«МАХАОН – АРКТИКА»

СЕТЧАТОЕ ЗАГРАЖДЕНИЕ ДЛЯ РАЙОНОВ С ВЫСОКОЙ ВЕТРОВОЙ, ГОЛОЛЕДНОЙ НАГРУЗКОЙ И СНЕГОВЫМ ПОКРОВОМ. Необходимость применения исходя из задач, поставленных предприятиями нефтегазового комплекса, для объектов, расположенных в районах крайнего севера и заполярья, был разработан и запущен в серийное производство ряд изделий, сохраняющих работоспособность и выполняющих заложенный в них функционал при низких температурах окружающей среды (до –60°с). это ограждения, механические и электромеханические замковые устройства для ворот и калиток, электромеханические привода и т.п. Актуальной остается проблема оборудования периметра объектов инженерными заграждениями сетчатого типа и их последующая эксплуатация в районах Крайнего Севера и Заполярья с большой высотой снежного покрова, значительными ветровыми нагрузками. Попытки простого решения проблемы за счет увеличения диаметра прутков сетчатых панелей либо уменьшения длины секции заграждения приводят к резкому росту стоимости заграждения при частичном решении проблемы. В конце 2014 года в районе полуострове Ямал состоялось выездное совещание по вопросам эксплуатации инженерных заграждений в районах Крайнего Севера и Заполярья. Целью совещания было выработка технических решений по усилению конструкции инженерных средств физической защиты, то есть способов доработки сетчатых панелей, элементов крепления, кронштейнов козырькового заграждения исключающих деформацию и разрушение под воздействием внешних природных факторов. На совещания обсуждались вопросы по соответствию реальных условий эксплуатации заграждений отраслевым нормативным требованиям, на основании которых выполняются проектные работы, разрабатывается конструкторская документация, осуществляется серийный выпуск продукции. Характерной проблемой в ходе эксплуатации сетчатых заграждений является намерзание снежных и ледяных масс на полотно заграждения, в результате чего происходит деформация, частичное или полное разрушение отдельных фрагментов заграждения. Другими словами реальное воздействие механических нагрузок на установленное заграждение значительно выше, чем расчетное значение, заложенное в конструкцию изделия. Наше предприятие принимает участие в формировании необходимых отраслевых требований, в которых будут отражены нормы конструктивного исполнения сетчатых заграждений, входящих в состав комплексов инженерно – технических средств физической защиты объектов Крайнего Севера и Заполярья. При проработке способа усиления панели с помощью программного комплекса Structure CAD был произведен расчет прогиба сетчатого полотна под воздействием нагрузок VII ветрового района на несколько вариантов сетчатого ограждения. Вариант 1. Панель «МАХАОН» без ребер жесткости. Результат расчета 394 мм; Вариант 2. Панель сварная с ячейкой 50×50 мм. Результат 154 мм; Вариант 3. Панель «МАХАОН» с четырьмя дополнительными горизонтальными прутками в зоне ребра жесткости. Результат 64 мм; Вариант 4. Панель «МАХАОН» с десятью дополнительными горизонтальными прутками. Результат 41 мм; Вариант 5. Панель «МАХАОН» с объемными ребрами жесткости. Результат 28 мм. Анализ выполненных расчетов позволил сделать вывод, что дальнейшее увеличение жесткости панели возможно лишь с использованием дополнительных конструктивных элементов. При этом доминируют два варианта:

1. вариант увеличения жесткости панели вторым слоем горизонтальных прутков, зеркально приваренных к вертикальным. При проработке этого варианта было определено, что такое увеличение жесткости приведет к потере прочности, так как нагрузка на сварные соединения при фронтальном воздействии на панель в этом случае возрастает в десятки раз, а небольшое пятно контакта прутков из 5–и миллиметровой проволоки может ее не выдержать при воздействии низких температур;
2. вариант увеличения жесткости панели дополнительными омега – образными ребрами жесткости, выполненными из оцинкованного металла. Данный вариант был определен как весьма привлекательный, так как ребра жесткости помимо основного функционального назначения могут быть использованы как кабельный канал.

При определении варианта усиления панели нельзя забывать о сигнализационных свойствах заграждения. У большинства средств обнаружения вибрационного типа анализ проводится в двух частотных диапазонах: низкочастотном 0,5–20 Гц и высокочастотном 100–300 Гц. Резонансные характеристики заграждений серии «МАХАОН®» находятся именно в этих частотных диапазонах. Применение первого варианта усиления панели изменяет частоты резонанса таким образом, что низкочастотный резонанс становится неявным, а высокочастотный смещается в диапазон 500–1000 Гц, что отрицательно сказывается на достоверности работы средства обнаружения. При реализации второго варианта на поверхности панели есть, по крайней мере, две зоны с необходимыми частотными характеристиками для прокладки виброчувствительного кабеля. Таким образом, предпочтение отдано второму варианту усиления панели, как варианту, сохраняющему функциональные свойства заграждения. При проработке способа усиления кронштейна козырькового заграждения из множества вариантов были отобраны следующие:

• изготовление кронштейна из оцинкованной фальцованной трубы 55.65 мм с применением сварки по технологии CMT (cold metal transfer). Такая конструкция обладает достаточным запасом прочности, но слишком дорога в изготовлении, так как в технологической карте резко увеличивается количество ручных операций;
• усиление штатного кронштейна из комплекта КЗР–125 дополнительной планкой с ребрами жесткости. Этот вариант обладает необходимым запасом прочности, достаточно прост в изготовлении и в монтаже, поэтому был принят как более предпочтительный.

В начале 2015 года были проведены заводские испытания секции заграждения, в конструкции которой учтены результаты проведенных расчетов несущей способности отдельных элементов и секции заграждения в целом. В процессе испытаний секции подвергались искусственному намораживанию ледяной массы с целью получения предельных нагрузок на различные элементы заграждения. Разработка конструкции заграждения велась с учетом возможности последующего применения данных конструкторских решений к уже эксплуатирующимся заграждениям серии «МАХАОН®» без необходимости их демонтажа и с минимальными затратами на доработку. Такая доработка была проведена на заграждении, установленном на полуострове Камчатка в районе гор. Вилючинск. Доработанное заграждение успешно выдержало снежную зиму 2014 г. – 2015 г. Итак, основными отличительными особенностями секции «МАХАОН – Арктика» являются наличие усиленных кронштейнов козырькового заграждения, сетчатых панелей, усиленных горизонтальными ребрами жесткости, которые могут быть использованы в качестве кабель–каналов, при сохранении диаметра прутка 5 мм, с соединением панелей внахлёст. Таким образом, конструкция заграждения обладает необходимым запасом прочности, достаточно проста в изготовлении и монтаже, и вместе с тем способна выполнять свои функции в условиях низких температур.

Автор: Ольга Багдоева, заместитель начальника проектного отдела ЗАО «ЦеСИС НИКИРЭТ»

    Журнал “ТЕХНИКА ОХРАНЫ ПЕРИМЕТРА” • №1, 2017 г.