Нкт колонна: Please wait a moment / Veuillez patienter un instant

НКТ и обсадные трубы

1. Главная
2. Продукция
3. НКТ и обсадные трубы

Стеклопластиковые НКТ глубиной погружения до 3000 м — оптимальное решение для коррозионного фонда скважин

• Технические характеристики СПТ
• Химические характеристики СПТ

Сферы использования

• Нагнетательные скважины системы ППД
• Утилизационные (поглощающие) скважины
• Добывающие скважины с УЭЦН и ШГН

• Газлифтные скважины
• Водоподъёмные скважины
• Радиопрозрачные обсадные трубы

ЗСТ — единственный российский производитель стеклопластиковых НКТ с глубиной погружения стеклопластиковой колонны до 3000 м и рабочим давлением до 27,6 МПа с 20-летним опытом работы.

Спуск НКТ осуществляется стандартным оборудованием без дополнительных переводников благодаря запатентованному раструбу муфтового типа РМТ, который имитирует форму стандартной металлической муфты.

Все НКТ производства ЗСТ поставляются с комбинированными резьбами нового поколения.

Технические характеристики

Преимущества

• Отсутствие отказов по причине коррозии, т. к. материал инертен к кислотам, щелочам, солям, сероводород- и кислородсодержащим соединениям
• Многократное увеличение наработки на отказ на осложненном фонде скважин и сокращение количества подъемов колонн НКТ
• Существенное сокращение отложений парафинов, твердых осадков и солей на внутренней поверхности труб благодаря гладкости стенок и низкой теплопроводности
• Уменьшение перепада давления по высоте колонны позволяет использовать НКТ меньшего диаметра по сравнению со стальными аналогами
• Небольшая масса труб – от трех раз меньше массы стального аналога
• Стеклопластик относится к неэкранирующим (радиопрозрачным) материалам

Соединение труб

Интегральное резьбовое соединение «ниппель-муфта» с резьбой «EUE 8rd API Long» соответствует требованиям «API 5B». Резьба соответствует размерам и профилю треугольной резьбы металлических НКТ с шагом 8 ниток на дюйм согласно ГОСТ 632-80 и ГОСТ 633-80. Основное отличие заключается в том, что общая длина резьбы стеклопластиковых труб длиннее, чем у металлических аналогов.

Компановка

Наиболее распространенные варианты компоновок стеклопластиковых колонн НКТ

Обсадные трубы

ЗСТ осуществляет регулярные поставки обсадных стеклопластиковых труб для наблюдательных скважин ведущих нефтегазовых компаний. Радиопрозрачность материала позволяет использовать стеклопластиковые обсадные скважины для наблюдения за пластами, включая подземные хранилища ПХГ.

Выполненные проекты

Нагнетательные скважины для ПАО «Лукойл»

Нагнетательные скважины для ПАО «Лукойл»

ЗСТ — единственный производитель стеклопластиковых труб в России, официально одобренный как поставщик ПАО «Лукойл»

Смотреть

Трубопровод и поглощающие скважины в Коми

Трубопровод и поглощающие скважины в Коми

Комплексный подход, примененный более 10 лет назад, позволил малой НК «Печоранефтегаз» полностью забыть о проблеме коррозионного износа на ряде наиболее сложных объектов

Смотреть

Нагнетательные и поглощающие скважины для НК «Роснефть»

Нагнетательные и поглощающие скважины для НК «Роснефть»

15-летний опыт регулярных поставок НКТ для АО «Самаранефтегаз»

Смотреть

Видео

Производство стеклопластиковых труб

Фото

Смотреть

Оставьте заявку для расчета стоимости труб

Ваше имя

Телефон

Email

Напишите подробности для расчета стоимости труб

Согласие на обработку персональных данных

ЯКОРЬ НКТ ТИПА «C-1»

Главная / Оборудование / Tech West inc. / word / ЯКОРЬ НКТ ТИПА «C-1»

ЯКОРЬ НКТ ТИПА «C-1»

ИЗДЕЛИЕ 20-033

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

особенности эксплуатации и технология производства

Насосно-компрессорные трубы НКТ используются для добычи полезных ископаемых с помощью буровых вышек. Также их можно использовать для создания компактных небольших артезианских скважин. Они могут отличаться по длине, толщине стенки, материалу и так далее. Консервация, хранение и транспортировка этих деталей нужно осуществлять в соответствии со стандартом ГОСТ. Это повысит срок годности изделий, сделав их более прочными, надежными. Но зачем нужны насосно-компрессорные трубы? Сколько весит стандартная труба НКТ согласно ГОСТ? И как правильно хранить эти детали на складе? В статье эти вопросы будут рассмотрены.

Содержание

• 1 Принцип работы буровых вышек
  • 1.1 Технология бурения
• 2 Требования ГОСТ
• 3 Функции, особенности НКТ
  • 3.1 Вес труб НКТ
• 4 Особенности эксплуатации и хранения
• 5 Технология производства
• 6 Заключение

Принцип работы буровых вышек

Чтобы разобраться в назначении НКТ, нужно знать принцип работы буровых вышек. Для добычи воды, газа и нефти, которые расположены глубоко под землей, применяются буровые установки. Они отличаются друг от друга по множеству параметров — принцип работы, конструкция, эксплуатационные характеристики и другие. Обычно буровая установка состоит из трех элементов — надземная платформа, бурильная колонна и система питания. Также в состав установки могут входить дополнительные элементы — контролирующий пневмопривод, система охлаждения бура, датчики оповещения и так далее.

Технология бурения

1. На подготовительном этапе геологи проводят разведку, намечают предполагаемое место бурения. Потом монтируется буровая платформа, выполняется тестовый запуск установки. Во время теста проверяются следующие параметры — качество сочленения деталей друг с другом, уровень вибрации, уровень нагрузки на электродвигатель.
2. Если с платформой все хорошо, выполняется бурение скважины. Для бурения используется бурильная колонна, которая подключена к электрическому двигателю. На конце колонны имеется острый наконечник-долото, который разрушает твердые горные породы.
3. Во время работы бурильная колонна вращается вдоль своей оси, что приводит к образованию скважины. Одновременно с этим выполняется подача отработанного грунта на поверхность. Современные установки оснащаются системой подачи защитных химикатов, которые минимизирует риск повреждения буровой колонны.
4. После создания скважины необходимо выполнить ее фиксацию. Для решения этой задачи может использоваться две технологии. В первом случае в скважину устанавливается дополнительная труба, которая создает зазор между колонной и самой трубой. В этот зазор заливается мягкие смеси, которые быстро затвердевают. На практике этот метод применяется редко. Во втором случае в скважину монтируется обсадной трубопровод, который обладает толстыми стенками и может выдержать любые нагрузки.
5. После укрепления скважины в обсадной трубопровод вводятся трубы для откачки полезных ископаемых или воды. В качестве такой трубы могут применяться НКТ. Перед их введением в скважину они скрепляются с помощью скважин-муфт, которые превращают отдельные трубы НКТ в единую компрессионную колонну. Для добычи полезных ископаемых запускается электрических двигатель, что приводит перекачиванию нефти или газа из скважины на поверхность. На буровой платформе полезные ископаемые упаковываются в емкости (бочки, резервуары, чаны).

Обратите внимание, что труба НКТ может использоваться и по другим сценариям. Простой пример: трубопровод можно настроить не на всасывание жидкостей, а на их распыление. Эта технология позволяет проводить нагнетание жидкостей, что может пригодиться в некоторых сферах человеческой деятельности. Примеры — ремонт скважин, геологическая разведка, локальное увеличение давления, создание дополнительных притоков к основной скважине.

Требования ГОСТ

Труба НКТ используется для транспортировки жидких, газообразных веществ из скважин на поверхность. В техническом плане они представляют собой обычные бесшовные трубы. Согласно ГОСТ они должны обладать следующими свойствами:

• Высокая прочность. Во время работы добывающей платформы по трубопроводу под давлением будут проходить жидкости и газы. Нужно чтобы трубопроводная установка сохраняла свою прочность и не растрескивалась. Даже небольшие течи или трещин приведут к полной разгерметизации установки, что может привести к выходу из строя всей платформы.
• Устойчивость к растяжению. Большинство современных скважин не являются полностью прямыми. Это вызвано различными причинами: недостатки бурения, изменение формы скважины в связи с движением земли и так далее. Важно, чтобы трубы сохраняли свою форму и не растрескивались при изгибе. В случае низкой устойчивости к растяжению колонна может дать течь, что приведет разрушению системы.
• Плотность, герметичность. Материал, из которого изготовлены трубопровод, должен быть плотным и герметичным. Особенно критичен фактор для концов установки, на которые будет наноситься резьба. Если материал будет пластичным, то резьба выйдет некачественной. Из-за этого нарушится герметичность швов, что может привести к разгерметизация системы.
• Коррозийная устойчивость. По трубопроводу во время работы буровой установки будет проходить большое количество жидкости или пара. Это может привести к образованию ржавчины, что приведет к разрушению трубной колонны. Для изготовления НКТ применяется высокоуглеродистая сталь, которая содержит легирующие добавки на основе хрома. Этот компонент препятствует образованию ржавчины, а также стимулирует образование защитной оксидной пленки на поверхности металла. Благодаря этому установка не растрескивается и не ржавеет во время работы вышки.

Функции, особенности НКТ

Основные функции насосно-компрессионных трубопроводов — извлечение жидкостей и газов из скважин, поддержание пластового давления, капитальный ремонт скважин. В качестве исходного материала обычно используется сталь со средним или высоким содержанием углерода. Также могут применяться другие материалы — пластик, алюминий, медь + различные сплавы. Подобные трубопроводные системы будут обладать низкой прочностью, поэтому НКТ из этих материалов применяются только в случае небольших скважин (дачные участки, небольшие артезианские скважины). Для добычи полезных ископаемых трубы прикрепляются друг друга, образуя единую колонну.

Для соединения отдельных элементов друг с другом используются следующие технологии:

• Резьбовое соединение. Данная технология применима только в том случае, если на концах труб имеется резьба (наносится на заводе). Для соединения двух отдельных деталей применяется муфта НКТ, которая имеет внутреннюю резьбу. Для соединения концы трубопроводов зачищаются с помощью полировочных инструментов. Потом на одну трубу навинчивается муфта НКТ (на половину резьбы). После этого вторая труба НКТ также закручивается в муфту. При необходимости проводится дополнительная регулировка деталей, чтобы обеспечить герметичность соединения.
• Сварка или пайка. Эта технология применяется в том случае, если концы труб не имеют резьбы (либо ее качество низкое). Для соединения детали располагают близко друг к другу — потом с помощью сварочного аппарата они соединяются. Может применяться любой метод сварки — автомат, полуавтомат, электродуговой метод и другие. Основная сложность сварки заключается в том, что трубопроводные детали обычно сделаны из стали. Поэтому концы придется нагревать до высоких температур, что усложняет техническую процедуру. На практике сварочная технология используется редко в связи с ее сложностью.

Вес труб НКТ

Вес трубы НКТ зависит от трех параметров — общий диаметр, толщина стенок и типовая длина. Популярны компрессионные НКТ73-5,5 и НКТ89-7 — числа означают диаметр сечения, толщину стенки. Длинные толстостенные трубы обладают большим весом, тогда как короткие тонкие детали будут иметь небольшую массу.

Особенности эксплуатации и хранения

Рассмотрим некоторые особенности эксплуатации, хранения НКТ:

• Использование смазки. Перед монтажом насосно-компрессорной колонны необходимо смазать конец НКТ защитной смазкой. Тип смазки зависит от характера скважины, типа обсадной трубы и категории металла, из которого сделан трубопровод. Смазку нужно наносить аккуратно в соответствии с правилами дозировки. Недостаток смазки или ее избыток негативно влияют на прочность конструкции, а также усложняют ее монтаж.
• Сварочная защитная среда. Пайку следует проводить в защитной среде (аргон). Если защитный газ не использовать, то есть риск, что по время сварки будут повреждены металлические края детали. Это серьезно повышает вероятность коррозии, которая приведет к деформации и растрескиванию насосной колонны.
• Удаление трубы из системы. В случае длительного простоя буровой платформы необходимо обязательно демонтировать НКТ. Ведь края трубы находятся в постоянном контакте с жидкой средой, что может привести к коррозии. После демонтажа необходимо промыть установку и смазать ее защитной смазкой. Проверить отсутствие повреждений, трещин, коррозийный участков.

Хранить трубы НКТ можно в любом сухом прохладном месте. Лучше упаковать их в специальные блоки из дерева, пластика и металла. Лучше всего хранить такие блоки на складе с хорошей вентиляцией. В соответствии с правилами ГОСТ на каждую запчасть должна быть нанесена отметка. Она должна содержать все важные данные о детали — маркировка, тип, краткие сведения о производителе, информация о рабочих, ответственных за ее изготовление в цеху. Блоки с трубами разрешается транспортировать любым удобным способом (с помощью грузовиков или поездов, самолетами, водным транспортом и так далее). В случае продажи по требованию покупателя необходимо выполнить контрольные процедуры, доказывающие, что детали находятся в надлежащем состоянии.

Технология производства

Трубы НКТ делаются в несколько этапов:

1. Изготовление трубы стандартного типа. После выплавки металла формируется полая заготовка-полуфабрикат, которая попадает в трубопрокатный цех. Здесь из заготовки формируется полноценная деталь методом холодного или горячего проката. В конце выполняется закалка запчасти, а также ее охлаждение (при необходимости). Если запчасть будет какое-то время храниться в цеху, то на нее наносится промежуточная маркировка в соответствии с правилами ГОСТ.
2. Подготовительные работы. Теперь готовая трубопроводная деталь попадает в производственный цех. Здесь запчасть обезжиривается, а потом выполняется ее зачистка. Для зачистки применяется шлифовальная техника, ручная обработка применяется редко в связи с ее низкой эффективностью.
3. Нанесение резьбы на один конец. После обработки выполняется контрольная ультразвуковая дефектоскопия. Если с запчастью все хорошо, на один из ее краев наносится резьба с помощью специальных инструментов. Сразу же после нанесения резьбы проводится повторная дефектоскопия, которая позволяет установить качество резьбы. Если все хорошо, на конец детали монтируется муфта НКТ. Потом выполняется водная прочистка установки.
4. Нанесение резьбы на второй конец. Теперь рабочий с помощью инструментов наносит резьбу на другой конец детали. Потом он выполняет контрольную дефектоскопию, а проверка выполняется два раза, поскольку на данный конец не будет монтрироваться защитная муфта. Если с запчастью все хорошо, на резьбу навинчивается защитный кожух-протектор.

В конце выполняется финальная обработка, упаковка, транспортировка. По завершении всех работ готовая запчасть промывается и проверяется на наличие дефектов, повреждений, царапин. Также выполняется контрольное взвешивание и наносится маркировка ГОСТ. Если все хорошо, запчасть проходит процедуру консервации. В конце она упаковывается в металлические, пластиковые или деревянные блоки для хранения на складе.

Заключение

Трубы НКТ представляют собой пустотелые бесшовные тела цилиндрической формы из высокоуглеродистой стали с добавлением вольфрама и хрома. Эти детали используют для изготовления насосных колонн, которые используются для добычи нефти, газа и воды при помощи технологии бурения скважин. Трубы скрепляются друг с другом с помощью сварки или резьбовых муфт.

Для добычи полезных ископаемых делается скважины, в которую устанавливается обсадная труба — в нее монтируется труба НКТ. По ГОСТ все трубопроводы должны обладать высокой прочностью, устойчивостью к растяжению, гибкостью, высокой устойчивостью к коррозии.

Используемая литература и источники:

• Металловедение для машиностроения. Справочник: моногр. / К.Г. Шмитт-Томас. — М.: Металлургия, 1995.
• Гидротехнические сооружения / М.М Гришин. — М.: М. Издательство литературы по строительству и архитектуре; Издание 2-е
• Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации / ред. А.К. Перешивкин, А.А. Александров, Н.Я. Далматова, и др.. — M.: Стройиздат
• Статья на Википедии

Поделиться в социальных сетях

Комплект обводных трубок колонки — RelaWorks

Наведите курсор на изображение, чтобы увеличить его

Этот комплект используется, когда колонка установлена ​​на концентраторе, а также будет использоваться тележка с фильтром. Комплект байпаса предотвратит вытягивание масла из колонны фильтрующей тележкой.

Характеристики:

Переходник с зазубринами из оцинкованной стали (1), длина 6 футов, нейлоновая трубка с внутренним диаметром 1/4€

American ExpressApple PayDiners ClubDiscoverJCBMastercardVisa

Ваша платежная информация надежно обрабатывается. Мы не храним данные кредитной карты и не имеем доступа к информации о вашей кредитной карте.

Country

—AfghanistanÅland IslandsAlbaniaAlgeriaAndorraAngolaAnguillaAntigua & BarbudaArgentinaArmeniaArubaAscension IslandAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia & HerzegovinaBotswanaBrazilBritish Indian Ocean TerritoryBritish Virgin IslandsBruneiBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCaribbean NetherlandsCayman IslandsCentral African RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Keeling) IslandsColombiaComorosCongo — BrazzavilleCongo — KinshasaCook IslandsCosta RicaCroatiaCuraçaoCyprusCzechiaCôte d’IvoireDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEswatiniEthiopiaFalkland IslandsFaroe IslandsFijiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Southern TerritoriesGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuatemalaGuernseyGuineaGuinea- БисауГайанаГаитиГондурасСАР ГонконгВенгрияИсландияИндия donesiaIraqIrelandIsle of ManIsraelItalyJamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKosovoKuwaitKyrgyzstanLaosLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacao SARMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmar (Burma)NamibiaNauruNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorth MacedoniaNorwayOmanPakistanPalestinian TerritoriesPanamaPapua New GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairn IslandsPolandPortugalQatarRéunionRomaniaRussiaRwandaSamoaSan MarinoSão Tomé & PríncipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSint MaartenSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Georgia & South Sandwich IslandsSouth KoreaSouth SudanSpainSri LankaSt. Бартелеми Св. ЕленаСв. Китс и НевисСент. Люсия Св. МартинСт. Пьер и МикелонСв. Винсент и ГренадиныСуданСуринамШпицберген и Ян-МайенШвецияШвейцарияТайваньТаджикистанТанзанияТаиландТимор-ЛештиТогоТокелауТонгаТринидад и ТобагоТристан-да-КуньяТунисТурцияТуркменистанОстрова Теркс и КайкосТувалуСША. Отдаленные островаУгандаУкраинаОбъединенные Арабские ЭмиратыВеликобританияСоединенные ШтатыУругвайУзбекистанВануатуВатиканВенесуэлаВьетнамУоллис и ФутунаЗападная СахараЙеменЗамбияЗимбабве

Почтовый индекс

Возврат
Наш полис действует 30 дней. Если с момента покупки прошло 30 дней, к сожалению, мы не можем предложить вам возврат или обмен.

Чтобы иметь право на возврат, ваш товар должен быть неиспользованным и находиться в том же состоянии, в котором вы его получили. Он также должен быть в оригинальной упаковке.

Некоторые виды товаров не подлежат возврату. Скоропортящиеся товары, такие как продукты питания, цветы, газеты или журналы, возврату не подлежат. Мы также не принимаем товары интимного или санитарного назначения, опасные материалы, легковоспламеняющиеся жидкости или газы.

Дополнительные товары, не подлежащие возврату:
— Подарочные карты
— Загружаемые программные продукты
— Некоторые товары для здоровья и личной гигиены

Для оформления возврата нам потребуется квитанция или подтверждение покупки.
Пожалуйста, не отправляйте покупку обратно производителю.

Существуют определенные ситуации, когда предоставляется только частичное возмещение (если применимо)
— Книга с явными признаками использования
— CD, DVD, кассета VHS, программное обеспечение, видеоигра, кассета или виниловая пластинка, которые были вскрыты
— Любой товар не в своем первоначальном состоянии, поврежден или отсутствует по причинам, не связанным с нашей ошибкой
— Любой товар, возвращенный более чем через 30 дней после доставки

Возврат средств (если применимо)
После получения возврата и проверено, мы отправим вам электронное письмо, чтобы уведомить вас, что мы получили ваш возвращенный товар. Мы также уведомим вас об одобрении или отклонении вашего возмещения.
Если вы одобрены, ваш возврат будет обработан, и кредит будет автоматически применен к вашей кредитной карте или исходному способу оплаты в течение определенного количества дней.

Задержка или отсутствие возмещения (если применимо)
Если вы еще не получили возмещение, сначала проверьте свой банковский счет еще раз.
Затем обратитесь в компанию, выпустившую вашу кредитную карту, может пройти некоторое время, прежде чем ваш возврат будет официально отправлен.
Далее обратитесь в свой банк. Часто перед отправкой возмещения требуется некоторое время на обработку.
Если вы сделали все это, но до сих пор не получили возмещение, свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Товары для продажи (если применимо)
Возврат возможен только за товары по обычной цене, к сожалению, за товары со скидкой возврат невозможен.

Обмен (если применимо)
Мы заменяем товары только в случае их дефекта или повреждения. Если вам нужно обменять его на такой же товар, отправьте нам электронное письмо по адресу [email protected] и отправьте свой товар по адресу: RelaWorks LLC, 1328 E. 43rd Court, Tulsa OK 74105, США.

Подарки
Если товар был помечен как подарок при покупке и доставке непосредственно вам, вы получите подарочный кредит на сумму вашего возврата. После получения возвращенного товара вам будет отправлен подарочный сертификат.

Если товар не был помечен как подарок при покупке, или даритель отправил заказ себе, чтобы передать вам позже, мы отправим возврат дарителю, и он узнает о вашем возврате.

Доставка
Чтобы вернуть товар, отправьте его по почте: RelaWorks LLC, 1328 E. 43rd Court, Tulsa OK 74105, США

Вы будете нести ответственность за оплату транспортных расходов при возврате товара. . Стоимость доставки не возвращается. Если вы получите возмещение, стоимость обратной доставки будет вычтена из вашего возмещения.

В зависимости от того, где вы живете, время, которое может потребоваться для доставки товара по обмену, может различаться.

Если вы отправляете товар на сумму более 75 долларов США, вам следует рассмотреть возможность использования отслеживаемой службы доставки или приобретения страховки доставки. Мы не гарантируем, что получим ваш возвращенный товар.

Зона трубной колонны и балочной панели (21)

Зона трубной колонны и балочной панели
(21) соединяет балку с колонной с диафрагмой, проходящей через
колонна на уровне полок балки. Вы можете использовать трубную колонну и балку
панельная зона (21) как для квадратных, так и для круглых стальных колонн. H-образные балки
используются как второстепенные детали. Балки второстепенной части могут быть как горизонтальными, так и
перекошенный.

Объекты созданы

Использовать для

Порядок выбора

1. Выберите главную деталь
   (нижний столбец).

2. Выберите второстепенные детали
   (максимум 4 луча).

3. Выберите верхний столбец как
   пятая второстепенная часть, если это необходимо.

4. Щелкните средней кнопкой мыши, чтобы создать соединение.

Идентификационный ключ детали

Используйте вкладку Расчетные размеры, чтобы определить тип кронштейна
и длина, и высота бедра.

Кронштейн и ручка

Использовать изготовление
вкладку Размеры для определения размеров диафрагмы.

Размеры

Внутренняя диафрагма
размеры

Размеры проникающей диафрагмы

Отверстия для сварки

Вы можете определить доступ к сварке
отверстия для пластин диафрагмы.

Габаритные размеры

Используйте вкладку Части панели для определения детали
характеристики.

Детали

Вращение стального проката

Стальной прокат размещается на
центральная ось главной детали. Если вы используете прокатанный конический профиль, конус может
быть эксцентричным. Затем вам нужно изменить вращение с помощью Taper
вариант ориентации профиля.

Толщина мембраны
увеличить

В таблице ниже показан пример
результата расчета.

 t ≦ 6　→　12 

 6 ＜ t ≦ 9　→　16 

 9 ＜ t ≦ 12　→　19 

 12 ＜ t ≦ 16　→　22 

 16 ＜ t ≦ 19　→　25 

 32 ＜ t ≦ 36　→　45 

 ＜ 40 ≦ 

 t ＝ 40　→　45 

 40 ＜ t ≦ 45　→　48 

 45 ＜ t ≦ 48　→　50 

 48 ＜ t ≦ 50　→　55 

 50 ＜ t ≦ 55　→　60 

Сварные швы

Пользовательский компонент для
столбец

Вы можете использовать пользовательские компоненты для
сварные швы, сварочные разрезы и опорные стержни для сварки.

Используйте вкладку «Диафрагма», чтобы определить материал диафрагмы,
толщина, смещение и тип.

Мембрана

Толщина мембраны

Применить максимальное значение
следующие варианты:

• Толщина определена
  по самой толстой пластине среди полок балки, находящихся на одном уровне
  высота.

• Толщина определяется
  значение самой толстой полки балки + дополнительные толщины, определенные на
  вкладку «Изготовительные размеры».

• Толщина рассчитывается
  исходя из требуемой толщины диафрагмы, учитывающей каждый
  толщина и высота полки балки.

Смещение мембраны

Смещение диафрагмы основано на
автоматически определяемая высота диафрагмы. Значение смещения — это расстояние
от эталонной высоты. Используйте смещение при точной настройке высоты
автоматически определяемая диафрагма. Введите положительное значение смещения вверх
и отрицательное значение смещения вниз.

Мембранный тип

Высота диафрагмы
автоматически определяется высотой, на которой сходятся полки балки.

Используйте
Вкладка «Консоли» для определения пользовательских компонентов,
использовал.

Пользовательские компоненты

Вы можете указать, что пользовательский
компонент используется для верхней полки, нижней полки и стенки.

Специальные компоненты (верхний фланец, нижний фланец)

Пользовательские компоненты можно использовать для сварных швов, сварных разрезов и сварных опорных стержней.

На изображениях ниже показаны примеры
пользовательские компоненты, применяемые к полкам балки.

Пользовательские компоненты
(веб)

Вы можете использовать пользовательские компоненты для
многоугольные сварные швы и разрезы полотна.

Балка является основной частью и
короткая колонка является второстепенной частью. Если швы стенок разделены
проникающей диафрагмы, примените пользовательский компонент к каждой кромке полотна.

Пример изображения ниже показывает
ситуация, когда проникающая диафрагма прерывается и сторона
полотно луча разделено на два.

Пример изображения ниже показывает
система координат, а первая и вторая точки используются для определения типа шва
пользовательский компонент.

Используйте вкладку «Скоба» для определения скобки
характеристики.

Свойства

Нажмите на ссылку ниже, чтобы узнать больше:

Вкладка «Общие»

Нажмите на ссылку ниже, чтобы узнать больше:

Вкладка «Дизайн»

Нажмите на ссылку ниже, чтобы узнать больше:

Вкладка «Анализ»

Нажмите на ссылку ниже, чтобы узнать больше:

Создать сварные швы

Ограничивающий эффект бетонных колонн из стальных труб с заполнением из бетона различной прочности

Введение

Стальные трубчатые бетонные колонны (CFST) все чаще используются в строительстве высотных зданий, требующих высокой прочности и большого рабочего пространства, особенно на нижние истории. По сравнению с железобетонными колоннами наличие внешней стальной трубы не только несет часть осевой нагрузки, но и, что наиболее важно, обеспечивает удержание бетона заполнения. С ограничением, обеспечиваемым стальной трубой, осевая прочность бетона заполнения может быть значительно увеличена. Кроме того, сдерживающий эффект заливочного бетона может предотвратить или, по крайней мере, отсрочить локальное коробление стальной трубы. Это взаимодействие между заполняющим бетоном и стальной трубой вместе способствует высокой прочности и хорошей пластичности.

В области исследований, посвященных замкнутому бетону, существовали в основном две категории в зависимости от того, как применялось удержание: активное удержание и пассивное удержание. При исследовании активно стесненного бетона ограничивающее давление либо первоначально увеличивалось до целевого значения, а затем поддерживалось постоянным, либо увеличивалось с нуля до целевого значения, а затем поддерживалось постоянным (Имран и Пантазопулу, 1996; Лим и Озбаккалоглу, 2015; Чжао и др. ). др., 2018). При активном ограничении к бетону с самого начала прикладывается значительный уровень ограничивающего давления. В то время как в колоннах CFST стальная труба обеспечивает пассивное удержание бетона заполнения. При очень малом осевом укорочении к бетону заполнителя в основном не прикладывается ограничивающее давление из-за большего коэффициента Пуассона стали, чем у бетона. Ограничивающее напряжение от стальной трубы развивается медленно, даже когда напряжение в бетоне достигает 80% его прочности на сжатие без ограничений (Киношита и др., 19).94). Кроме того, с увеличением осевого укорочения эффективность удержания ухудшается после того, как стальная труба вступает в неупругую выпучивание наружу. Поэтому удержание пассивно ограниченного бетона, как в колоннах CFST, отличается от того, что находится в активно ограниченном бетоне. Тем не менее, многие модели прочности на сжатие замкнутого бетона основаны на результатах активно замкнутого бетона (Мандер и др., 1988; Аттард и Сетунге, 1996). Между тем, среди многих типов колонн CFST с использованием круглых стальных труб считаются более эффективными для получения высокой прочности на сжатие и пластичности. В предыдущем исследовании круглых колонн CFST основное внимание уделялось отношению диаметра к толщине стальной трубы (Sakino et al., 2004; Han et al., 2005; Gupta et al., 2007; Abed et al., 2013), прочность бетона (Giakoumelis and Lam, 2004; Yu et al., 2007; Lam and Gardner, 2008), поведение сцепления между стальной трубой и бетоном (Xue et al., 2012; Liao et al., 2013; Tao et al. al., 2016; Chen et al., 2017) и т. д. Многие исследования пришли к выводу, что эффект локализации от наружной стальной трубы к заливочному бетону является ключевым параметром в колоннах CFST, и сообщалось о различных средствах для усиления эффекта локализации ( Ху и др., 2011 г.; Хо и Лай, 2013 г.; Лай и Хо, 2015 г.; Хе и др., 2018 г.; Шен и др., 2019 г.). Уровень удержания при активном удержании довольно прост, и ограничивающее давление может быть напрямую принято в качестве прямого показателя при количественной оценке. Однако, в отличие от активного локализации, ограничивающее давление в колоннах CFST непостоянно. На данный момент доступно еще меньше работы по количественной оценке эффекта удержания в колонках CFST.

Эта статья направлена ​​на количественную оценку эффекта пассивного удержания в колонках CFST. Для решения этой проблемы были разработаны и одноосно сжаты образцы колонн CFST с заполнением бетоном различных марок прочности. Осевая прочность, напряженное состояние стальной трубы, а также развитие и количественная оценка эффекта удержания были тщательно исследованы.

Напряженное состояние стальной трубы

Для колонн CFST при осевом сжатии осевая нагрузка N воспринимается как стальной трубой (σ _z ), так и бетонным заполнителем (σ _cc ), as показано на рисунке 1. Составляющая напряжения σ _θ стальной трубы является источником бокового ограничивающего давления σ _r , приложенного к бетону заполнения. При наличии σ _r прочность бетона на сжатие значительно повышается. В активно замкнутом бетоне прочность замкнутого бетона составляет f _куб.см , можно оценить по следующему уравнению (Mander et al., 1988):

fcc=fc+kσr    (1)

Рисунок 1 . Напряженное состояние: (A) осевое направление; (B) стальная труба и заливка бетоном; (C) схема свободного тела.

где f _c — прочность на сжатие неограниченного бетона; k – коэффициент удержания, значение которого зависит от бетона заполнения; и σ _r — боковое всестороннее давление.

Значение коэффициента удержания k часто принимается равным 4,1 после работы Richart et al. (1928). Хотя k должно быть функцией бетонной смеси, его значение не сильно отличается для более прочного или более слабого бетона (Имран и Пантазопулу, 1996).

В колоннах CFST боковое всестороннее давление может быть рассчитано в соответствии с условием силового равновесия поперечного сечения. Как видно из рисунка 1С, равновесие σ _r и σ _sθ дает

(D-2t)σr=-2tσθ    (2)

, где D — внешний диаметр стальной трубы 913, а толщина.

После получения кольцевого напряжения в стальной трубе можно оценить ограничивающее давление, создаваемое стальной трубой на бетон заполнения.

Переписывая уравнение 2, получаем

σr=-2tD-2tσθ    (3)

Прочность на сжатие бетона заполнения может быть получена путем вычитания силы, действующей на стальную трубу, из общей осевой прочности колонны следующим образом.

fcc=N-σzAsAc    (4)

где f _cc — напряжение сжатия бетона заполнения; Н – осевая нагрузка; A _s и A _c — площадь поперечного сечения стальной трубы и бетона соответственно; σ _z — осевое напряжение в стальной трубе.

Для тонкостенных стальных труб можно применять критерий текучести фон Мизеса. При обеих осевых компонентах напряжения σ _z и компоненту кольцевого напряжения σ _θ эквивалентное напряжение σ _e можно определить следующим образом.

σe=σθ2-σθσz+σz2    (5)

В данном исследовании для трубной стали предполагается упруго-идеально пластическая модель. Сравнивая эквивалентное напряжение σ _e с пределом текучести, можно определить, является ли стальная труба податливой или нет. Напряженное состояние стальной трубы можно рассчитать с помощью метода приращения деформации (Hu et al., 2011). В области упругости напряженное состояние рассчитывается по обобщенному закону Гука:

{dσzidσθi}=Es1-ϑ2[1ϑϑ1]{dεzidεθi}    (6)

где σ _z и σ _θ — осевое напряжение и окружное напряжение соответственно; ε _z и ε _θ — осевая и кольцевая деформации соответственно; E _s – модуль упругости; ϑ – коэффициент Пуассона стальной трубы; а i – текущий номер приращения деформации.

Для упругопластического диапазона приращения напряжения рассчитываются из приращений деформации по следующему уравнению:

{dσzidσθi}=Es1-ϑ2[1-sa2/scϑ-sasb/scϑ-sasb/sc1-sb2/sc]{dεzidεθi}    (7)

sa=sx+ϑsθ    (8)

sb=sθ+ ϑsx    (9)

sc=sx2+sθ2+2ϑsxsθ    (10)

sx=13(2σzi-1-σθi-1)    (11)

sθ=13(2σθi-1-σxi-1)  

, где с _x и с _θ — девиаторная деформация и напряжение соответственно.

После получения осевых и кольцевых напряжений стальной трубы на основе измеренных осевых и кольцевых деформаций на каждом этапе нагружения и приведенных выше уравнений прочность бетона в ограниченном пространстве можно оценить в соответствии с уравнением 4.9.0003

Экспериментальная программа

Образцы для испытаний

Все образцы были спроектированы так, чтобы иметь одинаковое отношение длины к диаметру, равное 3, чтобы обеспечить поведение укороченной колонки. В таблице 1 приведены сводные данные о шести разработанных образцах. В основном их можно разделить на две группы: образцы 1–4 относятся к группе 1 с диаметром трубы 165,2 мм и толщиной 3,7 мм, а образцы 5 и 6 группы 2 используют трубу диаметром 230 мм и толщиной 2,3 мм. мм. Бетон представлял собой коммерческий товарный бетон с обычными методами смешивания и отверждения. Прочность бетона образцов группы 1 использовалась четырех классов, при цилиндрической (диаметром 100 мм и высотой 200 мм) прочности на сжатие 290,5, 43,5, 58,0 и 81,6 Н/мм ² соответственно; Образцы в группе 2 использовали два сорта бетона, с прочностью на сжатие цилиндра 32,0 и 64,0 Н/мм ² соответственно. Все стальные трубы были изготовлены из углеродистой стали методом холодной штамповки и сварены по шву машинной сваркой. Чтобы получить основные механические свойства стального материала, из стальной трубы произвольно вырезали три образца и подвергали испытаниям в соответствии со стандартными процедурами (Davis, 2004). Установлено, что предел текучести стальной трубы составляет 366,0 МПа для группы 1 и 360,8 МПа для группы 2 соответственно. Перед заливкой заливочного бетона внутреннюю поверхность стальной трубы смазывали тонким слоем смазки для уменьшения трения между стальной трубой и бетоном.

Таблица 1 . Сводка тестовых образцов.

Испытательная установка и приборы

Все образцы подвергались монотонному осевому сжатию на универсальной испытательной машине с максимальной нагрузкой 5000 кН. На двух торцевых поверхностях колонны CFST использовались две стальные пластины толщиной 50 мм для обеспечения равномерного осевого сжатия. Применялась монотонная осевая нагрузка с контролем смещения. Для контроля смещения было зафиксировано осевое укорочение, относительное смещение между верхней и нижней стальными пластинами, которое использовалось в качестве фактической деформации сжатия. Два линейных регулируемых дифференциальных преобразователя (ЛВДТ) с ходом 50 мм были установлены параллельно продольной оси образцов для измерения осевого укорочения, как показано на рис. 2. Для измерения деформированного состояния стальных труб использовались два двунаправленных тензодатчика. были установлены на внешней поверхности стальной трубы на средней высоте.

Рисунок 2 . Тестовая установка: схема (A) ; (B) фотография в тесте.

Результаты испытаний и обсуждение

Все образцы подвергались центральному сжатию. Нагрузку на сжатие прекращали, когда либо максимальное осевое укорочение достигало 5% длины колонны, либо осевая прочность резко падала.

Общее замечание

Все нагружения прошли плавно, без хрупкой деформации. На рис. 3 показан окончательный режим отказа всех шести образцов. Все они испытали один и тот же вид отказа, такой как изгиб стальной трубы наружу на обоих концах при большом осевом укорочении и непрерывном расширении на средней высоте. Для образцов 4 и 6 с использованием высокопрочного заполняющего бетона прочность цилиндра на сжатие 81,6 и 64,0 Н/мм ² соответственно, имели явные признаки дробления бетона на средней высоте, что указывало на хрупкость характеристик высокопрочного бетона.

Рисунок 3 . Виды разрушения: (А) обр.1; (Б) образец 2; (С) образец 3; (Д) экз. 4; (Е) образец 5; (F) образец 6.

Осевая прочность

Для сравнения результатов номинальная осевая прочность колонн CFT определена как N ₀ = f _s A _s + f _c A _c , where f _s – предел текучести стальной трубы; A _s – площадь сечения стальной трубы; f _c – прочность бетонного цилиндра на сжатие; и А _в — площадь сечения бетона.

На рис. 4 показаны измеренные значения осевой нагрузки в зависимости от деформации сжатия для всех образцов. Ордината представляет собой нормализованную осевую прочность, определяемую как измеренная осевая нагрузка Н , деленная на номинальную осевую прочность Н ₀ , а абсцисса осевого укорочения представляет собой отношение осевого смещения, измеренного LVDT, к высоте колонн . Наиболее очевидным отличием кривых нагрузка-деформация является послепиковое поведение. Только образец 1 продемонстрировал упрочнение, в то время как остальные образцы показали более или менее размягчение. Образец 6 показал самое резкое снижение прочности за пределы пиковой прочности и его деформируемость была наихудшей с максимальным осевым смещением всего около 1% от длины колонны. Его осевая прочность упала менее чем до половины пиковой прочности почти сразу после достижения пиковой прочности. Такого резкого снижения осевой прочности необходимо избегать с учетом способности здания сопротивляться обрушению. Для образцов как в группе 1, так и в группе 2 низкопрочный бетон продемонстрировал меньшее постпиковое снижение прочности, чем высокопрочный бетон. Отношение ширины к толщине образцов в группе 2 значительно больше, чем у образцов в группе 1. При этом нет четкой разницы в форме кривой осевой нагрузки-деформации, что означает отношение ширины к толщине стали. tube не является управляющим параметром для постпикового поведения. Как указано в последнем столбце таблицы 1, нет большой разницы между максимальной нормализованной осевой прочностью (NuN0) для всех образцов со значением NuN0 в диапазоне от 1,04 до 1,15.

Рисунок 4 . Кривые осевой нагрузки-деформации: (А) е _в = 29,5, λ = 1,19; (Б) е _в = 43,5, λ = 0,81; (В) е _в = 58,0, λ = 0,61; (Г) е _в = 81,6, λ = 0,43; (Д) е _в = 32,0, λ = 0,46; (ж) ф _в = 64,0, λ = 0,23.

Деформационное состояние стальной трубы и расчетное напряжение

Как указано в разделе «Контрольно-измерительные приборы», как осевая, так и кольцевая деформации в стальной трубе измерялись электрическими тензодатчиками. Записанные показания деформации приведены на рис. 5. Ордината «номинального осевого напряжения» представляла собой отношение осевой нагрузки к площади всего сечения. С увеличением осевой нагрузки увеличиваются как осевые, так и кольцевые деформации стальной трубы. В линейной ветви абсолютное значение осевой деформации было примерно в 3 раза больше кольцевой деформации. Помимо пиковой прочности, образец 1 продемонстрировал наиболее стабильное развитие как осевой деформации, так и кольцевой деформации, а образец 6 показал наиболее резкое снижение осевой деформации и кольцевой деформации.

Рисунок 5 . Зарегистрированные данные деформации: (A) f _c = 29,5, λ = 1,19; (Б) е _в = 43,5, λ = 0,81; (В) е _в = 58,0, λ = 0,61; (Г) е _в = 81,6, λ = 0,43; (Д) е _в = 32,0, λ = 0,46; (Ж) Ж _в = 64,0, λ = 0,23.

Подстановка записанных данных деформации в уравнения 6 и 7 дает осевое напряжение σ _z и кольцевое напряжение σ _θ стальной трубы, как показано на рисунке 6. Ясно, что составляющая осевого напряжения была значительно больше, чем кольцевая составляющая напряжения. Например, при осевом укорочении на 0,5% осевое напряжение в стальной трубе Образца 1 было примерно в 4 раза больше кольцевого напряжения; для образца 6, отношение было около 25. Ввиду обеспечения удержания бетона заполнения через компонент кольцевого напряжения, стальная труба используется далеко не полностью.

Рисунок 6 . Данные расчетных напряжений: (A) f _c = 29,5, λ = 1,19; (Б) е _в = 43,5, λ = 0,81; (В) е _в = 58,0, λ = 0,61; (Г) е _в = 81,6, λ = 0,43; (Д) е _в = 32,0, λ = 0,46; (Ж) Ж _в = 64,0, λ = 0,23.

Эффект удержания

Улучшенная прочность на сжатие колонн CFST приписывается ограничению, обеспечиваемому стальной трубой бетона заполнения. Эффект локализации обычно количественно определяется коэффициентом локализации λ, выражаемым как λ=fsAsfcAc, где A _s и A _c — площадь поперечного сечения стальной трубы и бетона; и ф _s и f _c — прочность стали и бетона соответственно.

Как описано в предыдущем сеансе, максимальная нормализованная осевая прочность (NuN0) для образцов с различными значениями λ не сильно отличалась для всех образцов. Однако после достижения максимальной осевой прочности поведение после пика было тесно связано со значением λ. Образцы с большей λ показали лучшую пластичность, что также соответствовало упрочнению или размягчению на кривых осевой нагрузки-деформации. Для образцов 4 и 5, имеющих аналогичный коэффициент удержания, образец 5 с использованием бетона с низкой прочностью показали меньшее снижение осевой прочности. Например, номинальная осевая прочность снизилась до 0,9.5 для образца 5 при осевом сокращении 1,5%, а 0,79 для образца 4 с использованием высокопрочного бетона. Дальнейшее нагружение образца 5 было прекращено после коэффициента дрейфа 1,6% из-за неисправности датчика LVDT, а не резкого снижения прочности, как у других образцов. Меньшего снижения прочности можно ожидать в колоннах CFST с использованием низкопрочного бетона. Образец 6 с наименьшим значением λ продемонстрировал наиболее серьезное снижение прочности за пределами пиковой прочности.

Из рисунка 6 также видно, что значение λ влияет на отношение осевого напряжения к кольцевому напряжению стальной трубы. Для четырех образцов с одинаковыми габаритными размерами в группе 1 чем меньше было значение λ, тем больше становилось отношение. Например, при осевом укорочении 0,5 % соотношения составляли 4,2, 5,6, 12,0 и 29.0,0 для образцов 1, 2, 3 и 4 соответственно. Два экземпляра группы 2 имели сходную картину. Согласно уравнению 3, компонент кольцевого напряжения является источником локализации. Меньшее соотношение между осевым напряжением и кольцевым напряжением означало большее кольцевое напряжение и, следовательно, большее ограничение. Тем не менее, класс прочности бетона заполнения также оказал влияние на значение удержания. Для образцов 4 и 5, имеющих одинаковое значение λ, соотношение образца 5 с использованием бетона с низкой прочностью составляло около одной трети от образца 4, что указывает на то, что ограничение в колоннах CFST с использованием бетона с низкой прочностью было больше.

После получения осевого напряжения и кольцевого напряжения в стальной трубе ограничивающее давление, приложенное внешней стальной трубой к бетону заполнения, может быть рассчитано в соответствии с уравнением 3; Прочность бетона в замкнутом пространстве можно рассчитать по уравнению 4. На рис. 7 показано соотношение между прочностью бетона в замкнутом пространстве и давлением всестороннего сжатия, где по оси абсцисс представлена ​​нормализованная прочность бетона в замкнутом пространстве, определяемая соотношением прочности бетона в замкнутом пространстве и прочности бетона в свободном пространстве. Понятно, что всестороннее давление в колоннах CFST непостоянно. Со временем ограничивающее давление увеличилось от нуля до почти постоянного значения. Ограниченная прочность бетона увеличивается с увеличением всестороннего давления. Чем больше значение λ, тем больше ограничивающее давление, что согласуется с предыдущим обсуждением.

Рисунок 7 . Взаимосвязь прочности бетона в замкнутом пространстве и всестороннего давления. (13) )

Для количественной оценки уровня эффекта удержания в пассивно ограниченных колоннах CFST можно использовать уравнение 13 в качестве эквивалентного метода. Уровень эффекта локализации в колоннах CFST можно оценить по эквивалентному всестороннему давлению, которое дает такую ​​же прочность бетона в замкнутом пространстве в активно ограниченном бетоне. Уравнение 13 также было нанесено на рис. 7 пунктирной линией. Пересечения были эквивалентным ограничивающим давлением для каждого образца. На рис. 8 показано соотношение между коэффициентом локализации λ и эквивалентным давлением локализации σ _{затреб.} . Из регрессионного анализа эквивалентное всестороннее давление в колоннах CFST можно приблизительно оценить следующим образом.

σreq=3,59λ-0,68    (14)

Рисунок 8 . Эквивалентное ограничивающее давление.

Среднее значение и коэффициент дисперсии отношения оценки по уравнению (14) к проверенным значениям составляют 1,0209 и 0,3255 соответственно.

С этой целью, зная коэффициент локализации колонны CFST, можно быстро оценить уровень эффекта локализации.

Выводы

В этом исследовании изучался эффект удержания в колоннах CFST, и был разработан метод количественной оценки эквивалентного всестороннего давления, приложенного к бетону заполнения стальной трубой. Основные результаты резюмируются следующим образом:

(1) Фактор удержания был проверен как ключевой параметр для осевой грузоподъемности. В основном, больший коэффициент удержания дает меньшее снижение постпиковой осевой прочности и большую пластичность. При аналогичном коэффициенте удержания низкопрочный бетон показал меньшее снижение прочности.

(2) Фактор удержания был непосредственно связан с уровнем всестороннего давления, обеспечиваемого стальной трубой на бетон заполнения. Марка прочности бетона заполнителя также повлияла на всестороннее давление, и колонны CFST с использованием низкопрочного бетона заполнителя показали большее всестороннее давление.

(3) Были проанализированы напряженное состояние стальной трубы и ограниченная прочность бетона. Для количественной оценки уровня удержания в колоннах CFST была принята концепция всестороннего давления в активно ограниченном бетоне и был предложен индекс эквивалентного всестороннего давления. Было предложено уравнение, способное быстро оценить пассивное всестороннее давление в колоннах CFST.

Доступность данных

Все наборы данных, созданные для этого исследования, включены в рукопись и/или дополнительные файлы.

Вклад авторов

Л.Х. руководил исследованием и написал первый черновик рукописи. SL проанализировал данные испытаний. HJ рассмотрел и отредактировал рукопись и одобрил представленную версию. Все авторы принимали участие в обсуждении исследования.

Финансирование

Авторы выражают благодарность за поддержку со стороны Национальной ключевой программы исследований и разработок Китая в рамках гранта № 2017YFC1500701 и Программы Шанхайского лидера академических исследований в рамках гранта № 18XD1403900.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Ссылки

Abed, F., AlHamaydeh, M., and Abdalla, S. (2013). Экспериментальные и численные исследования поведения на сжатие стальных труб, заполненных бетоном (CFST). Дж. Констр. Сталь Рез. 80, 429–439. doi: 10.1016/j.jcsr.2012.10.005

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

Аттард, М. , и Сетунге, С. (1996). Взаимосвязь между напряжением и деформацией напорного и безнапорного бетона. ACI Mater J. 93, 432–442.

Google Scholar

Чен Ю., Фэн Р., Шао Ю. и Чжан Х. (2017). Адгезионно-скольжение заполненных бетоном труб круглого полого сечения из нержавеющей стали. Дж. Констр. Сталь Рез. 130, 248–263. doi: 10.1016/j.jcsr.2016.12.012

CrossRef Полный текст | Академия Google

Дэвис, Дж. Р. (2004). Испытание на растяжение, второе издание . Новинка, Огайо: ASM International.

Google Scholar

Джакумелис Г. и Лам Д. (2004). Осевая нагрузка круглых трубчатых бетононаполненных колонн. Дж. Констр. Сталь Рез. 60, 1049–1068. doi: 10.1016/j.jcsr.2003.10.001

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Гупта П.К., Сарда С.М. и Кумар М.С. (2007). Экспериментальное и расчетное исследование стальных трубчатых колонн, заполненных бетоном, при осевых нагрузках. Дж. Констр. Сталь Рез. 63, 182–193. doi: 10.1016/j.jcsr.2006.04.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хан, Л. Х., Яо, Г. Х., и Чжао, X. Л. (2005). Испытания и расчеты полых колонн из конструкционной стали (HSS), заполненных самоуплотняющимся бетоном (SCC). Дж. Констр. Сталь Рез. 61, 1241–1269. doi: 10.1016/j.jcsr.2005.01.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хэ Л., Чжао Ю. и Линь С. (2018). Экспериментальное исследование сжатых в осевом направлении круглых колонн CFST с улучшенным эффектом удержания. Дж. Констр. Сталь Рез. 140, 74–81. doi: 10.1016/j.jcsr.2017.10.025

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ho, JCM, and Lai, MH (2013). Поведение одноосно нагруженных колонн CFST, ограниченных стяжками. Дж. Констр. Сталь Рез. 83, 37–50. doi: 10.1016/j.jcsr.2012.12.014

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ху, Ю. М., Ю, Т. и Тенг, Дж. Г. (2011). Тонкие стальные трубы круглого сечения, заполненные бетоном из стеклопластика, при осевом сжатии. г. Дж. Компос. Констр. 15, 850–860. doi: 10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0000217

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Имран И. и Пантазопулу С. (1996). Экспериментальное исследование гладкого бетона при трехосном напряжении. ACI Mater. Дж. 93, 589–601.

Google Scholar

Киношита М., Коцовос М. Д. и Павлович М. Н. (1994). Поведение бетона при пассивном удержании. Дж. Матер. Конц. Структура Тротуары 502, 131–142.

Google Scholar

Лай, М. Х., и Хо, Дж. К. М. (2015). Влияние непрерывных спиралей на одноосную прочность и пластичность колонн CFST. Дж. Констр. Сталь Рез. 104, 235–249. doi: 10.1016/j.jcsr.2014.10.007

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лам Д. и Гарднер Л. (2008). Конструктивное проектирование бетонных колонн из нержавеющей стали. Дж. Констр. Сталь Рез. 64, 1275–1282. doi: 10.1016/j.jcsr.2008.04.012

CrossRef Полный текст | Академия Google

Ляо, Ф.Ю., Хань, Л. Х., и Тао, З. (2013). Поведение колонн из CFST с начальным несовершенством бетона: анализ и расчеты. Тонкостенная конструкция. 70, 57–69. doi: 10.1016/j.tws.2013.04.012

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лим Дж. и Озбаккалоглу Т. (2015). Исследование влияния пути приложения ограничивающего давления: испытания на активно ограниченных и ограниченных FRP бетонах. Дж. Структура. англ. 141:04014203. doi: 10.1061/(ASCE)ST.1943-541X.0001177

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

Мандер, Дж. Б., Пристли, М. Дж. Н., и Парк, Р. (1988). Теоретическая модель напряжения-деформации замкнутого бетона. Дж. Структура. англ. 114, 1804–1826 гг. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9445(1988)114:8(1804)

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Ричарт Ф. Э., Брандтзаг А. и Браун Р. Л. (1928). Исследование разрушения бетона при комбинированных сжимающих напряжениях. Бюллетень № 185, Иллинойский университет, Инженерно-экспериментальная станция, Урбана, Иллинойс.

Google Scholar

Сакино К., Накахара Х., Морино С. и Нишияма А. (2004). Поведение коротких колонн из стальных труб с центральной нагрузкой, заполненных бетоном. Дж. Структура. англ. 130, 180–188. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9445(2004)130:2(180)

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Шен, К., Ван, Дж., Ван, Дж., и Дин, З. (2019). Характеристики осевого сжатия круглых колонн CFST, частично обернутых углеродным FRP. Дж. Констр. Сталь Рез. 155, 90–106. doi: 10.1016/j.jcsr.2018.12.017

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тао З., Сонг Т., Уй Б. и Хан Л. (2016). Поведение сцепления в заполненных бетоном стальных трубах. Дж. Констр. Сталь Рез. 120, 81–93. doi: 10.1016/j.jcsr.2015.12.030

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сюэ, Дж. К., Брисегелла, Б., и Чен, Б. К. (2012). Эффекты отслоения на круглых столбцах CFST. Дж. Констр. Сталь Рез. 69, 64–76. doi: 10.1016/j.jcsr.2011.08.002

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Google Scholar

Yu, ZW, Ding, FX, and Cai, CS (2007). Экспериментальное поведение круглых трубчатых колонн из стальных труб, заполненных бетоном. Дж. Констр. Сталь Рез. 63, 165–174. doi: 10.1016/j.jcsr.2006.03.009

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжао Ю., Линь С., Лу З., Сайто Т. и Хе Л. (2018). Пути нагрузки замкнутого бетона в круглых бетонных нагруженных колоннах CFT, подвергающихся осевому сжатию. англ. Структура 156, 21–31. doi: 10.1016/j.engstruct.2017.11.010

CrossRef Full Text | Google Scholar

Трубные детали | Колонны/насыпные наполнители | Продукты

• Соединитель
• Трубка/гайка
• Прочие детали трубок

Затягивающийся вручную фитинг EXP®

Фитинг для соединения системы и основной колонки/защитного картриджа

(Регулируемая втулка, макс. давление: 137 МПа)

Также доступен фитинг для соединения системы и основной колонны/защитного картриджа.

Запасной наконечник

*EXP® является зарегистрированным товарным знаком Optimize Technologies, Inc.

Номер продукта	Спецификация
XRP0203	Для систем трубок с внешним диаметром 1/16 дюйма, 10 шт. в упаковке

вверху страницы

Удобный соединитель 2

Особенности

Высокое сопротивление давлению, изготовлен из нержавеющей стали

Удобный соединитель 2 выдерживает давление до 42 МПа. Удобный разъем 2 подходит для подключения к инжекционной стороне колонки, на которую подается высокое давление. Он также полезен для подключения предколоночного фильтра или предколоночного фильтра.

Без содержания металла

Наконечник на смачиваемой части соединителя изготовлен из PEEK. Удобный соединитель 2 подходит для безметалловых трубных систем с трубками из ПЭЭК.

Сменный наконечник

Феррула подлежит замене только при износе, а не всего разъема.

Номер продукта	Спецификация
XRP0204	Для систем трубок с внешним диаметром 1/16 дюйма, 2 шт. в упаковке
XRP0205	Запасная феррула из ПЭЭК, 10 шт. в упаковке

вверху страницы

Трубка из ПЭЭК

вверху страницы

Трубка из нержавеющей стали

начало страницы

Гайка с наружной резьбой для системы трубок 1/16″ (нержавеющая сталь)

Номер продукта	Спецификация
СРОНВ	Тип W, тип P 1/16″, 5 шт. в упаковке

начало страницы

Муфта для системы трубок 1/16″ (нержавеющая сталь)

начало страницы

Гайка с внутренней резьбой для системы трубок 1/8″, накидная гайка (нержавеющая сталь)

начало страницы

Наконечник для системы трубок 1/8″ (нержавеющая сталь, двойное кольцо)

начало страницы

Труборез

начало страницы

Муфта для системы трубок 1/16″ (нержавеющая сталь)

начало страницы

Штуцер для системы трубок 1/16″ (PEEK)

начало страницы

Соединитель колонки

вверху страницы

Ссылки по теме

Аксессуары

Поиск

Техническое руководство

Соединения колонн из быстрорежущей стали | Институт стальных труб

Майк Мэнор, PE, MLSE 
Forse Consulting Технический консультант Института стальных труб

Колонны с полыми конструкционными секциями (HSS) широко распространены во многих типах конструкций, особенно в обычных случаях, таких как низкие -высотные торговые здания. В действительности, колонны из быстрорежущей стали могут быть отличным вариантом для более высоких зданий благодаря своей эстетически привлекательной форме, простым соединениям каркаса и небольшой занимаемой площади. Как и в случае с широкополочными аналогами, ограничения на транспортировку на строительную площадку потребуют, чтобы эти более высокие колонны были отправлены в виде нескольких частей и собраны вместе в полевых условиях. Именно тогда сращивания становятся обязательным требованием, которое необходимо учитывать в процессе проектирования. В этой статье будут обсуждаться многие требования к конструкции и изготовлению сращивания для различных ситуаций.

Рисунок 1 – Пример соединения колонны из быстрорежущей стали

Стыки колонн

Из-за типичных транспортных ограничений на дорогах США рекомендуется принимать максимальную длину колонны от 55 до 60 футов. Другой причиной сращивания может быть упрощение строительства в полевых условиях. В зависимости от геометрии и плана этажа здания могут быть случаи, когда последовательность строительства требует соединения, чтобы предотвратить помехи во время установки различных частей конструкции здания и компонентов.

Функция соединения заключается в передаче осевых, поперечных и изгибающих сил от одной части колонны к другой, обеспечивая непрерывность колонны и устойчивость во время монтажа. При проектировании и детализации соединения следует максимально учитывать процесс изготовления и монтаж на месте. Крайне важно, чтобы соединение обеспечивало концентрическую передачу осевых усилий от верхней колонны к нижней колонне, чтобы избежать добавления изгибающих моментов из-за эксцентриситета, который не был рассчитан. В части 14 Руководства по стальным конструкциям AISC 15-го издания (AISC, 2017) обсуждаются варианты детализации и стыковки для решения этих проблем для традиционных широкополочных колонн, но, к сожалению, не рассматриваются колонны из быстрорежущей стали. Чтобы дополнить эту информацию, ниже обсуждаются несколько вариантов сращивания HSS.

Детализация сейсмостойкости

Если сооружение расположено в географических районах с расчетной категорией сейсмостойкости B или выше, может потребоваться дополнительная детализация сейсмостойкости для соединений в соответствии с AISC 341-10 (AISC, 2010b). Первый элемент, который необходимо рассмотреть, — это система сопротивления здания боковым силам и соответствующий коэффициент модификации отклика (R). Когда R равно 3 или менее в категории сейсмостойкости B или C, сейсмическая детализация не требуется. Если значение R больше 3 или категория сейсмостойкости C или выше, то должны быть соблюдены требования к сейсмостойкости соединения. Требования к сейсмостойкости должны быть тщательно изучены, поскольку стыки требуют сейсмической детализации, даже если колонна не считается частью сейсмостойкой системы. Некоторые из требований к сейсмической детализации для стыков включают минимальную способность горизонтального сдвига, расположение стыков относительно диафрагм здания и проверку того, что колонны выше и ниже стыков соответствуют требованиям сейсмической компактности. Обратитесь к AISC 341-10 для всех требований к сейсмической детализации.

Соединение торцевой пластины

Рисунок 2 — Соединение торцевой пластины на болтах

Соединение колонны торцевой пластины просто спроектировать, детализировать и сконструировать, поэтому это, вероятно, один из самых экономичных вариантов стыковки. Соединение состоит из приваривания торцевой пластины с отверстиями под болты к концам верхней и нижней секций колонны. Время монтажа в полевых условиях минимально, так как для скрепления соединения требуются только болты. Для штифтового сращивания торцевые пластины и болты могут быть выбраны как номинальные размеры, если они соответствуют возможному срезующему усилию. Если требуется соединение с моментом, размер торцевой пластины может быть рассчитан на изгиб, аналогичный опорной плите с моментом, с использованием процедур, показанных в Руководстве по проектированию AISC № 1 (AISC, 2006 г.), а также с проверкой болтов на отрыв в соответствии с Руководством по проектированию AISC № 24. (МАСК, 2010а). Основным недостатком соединения концевых пластин является то, что, поскольку пластины выходят за грани колонны из быстрорежущей стали, они могут не соответствовать архитектурно-эстетическим требованиям или мешать установке элементов облицовки.

Соединение боковой пластины

Соединение боковой пластины использует прямую опору верхней стойки на нижнюю стойку для передачи осевого сжатия. Боковые пластины у стенок колонны передают остаточные нагрузки и служат направляющими для обеспечения выравнивания, поэтому сегменты колонн с каждой стороны стыка должны иметь одинаковый номинальный размер. Боковые пластины привариваются к нижней колонне сваркой или болтами и могут располагаться как внутри, так и снаружи стен колонны. Верхняя колонна крепится к боковым пластинам в полевых условиях либо болтами, либо угловыми сварными швами. Возможности крепления болтами на месте ограничены, поскольку для стандартной установки болта требуется доступ к обеим сторонам болта, что в данном случае невозможно. Поэтому необходимо использовать фирменные глухие болты, которые позволяют осуществлять установку с доступом только с одной стороны.

Рисунок 3 — Варианты соединения боковых пластин

Передача осевого сжатия от верхнего сегмента колонны к нижнему кажется простой, особенно с выравнивающими пластинами, обеспечивающими прямую опору. Однако сложность геометрии сечения быстрорежущей стали требует более пристального внимания к несущей способности. Используя уравнение J7-1 в AISC 360-16 (AISC, 2016), важной переменной для этого случая является проектируемая площадь пеленга, A _pb . Площадь опоры становится критической, когда два сегмента колонны имеют разную толщину, поскольку радиус изгиба угла в профилях из быстрорежущей стали зависит от толщины. Тонкая секция из быстрорежущей стали имеет небольшой радиус угла, что означает, что, когда она находится на более толстой секции из быстрорежущей стали с большим углом, возможно, что углы более тонкой секции могут выходить за пределы более толстой колонны. Так как углы не совпадают, фактическая площадь опоры меньше, чем площадь полного сечения быстрорежущей стали, и ее необходимо тщательно проверить.

Рисунок 4 – Участок стыка с разным радиусом угла

Соединение прямой сваркой

Возможно, самым простым соединением для проектирования является соединение прямой сваркой, однако это может быть и самый дорогой вариант соединения. Как и в случае с боковой пластиной, осевое сжатие передается через непосредственную опору концов колонны. Использование сварного шва с полным проплавлением (CJP) обеспечит самое прочное соединение, что приведет к полному допустимому моменту секции HSS. Однако есть три основных недостатка детализации сварного соединения CJP. Во-первых, высококвалифицированному сварщику требуется значительное количество времени для выполнения сварного шва. Во-вторых, сварной шов CJP требует специальной проверки, что увеличивает стоимость и может повлиять на график в зависимости от сроков установки и проверок. В-третьих, требуется подкладочный материал на внутренней стороне трубы, что еще больше увеличивает стоимость из-за дополнительного времени изготовления в дополнение к подготовке верхней части колонны со скосами для сварки. В некоторых случаях сейсмические положения требуют удаления подкладочного материала для сварных швов CJP после завершения сварки, что невозможно, поскольку внутренняя часть колонны недоступна после сварки.

Сварка с частичным проплавлением (PJP) является более экономичной альтернативой сварке напрямую. Подготовка фаски по-прежнему требуется во время изготовления, однако сварка занимает меньше времени в полевых условиях, не требуется подкладочный материал и специальные проверки. При деталировке соединения толщина быстрорежущей стали должна быть достаточной для удовлетворения геометрических требований сварного шва PJP. Сварной шов по-прежнему развивает высокую прочность, поэтому при необходимости допустимый момент соединения может быть большим.

Рисунок 5 — Варианты соединения прямой сваркой

Заключение

Соединения для колонн из быстрорежущей стали необходимы в строительстве зданий по разным причинам, таким как транспортные и строительные ограничения. Соединения позволяют устанавливать колонны из быстрорежущей стали из нескольких частей, сохраняя при этом непрерывность конструкции. Для колонн из быстрорежущей стали доступны различные варианты соединений, и конкретные требования проекта будут определять, какой тип соединения лучше всего подходит для интеграции структурных нагрузок и затрат на строительство. Помните, что самое простое соединение может быть не самым экономичным вариантом, особенно в больших зданиях с большим количеством соединений.

Ссылки

AISC. 2006. «Руководство по проектированию стальных конструкций, серия 1: проектирование опорной плиты и анкерных стержней, второе издание», Американский институт стальных конструкций, Чикаго, Иллинойс.

МАСК. 2010а. «Руководство по проектированию стальных конструкций, серия 24: соединения полых конструкций», Американский институт стальных конструкций, Чикаго, Иллинойс.

МАСК. 2010б. «Сейсмические нормы для зданий из конструкционной стали», ANSI/AISC 341-10, Американский институт стальных конструкций, Чикаго, Иллинойс.

МАСК. 2016. «Технические условия для зданий из конструкционной стали», ANSI/AISC 360-16, Американский институт стальных конструкций, Чикаго, Иллинойс.

МАСК. 2017. «Руководство по стальным конструкциям, пятнадцатое издание», Американский институт стальных конструкций, Чикаго, Иллинойс.

Январь 2018 г.

Загрузить PDF

Проблемы с обсадными и колонными трубами

Об авторе:

Жанетт Николл, внештатный автор Burgess Well Co. 720.309.3869. Для получения дополнительной информации свяжитесь с Burgess Well Co. по телефону 308-832-1645.
 

Когда о поверхностных водах уже говорят или их количество непредсказуемо, муниципалитеты все чаще рассматривают возможность использования очистных сооружений обратного осмоса (RO) для получения питьевой воды из солоноватых водоносных горизонтов. Опреснение обратного осмоса в промышленных масштабах не ново и доказало свою жизнеспособность первыми пользователями, такими как город Кейп-Корал, штат Флорида. Несколько штатов, включая Техас и Нью-Мексико, в настоящее время используют или планируют установки обратного осмоса для удовлетворения своих потребностей в воде.

Вода, извлекаемая из этих ископаемых водоносных горизонтов, соленая или солоноватая, что указывает на то, что она содержит растворенные соли в концентрации от 1000 до 10000 частей на миллион. Эти концентрации довольно низкие по сравнению с морской водой с концентрацией соли 35 000 частей на миллион.

В дополнение к сильному коррозионному действию соли вода обычно содержит дополнительные коррозионные вещества, включая минералы, органические вещества и высокие уровни кислотности или щелочности.

Соответственно, содержание воды в водоносном горизонте определяет общий дизайн завода, и получение воды представляет собой первое препятствие. Просто достать воду из-под земли без коррозии или образования корки на трубах колодца — непростая задача.

Город Кейп-Корал хорошо разбирается в этих вопросах. Его первые эксплуатационные скважины и очистные сооружения обратного осмоса были введены в эксплуатацию в 1976 году, а расширение было реализовано в 1985 году. За прошедшие годы город претерпел ряд изменений в своих очистных сооружениях и завершил еще одно значительное расширение своих объектов в 2010 году. Расширение была спроектирована и управлялась MWH Global Inc. Для установки новых скважин была выбрана компания Diversified Drilling Inc., а во всех 30 городских эксплуатационных скважинах обратного осмоса был установлен пластик Burgess, армированный стекловолокном (FRP).

По словам Майка Кейсона, сотрудника городской коммунальной службы, который в течение нескольких лет наблюдал за скважинами, решение об установке этого FRP было частично основано на его прошлой работе.

«Burgess FRP устанавливается на городских очистных сооружениях обратного осмоса с 1970-х годов», — сказал Кейсон. «Общая стоимость [этого] также была решающим фактором при рассмотрении затрат на установку, экономии энергии и долговечности».

Поражение коррозией  

Коррозия была и остается серьезной проблемой. Инженер проекта MWH назвал инертный характер FRP основной причиной выбора корпуса для проекта. Как инертный материал, стеклопластик плохо разлагается физически или химически при контакте с солоноватой водой и другими корродирующими материалами. По сравнению с углеродистой сталью и более низкими сортами нержавеющей стали (то есть нержавеющей сталью с низким содержанием хрома, молибдена и азота) FRP хорошо работает в этих неблагоприятных условиях. Наконец, FRP представляет собой инертный материал с низким содержанием остатков. Остатки металлической трубы могут засорить и повредить фильтры и мембраны установок обратного осмоса. Также важно отметить, что FRP не проводит электричество — через него не проходит электричество.

«Возможно ожидать, что поблизости от полей скважин будут существовать блуждающие электрические токи, и эти токи ускорят разрушительное воздействие коррозии», — сказал лицензированный профессиональный гидрогеолог Эйб Крейтман. «Ток также может быть вызван разнородными минералами, содержащимися в солоноватой воде, или даже содержимым породы, окружающей колодец».

Кроме того, Флорида известна как мировая столица молний, ​​поэтому было важно учитывать, что удар молнии может привести к катастрофическим повреждениям металлических или ПВХ труб в колодце.
Инженер проекта назвал прочность корпуса из стеклопластика причиной его выбора. Отношение прочности к весу превосходит железо, углерод и нержавеющую сталь. Большая прочность на сжатие обсадной трубы FRP позволяет устанавливать ее на глубину скважины, которая может привести к разрушению трубы из ПВХ.

Бывший сотрудник Diversified Drilling Ральф Д’Леа также назвал стойкость к давлению и термостойкости обсадной трубы Burgess FRP важным критерием для установки. «Для его заливки требуется меньше подъемов цемента из-за его более высокого номинального давления разрушения и его невосприимчивости к теплу гидратации цемента», — сказал он.

Это значительно сокращает время ожидания схватывания цемента перед установкой следующего подъемника с треугольным подъемником, обеспечивая значительную экономию времени буровой установки, времени простоя и времени завершения работ. В отличие от трубы из ПВХ, оболочка из стеклопластика не требует циркуляции холодной воды при монтаже и, соответственно, монтируется проще и быстрее.

Подсчет преимуществ

Помимо быстрой заливки стеклопластикового корпуса, представители MWH и Diversified отметили и другие преимущества монтажа. Гладкая внешняя поверхность металлической трубы требует приваривания к трубе «кошачьих глазков» или проушин, чтобы ее можно было поднимать на элеваторах. Напротив, элеваторы легко крепятся под «брюшной лентой», которая изготавливается как часть трубы Burgess. Приблизительно на 1 фут ниже конца корпуса с внутренней резьбой первый гофр образует уступ для легкого крепления элеваторов. Соединения выравниваются и свинчиваются быстро и без специальных навыков сварки. Нарезание резьбы на два куска трубы из стеклопластика занимает примерно от 9 до 10 минут. Напротив, для сварки двух секций металлической трубы требуется около 20 минут.

Стеклопластик имеет низкий коэффициент трения, что помогает предотвратить образование корки или накопление минералов внутри трубы колонны. Крейтман обратился к проблеме образования накипи: «Поскольку минералы и другие вещества выпадают из раствора и прилипают к внутренней части металлической трубы колонны, создавая большее трение, перекачивать воду становится все труднее», — сказал он. «Кроме того, диаметр трубы уменьшается, что увеличивает нагрузку на насосы».

Уровень откачки повысится из-за увеличения потерь на трение, и насос будет затрачивать больше энергии для подъема воды на поверхность. Это потребление энергии может быть значительным. Стоимость за киловатт варьируется по стране от 6,1 цента в Вайоминге до 18,1 цента в Коннектикуте, согласно данным Управления энергетической информации, опубликованным в апреле 2011 года. В простом приближении 1 кВт равен примерно 1 л.с. В гипотетической ситуации, при средней цене 12 центов за киловатт, дополнительные 5 л.с. энергии на насос при 18-часовом рабочем дне (365 дней) приравниваются к дополнительным 3,9 доллара США.42 по энергозатратам. В этом сценарии установка с 20 насосами может потерять 78 000 долларов в год из-за увеличения затрат на электроэнергию из-за образования накипи.

Компания D’Lea устанавливала колодцы и обслуживала городской завод обратного осмоса в течение восьми лет. Он рассказал об истории завода, в том числе о ранних установках колонных труб из нержавеющей стали, которые пришлось демонтировать из-за повреждения железными бактериями. В этой ситуации была установлена ​​колонка из ПВХ, но неисправность клапана вызвала нагрев воды (из-за продолжающейся работы насоса). Более высокие температуры вызвали выход из строя трубы из ПВХ из-за «песочных часов».

Д’Леа также сказал, что в течение первых нескольких лет «мы довольно часто вытаскивали насосы со дна колодцев из-за коррозии трубы колонны, в результате чего насос отделялся и падал на дно колодца». Установка колонны из стеклопластика и предохранительных устройств (например, запорных клапанов) решила эти проблемы. Завод также может рассчитывать на то, что FRP выдержит запуск насосов высокой мощности.

В расширении города Кейп-Корал 22 добывающие скважины были установлены на водоочистной станции обратного осмоса Нордкап и восемь на водоочистной станции обратного осмоса Юго-Запада. Обсадные трубы из стеклопластика были установлены на всех 30 добывающих скважинах. Для этих скважин 12-дюйм. Была установлена ​​обсадная труба из стеклопластика и залита цементным раствором снизу.