Колонны К 2-2 – являются незаменимыми составляющими при обустройстве несущих остовов одноярусных эстакад технологических трубопроводов. Они изготавливаются из железобетона в виде удлиненных изделий в форме прямоугольника. Колоны этого типа, зафиксированные в фундаментных блоках стаканного вида, в комбинации с иными комплектующими системы сооружения дают возможность создать довольно жесткие и устойчивые пространственные конструкции строений в один этаж высотой не выше 7,8 метров. Бетонные армированные колонны К 2-2 монтируются в зданиях с одним ярусом шагом в 12 либо 18 метров. Несмотря на относительно простую конструкцию, эти железобетонные изделия отличаются прекрасной устойчивостью к разнообразным механическим нагрузкам во время длительной эксплуатации. Такие повышенные характеристики достигаются благодаря наличию в их структуре пространственных армирующих каркасов из специальных сеток. В Серии 3.015-16.94 оговариваются разнообразные типовые конструкции колонн при возведении остовов эстакад в один ярус для технологических трубопроводов.

1. Варианты маркировки

После изготовления колонн К 2-2 на одной из боковой грани в обязательном порядке наносится буквенно-цифровая маркировка по специальной системе. В Серии 3.015-16.94 приведены различные примеры и правила ее исполнения при маркировке таких бетонных армированных изделий для одноярусных эстакад технологических трубопроводов. Этот документ рекомендует указывать на изготовленной продукции вид изделия, номер типоразмера, индекс предельной нагрузки, дату изготовления, массу.

1. К 2-1;

2. К 2-2;

3. К 2-3;

4. К 2-4;

5. К 2-5;

6. К 2-6;

7. К 2-7;

8. К 2-8;

9. К 2-9.

2. Основная сфера применения

Армированные бетонные колонны К 2-2 Серии 3.015-16.94 широко применяются для обустройства надежных каркасов строений эстакадного типа для прокладки технологических трубопроводов, возводимых в один этаж высотой не выше 7,8 метров. Вертикальные опоры такого типа, установленные в фундаментные блоки стаканного вида, совместно с грамотно подобранными другими элементами сооружения дают возможность создавать просторные эстакады облегченных конструкций, но обладающие достаточной устойчивостью и жесткостью. В проектной Серии 3.015-16.94 приведены различные варианты типовых конструкций вертикальных опор, тонкости их подбора, особенности эксплуатации. Изучив внимательно этот нормативный документ, вы поймете, что бетонные армированные колонны К 2-2 можно использовать при возведении эстакад, как с условиями слабой степени агрессивности, так и среднеагрессивными средами, в широком диапазоне температур. Их допускается устанавливать в регионах с достаточно суровыми климатическими условиями. Они способны обеспечить довольно жесткий и надежный несущий остов для технологических трубопроводов даже в районах с расчетной сейсмичностью не выше 6 баллов.

3. Обозначение маркировка изделия

На армированные бетонные колонны К 2-2 , изготовленные из железобетона, согласно с требованиями Серии 3.015-16.94 наносятся условные обозначения по буквенно-цифровой системе. Они информируют в краткой форме о виде изделия, типоразмере, индексе несущей способности.

Так, при расшифровке маркировки, указанной на боковой поверхности, железобетонных колонн К 2-2 мы можем узнать, что в данном случае эти символы обозначают следующее:

1. К – бетонная армированная колонна для возведения эстакад;

2. 2 – порядковый номер типоразмера изделия;

Планируя прокладку технологических трубопроводов с использованием колонн К 2-2 , необходимо учесть их справочные размеры и весовые параметры:

Длина = 5700 ;

Ширина = 400 ;

Высота = 400 ;

Вес = 2300 ;

Объем бетона = 0,91 ;

Геометрический объем = 0,912 .

4. Изготовление и основные характеристики

Начиная организовывать производство железобетонных колонн К 2-2 , желательно ознакомиться с технологическими тонкостями, нюансами сборки армирующих элементов, требованиями к условиям проведения испытаний и приемки требованиями, предоставленными в проектной технической Серии 3.015-16.94 . Специалисты, разработавшие ее, рекомендуют при изготовлении этих армированных изделий использовать бетоны тяжелых марок, к примеру, В15-40. Рабочие смеси на их основе дают возможность получать железобетонную продукцию, обладающую высокой прочностью на сжатие. Это позволяет предать ей необходимую прочность, жесткость, устойчивость к образованию трещин. Применяемые марки бетона обеспечивают колоннам К 2-2 повышенную устойчивость к низким температурам, хорошую водонепроницаемость. Для предания им достаточной прочности в структуру бетонных изделий закладывают пространственные каркасы из армирующих сетов. Эти усиливающие элементы рекомендуется изготавливать из стальной арматурной холоднокатаной упрочненной катанки класса А-I II, соединяемых с помощью ручных электросварочных установок либо методом обвязки специальными шпильками.

Сборная железобетонная колонна (К 2-1) – железобетонная стойка прямоугольного сечения, применяемая в одноярусных и двухъярусных эстакадах в качестве опоры стоящих отдельно технологических трубопроводов. Главная задача колонны – обеспечение сохранности трубопровода и устойчивости эстакады. Колонны устанавливаются и перекрываются бетонными траверсами, к которым за специальные закладные детали крепится трубопровод.

Колонна К 2.1 имеет конструктивный вырез, образующий полку для крепления траверсов. Часто данные колонны применятся при монтаже эстакад технологических трубопроводов, по которым на промышленных предприятиях распределяются разные материалы (топливные и технические газы, масла, горячая вода). Такие трубопроводы успешно эксплуатируются на индустриальных объектах из-за простоты и дешевизны их установки и обслуживания. Их не нужно раскапывать, поэтому профилактический осмотр и ремонт производятся в короткие сроки и без лишних усилий и затрат.

Дополнительным плюсом использования надземных опор в том, что железобетонные колонны можно использовать в северных районах, они выдерживают перепады температур до минус 55°С. Опоры над уровнем земли, состоящие из колонн, применяют в обычных условиях строительства, средне и слабоагрессивных газовых средах. При использовании колонн в условиях, угрожающих разрушительным воздействием химических сред, колонны опор дополнительно обрабатываются от коррозии.

Выпуск 2-1 данной серии предполагает производство колонн в длинах от до, сечения. Высота колонн опоры позволяет конструировать низкие и высокие трубопроводы до 8,5 метров. Эстакады трубопровода выше 2 метров служат для обеспечения проездапод ними железнодорожного и автомобильного транспорта.

Разнообразие типоразмеров колонн позволяет сооружать эстакады даже для очень массивных трасс, выдерживающих не один ряд труб большого диаметра. А возможность комбинирования колонн и траверсов в 5 вариантов создания опоры делает эти железобетонные изделия поистине универсальными.

Нормативные вертикальные нагрузки на конструкции отдельно стоящих опор разработаны на 10-600 кН. Такие нагрузки опорам помогает выдерживать не только материал – высокопрочный тяжелый бетон класса В25, но и основательное армирование изделия.

Колонна армируется пространственным каркасом, сваренным поперечных и продольных стержней плоских каркасов. Высокопрочная сталь, используемая при армировании железобетонных колонн К 2-1, высокого класса А-I и A-III. Любые металлические детали, закладываемые в конструкцию колонны, проходят предварительную антикоррозионную обработку.

Каждую колонну К 2.1 эстакады фиксируют на отдельном стаканном фундаменте. Колонны, соединенные в опору, разделяются на температурные блоки длиной до 100 метров, из таких блоков и создается трасс нужной протяженности. Блоки компонуются из одной анкерной опоры, пролетных строений и нужного количества промежуточных колонн. Тип опоры анкерного типа выбирают в зависимости от места расположения температурного блока на трассе и развилок трубопровода. В местах боковых ответвлений устанавливается усиленная колонна, способная выдержать дополнительную горизонталью нагрузку.

В такой конструкции колонны труба неподвижно закреплеяется на анкерных опорах. При этом прямоугольную колонну опоры заделывают в стакан фундамента на глубину 800-100 мм, такая солидная глубина не дает колонне шансов на смещение под различными динамическими нагрузками и колебаниями. Солидная масса железобетонной колонны лежит в пределах от 1400 кг и гарантирует при надежном закреплении надежное укрепление эстакады. Такая устойчивость позволяет использовать колонну К 2-1 в зонах сейсмической активности до 8 баллов.

Шаг колонн напрямую зависит от прочности и жесткости труб, но в любых условиях он должен быть не менее 6 метров и обязательно кратен 3. Если условия требуют увеличения шага опор, устраивают подвески или производят усиление труб шпренгелями.

Прокладка трубопроводных трасс на эстакадах и опорах из колонн К 2.1применяется при различном сочетании трубопроводов в независимости от свойств и характера транспортируемых веществ.

Маркировка изделия

Условное обозначение колонн для опор трубопровода интуитивно понятно. В первой группе буквами указывают тип изделия, далее порядковый номер типоразмера и несущую способность колонны.

Для примера рассмотрим маркировки колонны (6000х300х300мм), где:

• К – сборная колонна опоры;
• Цифра – типоразмер изделия;
• Цифра– несущая способность колонны.

Дата изготовления, масса изделия и маркировка должны быть нанесены на торцевую грань каждой колонны.

Контроль качества изделия

Важнейший элемент опоры трубопровода - колонна К 2-1, отвечает за устойчивость, а значит и за безопасность эстакады. Для того, чтобы колонна опоры могла долгие годы сохранять свою прочность и эксплуатационные качества, проводится строгий контроль качества бетона и армирования.

Бетон колонны не должен иметь трещин, ширина раскрытия которых не более 0, 1 мм. Арматура ни в коем случае не должна быть обнажена, а ее защитный бетонный слой не должен быть тоньше проектного более чем на 10 мм.

Точность габаритов железобетонных колонн может варьироваться ±15 мм по длине, и ±6 мм по сечению. По всей своей длине бесстыковая колонна должна быть плоской, отклонения от её прямолинейности не более 10 мм. Важно также чтобы арматуру защищал надежный бетонный слой, поэтому отклонение его толщины не должно быть более чем 10 мм. Бетонная поверхность колонны не имеет эстетического значения, и только видимые в процессе эксплуатации стороны имеют категория поверхности А3.

Все закладные изделия колонны должны иметь антикоррозийную обработку.

Бетон колонны не должен иметь раковин, наплывов бетона более 10 мм диаметром, сколы ребер длиной более 5 мм считаются дефектом.

На процедуре приемки проверяются показатели прочности бетона, соответствие арматурных изделий и монтажных петель, прочность сварных соединений, соответствие проектных размеров, толщину защитного слоя бетона до арматуры, наличие и ширину возможных трещин. Проверяют также верность нанесения установочных рисок. Наличие у колонны железобетонной К 2.1 монтажных петель и соответствие качества строповочных отверстий проверяют посредством осмотра каждого изделия.

Удостоверяет качество железобетонных колонн технический паспорт , сопровождающий партию. В нем потребителю дается информация о количестве железобетонных изделий в партии, дате изготовления колонн, краткая иформация о бетоне (марка по прочности и отпусканя прочность), массе сборного изделия, а также приводится марка бетона по морозостойкости.

Хранение и транспортировка

Массивные железобетонные колонны К 2-1 хранят в один ряд штабелях высотой не более чем два метра. При складировании под колонны квадратного сечения помещаются прокладки и подкладки толщиной 15 см. Места наличия монтажных петель и строповочных отверстий прокладываются отдельно. А для перевозки колонны надежно закрепляют рядами на деревянных подкладках. Для перевозки колонн нужно убедиться в их надежном закреплении и корректности разгрузки. Не допускается разгружать колонны наваливание и сбрасыванием.

Материальный баланс колонны и необходимые для расчета колонны данные представлены в табл.6.5

Таблица 6.5

Материальный баланс колонны К-2

Значение плотностей и молярных масс фракций нефти определены по соответствующим кривым плотностей и молярных масс перерабатываемой нефти (см. рис. 6.2).

За среднюю температуру кипения фракций принята их температура 50% - ного выкипания (см. рис. 6.2).

6.2.2. Выбор конструкции основной колонны, числа и типа тарелок

Основная атмосферная колонна К-2 работает по схеме с двухкратной ректификацией и состоит из четырех простых колонн. Каждая из простых колонн имеет укрепляющую и отгонную секции. На каждую отбираемую фракцию устанавливаем 6-12 тарелок.

Стриппинги выполняют важную роль. При небольшом расходе водяного пара в стриппинг повышается температура начала кипения и понижается температура вспышки получаемой фракции. Разница между температурой отбираемой из стриппинга фракцией и температурой поступающей в стриппинг флегмы составляет 7-30 о С и зависит от расхода водяного пара, количества флегмы и доли отгона в стриппинге и требований к получаемой фракции

Вывод флегмы из основной колонны в стриппинг-колонну осуществим с двух тарелок, что позволит, изменяя отбор флегмы с этих тарелок, регулировать фракционный состав фракции, получаемой из отпарной колонны.

Ввод отпаренных легких фракций из стриппинг-колонны в основную колонну осуществим на одну тарелку выше, по отношению к тарелке вывода флегмы из основной в отпарную колонну.

Конструкция колонны должна обеспечить пребывание жидкости – мазута в отгонной части не менее 5-10 минут. Это время обеспечивает необходимые условия для отпарки легких компонентов из мазута и это время (10 минут) заложим в определение высоты уровня мазута в колонне.

Количество тарелок по высоте колонны принимаем из практических данных. Используем клапанные тарелки. Общее число тарелок в основной колонне на действующих установках колеблется от 36 до 56. При выборе числа тарелок по высоте колонны воспользуемся данными из заводской практики.

В отгонной части колонны принимаем четыре тарелки, n 1 = 4.

В укрепляющей части колонны - от зоны питания до тарелки вывода фракции 280-350 ºС принимаем 8 тарелок (с 5 по 12 тарелку, считая снизу), n 2 = 8.

Схема колонны К-2

От тарелки вывода фракции 280-350 ºС до тарелки вывода фракции 230-280 ºС принимаем 10 тарелок (с 13 по 22), n 3 = 10.

От тарелки вывода фракции 230-280 ºС до тарелки вывода фракции 180-230 ºС принимаем 10 тарелок (с 23 по 32), n 4 = 10.

В верхней части колонны от тарелки вывода фракции 180-230 ºС до верха колонны принимаем 12 тарелок (с 33 по 44), n 5 = 12.

Итого в колонне принято 44 тарелки, из которых в укрепляющей части 40 шт., а в отгонной - 4 шт (см. рис.6.3)