Содержание:
- Прародители первых систем
- Наблюдения средневековых ученых
- Появление и использование магистральных систем
- Советский период
- Современные технологии
Сумеет ли человечество жить без трубопроводов? Какую роль играет это уникальное изобретение в нашем повседневном существовании? Мы действительно настолько привыкли к присутствию этого блага цивилизации, что не задумываемся о его роли в нашей жизни. Как раньше люди обходились без труб? Когда появились первые трубопроводы? Небольшой экскурс в историю позволит получить ответы на эти вопросы.
Прародители первых систем
Первыми трубами, использование которых существенно облегчило быт древних людей, являлись трубчатые растения.
Их использовали не только для обустройства жилищ (отвода стоков или подведения воды), но и в качестве оружия. Наверное, каждый из нас помнит рисунок из учебника по истории древнего мира, на котором были изображены охотники, плюющие в своих жертв отравленные колючки (позднее стрелы) при помощи небольших трубочек.
Гораздо дальше шагнули жители Древнего Египта. Они научились не только изготавливать керамические трубы, но и при помощи соединительных деталей собирать их в достаточно длинные конструкции.
Что касается наших предков, то для изготовления труб российские мастера изначально использовали самый простой и доступный материал – дерево. Разрубив его пополам, они выдалбливали середину и соединяли их при помощи смолы, создавая системы нужной длины. Такие же технологии использовались жителями Европы.
Эти приспособления были эффективны до момента, когда люди научились качать воду, «прогонять» ее со значительными перепадами высоты. Наступила новая эра развития трубопровода.
Наблюдения средневековых ученых
Прообраз современного трубопровода появился в середине 17-го века. Строительство дворцов и обустройство на прилежащих территориях парков, украшением которых становились фонтаны, заставило инженеров задуматься о создании систем, способных выдержать достаточно большое давление. Строились первые насосные станции, поднимающие воду на определенную высоту. Используемые в то время трубы не выдерживали нагрузки, прорывались, а иногда даже разрывались под давлением жидкости.
Ряд ученых этого времени стали основоположниками новой науки – гидравлики. К ним относятся:
- итальянец Эванджелиста Торричелли, открывший в 1644 году закон о зависимости скорости вытекания жидкости от давления;
- француз Блез Паскаль, правевший в 1648 году эксперимент, доказавший, что в трубопроводной системе главным является давление рабочей среды, а не диаметр трубы.
Плоды трудов этих ученых лежат в основе гидравлики, и используются при создании водопроводов, канализаций, систем для перекачки нефти и газа.
Появление и использование магистральных систем
Самыми крупными в современном мире считаются магистральные трубопроводы. В основном их используют для транспортировки нефти и газа с мест добычи до перерабатывающих предприятий. Появление таких конструкций поставило перед инженерами новые задачи. Как ускорить транспортировку рабочей жидкости? Какого диаметра должны быть трубы, чтобы использование системы было эффективным и безопасным? Над этими вопросами активно работали российские ученые конца 19, начала 20-го века.
Развитие данной отрасли можно проследить, наблюдая за изменениями первых нефтепроводов, построенных в России:
- в 1878 году по проекту инженера В. Шухова была создана система, имеющая диаметр 75мм;
- в 1906 году был запущен нефтепровод Баку-Батуми, протяженностью 883 км, при строительстве которого уже использовались трубы диаметром 200 мм.
Эти системы пока не составили конкуренцию перевозке «черного золота» по морю или железной дороге, однако заставили задуматься об эффективности данного способа доставки.
Советский период
Немалый вклад в усовершенствование трубопроводных систем внесли советские ученые. После завершения Первой мировой войны спрос на нефть значительно вырос. Развитие автомобилестроения и нефтеперерабатывающей промышленности привело к необходимости организации бесперебойных поставок этого вещества. С каждым днем мир требовал все большего количества бензина и дизельного топлива.
В 1925 году советскими инженерами была спроектирована и построена вторая ветка нефтепровода Баку-Батуми, длина которой составляла 834 километра. Немного позднее аналогичная система соединила Грозный и Туапсе (протяженность 650 км). Каждые 70 км на магистралях были установлены насосные станции, а диаметр труб был увеличен до 250 мм.
К началу Второй мировой войны протяженность советских трубопроводов составляла 4 тысячи километров.
Не менее серьезно работали над созданием систем для транспортировки нефти ученые США. Первый нефтепровод в Южной Америке был создан в 1926 году. За годы войны американцами были проложены магистрали, соединяющие Техас и северо-восток страны. Их протяженность составляла 2 тысячи километров каждая. Началом времени сверхдлинных трубопроводов многие считают 1944 год, когда был построен газопровод Tennessee, длиной в 3300 километра.
Во второй половине двадцатого века при прокладке магистралей стали использоваться трубы большего диаметра. При создании, например, известного нефтепровода «Дружба» диаметр труб увеличился до 1200 мм.
Теперь перед учеными ставились кардинально другие задачи. Им предстояло бороться с коррозией и повышать надежность сооружаемых систем.
Современные технологии
Россия – страна с богатыми запасами нефти и газа. Строительство на ее территории магистралей продолжается и сегодня. Для их создания используются трубы различных диаметров, качественные соединительные элементы и запорная арматура. Следует отметить, что последнее время наибольшей популярностью пользуются сварные трубы. Использование современных технологий позволило создать надежный шов, прочность на разрыв которого всего на 10-15% меньше, чем стенки такого изделия.
Постоянная потребность в прокладке новых магистралей обеспечивают работой все трубные производства страны. Продукция от российских производителей сумела завоевать доверие на мировом рынке, о чем свидетельствуют постоянно возрастающие объемы поставок.