства, состоящие из двух пар наклоненных линейных металлических пружин (рисунок 2) и имеющие участок квазинулевой жёсткости на кривой деформирования.

 

 
К преимуществам разработанных опорных устройств следует отнести гораздо больший ход системы для плавного гашения энергии удара.

Зависимость восстанавливающей силы от перемещения для предложенной системы, изображенной на рисунке 2, представлена на рисунке 3.

Возможно вместо линейных металлических пружин применение пневматических пружин, так как пневмопружина имеет меньшие габариты и легче, чем металлическая пружина с подобными параметрами, что особенно существенно при больших нагрузках.

Расположение пневмопружин в опорном устройстве такое же, как и для линейных пружин. При определённых параметрах системы зависимость силы от перемещения будет также иметь участок квазинулевой жёсткости. Но, в данном случае, длина этого участка, при сопоставимых условиях, будет в 2 раза больше, чем для вышеприведённой системы с линейными пружинами. К преимуществам предложенного способа получения квазинулевой жесткости с пневмопружинами следует отнести относительно малый ход системы от нуля до квазинулевого участка.

 

 

 

Рисунок 2 - Схема системы сейсмозащиты, состоящей из опорных устройств с участком квазинулевой жёсткости: 1, 2 – две пары наклоненных линейных пружин; 3 – защищаемый объект

 

 

 

Рисунок 3 – Зависимость восстанавливающей силы F предложенной упругой системы от перемещения x

Устройства располагаются под нефтегазовым оборудованием на фундаменте. Устанавливают четыре или более устройств. Их количество зависит от массы оборудования и давления внутри цилиндров пневмопружин.

Другим преимуществом предлагаемых устройств является возможность гасить не только вертикальные колебания, но и частично горизонтальные колебания по разным направлениям, так как две пары пружин можно расположить не в одной плоскости, а во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Вызывает интерес проблема удержания защищаемого от колебаний объекта в центре участка с квазинулевой жёсткостью. Данная проблема не получила достаточного освещения в литературе. Одним из вариантов решения данной проблемы может быть создание участка перемещений системы не с квазинулевой жёсткостью, а с малой жёсткостью, что принципиально возможно вышеприведёнными способами.

Сейчас проводится экспериментальная проверка полученных теоретических результатов.

 

 

 

 

 

 

Библиографические ссылки

 

1. Гехман А.С., Зайнетдинов Х.Х. Расчет, конструирование и эксплуатация трубопроводов в сейсмических районах. – М.: Стройиздат, 1988. – 184 с.

2. Pat. 3794277, IC2 F16F 15/00. Earthquake resistant support / P. A. Smedley. – Publ. 26.04.1974.

 

1 2
Общее время работы: 255.46908378601 мс
Использование памяти: 658 КБ