Еженедельник "Снабженец"
http://www.snab.ru

Полная версия этой статьи в формате PDF:
СКАЧАТЬ

Морская выставка «Нева ’2007» глазами специалистов смежных отраслей Международная выставка «Нева ’2007», впервые проведенная в Санкт-Петербурге в 1991 г., в настоящее время является одним из крупнейших в мире гражданских морских форумов, причем занимает среди них четвертое место. В этом году мероприятие прошло на площади 15 тыс. м2 при участии более 600 компаний из 40 стран. В его рамках состоялась 9-я Международная конференция «Российское судостроение и судоходство, деятельность портов, освоение океана и шельфа». Аппарат для подводных работ На стенде ФГУП «Адмиралтейские верфи» (г. Санкт-Петербург) демонстрировалась модель нового успешно прошедшего испытания глубоководного обитаемого автономного аппарата «Консул». (Первая модель этой серии под названием «Русь» эксплуатируется уже несколько лет.) Он предназначен для поиска, обследования и видеосъемки объектов, находящихся на глубине до 6000 м и доставки на дно или подъем на поверхность оборудования массой до 200 кг. «Консул» также способен выполнять подводно-технические работы с помощью манипуляционного комплекса. Подобных аппаратов в мире насчитывается на сегодняшний день всего лишь несколько единиц, поскольку по технологии изготовления (определяемой условиями эксплуатации) они значительно сложнее космических. Внутри подводного корабля, размеры которого составляют 8000і3900і3900 мм, находится сфера из титанового сплава диаметром 2100 мм, являющаяся корпусом кабины экипажа, состоящего из 2–3 человек. Время погружения (всплытия) аппарата на глубину 6000 м составляет 2–3 ч, скорость подводного хода — 3 узла. «Консул» работает от аккумуляторов, обеспечивающих автономность выполнения рабочих операций на протяжении 12 ч, а длительность функционирования систем жизнеобеспечения (в аварийном автономном режиме) составляет 72 ч. Движительно-рулевой комплекс модели состоит из трех поворотных колонок (с гидравлической системой поворота), расположенных в кормовой части корабля, и трех подруливающих устройств, два из которых размещены в вертикальных шахтах, а еще одно — в носовой горизонтальной. Единая система одновременного управления шестью движителями (мощностью по 12,5 кВт) позволяет задавать множество вариантов направления вектора тяги и обеспечивает высокую маневренность аппарата. Многокомпонентный манипуляционный комплекс модели грузоподъемностью 300 Н состоит из двух гидроприводных силовых исполнительных органов длиной по 1800 мм, установленных по бортам носовой части, и подвижного бункера для размещения поднятых со дна грузов. Исполнительные органы с конструкцией, не допускающей появления люфтов в шарнирных соединениях, имеют по восемь степеней свободы, оборудованы кассетой со сменным технологическим инструментом, тросорезами и зачистными щетками. Движение по каждой степени свободы осуществляется с помощью специально разработанных неполноповоротных гидродвигателей, исключающих возможность обводнения рабочей жидкости. Проходящие через шарниры манипуляторов скрытые гидравлические и электрические линии выполнены с применением вращающихся переходов. Микропроцессорные системы управления рабочими органами позволяют осуществлять в автоматическом режиме выведение захвата в заданную точку и его возвращение в походное положение. С их помощью можно также запоминать и точно повторять любую ранее выполненную операцию, брать нужный инструмент и совершать линейные перемещения в режиме сверления с использованием поворотных приводов. В состав научно-исследовательского оборудования (НИО) аппарата «Консул» входят буровой станок для взятия проб твердых пород, гидрохимический зонд для измерения параметров водной среды и батиметрический комплекс. НИО также включает в себя гидролокатор бокового обзора, профилограф, магнитометр, радиометр и телефотокомплекс (состоящий из двух забортных видеокамер с наклонно-поворотными устройствами), забортный цифровой фотоаппарат, видеомагнитофон и пульт управления. Обследование и видеосъемка затонувших судов могут производиться с помощью привязного необитаемого аппарата. Оборудование для бурения и восстановления скважин Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г. В. Плеханова (СПГГИ) представил на выставке электромеханический буровой снаряд КЭМС-132. Он предназначен для очистки фильтровой зоны действующих и заброшенных нефтяных скважин с целью повышения или восстановления их дебита. КЭМС-132 успешно применяется для бурения глубоких (до 3670 м) исследовательских скважин в Антарктиде и на островах Северного Ледовитого океана, где использование традиционных методов и технологий невозможно. В зону очистки устройство опускается на грузонесущем кабеле с помощью лебедки (скручиваемые между собой металлические штанги не требуются), что минимизирует время проведения работ. Главным инструментом снаряда является буровая коронка, приводимая в движение электродвигателем с редуктором. В состав КЭМС-132 также входит колонковая труба, шламосборник, насос, распорное устройство, токосъемник и кабельный замок. После чистки разогрев зоны продуктивного пласта производится с помощью опускаемого в скважину снаряда-парогенератора длиной 13 м, разработанного институтом и имеющего мощность 1000 кВт. Производительность агрегата по пару составляет 2 т/ч. По словам ведущего научного сотрудника СПГГИ Георгия Соловьева, для энергообеспечения фазового перехода вода–пар в установке используется электролизный способ получения тепла. Вода от расположенной на поверхности насосно-компрессорной станции подается в парогенератор по колонне труб, электроэнергия — по силовому кабелю. После опускания в зону нефтяного пласта верхняя и нижняя части снаряда-парогенератора изолируются пакерами (пробками, препятствующими выходу пара вверх или вниз по скважине). При достижении определенного давления пар открывает клапаны и вырывается из снаряда в радиальном направлении, разогревая нефть и породу. По мере расхода воды ее рабочий объем в агрегате автоматически пополняется, благодаря чему парообразование идет непрерывно. На поверхности все параметры процесса контролируются с помощью КИПиА. По данным разработчиков, ни один из применяемых сегодня нефтяниками традиционных способов повышения или восстановления дебита (примерно в 5 раз более дорогих) не обладает подобной эффективностью. Кроме того, этот метод может также использоваться при добыче высоковязкой нефти. Новейшей разработкой СПГГИ является технология бурения скважин методом сплошного забоя с помощью высокотемпературного пенетратора, нагретого до 2500–3000 °С. При задании ему осевой нагрузки рыхлая горная порода (любая, кроме несжимающегося гранита) плавится с выгоранием органических примесей. Полученный материал уплотняется конически расширяющимся кристаллизатором-формователем, являющимся частью бурового снаряда. При застывании плотная корка горной породы укрепляет стенки скважины и выполняет функцию обсадных стальных труб, что позволяет отказаться от их использования. Значительная осевая нагрузка на забое с применением пенетратора не требуется, поэтому при бурении вертикальных скважин опускание снаряда может производиться с помощью лебедки и грузонесущего кабеля. Термический способ бурения с одновременным беструбным креплением стенок может применяться, например, для горизонтальной прокладки коммуникаций — в этом случае используются традиционные штанги и буровой станок. Он поможет и при сооружении свай, закреплении фундаментов старинных зданий, оползней, бортов карьеров и отвалов, а также для захоронения ядовитых и опасных отходов. На стенде СПГГИ посетители выставки могли ознакомиться и с одной из последних разработок института — беструбным креплением и изоляцией осложненных интервалов нефтяных и газовых скважин легкоплавкими тампонажными материалами. Используемый для этой цели снаряд, опускаемый в скважину на грузонесущем тросе, имеет емкость с легкоплавким веществом и снабжен генератором теплоты. Последний осуществляет расплав материала и заполнение им дефектных участков. В мировой практике применяемые российскими учеными новые технологии бурения пока нигде не используются. Однако к разработкам СПГГИ серьезный интерес проявляют сегодня китайские нефтяные производства. А вот сказать то же об отечественных компаниях разработчики, к сожалению, еще не могут. Нефтесборщики и устройства для самотушения нефтепродуктов ООО «Экошельф-Балтика» (г. Санкт-Петербург), занимающееся проектированием и изготовлением маломерных судов для сборки нефти и мусора с поверхности акватории, показало на выставке сборщик нового поколения «ЭКО-6». Он спроектирован для использования в качестве бортового нефтесборщика, который в случае разлива нефти даже в штормовых условиях (при высоте волн до 1,25 м) может опускаться на воду и производить очистку со стороны подветренного борта судна. Новая модель катамарана приспособлена также для работы в составе бригад быстрого реагирования на разливы. Благодаря относительно небольшому снаряженному весу (1900 кг) и габаритам (6000і2400і1200 мм) она может быстро доставляться к месту аварии на автоприцепе для перевозки катера или на буксируемом трейлере. Малая масса «ЭКО-6» достигнута за счет изготовления корпуса из легкого алюминиево-магниевого сплава, устойчивого к воздействию морской воды. Одним из главных достоинств нефтесборщика является низкая осадка, составляющая 0,3 м. Она позволяет «ЭКО-6» работать на мелководье, в прибрежной зоне портов и непосредственной близости от нефтетерминалов. Сбор нефти производится с помощью скиммера фирмы Lamor Corporation Ab (Финляндия), защищенного от волнового воздействия корпусами понтонов. Полоса захвата загрязнений составляет 1700 мм, максимальная производительность — 30 м3/ч. Налипающая на щетки скиммера нефть счищается с них специальной гребенкой и подается нефтеперекачивающим насосом во встроенные емкости (полезный объем — 1,8 м3) катамарана. Эффективность сбора по нефтепродуктам может достигать 98%. В транспортном положении нефтесборная система не создает сопротивления туннельному потоку под катамараном. Поэтому при комплектации подвесным мотором Mercury мощностью 60 л. с. на перегоне «ЭКО-6» способен двигаться со скоростью до 12 узлов. Стоит нефтемусоросборщик около 4 млн руб. Интересное пассивное устройство УСП-01Ф для самотушения проливов горящих нефтепродуктов и резервуаров с горючими жидкостями, удивительное по своей простоте и эффективности, демонстрировалось на стенде ОАО «НПП “Тензор”» (г. Дубна, Московская обл.). Оно представляет собой технологический пол из панелей с ячеистой структурой, состоящих из множества вертикальных профилированных металлических каналов, выполняющих функцию пламегасящих элементов. Работа «тушащего пола» основана на подавлении естественной конвекции воздушной среды вблизи зоны пламени. При стекании горящей жидкости сквозь технологическое покрытие в расположенный под полом горизонтальный поддон, связанный со сборной емкостью, уровень вещества в вертикальных каналах понижается. При этом освобождающиеся от него стенки каналов начинают препятствовать доступу кислорода в зону горения. По мере снижения уровня жидкости в каналах расстояние между ее поверхностью и зоной горения паров увеличивается, происходит отрыв пламени и его последующее затухание. Таким образом, в случае возникновения пожара выгорает только верхний слой вещества, не стекший через УСП-01Ф. Объем сборного резервуара при монтаже «тушащего пола» рассчитывается на прием всего находящегося в обращении материала. Устройство позволяет погасить легковоспламеняющиеся среды в случае их аварийного пролива из технологического оборудования или трубопровода на защищаемую поверхность. Оно также ограничивает масштаб пожара, локализует очаг горения и быстро подавляет пламя по окончании пролива, предотвращает воспламенение в открытых емкостях, наполненных горючими жидкостями. При постоянной готовности УСП-01Ф не нуждается в техническом обслуживании, а при тушении не требует использования специальных огнетушащих средств и участия в процессе человека. Технологический пол может применяться в топливохранилищах, машинных отделениях, местах расположения устройств погрузки и выгрузки нефтепродуктов. Он будет уместен на заправочных станциях, нефтяных терминалах, вертолетных палубах и других объектах, связанных с применением, транспортировкой или хранением жидкостей, способных воспламеняться на воздухе. Устройство самотушения монтируется не только в виде технологического пола. В резервуарах, где уровень горючей жидкости не меняется в течение длительного времени, ячеистые панели УСП-01Ф располагаются сверху и, будучи немного опущенными в горючую жидкость, закрепляются в подвешенном состоянии. Такой способ фактически полностью исключает возгорание жидкости даже при попытках ее зажечь. Он применяется и для предотвращения пожара на предприятиях, связанных с механообработкой металлов и занимающихся, в частности, изготовлением тонкой листовой стали или фольги. В подвальных помещениях таких производств зачастую размещаются открытые емкости, содержащие десятки тонн отработанного машинного масла. В резервуарах с достаточно часто изменяющимся уровнем горючей жидкости (например, постоянно задействованных в процессах слива и наполнения нефтепродуктами) устройство самотушения устанавливается на поплавках. При необходимости оно оборудуется специальным подъемником и размещается вблизи днища. Во втором случае при возгорании открытой поверхности включается система подъема, ячеистая структура УСП-01Ф проходит сквозь горящую поверхность, в результате чего происходит тушение последней. В некоторых ситуациях воспламенение паровоздушной среды, образующейся в резервуаре над поверхностью жидкости, может привести к разрушительным эффектам, свойственным взрыву, что сопровождается срыванием крыши и возгоранием всей открывшейся поверхности. В емкостях, где существует опасность такой аварии, устройство самотушения устанавливают под поверхностным слоем, уменьшающим вероятность его повреждения. Для тушения в этом случае необходимо слить часть жидкости из нижней части резервуара через аварийный трубопровод в резервную емкость, находящуюся на безопасном удалении. Подавление пламени происходит при прохождении вещества сквозь ячеистую структуру вертикальных каналов. При всех достоинствах уникального устройства самотушения определенным его недостатком является высокая стоимость, составляющая около 50 тыс. руб/м2 и определяемая сегодня прежде всего малыми объемами производства УСП-01Ф. Приборы для определения износа узлов и конструкций С большим интересом посетители выставки ознакомились с новой разработкой фирмы «Техдиагнозсервис» ЦНИИ Морского флота (г. Санкт-Петербург) — анализатором АМ-1, предназначенным для диагностики чистоты масла и содержания в нем продуктов износа. В отличие от существующих российских аналогов прибор определяет в классах и кодах чистоты (в соответствии с ГОСТ 17216-2001 и ИСО 4406-99) по отдельности содержание частиц железа и цветных металлов. (Ранее устройства выявляли только железо.) Причем анализатор обнаруживает как малые (до 5 мкм), так и большие (от 15 до 100 мкм) частицы. Тарировка АМ-1 производится в соответствии с ИСО 11171-99. По результатам анализа содержания продуктов износа (их количества и размера) прибор вычисляет феррографические характеристики, позволяющие выявить место, начало и уровень износа. Так, например, если известно, что в определенном подшипнике есть элементы, выполненные из баббита, то устройство сразу определит степень их износа. Анализ конкретных узлов зависит от места отбора пробы. Как феррограф «прямого считывания» АМ-1 вычисляет следующие характеристики: PLP (процент больших частиц), J (обобщенный показатель износа) и WPC (содержание частиц в 1 см3). Устройство полностью автоматизировано, работает под управлением компьютера (ноутбука) и выпускается в двух модификациях: цеховой и лабораторной. Датчик, используемый в первой модификации, встраивается в масляную магистраль и формирует сигнальные сообщения об изменении тех или иных показателей качества жидкости (например, повышении содержания воды в масле до предельно допустимого значения). По данным главного разработчика нового анализатора, ведущего научного сотрудника ЦНИИ Морского флота, заслуженного изобретателя России Генриха Розенберга, прибор ни в чем не уступает лучшим американским аналогам. Стоит анализатор АМ-1 около 150 тыс. руб. В настоящее время почти все предлагаемые на мировом рынке малогабаритные ультразвуковые толщиномеры работают контактным способом, требующим во многих случаях зачистки поверхности или нанесения на нее соответствующей жидкости. НПФ «Специальные научные разработки» (г. Харьков, Украина) спроектировала новый прибор, не нуждающийся в проведении подобных подготовительных операций. Ультразвуковой толщиномер УТ-04 ЭМА («Дельта») позволяет производить измерения остаточной толщины металлоконструкций через нетокопроводящее покрытие или воздушный зазор до 2,5 мм. С точностью ±0,05 мм устройство определяет толщину металла в диапазоне от 2 до 200 мм, причем для измерения изделий с радиусом кривизны поверхности от 10 мм и более применяется только один датчик. Обычно же для каждого радиуса требуется свой измеритель. В отличие от контактных толщиномеров с пьезопреобразователями, возбуждающими продольные акустические волны, в УТ-04 ЭМА применен электромагнитоакустический (ЭМА) способ активации и приема поперечных (объемных) ультразвуковых колебаний. Последние дают возможность выявить расслоение металла (слой ржавчины, наросты) и наличие в нем неметаллических включений. Это обеспечивается возбуждением в токопроводящем объекте поперечных ультразвуковых волн, почти 100% энергии которых отражается от ближайшей границы раздела сред. При использовании же контактного способа с активацией продольных акустических волн наросты и коррозия на поверхности внутренних стенок объекта могут привести к серьезным ошибкам определения остаточной толщины чистого металла. Поперечные волны, как известно, имеют почти в 2 раза меньшую (большую) скорость (разрешающую способность), чем продольные, что соответственно увеличивает их информативность также в 2 раза. Ранее использование поперечных волн для проведения подобных измерений ограничивалось слабостью принимаемых сигналов и недостаточным развитием элементной базы полупроводниковой схемотехники (дороговизной малошумящих усилителей). Еще одним препятствующим фактором была высокая стоимость обрабатывающих микропроцессоров. В УТ-04 ЭМА для регистрации ослабленных донных импульсов применяется накопление эхо-сигналов от серии зондирований, что увеличивает амплитуду сигнала как минимум на 25 дБ. При этом соотношение сигнал/шум возрастает на 12,5 дБ. Это стало возможным за счет запатентованного разработчиками когерентного способа обработки сигналов. Отображаемая на жидкокристаллическом дисплее эхограмма (выводится зондирующий и следующие за ним отраженные донные импульсы) позволяет в режиме толщинометрии выбирать для измерений наиболее четкую пару сигналов. Благодаря этому прибор можно использовать и в качестве дефектоскопа. В случае необходимости УТ-04 ЭМА комплектуется сканирующим устройством (подвижной тележкой для электромагнитоакустического преобразователя) с датчиком пути. Такое оборудование при перемещении по поверхности контролируемого объекта одновременно измеряет его толщину и определяет координаты проводимых измерений. Привязанные к координатам результаты выводятся на дисплей прибора в виде толщинограмм. При желании они могут передаваться на компьютер через интерфейсный разъем или по радиоканалу. Специальное программное обеспечение позволяет в единых координатах выводить на экран компьютера схему объекта и в реальном времени отображать на ней места и результаты проводящихся измерений. Во внутренней памяти устройства может храниться до 2000 эхо- или толщинограмм с соответствующим кодом материала и номером замера. При необходимости УТ-04 ЭМА комплектуется преобразователем ЭМАП-ВТ, обеспечивающим проведение измерений толщины стенок объектов с температурой поверхности от -50 до +600 °С. В поставку может также входить низкопрофильный датчик ЭМАП-НП для работы в труднодоступных местах — при замерах на запорной арматуре, шестернях двигателей, обоймах подшипников. Не исключен вариант дополнительной комплектации прибора датчиком определения толщины стенок подводных объектов. Это необходимо, в частности, для измерения толщины блокирующего слоя в биметаллическом сплаве, из которого изготавливают, например, наружные корпуса подводных лодок. Стоит толщиномер УТ-04 ЭМА («Дельта») (со сканирующим устройством и запасным универсальным датчиком) 133 тыс. руб. Цена высокотемпературного датчика ЭМАП-ВТ составляет около 18 тыс. руб. Александр Пуховский, фото автора