Конференциясының ЕҢбектері

92 
ӘОЖ 577.4:66.046.44.59 
 
МҰНАЙ ӚНДІРІСІ ҚАЛДЫҚТАРЫНЫҢ ҚОРШАҒАН ОРТАҒА ӘСЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫ 
УТИЛДЕУ НЕГІЗІНДЕ КӘДЕГЕ ЖАРАТУ ЖОЛДАРЫ 
 
Дәрібаев Ж.Е., Дарибаева Н.Г., Құтжанова А.Н. 
М.Әуезов атындағы ОҚМУ, Шымкент, Қазақстан 
 
Резюме 
В  этой  статье  приведены  достижения  и  особенности  технологии    получения  строительных 
материалов  –  вяжущего  –  гипсого  вяжущего  и  заполнителя  для  легкого  бетона  –  аглопорита  с 
применением  нефтяных  производственных  отходов  –  нефтешламы  для  топлива  в  шихту  при  спекании 
агломерационным методом. 
 
Summary 
In  this  article  the  given  receptions  technology  of  a  porous  fillers  agloporith  and  material  method  at 
agglomeration from of the oil mud joint-stock company “PetroKazakhstanOilProducts” of Shymkent city. 
 
Мақалада  мҧнай  ӛңдеу  ӛндірісінің  қалдығы  –  мҧнай  шламын  агломерациялық 
технологиямен кҥйдіру кезінде, оны шихтаға отын ретінде қосып, қҧрылыс материалдары – жеңіл 
бетон толтырғышы – аглопорит пен байланыстырғыш материалы – гипсті байланыстырғышын алу 
технологиясының ерекшеліктері мен жетістіктері келтірілген. 
Қазақстанда  мҧнай-газ  секторын  дамыту  жҧмыстары  экономикалық  жағынан  тиімді 
болғанымен,  ӛндірістің  бҧл  саласының  дамуымен  бірге  қоршаған  ортаның  ластануы  да  артып 
отыр. Қазақстанның 2004-2015 жыл аралығындағы "Экологиялық қауіпсіздік тҧжырымдамасында" 
Қазақстанның  жаңа  мемлекеттік  экологиялық  саясаты  жӛніндегі  ережелер  жасалынған.  Онда 
бҥгінгі қоғам мен экономиканы экологиялық қауіпсіздік тҧрғыдан дамыту жолдарын қарастырып, 
ӛмір  сҥруді  экологизацияландыру  заңдылықтарына  бағындыру  қажеттігі  туралы  айтылған. 
Тҧжырымдамада  2004-2006  ж.ж.  аралығында  кӛрсетілген  жоспарды  Ҥкімет  қаулысымен  бекіту 
және  оны  іске  асыру  жӛнінде  айтылса,  ал  2005-2007  ж.ж.  аралығында  қоршаған  ортаны  қорғау 
жӛнінде,  2005-2015  ж.ж.  аралығында  шӛлді-шӛлейтті  жерлерді  қалпына  келтіру  және  жердің 
қҧлазуын  тоқтату  бағытында  жҥргізілетін  жҧмыстарды  Ҥкіметтің  бюджеттік  қаражатпен 
қамтамасыз ететіндігі туралы қарастырған [1] . 
Мҧнай  химиясы  мен  мҧнай  ӛңдейтін  ӛнеркәсіптерден  шығарылатын  кӛмірсутектер  мен 
одан  ӛндірілетін  заттар,  кҥкіртсутектер,  кҥкірт  ангидриді,  кӛміртек  тотықтары  мен  азот 
тотықтары,  токсикологиялық  және  ӛткір  иісті  газдар  мен  шаңдар  атмосфералық  ауаны  негізгі 
ластаушы кӛздерге жатады. 
Сонымен  бірге,  ӛндірістен  қалдық  тҥрінде  шығарылатын  газды  жандыру  кезінде 
атмосфералық ауаға улы газ – меркаптандар тасталынады. 
Ӛндіріс орналасқан қалалардағы ауаны ластаушы негізгі зиянды заттардың біріне кӛміртегі 
тотығы жатады. Ол адам қанының қҧрамындағы гемоглобинмен әрекеттесіп, денсаулыққа зиянды 
карбоксогемоглобин тҥзеді. 
Ӛндірісті  қазіргі  заманғы  техникамен  толықтыру  және  мҧнай  мен  пайдалы  қазбаларды 
ӛңдеудің қарқынды тҥрде дамуы – қоршаған табиғи ортаға тҥсетін техногендік салмақты одан әрі 
арттыра тҥсуде. 
Л.А.Обревко,  В.А.Фралова,  А.М.Даршиевалардың  ғылыми  еңбектерінде  мҧнай  ӛңдеу 
ҥрдісінде  тҥзілетін  ластаушы  заттарға  кӛмірсутектер  (атмосфераны  ластаушы  48  %),  кӛміртек 
тотығы  (33  %)  және  қатты  заттар  (2  %)  жатады.  Ал,  кафелдерде  жыл  сайын  7,1  млрд.  м³  мҧнай 
газы  ӛртенеді [2].  Қоршаған  табиғи  орта  қосымша  зиянды  бҧрғылау  қҧрылғыларындағы  ақаулар 
мен  магистралдық  мҧнай  қҧбырларындағы  оқыс  жағдайлардан  ластанады.  Олардың  негізгі 
себептері: технологиялық кемшіліктер мен мҧнай қҧбырларының тесілуі. Кейбір авторлардың [3] 
мәліметтері  бойынша,  мҧнай  кен  орындарын  қарқынды  ӛндірістік  игеру  аумақтарында  жердің 
техногендік  қҧлдилауы  30  %-ға  жеткен.  Батыс  Қазақстанда  5  млн  т-дан  аса  мҧнай  тӛгілген.  Ал, 
Ш.А.Ершина, У.К.Жапбасбаевалардың жҧмыстарындағы аэроғарыш суреттері мҧндай ӛзендердің 
саны 2000-ға жуық екенін кӛрсетеді. Олардың ең кіші ӛзендерінің диаметрі 5 м-ден кем емес, ал 
ҥлкендері ондаған және жҥздеген гектарларды алып жатыр. Жылдық экологиялық зиян 1-1,5 млрд 
теңгені қҧрайды [4]. 

93 
С.И.Петров,  Т.Н.Тюлягина,  П.А.Василенко  қоршаған  табиғи  орта  нысандарына  мҧнай 
ӛнімдерінің әсерін анықтау ҥшін ғылыми зерттеулер жҥргізе отырып, мҧнай мен оның қҧрамдас 
бӛліктерінің қоршаған табиғи ортаға, ауа, су немесе топыраққа тҥсуі нәтижесінде, олардың табиғи, 
химиялық,  биологиялық  қасиеттерін  ӛзгертіп,  табиғи  биохимиялық  ҥрдістерді  бҧзатындығын 
айтады және тасымалдау барысында мҧнайдың кӛмірсулары микробиологиялық тҧрақтылығымен 
сипатталатын  канцерогендік  қауіптілігін  және  зиянды  заттарды  тҥзеуге  қабілетті  екендігін 
ескертеді  [5].  Зияндылығы  жағынан  мҧнай  шламы  қауіптіліктің  3-тобына  жататын  ӛндірістік 
қалдық  болып  табылады  және  жоғары  радиациясымен  ерекшеленіп,  зиянды  ауыр  металлдардың 
қайнар кӛзі болып табылады. 
Техникалық деректер негізінде [6], мҧнай мен мҧнай ӛнімдерін ӛңдеу барысында тҥзілген 
мҧнай шламының қҧрамындағы жоғары қайнайтын мҧнай ӛнімдері, су мен механикалық қоспалар 
эмульденген  жағдайда  болады.  Е.А.Мазлова,  С.В.Мещеряков  [7]  кӛрсеткендей,  ауыр  мҧнай 
қалдықтарын қҧрайтын мҧнай шламдарының қҧрамы: мҧнай ӛнімдерінен  – 10-56, судан – 30-85, 
қатты қоспалардан – 13-46 (%, салмақ) тҧрады. 
Мҧнаймен  ластанған  топырақ,  негізінен,  ескі  мҧнай  ағыстарын  жою  барысында  тҥзіледі 
және  30  салмақ  %-ға  дейінгі  органикалық  бӛлікке  қанық.  Мҧнайдың  табиғи  қасиеттеріне  орай 
оның топыраққа енуі 5-7 см-ден аспайды да, топыраққа әсер ете алмайтын, иілмелі су ӛткізбейтін 
қабатты тҥзейді. 
Мҧнай  қалдықтарының  қҧрамы  мен  қасиеттерінің  ерекшелігі,  ашық  қамба-
сақтаушылардың  атмосфераның  әсерінен  ҥздіксіз  ӛзгеріп  отыруына  байланысты.  Оларды  ӛңдеу 
мәселесі  әлі  кҥнге  толық  шешімін  таппай  келеді.  Уақыт  ӛте  келе,  бейорганикалық  механикалық 
қоспалардың  қосымша  тҥсуінен,  коллиодты–мицеллярлық  тҥзілістің,  мҧнайдың  қышқылдануы 
мен қоюлануынан, жеңіл элементтердің булануы нәтижесінде эмульсия ескіреді. 
Р.И.Мансуров, А.А.Каштанов, Р.М.Ручкин кӛрсеткендей, бҧл әдістердің тәжірибеде жҥзеге 
асырылуы бірдей жағдайда емес [8]. 
Қазіргі  таңда  топырақтың  мҧнаймен  ластануын  жоюдың  кӛптеген  әдістері  мен  тәсілдері 
бар:  механикалық:  ластануды  жою;  мҧнайды  ыдысқа  айдау;  топырақты  ауыстыру;  физикалық-
химиялық:  ӛртеу,  жалынның  алдын  алу;  топырақты  шаю;  топырақты  бҧрғылау;  ерітінділермен 
жыныстау; сорбция; термикалық десорбция; биологиялық: биоремедиация және фитомелиорация. 
Дегенмен,  келесі  авторлар:  В.Ж.Аренс,  О.М.Гридин,  А.Л.Яншиндердің  пікірлерінше, 
аталған  әдістердің  әрбірінің  ӛз  шектеулері  болғандықтан,  тҥрлі  әдістер  мен  технологияларды 
кешенді 
пайдаланған 
тиімді. 
О.Ю.Левицкийдің, 
А.С.Беспаловтың, 
О.Н.Попсуйконың, 
Д.Ф.Варфоломеевтің,  Р.Н.Гимаевтің,  П.Л.Ольковтың  пікірлері  бойынша  мҧнай  шламдарын 
бӛлмей, мысалы, олар ӛртеу тәсілімен пайдалануды, жол қҧрылысында тҧтынуды немесе қҧрылыс 
материалдарын ӛндірісте пайдалануды ҧсынады. 
Мҧнай  қалдықтарын  пайдалану  бойынша  әдебиеттерді  талдау  мҧнай  қалдықтарының 
мынадай  пайдаланылу  мҥмкіндіктерін  кӛрсетеді:  жол  қҧрылысында  мҧнай-топырақты,  цемент-
топырақты,  асфальт-бетонды,  газ-бетонды,  шламбетонды  пайдалану  ҥшін;  бетон  қоспасын 
дайындау  барысында  беттік  активті  заттар  (БАЗ)  және  химиялық  қоспалар  ретінде;  кҥйдірілген 
кірпішті, керамзит секілді жеңіл толтырғышты, жапырақ пен плиталар тҥрінде ҧсақ бҧйымдарды, 
жертӛле  немесе  фундаментті  гидрализдеу,  жҧмсақ  жамылтқыларды  дайындау  кезінде  қҧрылыс 
материалының  қҧрамында;  бҧрғылау  ерітінділерінің  қҧрауыштары  мен  майлау  қосымшалары 
ретінде бҧрғылау ҥрдісінде мҧнайлық және газдық ӛндірісте; жанармай материалдарын дайындау 
ҥшін және мазут ретінде жанармай ӛндірісінде пайдаланады. 
Халық шаруашылығында мҧнай қалдықтарын пайдалану мҥмкіндіктерінің ҥлкен кӛлеміне 
қарамастан,  бҧл  бағыттар  жете  дамымаған.  Сондықтан,  зрттеу  жҧмысында  мҧнай  шламын  отын 
ретінде пайдаланып, қҧрылыс материалдары – аглопорит пен гипсті байланыстырғыш материалын 
алу – ӛте ӛзекті мәселе болып табылады. 
 
ЗЕРТТЕУ НЫСАНЫ МЕН ӘДІСТЕРІ 
Ғылыми зерттеу жҧмысында Шымкент қаласындағы «ПКОП» АҚ-ының мҧнай шламы мен 
Ақтӛбе  қаласындағы  «Жаңажол»  АҚ-ның  мҧнай  шламы  қалдығымен  ластанған  мҧнай  сіңген 
топырағы пайдаланылды. 
"Петро  Казахстан  Ойл  Продактс"  ашық  акционерлік  қоғамы  Шымкент  қаласының 
оңтҥстік-шығысындағы тҧрғын аудан шекарасынан 4-5 шақырым қашықтықта Бадам ӛзенінің сол 
жағында  орналасқан.  Санитарлық-гигиеналық  сипаттамасы  бойынша  "ПКОП"  ААҚ-ы  қоршаған 

94 
ортаға  зияндылық  әсері бойынша  1-класқа жатады  да,  оның  санитарлық  қорғау  белдемі  СанПин 
талабы бойынша 1000 м қашықтықта белгіленген. 
Атмосфера  ауасының  ластану  деңгейін  сипаттау  мақсатында  атмосфераның  ластану 
индексін қолдану арқылы және зиянды заттардың қауіптілік класы, ауаның сапасын сипаттайтын 
стандарттары мен ауаның ластану деңгейі қаперге алына отырып, ӛндіріс орнының жҧмыс істеуі 
барысында атмосфераның ластану индексі (АЛИ) есептеу барысында [9] тек Шымкенттегі мҧнай 
ӛңдеу  ӛндірісінен  қоршаған  ортаға  газ  тҥрінде  тасталынатын  азот  тотықтары  мен  кҥкірт 
қосылыстарының,  сонымен  бірге,  шектелмеген  кӛмірсутектер  буымен  мазут  кҥлінің 
атмосфера  ауасын  қауіпті  деңгейде  ластайтындығының,  ал  кҥкіртті  сутекпен,  ароматты 
кӛмірсутектер және фенолмен жоғары деңгейде ластанатындығы  белгілі болды. 
Сол  сияқты  Ақтӛбе  қаласындағы  «Жаңажол»  АҚ-ның  мҧнай  шламы  қалдығымен 
ластанған  мҧнай  сіңген  топырақ  тек  жер  ресурстарына  ғана  емес,  жер  асты  суларына  ҥлкен 
қатер мен қауіп тӛндіріп отыр. 
Агломерациялық  технология  арқылы  кез-келген  қалдықтарды  кҥйдіру  мҥмкін 
болғандықтан, зерттеу жҧмысында тҥрлі ӛндіріс қалдықтарын шикізат ретінде, ал оларға отын 
тҥрі  ретінде  мҧнай  шламын  пайдалану  арқылы  шихта  дайындалып,  оларды  тарелкалы 
грануляторда тҥйіршіктеп алған соң, агломерациялық ыдыста тҥйіршіктер кҥйдіріліп, олардан 
қҧрылыс материалдары алынды. 
Зерттеу 3 сатыда жҥргізілді: 
1.  Кҥл  –  60  %;  Оранғай  топырағы  –  20  %  және  Шымкент  «ПКОП»  АҚ-ның  мҧнай 
шламы  – 20 %. 
2. Жамбыл «НДФЗ» АҚ-ның фосфогипс қалдығы – 97 %; мҧнай шламы – 3 %; 
3. Ақтӛбе мҧнай шламы сіңген топырақ – 97 %; Оранғай топырағы  – 97 %. 
Айта  кету  керек,  жоғары  температурада  бетон  қоспасының  жеңілдеуіне 
тҥйіршіктердегі  жанғыш  заттардың  жану  кезінде  тҥзілген  газдардың  ҥлесі  зор.  Себебі  сол 
газдар шихта қабатынан бӛлініп шыққанда, газдардың орнында пайда болған қуыс кеңістіктер 
алынған  бетон  қоспасының  жеңілдеуіне  жағдай  жасайды.  Агломерция  ҥрдісі  кезінде 
тҥйіршіктегі мҧнай шламының,  алдымен, су кҥйіндегі буы ҧып, кейін жанғыш заттары жана 
бастайды.  Осылай  жанғыш  заттардың  жануы  арқасында  тҥйіршік  бетінде  кҥл  қабаты  пайда 
болады  да,  тҥйіршіктің  ортасында  қатты  ядро  тҥзіледі.  Тҥйіршіктер  қабатында  (шихтада) 
температураның одан әрі ӛсуіне және ауа соруына байланысты тҥйіршік қабатында қуыс ауа 
кеңістігі пайда болады. 
Әдетте,  температураның  кӛтерілу  жылдамдығына  байланысты  силикатты  шикізаттан 
тығыз немесе қуыс қҧрылыс материалын алуға болады. Мысалы, тҥйіршікті баяу қыздыратын 
болсақ, алдымен, ол тҥйіршіктің ішкі қабатынан  және бетінен газ бӛліне бастайды. Осы кезде 
температураның ӛсуін тоқтатып тҥйіршікті суытса, онда тҥйіршіктің қҧрылымды тығыз болып 
келетіндіг байқалады. 
Егер тҥйіршік белгілі бір уақытқа дейін тӛменгі температурада (шамамен 400-500 
0
С) 
қыздырып,  сонан  соң  температура  шамасын  кҥрт  ӛсірсек,  онда  алдымен  тҥйіршіктің  беткі 
қабаты  балқи  бастап, сонан  соң  оның  ішкі қабатынан  газ бӛліне  бастайды.  Бірақ  су  буынан, 
СО және СО
2
  және  т.б. кӛмірсутектен  тҧратын газдар  тҥйіршіктің  балқыған  сыртқы  қабатын 
тесіп  ӛте  алмағандықтан,  оны  кернеп  тҥйіршіктің  кӛлемін  ҥлкейте  бастайды.  Осы  кезде 
температураны  азайта  бастасақ,  бӛлінген  газдар  кӛлемі  ҧлғайған  тҥйіршіктің  ішінде  қалып 
қояды  да,  сол  тҥйіршікке  ҧяшықтық  қҧрылым  беруге  мҥмкіндік  тудырады.  Міне,  осылай 
темпертураны  басқару  арқылы  тығыз  немесе  қуыс,  салмағы  жеңіл  бетон  қоспасын  алуға 
болады.  Жеңіл  бетон  қоспасын  бҧл  айтылған  жолмен,  әдетте,  керамзит  және  кҥл-топырақ 
керамзитін алу ҥшін қолданады. 
Жеңіл  бетон  қоспасын  агломерациялық  жолмен алу  барысында  температура  деңгейін 
қысқа уақыт аралығында жоғары мәніне жеткізеді де, жартылай қызып балқыған материалды 
суық ауа сору арқылы тез суыта бастайды. Міне, осының арқасында шихтадағы газдардың тез 
бӛлінуі  және  балқуы  арқылы  пайда  болған  қуыс  кеңістіктер,  жартылай  балқыған  шихтаның 
іле-шала  суи  бастауынан  сақталып  қалып  отырады.  Сондықтан,  мҧндай  ҥрдіспен  алынған 
материал  әрі  жеңіл,  әрі  ашық  қуысты  болып  келеді.  Бҧл  ҥрдіс  кезінде  температураның 
кӛтерілу  жылдамдығы  керамзит  алу  ҥрдісі  кезіндегі  температураны  кӛтеру  жылдамдығынан 
15 есе кӛп болады. 

95 
Материалдың жоғары температурада қысқа уақыт аралығында болуы, сонымен, жоғарыда 
аталған  қалдықтарды  агломерациялық  ҥрдіспен  пісіру  кезінде  материалдар  керамзит  алу 
технологиясына  пісіруге  қарағанда  жоғары  температурада  7-10  есе  қысқа  аралықта,  небәрі  1-1,5 
мин. болып қана ҥлгереді. 
 
ҚОРЫТЫНДЫ: 
Кҥйдіру нәтижесінде 1-ші және 2-саты бойынша аса жеңіл бетон толтырғышы – аглопорит 
алынса, ал 3-саты бойынша гипсті байланыстырғыш материалы алынды. 
Алынған қҧрылыс материалдары МемСТ талаптарына сәйкес келеді. Ал, олардың физика-
техникалық қасиеттері тӛменде 2-кестеде келтірілген. 
 
Әдебиеттер 
1.
 
Экологиялық қауіпсіздік тҧжырымдамасы // Егемен Қазақстан (10.12.2003 ж.). – Алматы, 2003. 
2.
 
Л.А.Обревко,  В.А.Фролова,  А.М.Даришева.  Экологические  проблемы  и  утилизация  отходов 
нефтяной промышленности// КазгосИНТИ. 2002г.-129 с. 
3.
 
М.А.Киреев, Н.К.Надиров. Экологические проблемы нефтедобывающей отрасли Казахстана и 
пути их решения //Нефть и газ Казахстана. -1998. - №4-С. 3-13. 
4.
 
Ш.А.Ершин,  У.К.Жапбасбаев.  Роль  фундаментальных  исследований  в  наукоемных 
технологиях. В кн.: Наука: день сегодняшний, завтрашний: (Научно – популярный сборник). – 
Алматы: Білім, 1998. – с.185 – 192. 
5.
 
С
.И.Петров, Т.Н.Тюлягина, П.А.Василенко. Определение нефтепродуктов в объектах окружающей 
среды. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 1999. – Т.65, №9. – с.3-19. 
6.
 
Е.К.Онгарбаев, З.А.Мансуров. Нефтянные отходы и способы их утилизации. – Алматы: Қазақ 
университеті, 2003. – 160с. 
7.
 
ТУ 38017 – 84. Шлам нефтяной. Введ. 01.06.84. 
8.
 
Е.А.Мазлова,  С.В.Мещеряков.  Экологические  характеристики  нефтяных  шламов  //  Химия  и 
технология топлив и масел. – 1999. - №1. – с.40-42. 
9.
 
Қҧтжанова  А.Н.  Мҧнай  шламы  мен  кҥлді  агломерациялық  ӛңдеу  арқылы  залалсыздандыру. 
Техн. ғылымд. канд. Диссертация, Тараз, 2007. 
 
 
ӘОЖ 577.4:66.046.44.59 
 
АГЛОМЕРАЦИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯМЕН МҰНАЙ СІҢГЕН  
ТОПЫРАҚТЫ ҚАЙТА ӚҢДЕУ  
 
Дәрібаев Ж.Е., Дарибаева Н.Г., Құтжанова А.Н. 
М.Әуезов атындағы ОҚМУ, Шымкент, Қазақстан 
 
Түйін 
Мақалада  мұнай  ӛндірісінің  қалдығымен  ластанған  топырақты  агломерациялық  технологиямен 
күйдіру  кезінде,  шихтаға  отын  ретінде  кӛмір  майдасын  қосып,  құрылыс  материалы  –  аглопорит 
қиыршағын алу технологиясының ерекшеліктері мен жетістіктері келтірілген. 
 
Әдебиеттік  шолу  жҧмыстарын  жҥргізу  нәтижесінде,  осы  кҥнге  дейін  қҧрамында  мҧнай 
шламын  отын  ретінде  пайдаланып,  мҧнай  сіңген  топырақты  шикізат  ретінде  және    аз  мӛлшерде 
кӛмір майдасын қосу арқылы жеңіл қуысты толтырғыш – аглопорит және аглопорит қиыршағын 
алу жҧмыстарының жҥргізілмегендігі анықталды.  
Бҧл  жҧмыста  тҧрғын  ҥй  қҧрылысын  қарқынды  дамытуға  және  қоршаған  ортаны  мҧнай 
сіңген  топырақтын  тазартуға  бағытталған  қҧрылыс  материалын  алудың  агломерациялық 
технологиясын  жасау  кӛзделген.  Ол  ӛзінің  ӛміршеңдігімен,  агломерациялық  технологиямен 
қалдықтардың  барлық  тҥрін  кҥйдірудің  тиімділігімен  және  шихтаға  отын  ретінде  мҧнай  шламы 
мен  кӛп  жағдайда  пайдаланусыз  қалдық  тҥрінде  қалып  қоятын  кӛмір  майдасын    қосу  арқылы 
сапасы жоғары жеңіл қуысты толтырғыш алумен ерекшеленеді.  
Тҥйіршіктерді  қабатты  кҥйдіру  нәтижелері  сол  тҥйіршіктерді  жасауға  пайдаланылатын 
ӛндіріс  қалдықтарының  физика-химиялық  қасиеттеріне,  кҥйдіру  температурасы  мен 
тҥйіршіктердің ірілік қҧрамдары сияқты кӛптеген параметрлерге тәуелді болады.  

96 
Мәселен,  [1]  зерттеу  нәтижелері  жылу-энергетика  ӛндірісінің  кҥлі  қҧрамындағы  кокс 
қалдығының  жануына  тҥйіршік  қҧрамына  енгізілген  топырақтағы  су  молекулаларының  әсер 
ететіндігін кӛрсетеді [2]. 
Дегенмен, мҧнай сіңген топырақты негізгі шикізат ретінде пайдаланып, оны экологиялық 
және  экономикалық  тҧрғыдан  аса  тиімді  болып  табылатын  қабатты  кҥйдіру  әдісімен  ӛңдеу 
негізінде,  оған  қатты  отын  ретінде  ӛндіріс  қалдықтары  мҧнай  шламы  мен  кӛмір  майдасын 
араластырып  жасалынған  тҥйіршіктер  бойындағы  отынның  жану  кинетикасы  да  мҧқият 
зерттелінуі тиіс. Себебі зерттеушілер тарапынан бҧл мәселеге осы кҥнге дейін айтарлықтай кӛңіл 
аударылған емес.  
Зерттеу  жҧмысы  қҧрамында  мҧнай  шламы  мен  кӛмір  майдасы  қосылған  мҧнай  сіңген 
топырақтан  аглопорит  жасау  мақсатында  жалпы  қабылданған  арнайы  және  біз  жасаған 
методикалық әдістер бойынша жҥргізілді.  
Шикізат  қҧрамындағы  жанғыш  заттардың  жану  ҥрдісінің  кинетикасын  анықтау  ҥшін, 
жҧмыс  лабораториялық  термиялық  қондырғыда  жҥргізілді.  Ол  лабораториялық  тҥтікті  пештен, 
дифференциалды  термиялық  ӛлшеу  сымдарынан,  кварц  тҥтіктерінен,  сандық  миливольтметрден, 
микрокомпрессордан  және  азот  толтырылған  балоннан  тҧрады  (1-сурет).  Дифференциальды 
термиялық ӛлшеуіш блок ӛзара байланысқан ҥш пирометриялық екі каналды тҥтіктерден тҧрады. 
Дифференциалданған  ӛлшеуіш  сымның  бір  ҧшына  зерттелінетін  нҧсқа,  ал  екінші  ҧшына  эталон 
кигізіледі  де,  ҥшінші  сым  кварц  тҥтігіндегі  немесе  алунд  тҥтігіндегі  температураға  байланысты 
ӛзгерісті бақылауға арналған. 
 
 
 
Жҧмысты  жҥргізер  алдында  бірдей  жасалынған,  яғни  орта  тығыздықтары  бір-біріне  тең 
келетін тҥйіршіктер нығыздау әдісімен дайындалды. Зерттелінетін нҧсқалар биіктігі 8-10 мм болатын 
цилиндрде  жасалынып  алынды.  Шихта  қҧрамы  20  %  мҧнай  шламы,  20  %  Оранғай  топырағы  (саз 
топырақ) және 60 % кҥлден тҧрады. Дифференциалды термиялық ӛлшеуіш зерттелінетін нҧсқа және 
эталонмен бірге кварц тҥтіктеріне салынды. Қажетіне қарай зерттеу барысында кварц трубкасына 
микрокомпрессордың кӛмегімен жылдамдығы – 1 л/мин-пен ауа немесе азот жіберіледі. Сонан соң 
кварц  тҥтігіне  зерттелінетін  нҧсқаның  қҧрамындағы  мҧнай  шламының  жану  кинетикасының 
температураға байланысты ӛзгерісін сандық миливольтметр кӛмегімен бақыланды.  
Зерттелінетін  нҧсқаның  қҧрамындағы  кӛмірдің  жану  температурасы  600-800 
о
С 
температуралардағы ауасыз ортадағы прибор кӛрсеткішіне дейінгі температураларда бақыланды. 
Топырақтан (мҧнай сіңген топырақ) жасалынған тҥйіршіктер қҧрамындағы отынның жану 
кинетикасын  зерттеу  екі  сатымен  жҥргізілді.  Зерттеудің  алғашқы  сатысы  лабораториялық 
термиялық  пеште  (1-сурет)  жҥргізілсе,  екінші  сатыда  зерттеу  жҧмыстары  ҥлкейтілген 
агломерациялық қондырғыда жҥзеге асырылды [3].  
Соның  ішінде  арнайы  дайындалған  тҥйіршіктерді  термиялық  пеште  кҥйдіру  кезіндегі 
отынның жану кинетикасын зерттеу – екі сатыда жҥзеге асырылды:  
9 
5 
1 
2 
3 
4 
6 
7 
8 
1–тҥтікті  электр  пеші;  2–кварц  тҥтігі;  3–нҧсқалар;  4–термиялық  ӛлшеу  сымдары;  5–пештің 
температурасын  ӛлшеуге  арналған  сым;  6–ротометр;  7–микрокомпрессор;  8–миливольтметр;  9–
азот толтырылған балон. 
1-сурет – Тҥйіршіктер қҧрамындағы мҧнай шламының жану 
кинетикасын зерттейтін  лабораториялық қондырғы схемасы 

97 
1)  зерттеу  жҧмыстары  мҧнай  сіңген  топырақтың  қҧрамына  қосылған  әр  тҥрлі  отын 
мӛлшерлерінің  (мҧнай  шламы,  кӛмір  майдасы)  жану  кинетикасын  Колмогоров-Ерофеев 
теңдеуімен ӛңдеу негізінде зерттелсе,  
2) зерттеу жҧмысының ерекшелігі – отынның жану кинетикасын Хольт әдісімен анықтау 
болып отыр.  
Кӛмір  тҥйіршіктерінің  жануы  диффузияның  ішкі  немесе  сыртқы  режим  тҥріне 
жататындығын  айқындау  ҥшін,  термиялық  пеште  кҥйдіру  барысында  уақыт  пен  температураға 
қатысты  алынған  мәліметтер  негізінде  тҧрғызылған  кинетикалық  қисықтарды  (  -бӛлім,  -  сурет) 
Хольт әдісімен мынадай теңдеу тҥріне келтірілді:    
(1-α) ln(1-α) + α =К     
 
 
 
 
        
       
                    (1) 
m
K
1
1
ln
 
 
                                                                                                   (2) 
Мҧндағы  (1)  теңдеу  ауа  қҧрамындағы  оттегінің  тҥйіршік  бойындағы  кӛміртегінің  жету 
диффузиясын  (ішкі  диффузия)  анықтауға  мҥмкіндік  береді  де,  ал  (2)  теңдеу  тҥзілген  кӛміртегі 
тотықтарының  тҥйіршіктің  ішкі  қабатынан  шығу  диффузиясын  (сыртқы  диффузия)  сипаттайды. 
Оттегінің  кӛміртегіге  жету  диффузиясын  (ішкі  диффузия)  анықтайтын  зерттеу  нәтижелері  1-
кестеде,  ал  тҥйіршікті  термиялық  пеште  кҥйдіру  кезіндегі  lnК  –  1/Т  ·  10
-4
  тәуелділікке  қатысты 
ӛңдеу мәліметтері (ішкі диффузия) 2-кестеде келтірілді.  
1  -  кесте  –  Мҧнай  сіңген  топырақтан  дайындалған  тҥйіршікті  термиялық  пеште  кҥйдіру 
кезіндегі отынның жану кинетикасын Хольт әдісімен ӛңдеу (ішкі диффузия)  
600 
0
С 
n/n 
(1- α) ln (1- α) + α 
τ 
ln τ 
1 
-0,275 
0,18 
0,18 
2 
-0,14 
2,3 
0,83 
3 
0,09 
3,2 
1,16 
4 
0,03 
6,0 
1,79 
5 
0,24 
18 
2,29 
700 
0
С 
1 
0,17 
1,4 
0,34 
2 
0,025 
2,5 
0,92 
3 
0,025 
3,9 
1,36 
4 
0,075 
5,1 
1,63 
5 
0,14 
7,5 
2,01 
800 
0
С 
1 
0,02 
2,1 
0,74 
2 
0,0115 
3,3 
1,2 
3 
0,16 
4,0 
1,4 
4 
0,26 
6,5 
1,9 
 
2-кесте  –  Мҧнай  сіңген  топырақтан  дайындалған  тҥйіршікті  термиялық  пеште  кҥйдіру 
кезіндегі lnК – 1/Т · 10
-4
 тәуелділікке қатысты ӛңдеу мәліметтері (ішкі диффузия) 
 
N/N 
H 
n 
ln 
1/n 
lnk 
lnK 
1 
-0,31 
0,22 
-1,51 
4,55 
-1,17 
-6,82 
2 
-0,23 
0,21 
-1,56 
4,76 
-1,47 
-8,56 
3 
-0,13 
0,20 
-1,61 
5,0 
-2,04 
-11,81 
 
Осыдан барып, тангенс бҧрышты табу арқыл активтендіру энергия мәні анықталды: 
32
,
2
15
,
2
19
,
4
3
,
9
45
,
11
82
,
6
81
,
11
tg
 
моль
кДж
Е
акт
/
3
,
19
32
,
2
314
,
8
 
Сыртқы диффузияны анықтайтын зерттеу нәтижелері 3-кестеде кӛрсетілген.  
Айта  кететін  жәйт,  бірақ  (1)  және  (2)  теңдеулердегі  К  параметрін  анықтау  бҧл  кестелік 
мәндерді  график  тҥріне  келтіру  арқылы  ғана  мҥмкін  бола  алады.  Хольт  теңдеулері  бойынша 
сыртқы диффузияны анықтайтын график мәндері жоғарыда 3-кестеде келтірілді. 

98 
3-  кесте  -  Ақтӛбе  қаласындағы  Жаңажол  ӛндірістік  кешенінің  мҧнай  сіңген  топырағынан 
дайындалған тҥйіршіктерді термиялық пеште кҥйдіру кезіндегі отынның жану кинетикасын Хольт 
әдісімен ӛңдеу (сыртқы диффузия бойынша) 
 
600 
0
С 
α 
1- α 
1/(1- α) 
ln α 
Ln(ln(1- α)) 
τ 
Ln τ 
0,04 
0,96 
1,042 
0,041 
-3,19 
1,2 
0,18 
0,1 
0,9 
-1,111 
0,105 
-2,25 
2,3 
0,83 
0,19 
0,81 
-0,23 
0,207 
-1,57 
3,2 
1,16 
0,39 
0,61 
-1,64 
0,495 
-0,70 
6,0 
1,79 
0,67 
0,33 
-1,109 
1,109 
0,10 
18 
2,9 
0,92 
0,08 
-2,525 
2,525 
0,93 
19,2 
2,95 
700 
0
С 
-0,1 
0,9 
1,11 
0,10 
-2,26 
1,4 
0,34 
0,32 
0,77 
0,30 
0,26 
-1,34 
2,5 
0,92 
0,53 
0,47 
2,13 
0,76 
-0,28 
3,9 
1,36 
0,62 
0,38 
2,63 
0,97 
-0,03 
5,1 
1,63 
0,78 
0,22 
4,55 
1,52 
0,42 
7,5 
2,01 
0,91 
0,09 
11,11 
2,41 
0,88 
9,1 
2,21 
800 
0
С 
0,27 
0,73 
1,37 
-0,31 
-1,16 
2,1 
0,74 
0,47 
0,53 
1,88 
-0,63 
-0,46 
3,3 
1,2 
0,63 
0,37 
2,70 
-0,99 
-0,007 
4,0 
1,4 
0,92 
0,08 
12,5 
2,52 
0,93 
6,5 
1,9 
 
Сонда m-нің 600, 700 және 800 
0
С - да алынған мәндері, сәйкесінше, -3,4; -2,83 және -2,5-ке 
тең болады да, K
600
 = 1,22; K
700
 = 1,13 және k
800
 = 1,09-ға тең мәндерге ие болды (4-кесте).  
 
4-кесте – Мҧнай сіңген топырақтан дайындалған тҥйіршіктерді термиялық пеште кҥйдіру 
кезіндегі  отынның  жану  кинетикасын  Хольт  әдісімен  анықтау  нәтижелері    (сыртқы  диффузия 
бойынша) 
 
N/N 
h 
n 
ln 
1/n 
lnk 
lnK 
1 
-3,4 
1,49 
0,40 
0,67 
1,22 
1,22 
2 
-2,83 
1,66 
0,51 
0,60 
1,04 
1,13 
3 
-2,5 
1,76 
0,57 
0,57 
0,99 
1,09 
 
  
49
,
1
145
,
2
19
,
3
18
,
0
325
,
2
0
19
,
3
1
n
      
 
66
,
1
36
,
1
26
,
2
34
,
0
7
,
1
0
26
,
2
2
n
      
 
76
,
1
66
,
0
16
,
1
74
,
0
4
,
1
0
16
,
1
3
n
       
k
n
n
n
K
n
n
K
ln
1
ln
ln
      
lnK
1
= 0,40 + 0,67 · 1,22 = 1,22 
lnK
2
= 0,51 + 0,60 · 1,04 = 1,13 
lnK
3
= 0,57 + 0,57 · 0,92 = 1,09 
45
,
11
10
273
600
1
10
1
4
4
T
 
3
,
10
10
273
700
1
10
1
4
4
T
 

99 
3
,
9
10
273
800
1
10
1
4
4
T
 
 
Тӛменде 5-кестеде сыртқы диффузия бойынша температура мәндері келтірілген.  
 
 
 
5-кесте – Температура мәндерінің кӛрсетілімдері (сыртқы диффузия бойынша) 
 
n/n 
Tn,
0
C 
4
10
1
T
T
 
1 
600 
11,45 
2 
700 
10,3 
3 
800 
9,3 
 
Оттегінің тҥйіршік қабатынан ӛтіп, кӛміртегіге жеткенге дейінгі активтендіру энергиясын 
сипаттау  ҥшін,  алдымен,  сол  температураға  тән  реакция  константалары 
,
f
тҥзулерінің 
абсцисса жазығы арасындағы бҧрыштарымен сипатталады да, олар 4-кестеде келтірілген мынадай 
шамаларға  тең  болады:  lnk
1
=1,22;  lnk
2
=1,04  және  lnk
3
=0,99.  Осылай  айқындалған  реакция 
константалары мен 1/Т ·10
4
 арасындағы tgυ-ді есептеу арқылы активтендіру энергиясы анықталды. 
Мҧндай тәуелділік 2б-суретте кӛрсетілген.  
Бҧл графикте:  
 
06
,
0
15
,
2
13
,
0
3
,
0
45
,
11
09
,
1
22
,
1
tg
 және одан 
моль
кДж
E
акт
/
50
,
0
06
,
0
314
,
8
- ге тең.  
Яғни,  сыртқы-кері  диффузия  әсеріне  байланысты  активтендіру  энергиясын  анықтау  ҥшін 
ln
ln
)
1
1
ln(ln
m
K
  теңдеуіндегі  lnK  график  тҥзулерінің  ордината  жазықтығымен 
қиылысқан  нҥктелер  мәнін  кӛрсетеді.  Бҧл  теңдеудегі  m  температура  деңгейлеріне  байланысты 
кӛміртегінің  жану  заңдылықтарын  байқататын  тҥзулердің  абсцисса  жазықтығы  арасындағы  tgm 
бҧрыштарының мәнін анықтайды.  
 
ҚОРЫТЫНДЫ: 
Сонымен, бҧл ғылыми жҧмыста:  
–  мҧнай  сіңген  топырақ  қҧрамына  қосылған  кӛмір  майдасы  мен  мҧнай  шламының  жану 
кинетикасы Хольт теңдеуі негізінде анықталып, ішкі және сыртқы диффузия мәндері анықталды;   
– тҥйіршіктің ішкі қабатына бағытталған ауа қҧрамындағы оттегінің кӛміртегіні тотықтыру 
реакциясының  активтендіру  энергиясының  мәні  19,3  кДж/моль  болса,  ал  тҥзілген  кӛміртегі 
тотығының тҥйіршіктің беткі қабатына шығуына байланысты тотығу реакциясының активтендіру 
энергиясы  одан  шамамен  20  есе  аз,  небәрі  0,50  кДж/моль  болатындығы  белгілі  болды.  Бҧдан 
тҥйіршік  бойындағы  кӛмір  майдасы  мен  мҧнай  шламының  жануына  ішке  қарай  бағытталған 
диффузияның шектеуші фактор екендігін байқауға болады. 
 
Әдебиеттер 
1.
 
Дарибаев  Ж.Е.,  Абдрахманов  С.Т.  Использование  хвостов  обогащения  руд  для  получения 
аглопорита  //  Экология  и  образование  /  Сборных  научных  трудов  МКТУ  им.  Х.А.  Ясави. 
Кентау, 1999. С. 48-52. 
2.
 
Дарибаев  Ж.Е.,  Дарибаева  Н.Г.,  Шевко  В.М.  Кинетика  выгорания  коксового  остатка  из 
зольных  гранул  //  Труды  научной  конференции  «История  и  современность»,  посвященной 
55-летию Победы в Великой Отечественной войне. 3-том, Шымкент, 2000, С. 214-216. 
3.
 
Қҧтжанова  А.Н.,  Дәрібаев  Ж.Е.,  Шевко  В.М.  Кҥлден  дайындалған  грануладағы  мҧнай 
шламының жану кинетикасына әсері // Қ.А. Ясауи атындағы ХҚТУ Хабаршысы. Тҥркістан, 
2003, 87-91 б. 
 
 
 

100 
УДК 621.791. 
 
ВЛИЯНИЕ ФТОРИСТОГО КАЛЬЦИЯ НА ГОРЕНИЕ ДУГИ ПРИ СВАРКЕ 
ЭЛЕКТРОДАМИ 
 
Джалилов К.А., Адиходжаева К.Б., Мардзилович О. 
ЮКГУ им. М.Ауезова, Шымкент, Казахстан 
 
Түйін 
Бұл  жұмыста  электродты  қаптама  құрамына  Оңтүстік  Қазақстанды  табиғи  волластонитті 
пластификатор ретінде қолдану бойынша жүргізілген зерттеулер нәтижелері келтірілген. 
 
Summary 
In activity the findings of investigation on usage natural wollastonit of Southern Kazakhstan is adduced as 
plastifier or electrode covers(coatings). 
 
Сварочной  дугой  называется  устойчивый  электрический  разряд  в  газовой  среде, 
образованный  между  электродом  и  изделием.Она  применяется  для  расплавления  основного  и 
присадочного материалов,а в целом для соединения металлоконструкции путем их плавления. 
Устойчивость процесса дуговой сварки зависит в первую очередь от стабильности горения 
сварочной  дуги.Большое  значение  при  этом  имеют  составы:покрытия  сварочной  проволоки  и 
основного металла. 
При  производстве  сварочных  электродов  в  состав  многих  покрытий  вводится  фтористый 
кальций СаF
2
 в качестве шлакообразующего компонента. 
Введение  его  в  состав  покрытия  способствует  очищению  жидкого  металла  сварочной 
ванны от водорода. 
Водород при сварке является вредной примесью.Он при кристаллизации жидкого металла 
понижает свою растворимость и, выделяясь из него, вызывает возникновение пор и трещин. 
Связывание  водорода  с  фтористым  кальцием  можно  представить  следующими 
уравнениями: 
SiO
2
+2CaF→
2
2CaO+SiF
4
↑
 
SiF
4
+2H
2
O→SiO
2
+4HF↑ 
SiF
4
+ H
2
O→SiOF
2
+2 HF↑ 
SiOF
2
+ H
2
O→SiO
2
+ 2HF↑ 
Образовавшиеся  в  результате  реакций  фторидные  соединения  являются  прочными  и  не 
растворяются в жидком металле,снижая при этом содержание водорода в нем. 
Однако,  известно,  что  фториды  ухудшают  условия  горения  сварочной  дуги.Поэтому 
снижение  концентрации  и  ,особенно,  исключение  фтористого  кальция  в  покрытии  резко 
повышают стабильность горения дуги. 
Настоящая  работа  проводилась  по  определению  оптимального  содержания  фтористого 
кальция в составах покрытий, обеспечивающего устойчивость процесса дуговой сварки. 
 
В  работе  были  использованы  сырьевые  компоненты  в  следующем  соотношении 
мас.%:мрамор  10-45;фтористый  кальций  5-40;полевой  шпат  6-8;рутил-ильменитовый  концентрат 
10-12;каолин 5-7;ферромарганец 7-9;ферросилиций 6-8:ферротитан 10-11. 
Введение  фтористого  кальция  в  состав  покрытия  проводилось  с  переменным 
соотношением мрамор-фтористый кальций(СаСО
3
/СаF
2
). 
При  приготовлении  обмазочной  массы  все  компоненты  в  отдельности  измельчались  до 
прохождения  через  сито  0,25  мм(рисунок).Затем  прошли  дозировку  и  перемешивались  в  сухом 
виде.После  этого  замешивались  в  калиево-натриевом  жидком  стекле,  имеющем  плотность  1,3-
1,5г/см
3
 и силикатный модуль 2,8-3,6.Расход жидкого стекла находится в пределах 25-30% к массе 
сухой шихты.Приготовленную обмазочную массу наносили на металлический стержень марки Св  
08А  диаметром  4,0  мм.Внешний  диаметр  обмазки  составляет  5,6-6,0  мм.Затем  покрытые 
электроды предварительно просушивались при температуре t=40-50С
0
 в течение τ=30 минут.После 
сушки электроды прошли прокалку при температуре t=180-200 C
0
 в течение τ=120 минут. 
 
 
 

101 
Технологическая схема приготовления сварочных электродов 
 
Жидкое стекло    Компоненты электродных покрытий  Стальная сварочная проволока 
                                                                                                     
 
 
                               Кусковые материалы                          Порошки  
 
                                Крупное дробление                              Просев 
 
 
                                                    Тонкое измельчение 
 
                                                          Классификация 
 
                                                  Дозировка компонентов 
 
                                              Перемешивание сухой шихты 
 
                                          Приготовление обмазочной массы                 
 
                                        Нанесение покрытия 
 
                                                                Сушка 
 
                 Прокалка 
         
 
                                             
Рисунок. 
С  полученными  электродами  производили  сварку  на  постоянном  токе  обратной 
полярности. 
Оценка устойчивости горения сварочной дуги контролировалась наблюдением при сварке 
с экспериментальными электродами. 
В процессе сварки выявилось следующее: 
1.Введение СаF
2
  в  состав  покрытия  не  менее  5% не  оказывает  существенного  влияния  на 
устойчивость  горения  дуги.Однако,  при  этом  повышается  содержание  водорода  в  металле  шва, 
вызывая появление пористоти и мелких трещин. 
2.С  повышением  содержания  СаF
2 
от  5  до  20%  также  идет  стабильное  горение 
дуги.Изменение устойчивости дугового разряда незначительное. 
3.Введение  СаF
2 
от  20  до  30%  приводит  к  снижению  устойчивости  дугового  разряда, 
заметному ухудшению сварочно-технологических свойств электродов. 
4.Дальнейшее  повышение  содержания    СаF
2 
от  30  до  40%  приводит  к  угасанию 
дуги,трудноподдающемуся повторному ее зажиганию,требующему более высокого напряжения. 
Таким  образом,  по  результатам  проведенных  экспериментальных  исследований  следует 
заключить,  что  для  поддержания  стабильности  дуги  содержание  фтористого  кальция  в  составе 
покрытий должно находиться в пределах от 5 до 20%.При этом наблюдается стабильное горение 
дуги,  обеспечивающее  равномерное  плавление  покрытий  и  правильное  формирование  шва 
металла.В сварном соединении не выявлены дефекты сварных швов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

102 
УДК 539.43 
 
МАЛОЦИКЛОВАЯ ПРОЧНОСТЬ СВАРНЫХ ТРУБ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА 
МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ 
 
Дутбаев Ж.Т., Мамбеткулов Е.Б., Аризов К.Т. 
ЮКГУ им. М.Ауезова, Шымкент, Казахстан 
 
Түйін  
Бұл  жұмыста    сұйық  және  газ  тәрізді  ӛнімді  қысыммен  тасымалдауға  пайдаланылатын 
магистральдық  газ  құбырларының  беріктігін  бағалауға  қатысты  зерттеулердің  нәтижелері 
қарастырылған. 
 
Summary 
Durability at minor cycles of welded pipes of the large diameter of main gas pipelines 
 
Магистральный  газопровод  представляет  собой  сложное  инженерное  сооружение, 
надежная  работа  которого  зависит  от    ряда  факторов  и,  прежде  всего,  связана  с  обеспечением 
прочности сварных труб большого диаметра. 
Как  известно,  расчет  на  прочность  магистральных  трубопроводов  в  настоящее  время 
производится  по  методу  предельного  состояния  при  статическом  нагружении  внутренним 
давлением и регламентируется  СНиП 2.05.06-85*[1]. В качестве основной расчетной схемы при 
оценке  прочности  трубопровода  может  быть  принята  тонкостенная  оболочка,  находящаяся  под 
внутренним  давлением.    В  соответствии  с  нормами  [1]  тангенциальные  напряжения  в  стенке 
трубы должны удовлетворять следующим условиям прочности 
1
2
R
npD
вн
i
,                       
н
вн
i
R
npD
2
2
                                       (1) 
где 
вн
D
  -  внутренний  диаметр  трубы; 
-  номинальная  толщина  стенки  трубы;   
p
- 
рабочее (нормативное) давление в трубопроводе; 
n
- коэффициент перегрузки рабочего давления, 
принимаемый  равным  1,1;   
1
R
-  расчетное  сопротивление  металла  трубы,  принимаемое  в 
зависимости  от  предела  прочности  материала  труб 
в
,  установленного  стандартом  или 
техническими условиями; 
н
R
2
 = 
Т
- нормативное сопротивление, равное наименьшему значению 
предела  текучести  при  растяжении  металла  труб  перпендикулярно  их  оси,    установленное 
стандартом или техническими условиями. 
Значение расчетного сопротивления 
1
R
 определяется в свою очередь формулой  
в
m
m
k
R
2
1
1
1
                                                             (2) 
где  коэффициент 
1
k
  учитывает  однородность  при  разрыве  стали  (для  сварных  труб  из 
низколегированной  стали  принимается  равным  0,8);  коэффициент 
1
m
  отражает  условия  работы 
при разрыве трубы, принимается равным 0,8; 
2
m
  - коэффициент условий работы трубопровода  - 
0,9. 
Если выражение (1) записать в форме условия прочности по допускаемым напряжениям 
2
вн
i
npD
                                                       (3) 
то с учетом зависимости (2) и указанных в нем величин коэффициентов запас прочности 
по пределу прочности оказывается равным 
2
15
,
1
9
,
0
8
,
0
8
,
0
2
1
1
в
в
в
n
m
m
k
, 
что характеризует увеличенное значение допускаемых напряжений, когда  в действующих 
нормах  этот предел принят равным 
6
,
2
в
. 
Выше рассмотренный расчет на прочность по методу предельных состояний не учитывает 
возможной  неоднородности  распределения  напряжений  в  стенке  трубы,  вызываемой 

103 
отклонениями сечений труб от правильной геометрической формы (наличие валика сварного шва, 
смещение кромок в нем, овальность и др.).  Оценка статической прочности труб, находящихся под 
внутренним  давлением,  по  результатам  ряда  работ  [2,3],  подтверждает  правильность 
рассматриваемого  подхода  для  случаев  испытаний  труб  из  пластичных  материалов,  когда  в 
процессе статического разрушения сглаживается местная неоднородность. 
Все  испытанные  трубы  удовлетворяют  условиям  статической  прочности  уравнения  (3), 
причем  в  ряде  случаев  наблюдалась  исходная  овальность  сечений  в  пределах  2%  и  смещение 
кромок  сварного  шва  до  3мм,  допускаемых  по  техническим  условиям.  Характерным  является 
выраженная  пластичность  материала  при  разрушении  (относительное  увеличение  периметра  до 
7,5 % и уменьшение толщины стенки в месте разрыва до 10-15 %). Разрушение происходило как в 
зоне  сварного  соединения,  так  и  по  основному  металлу,  что  говорит  о  снятии  эффектов 
концентрации и изгибных эффектов в процессе статического нагружения. 
Из  выше  указанного  можно  сделать  следующий  вывод,  что  расчет  по  статической 
прочности труб большого диаметра должен обеспечивать работу трубопроводов без разрушений. 
Однако,  практика  эксплуатаций  подобных  сооружений  показывает  наличие  определенного 
процента выхода их строя труб по мере выработки ресурса. Разрушения труб в эксплуатации по 
своему  внешнему  виду    соответствует  разрушениям  под  действием  внутреннего  давления  при 
статическом  нагружении  до  разрыва.  При  этом  трещины,  как  и  при  статическом  разрыве, 
образуются  в  продольном  направлении.  Характерным  является  появление  эксплуатационных 
трещин в зоне сварного соединения. Длина разрывов в процессе эксплуатации может составлять, 
как  при  статическом  разрыве,  до  нескольких  метров.  Однако,  рассмотрение  характера  мест 
разрушения показывает существенные отличия эксплуатационных разрывов труб от разрывов при 
статическом  нагружении  до  разрушения.  Основной  особенностью  эксплуатационных  разрывов 
является  отсутствие  значительных  пластических  деформаций,  как  в  месте  разрыва,  так  и  по 
периметру трубы. Изломы имеют выраженные зоны очага разрушения и дорыва. 
Наиболее  вероятной  причиной  подобных  разрушений  является  накопление  повреждений 
от  повторного  воздействия  нагрузок  (внутреннего  давления)  в  процессе  эксплуатации.  Так, 
некоторые  участки  магистральных  трубопроводов  могут  испытывать  в  среднем  300-350  циклов 
повторных  нагружений  в  год,  вызванных    различными  технологическими  и  эксплуатационными 
факторами. Таким образом, за время расчетного срока службы трубопровода (20 лет) суммарное 
число  циклов  нагружения  внутренним  давлением  может  составить    порядка  7000  циклов 
нагружений  [3].  Вследствие  этого    в  процессе  эксплуатации  в  результате  повторного  действия 
нагрузки возможно малоцикловое разрушение труб большого диаметра. 
Для  оценки  эксплуатационной  прочности  труб  большого  диаметра  проведены 
экспериментальные  исследования  в  условиях  малоциклового  нагружения  их  внутренним 
давлением. 
Как  показали  результаты  исследований  с  помощью  малобазных  тензодатчиков, 
продольные  и  тангенциальные  напряжения  в  безмоментной  зоне  труб  хорошо  соответствуют 
величинам,  рассчитываемым  по  уравнению  (3),  и  при  рабочих  давлениях  интенсивность 
номинальных 
напряжений 
соответствует 
величине 
предела 
пропорциональности 
конструкционных материалов. 
Анализ  местной  напряженности  позволяет  установить,  что  в  зависимости  от    геометрии 
сварного  соединения  в  зоне  шва  обнаруживается  выраженные  моментные  зоны.  По  мере 
приближения  к  шву  уровни  нагруженности  труб  получаются  существенно  зависящими  от 
конфигурации  сварного  соединения.  Местное  возмущение  напряженного  состояния  в  сварном  
соединении трубы обусловлено концентрацией напряжений из-за наличия усиления шва и изгиба, 
вызванного смещением кромок в шве, угловатостью в области продольного сварного шва, а также 
овальностью  сечения.  В  дальнейшем  для  характеристики  местного  возмущения  напряженного 
состояния  использовалось  отношение  напряжений  в  максимальной  зоне  сварного  шва  к 
соответствующим  величинам  в  безмоментной  зоне,  обозначаемое  условно  как  коэффициент 
концентрации. Анализ мест концентрации и моментных зон в трубах показывает, что перехода от 
шва  к  основному  металлу  оказывается  в  ряде  случаев  достаточно  резким,  что  не  позволяет 
получить  с  помощью  малобазных  тензодатчиков  полную  картину  в  рассматриваемой,    наиболее 
нагруженной зоне. 
Для  получения  величин  теоретического  коэффициента  концентрации  напряжений 
проведено  исследование  поляризационно-оптическим  методом  прозрачных  моделей,  точно 
повторяющих конфигурацию сварных соединений в зоне малоциклового разрушения. 

104 
Полученные  значения    теоретических  коэффициентов  концентрации  напряжений 
показывают,  что  в  наиболее  нагруженной  зоне  сварного  соединения  при  номинальных 
напряжениях,  соответствующих  пределу  пропорциональности,  возникают  упругопластические 
деформации.  При  этом  величины    коэффициентов  концентрации  напряжений  и  деформации 
должны быть скорректированы с учетом выхода материала за пределы упругости. 
Для расчетной оценки малоцикловой прочности труб необходимо располагать данными о 
прочности  конструкционного  материала  с  учетом  специфических  особенностей  состояния  и  в 
связи с условиями деформирования в зоне разрушения. 
На  рис.  1  приведены  экспериментальные  данные.  Характерно,  что  независимо  от  типа 
материала и зон сварного соединения данные по долговечности образцов при жестком нагружении 
образуют  единую  полосу  разброса.  Аналитическим  выражением  кривой  малоциклового 
разрушения может быть уравнение Мэнсона [4] в форме 
12
,
0
6
,
0
6
,
0
75
,
1
1
1
ln
2
1
2
1
N
E
N
вр
e
p
                                        (4) 
Для  средних  и  минимальных  значений  долговечности  параметры  уравнения  могут  быть 
положены равными 
12
,
0
6
,
0
6
,
0
2
,
53
75
,
1
656
,
0
1
1
ln
2
1
2
1
N
E
N
                                            (5)       
       
12
,
0
6
,
0
6
,
0
45
75
,
1
516
,
0
1
1
ln
2
1
2
1
N
E
N
                                           (6)    
 
Рис. 1. Кривые малоциклового разрушения конструкционного материала и труб большого 
диаметра. 1 – по уравнению (4), 2 - – по уравнению (5), 3 – по уравнению (6), 4- основной металл 
17ГС, 5- линия сплавления 17ГС, 6 – натурные трубы.  
 
Оценка  малоцикловой  прочности  проводится  путем  сопоставления  величин  циклических 
упругопластических деформаций в максимально нагруженной зоне конструкции с разрушающими 
для конструкционного материала деформациями, полученными в условиях жесткого нагружения  
при испытании на растяжение - сжатие гладких образцов. Сопоставление величин показывает, что 
долговечность  труб  соответствует  или  несколько  превышает  долговечность  конструкционного 
материала (рис. 1).  При этом расчет ведется в максимальных тангенциальных деформациях или 
интенсивностях деформаций, отличающихся от первых до 10-15%.  
Расчет интенсивности деформаций проводился в предположении отсутствия концентрации 
продольных  деформаций  с  использованием  интерполяционной  формулы  при  определении 
коэффициента поперечной деформации в виде [5] 
t
E
2
,
0
2
,
0
5
,
0
. 
- 4
- 5
- 6
10 
2
10 
3
10 
4
N. 
цикл
 
0.1
2 
4 
, 
%
 
1 
1 
3
2

105 
Радиальная составляющая деформации 
r
 определилась из соотношения вытекающего из 
обобщенного закон Гука  
x
t
r
1
. 
Таким  образом,  проведенные  исследования  прочности  сварных  труб  большого  диаметра 
показывают,  что  статическая  прочность  труб  магистральных  газопроводов  соответствует 
нормативной, рассчитываемой по предельному  состоянию тонкостенной оболочки, нагружаемой 
внутренним давлением. 
При  уровнях  внутреннего  давления,  соответствующих  рабочим,  в  результате  повторного 
действия нагрузки, характерного для условий эксплуатации, возможно малоцикловое разрушение 
сварных труб в диапазоне числа циклов нагружения 10
3
-10
4
. 
При этом малоцикловая прочность определяется уровнем местных повторных деформаций, 
максимальные значения которых возникают в результате отклонений поперечного сечения трубы 
от правильной геометрической формы из-за смещения кромок шва, угловатостью и овальностью 
трубы. 
Расчет  долговечности  труб  большого  диаметра  под  внутренним  давлением  может 
базироваться на сопоставлении величин циклических упругопластических деформаций в наиболее 
нагруженной  зоне  труб  в  режиме  жесткого  нагружения,  соответствующего  условиям  работы 
материала трубопровода. 
 
Литература 
1.
 
СНиП 2.05.06-85* Магистральные трубопроводы. Нормы проектирования. М., 1985, 52с. 
2.
 
Анучкин М.П. Прочность сварных магистральных трубопроводов. М. Госстантехиздат, 1963. 
3.
 
Камерштейн  А.Г.  Условия  работы  стальных  трубопроводов  и  резервы  их  несущей 
способности. М. Стройиздат, 1966. 
4.
 
Manson S.S. Fatigue A Complex-Some simple Approximations Mech., vol.5, No. 7, 1965. 
5.
 
Черняк Н.И. Механические свойства стали в области малых пластических деформаций. К., 
Изд-во АН УССР, 1962. 
 
 
УДК 582. 998. (235.2) 
 
ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ГУБОЦВЕТНЫХ ЮЖНОГО АЛТАЯ 
 
Елибаева Г.И. 
ЮКГУ им. М.Ауезова, Шымкент, Казахстан 
 
Түйін 
Бұл мақалада Оңтүстік Алтай Ерингүлдірлердің түрлерің экологиялық жағдайы қарастырылған. 
 
Summary 
In this article the ecological state of family Lamiaceae of the South Altai is considered. 
  
Все  виды  губоцветных  Южно-Алтайской  подпровинции  можно  объединить  в  5 
экологических  групп.  Для  проведения  экологического  анализа  использована  схема  А.В. 
Куминовой.  Ею  предложена  дастаточно  подробная  схема  классификации  экологических  групп 
флоры  по  принципу  приуроченности  к  определенному  типу  местообитания  и  некоторым 
морфолого-физиологическим  свойствам  видов.  Однако  недастатком  этой  схемы  является,  во-
первых,  то  что  выделение  экологических  групп  проводилось  одновременно  по  нескольким 
экологическим  факторам  (увлажнение,  температура,  характер  субстрата),  что  затрудняет 
проведение  анализа.  Во-вторых,  использование  этой  схемы для  анализа  не  очень  целесообразно, 
поскольку, попадая в экстремальные условия высокогорий, горно-равнинные и горные виды могут 
изменять  свои  экологические  характеристики.  Для  изучения  губоцветных  Южно-Алтайской 
подпровинции  выделены  экологические  группы  с  учетом  отдельных  факторов:  по  отношению  к 
увлажнению и характеру субстрата. 
При  выделении  экологических  групп  нами  учитывались,  главным  образом, 
приуроченность  растений  к  тем  или  иным  местообитаниям  и  в  меньшей  мере  особенности 

106 
морфологической  структуры  растения.  Сходные  схемы  экологического  анализа  флоры 
применялись Б.А. Юрцевым и И.М. Красноборовым. 
По отношению к увлажнению выделено 5 групп: 
1.  Мезофиты  -  растения,  обитающие  в  условиях  с  более  или  менее  достаточным,  но  не 
избыточным  количеством  воды  в  почве,  промежутечная  группа  между  ксерофитами  и 
гигрофитами. Выявлено 20 видов (27,8%). Преобладают в умеренных поясах, например, Teucrium 
scordium L., Scutellaria galericulata L., Nepeta cataria L., N. ucranica L., N. pannonica L., Glechoma 
hederacea L., Dracocephalum grandiflorum L., D. imberbe Bunge., D. thymiflorum L., D. moldavica L., 
Prunella  vulgaris  L.,  Phlomis  alpina  Pall.,  Ph.  oreophila  Kar.  et  Kir.,    Lamium  aibum  L.,  Chaiturus 
marrubiastrum L., Stachys sylvatica L., S. palustris L., Lycopus exaltatus L., L. europaeus L., Lophanthus 
krylovii  большим  числом  луговых  (Scutellaria  galericulata  L.,  Nepeta  cataria  L.,  N. pannonica  L., 
Glechoma hederacea L., Prunella vulgaris L., Stachys palustris L.), немного лесных (Phlomis oreophila 
Kar. et Kir.,), альпийскo-лесных (Phlomis alpina Pall., Lophanthus krylovii), лугово-степных (Lycopus 
exaltatus  L.)  и  степных  (N.  ucranica  L.,  Chaiturus  marrubiastrum  L.)  трав,  а  иногда  эфемеры, 
преимущественно однолетние растения с коротким вегетативным периодом. Мезофиты открытых, 
освещенных  местообитаний  имеют  черты  светлолюбивых  растений,  мезофиты  тенистых  мест  – 
черты теневыносливых растении. Это группа объединяет 16 видов.  
2.  Ксерофиты  -  растения  сухих  местообитаний,  способные  благодаря  ряду    признаков  и 
свойств  переносить  перегрев  и  обезвоживание.  Ксерофиты  хорошо  переносят  обезвоживание  и 
перегрев, так как их протоплазма обладает высокой вязкостью, в обмене веществ малоинтенсивен. 
Выявлено  10  видов  (13,8%)  основным  местом  поизростания  является  равнинно-нижний-средний 
пояс Scutellaria krilovii Juz., S. siversii Bunge., Nepeta pungens (Bunge) Benth., Dracocephalum nutans 
L.,  Lagochilus  hirtus  Fisch.,  L.  diacanthophyllus  (Pall.)  Benth.,  Salvia  stepposa  Shost.,  Ziziphora 
bungeana Juz., Z. tenuior L., Thymus mongolicus. Они в основном обитатели мест хребтов (Курчум, 
Нарым, Азутау) с недостаточным увлажнением. 
3.  Мезоксерофиты.  Из  мезоксерофитов  выявлено  28  видов  (38,9%).  Растения  мест  с 
временно  недостаточным  увлажнением:  Amethystea  coerulea  L.,  Dracocephalum    integrifolium 
Bunge.,  D.  peregrinum  L.,  D.  discolor.,  Eremostachys  moluccelloides  Bunge.,  Phlomis  tuberosa  L., 
Galeopsis  ladanum  L.,  G.  bifida  Boenn.,  G.  speciosa  Mill.,  Salvia  stepposa  Shost.,  Ziziphora 
clinopodioides  Lam.,  Antonina  debilis  (Bunge)  Wed.,  Hyssopus  ambiguus  (Trautv.).,  H.  cuspidatus 
Boriss.,  Origanum  vulgare  L.,  Thymus  marschallianus  Willd.,  Th.  narymensis  Serg.,  Th.  altaicus  Klok., 
Th. proximus Serg., Th. roseus Schips., Th. serpyllum L., Scutellaria  scordiifolia Fisch. ex Schrank., S. 
grandiflora  Sims.,  Schizonepeta  annua  (Pall.).,S.  multifida  (L.)  Briq.,  Nepeta  micrantha  Bunge.,  N. 
densiflora  Kar.  et  Kir.,  N.  sibirica  L.  Основная  масса  этих  видов  относится  к  равнинно-нижнему-
среднему поясу. Сугубо приуроченными к равнинному поясу гор, являются 5 видов: Eremostachys 
moluccelloides Bunge., Phlomis tuberosa L., Galeopsis ladanum L., G. bifida Boenn., G. speciosa Mill., к 
нижнему поясу гор относится Nepeta sibirica L. К среднему поясу гор относится  Dracocephalum  
peregrinum  L,  а  к  средне-верхнему  поясу  Dracocephalum    integrifolium  Bunge.,  Thymus  proximus 
Serg.  Виды    Nepeta  densiflora  Kar.  et  Kir.,  Dracocephalum  discolor.,  Thymus  narymensis  Serg.,  Th. 
altaicus Klok. тяготеют к верхнему поясу, а  Nepeta micrantha Bunge. и Ziziphora clinopodioides Lam. 
произростают  в  предгорном  поясе  на  каменисто-песчанных  почвах,  по  шлейфам  гор,  у  скал, 
родников, в сухих слепях.  
4.  Ксеромезофиты.  Растения,  приспособленные  к  условиям  с  запасами  влаги  в  почве 
несколько  ниже  среднего,  промежуточные  между  собственно  мезофитами  и  мезоксерофитами: 
Их 10 вида (13,8%). Scutellaria supina L., S. altaica Fisch., Lagopsis marrubiastrum (Steph.) Ik.-Gal., 
Dracocephalum  origanoides.,  D.  ruyschiana  L.,  Phlomis  agraria  Bunge.,  Lamium  amplexicaule., 
Leonurus  glaucescens  Bunge.,  Salvia  deserta  Schang.,  Thymus  sibiricus  (Serg.).  Большая  часть  этих 
видов  приурочено  к  равнинно-нижне-среднему  поясу,  лишь  Lagopsis  marrubiastrum  (Steph.)  Ik.-
Gal.,  Dracocephalum  origanoides.  приурочены  к  верхнему  поясу  гор.  Растут  на  щебнистых  и 
каменистых склонах, а также на моренах вблизи ледников. 
5.  Мезогигрофиты,  растения  влажных  местообитаний.  Эта  группа  насчитывает  4  вида 
(5,7%).  В  отличии  от  ксерофитов,  у  гигрофитов  нет  приспособлений,  ограничиваюших 
расходование  воды.  Для  них  характерны  высокая  кутикулярная  транспирация.  Стебли  длинные, 
механические  ткани  почти  не  развиты,  корневая  система  слабая,  поэтому  даже  незначительный 
недостаток воды вызывает у них завядание. В этой группе 4 вида, произрастающие по берегам рек 
и водоемов (Mentha arvensis L., M. aquatica L., M. longifolia L., M. аsiatica), тяготеющие по своему 
произрастанию к равнинному поясу. 

107 
Общее  распределение  видов  семейства  губоцветных  Южно-Алтайской  подпровинции  по 
экологическим группам показано в таблице 1 и на рисунке  
 
Таблица 1 - Экологический спектр семейства губоцветных Южно-Алтайской подпровинции 
 
№ 
Экологическая группы 
Число видов 
% 
от 
общего 
числа видов 
1 
Мезофиты 
20 
27.8 
2 
Мезоксерофиты 
28 
38,9 
3 
Мезогигрофиты 
4 
5,7 
4 
Ксерофиты 
10 
13,8 
5 
Ксеромезофиты 
10 
13,8 
 
Всего: 
72 
100 
 
У большинства видов губоцветных Южно-Алтайской подпровинции достаточно выражена 
принадлежность к  определенным  местообитаниям,  а  в  связи  с  этим  и  к  экологическим  группам. 

жүктеу/скачать 7,95 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: