Г А З О Н А П О Л Н Е Н Н Ы Е К О Н С Т Р У К Ц И И
В свою очередь сжатый газ, несмотря на большие расходы по его хранению представляет большую угрозу при возникновении нештатных ситуаций вследствие своей коварной способности взрываться в самый неподходящий момент.
Помимо этого с уменьшением диаметра сосуда пропорционально снижается и толщина стенки, что ведет к снижению массы отделяемых частей, снижая их разрушительное воздействие.
Технология создания баллонов на основе тонкостенных трубок малого диаметра позволяет создавать баллоны произвольной конфигурации, и размещать их в наиболее удобных местах автомобиля. Безопасные облегченные баллоны могут найти широкое применение так же в дыхательных аппаратах используемых в спасательных и водолазных работах, где дополнительный запас воздуха зачастую решает вопрос жизни людей.
Еще более широкое применение тонкие трубки, наполненные сжатым газом, могут найти в качестве силовой балки. Как известно, основой строительных конструкций сегодня являются металлический профиль и железобетон. С освоением производства тонких трубок наполненных газом появляется возможность создания нового строительного материала значительно превосходящего их по свом свойствам.
В последнее время часто говорится о нанотехнологиях, которые способны создать легкие и прочные материалы. Но это в будущем при освоении молекулярных технологий упаковки сжатого газа.
Сегодня промышленность производит тонкие трубки с высоким соотношением радиуса к толщине стенки диаметром в пределах 3-10 мм, что практически способны дать те же предполагаемые результаты нанотехнологий.
Пакеты длинных трубок, заполненных азотом, которые можно усилить углепластиковой нитью, представляют собой предварительно напряженный, газонаполненный стротительный материал с уникальными свойствами сочитающих прочность и малый вес.
.
Если надувной матрас просто перестанет доставлять комфорт, то колесо автомобиля уже взорвется с оглушительным шумом. Однако, если свойства сжатого газа взрываться и наносить разрушения, заблокировать использованием тонких трубок, появляется возможность его широкого использования во многих видах строительных работ.
Землетрясения нередко полностью разрушают крупные города только потому, что строительные материалы, из которых строились дома, имели большой вес при недостаточно высокой прочности. Применение газа в строительстве жилья позволит отказаться от песка и цемента, заменив его газом, а силовые нагрузки перенести на сталь и стекловолокно работающих на растяжение, что значительно снизит вес применяемых панелей при значительном увеличении прочности.
Качество городских магистралей так же перестает отвечать современным требованиям. Бесконечные пробки и аварии на дорогах способны парализовать жизнь больших городов. Создание легких прочных панелей на основе газонаполненных конструкций позволит создавать многоуровневые полосы движения без пробок и мигающих светофоров.
Cжатый газ позволит создавать как легкие и прочные детали машин и механизмов, так и грандиозные сооружения в виде различных транспортных средств рекордно больших размеров способных транспортировать природный газ под большим давлением даже по воздуху, мостов с исключительно длинными пролетами и небоскребов упирающихся в заоблачные высоты.
Одной из возможностей решения многих проблем связанных с эксплуатацией газа является заключение его в длинные тонкие трубки, что предусмотрено патентами РФ №№.49596,53394,54126,65910. Такое хранение газа полностью исключает возможность взрыва при повреждении емкости.
Взрыв, как известно, характеризуется мгновенным выделением огромного количества энергии. Длинная трубка в отличие от традиционных баллонов высокого давления обладает большим аэродинамическим сопротивлением и энергия, которая запасена в сжатом газе, не способна мгновенно вырваться на свободу.
При конструировании баллонов высокого давления, учитывается их повышенная опасность и для снижения вероятности разрушения, как правило, увеличивают запас прочности в 2 и более раз. В случае применения трубок малого диаметра, такой запас прочности может не понадобиться, поскольку дело ограничивается лишь выходом из строя сосуда или же только части сосуда.
В этом случае появляется возможность создавать баллоны высокого давления в абсолютно безопасном исполнении и значительно меньшего веса. Такие баллоны высокого давления могут быть использованы для хранения природного газа или водорода на транспорте.
Из компетентных источников известно, что разведанные запасы газа в России составляют порядка 47 триллиона м³, при ежегодной добыче более 500 миллиардов м³ в год. Однако огромные регионы находящиеся вдали от крупных газовых магистралей не имеют доступа к голубому топливу.
Причиной этому в большей степени является сложность создания сети трубопроводов. Так стоимость километра газопровода диаметром 200мм составляет около 5 млн. рублей. При больших расстояниях и распыленности поселков свойственных России, создание сети трубопроводов способной обеспечить повсеместное газоснабжение вряд ли представляется возможным.
Помимо этого поставки газа за рубеж часто находятся под угрозой срыва в связи с экономическими и политическими разногласиями со странами, через которые проходят магистральные трубопроводы. В связи с этим возникает острая необходимость в создании альтернативного варианта доставки газа удаленным потребителям в широком диапазоне объемов поставок. К промышленному освоению транспортировки природного газа возможны следующие варианты:
- сжижение природного газа на месторождении и доставка его криогенными автозаправщиками;
- компримирование природного газа и доставка передвижными автогазозаправщиками (ПАГЗ);
- заполнение оболочек дирижабля-газовоза природным газом (ПГ) при давлении чуть больше атмосферного и транспортировка его по воздуху.
Первый вариант требует создания криогенного оборудования и характеризуется большими материальными и энергетическими затратами и не пригоден для длительного хранения газа. Третий вариант доставки с помощью дирижабля плох тем, что без предварительного сжатия газ занимает большой объем, что не очень удобно для транспортировки. Помимо этого дирижабли как летательные аппараты плохо себя зарекомендовали.
Наиболее перспективным представляется второй вариант. Т.е транспортировка газа под большим давлением. Современные технологии позволяют обеспечить транспортировку газа при давлении порядка 25 МПа. что зачастую недостаточно. К тому же существующая технология изготовления баллонов не обеспечивает необходимую степень безопасности при возникновении нештатных ситуаций.
Однако если повысить давление до 60МПа и полностью исключить возможность взрыва то данный способ может конкурировать со схемой трубопроводов, дополнять, а во многих случаях с успехом заменять трубопроводы.
Баллоны на основе патентов РФ №№ 49596, 53394, 54126, 65910 способны решить широкомасштабное хранение и транспортировку природного газа при рабочем давлением порядка 600 атм. и соотношении вес баллона к объему - 0,5кг/дм³. Баллоны выполнены из трубок малого диаметра и полностью безопасны в эксплуатации. Основное усилие сдерживается мягкой оплеткой из прочных материалов (кевлар,творон и т.д.).
Металл в данном случае нержавеющая сталь служит в качестве лейнера и представляет собой тонкстенную трубку диаметром около 7мм. Оплетка с требуемой прочностью, может производиться отдельно на оплеточных станках и одеваться на трубки в процессе сборки.
Легкие надувные конструкции уже давно находят применение. Это футбольный мяч, колесо автомобиля, надувной матрас и многое другое. Однако это изделия низкого давления и соответственно сравнительно незначительными нагрузочными свойствами.
С увеличением давления газа повышаются и силовые характеристики изделий, но так же растут опасности в случае повреждения оболочки
патенты РФ №№ 49596, 53394, 54126, 65910
Газы, как известно, являются одним из наиболее распространенных материалов использующихся в промышленности. Но их безграничные возможности сочетаются с бесконечными проблемами связанные с использованием хранением и транспортировкой. Большая часть проблем возникают вследствие того, что газ, обладая малой плотностью, занимает большой объем, что требует его максимального сжатия.
