Изначально скользящая опора для трубопроводов обеспечивает одну степень подвижности в продольном направлении относительно оси магистрали. Реже используются опоры, позволяющие смещаться трубам и фитингам еще и в поперечном направлении, но тоже в горизонтальной плоскости. Другими словами, магистраль «скользит» по подушке опоры, отсюда и название этой конструкции.
По ряду причин жесткая фиксация трубопровода в неподвижных опорах может привести к порыву и прочим аварийным ситуациям. Поэтому на всем протяжении магистрали неподвижные опоры чередуются с подвижными, обеспечивающими одну и более степеней свободы в горизонтальной и/или вертикальной плоскостях.
Принцип действия
За исключением узлов ТУ 1468-001-00151756 большинство конструктивных исполнений опор трубопроводов могут быть и подвижными, и неподвижными. Основной проблемой длинномерной конструкции из стальных изделий остается линейное расширение конструкционного материала.
Поэтому под трубы устанавливаются, по большей части, подвижные опоры, компенсирующие вертикальные и боковые нагрузки:
- вспучивание грунта;
- осыпание почвы на отдельных участках;
- просадка грунтов с низким расчетным сопротивлением;
- снеговые и ветровые нагрузки;
- сейсмическая активность региона;
- напор воды при затоплении поймы или прохождении путепровода по дну водоема.
В узловых точках монтируются неподвижные опоры, обеспечивающие запас прочности всего трубопровода в целом. Чем большие вертикальные нагрузки испытывают скользящие опоры, тем выше сила трения при продольном смещении труб и износ, соответственно. В расчетах принимают следующие значения сил трения:
- сталь/фторопласт – 0,1;
- сталь/сталь – 0,3;
- сталь/бетон – 0,5.
В отдельных случаях коэффициент трения стали по стали может достигать 0,7 единиц. Перекос башмаков относительно опорных поверхностей приводит к резкому увеличению контактных напряжений.
В большинстве скользящих опор происходит трение поверхности труб об отдельные элементы сборочной единицы. Исключением являются опоры под сварку (приварку) и с прокладками из полимерных материалов. В первом случае сварка позволяет сместить акценты, трутся друг о друга детали самой опоры, труба подобных нагрузок не испытывает. Во втором варианте изнашиваются прокладки, являющиеся расходными элементами.
Разновидности скользящих опор
Для не одинаковых эксплуатационных условий с целью экономии бюджета реализации объектов скользящая опора для трубопроводов может изготавливаться из разных конструкционных материалов и проката.
Опора в изоляции ППУ
По умолчанию скользящая опора для трубопроводов не препятствует линейному смещению трубы вдоль ее оси. Поэтому основная задача опоры заключается в сохранении целостности утеплителя, который расположен снаружи трубы, и имеет значительно меньшую прочность и износостойкость.
Обычная опора обычно изготавливается из швеллера и разъемного хомута, нижняя часть которого приварена к столику, и является подушкой трубы. В усиленной скользящей опоре используется полноценная подушка из трубчатой заготовки и верхняя часть хомутов.
Используется опора для диаметров 32 – 1020 мм в системах паропроводов, теплопроводов, ХВС и ГВС.
Бескорпусная опора скользящая
Маркируется скользящая бескорпусная опора для трубопроводов ОПБ1 или ОПБ2, относится к серии Л8-515. В первом случае опора является вогнутой пластиной или куском трубы соответствующего диаметра. Во втором варианте исполнения дополнительно комплектуется хомутом из согнутой шпильки.
Используется для компенсации вертикальных нагрузок в трубопроводах диаметром 18 – 530 мм, и предотвращения износа от сил трения во время линейного перемещения. Хомут крепится, не к подушке, а непосредственно к стойке или элементам фундамента.
Бугельная скользящая опора
Маркируется скользящая бугельная опора для трубопроводов в зависимости от конструкции Т44, ТС-627 или БКХЛ, БКХНЛ. Относится сборочный узел к серии 5.903-13 (исполнение 8-95) или 4.903-10 (исполнение 4). В конструкции в обязательном порядке присутствует ленточный хомут, крепящийся на стальном корпусе гайками, реже сваркой.
Обычные бугельные опоры рассчитаны на среднее давление, при усилении ребрами жесткости их используют в нагруженных ответственных трубопроводах. Модификации Т44 предназначены для диаметра 377 – 1420 мм, температуры +425°С включительно и давления рабочего в пределах 4 МПа. Высота опор колеблется от 100 до 200 мм.
Диэлектрическая скользящая опора
Бугельная модификация скользящей опоры для трубопроводов с прокладками из паронита получила название диэлектрической конструкции. Существует несколько модификаций диэлектрической опоры скользящей:
- Т16 – один ленточный хомут, диаметр 194 – 630 мм;
- Т17 – два хомута, диаметр 194 – 1420 мм;
- Т18 – удлиненная, с ребрами жесткости, диаметр 194 – 1420 мм.
Относятся диэлектрические скользящие опоры к серии 4.903-10. Паронит является самым дешевым изоляционным материалом с высокой износостойкостью. Прокладка выполняет сразу две функции – изолирует трубопровод от наведенных и блуждающих токов, снижает трение при линейных перемещениях. За счет незначительной упругости добавочно гасятся вибрационные нагрузки.
Скользящая опора для трубопроводов АЭС и ТЭС
По регламенту ОСТ 24.125.150 выпускают скользящие опоры для трубопроводов атомных и тепловых станций. Верхнее значение температуры рабочей среды достигает +560°С, поэтому используются трубы из легированных сталей (нержавеющие, жаропрочные, хладостойкие, аустенитные) диаметром 57 – 920 мм.
Поэтому корпуса, бугели и ребра жесткости опор изготавливают из аналогичных конструкционных материалов.
Опора скользящая с направляющим хомутом
В серии Л8 197.000 скользящая опора для трубопроводов с направляющим хомутом изготавливается согласно ОСТ 34-10-620-93. Предназначены изделия для трубопроводов DN 50 – 500 мм с наружным диаметром 57 – 520 мм, соответственно с рабочим давлением среды до 1,6 МПа и температурой в пределах +80°С.
Конструктивно опора с хомутом направляющим представляет собой изогнутую шпильку, прижимающую трубу к одной или нескольким подушкам (бескорпусная опора).
Направляющая скользящая опора
В серии по стандарту СТО 79814898 130-200 скользящая направляющая опора для трубопроводов имеет самую оригинальную конструкцию:
- верхняя часть из двух боковых клиньев на собственной платформе приварена к трубопроводу;
- нижняя часть из стального листа с направляющими жестко зафиксирована на фундаменте.
Маркируется опора Л8-180, применяется в магистралях тепловых станций с высокой температурой рабочей среды. Предназначена конструкция для диаметров 50 – 1620 мм, давления среды в пределах 4 МПа.
Скользящая неподвижная опора
Свое противоречие в названии скользящая неподвижная опора для трубопроводов оправдывает за счет специального технического решения:
- нижняя опорная пластина прикреплена к фундаменту/стойке жестко (сварка, болты);
- верхняя часть из подушки в корпусе из гнутого уголка и хомутами для фиксации трубопровода может скользить по направляющим в осевом направлении.
Это позволяет компенсировать любые эксплуатационные нагрузки – вибрации, пульсации, линейное расширение, вертикальные и боковые усилия. Все детали изготавливаются из стали 20, что позволяет снизить себестоимость продукции.
Опора-скоба
Для диаметров 16 – 89 мм используется скользящая опора-скоба для трубопроводов общего назначения из углеродистой и конструкционной стали. Она входит в серию Л8 5113, точно так же и обозначается в документации. Конструкция состоит исключительно из полосового хомута и крепежом для него.
Скользящая опора с направляющей скобой
В отличие от предыдущего варианта скользящая опора для трубопроводов с направляющей скобой имеет крепление лишь с одной стороны трубы. Хомут неполный, устанавливается на одну сторону фундамента, огибает тело трубы, но не крепится свободным краем. Для направляющей скобчатой опоры принято обозначение Л8 514, поскольку в этой серии и относится изделие.
Опора скользящая с плоским хомутом
В серии 5.903 имеется скользящая опора для трубопроводов с плоским хомутом для диаметров 14 – 89 мм. Изготавливается сборочная единица из углеродистых и легированных сталей. Представляет собой глубокую подушку на стойке. Плоский хомут фиксирует элемент трубопровода в проектном состоянии, на него не передаются внешние нагрузки. Обозначается опора с плоским хомутом либо ТС 625, либо Л8 512.
Скользящая опора подкладная для труб в футляре
Специальная скользящая опора для трубопроводов, изготовленных из труб в футляре обозначается ФСО1. Применяется для диаметров 325 – 1420 мм, имеет высоту 10 – 145 мм. Хомуты цельные, стягиваются над трубой в верхнем положении, нижней неразъемной частью заходят под подушку, крепятся к стойке корпуса.
Подкладная скользящая опора для ППУ труб
Обозначается относящаяся к серии 1-487-1997 скользящая опора подкладная для трубопроводов в изоляции ППУ аббревиатурой ФСО2. Бугельные ленточные хомуты имеют минимальный контакт с достаточно хрупкой поверхность утеплителя, поэтому не повреждают его при линейных подвижках труб. Башмак опоры сделан из уголка, хомуты могут быть прутковыми или ленточными. Используется ФСО2 для диаметров 57 – 1420 мм.
Стальная скользящая опора
В серии 4.903-10 обозначается скользящая стальная опора для трубопроводов Т15 (для диаметров 115 – 1420 мм) или Т14 (диаметр 32 – 1420 мм). Имеет высоту 100 – 200 мм, все элементы сделаны из стали 3СП5 или 09Г2С. применяется скользящая опора в трубопроводах высокого давления до 100 кгс/см2 включительно. Трубам обеспечивается единственная степень подвижности – в осевом направлении.
Приварная скользящая опора
Изначально выпуск скользящих приварных опор трубопроводов регламентируется отраслевым стандартом ОСТ 34-10-616-93. Изделия предназначены для следующих эксплуатационных условий:
- трубопроводы объектов энергетической отрасли;
- температура среды максимум +300°С;
- давление среды 2,5 МПа максимум;
- номинальный диаметр DN 57 – 1620 мм;
- конструкционный материал углеродистая и нержавеющая сталь.
В стандарте ОСТ 34-10-616 содержатся таблицы с вариантами исполнения скользящих опор под конкретные осевые и вертикальные нагрузки. Особенности конструкции отражены в названии опоры:
- верхняя ее часть состоит и подушки седлообразной формы на подставке из гнутого уголка;
- нижней частью является пластина с двумя направляющими уголками;
- верх приваривается к трубопроводу, низ крепится анкерами к фундаменту;
- опорная пластина может сдвигаться по направляющим, обеспечивая одну степень свободы конструкции.
Нечетная маркировка 001 – 221 принята для опор из углеродистой стали ст. 20, четная 002 – 222 для опор из нержавейки AISI 304.
Некоторые производители маркируют эти опоры ОПП1 (18 – 48 мм), ОПП2 (57 – 1620 мм), ОПП3 (57 – 1620 мм).
Регулируемая опора
Конструкция состоят из опорной пяты с направляющими, по которым можно перемещать клиновые упоры с обеих сторон. Это позволяет изменять диаметр трубчатой подушки, использовать скользящую опору в трубопроводах разного диаметра.
Обозначается опора ОР, обеспечивает регулировку по высоте 15 – 30 мм, предназначена для диаметров 175 – 1020 (DN 150 – 1000).
Скользящие опоры серии Т13
Для малых диаметров трубопроводов 32 – 150 мм используется следующая конструкция:
- стойка из двутавра, поставленного на торец;
- листовой материал снизу для увеличения поверхности опоры;
- полукруглые вырезы в полках двутавра под диаметр трубы.
Для диаметров 194 – 630 мм собирается усиленная коробчатая конструкция с двумя подушками из стальной полосы.
Серия Т15 скользящих трубопроводных опор
Конструкция отличается от предыдущего варианта:
- швеллер уложен набок;
- изнутри наварены ребра жесткости;
- на них крепится седло подушки.
Для скользящих опор Т15 приняты типоразмеры 194 – 1420 мм, используются они на прямых магистральных участках.
Маркировка скользящих опор
Для скользящих опор трубопроводов приняты несколько типов специальных обозначений:
- КХ – корпусная хомутовая;
- ОПХ – подвижная хомутовая;
- ОПБ – подвижная бескорпусная;
- ХБ – хомутовая бескорпусная;
Буквы Ш, У, Т и ТР в маркировке указывают, из какого сортамента изготовлена опора – швеллер, уголок, тавр и труба, соответственно.
По стандартам ГОСТ, ТУ, ОСТ и СТО опоры скользящие чаще всего маркируются по типу исполнения, взятому из таблиц. Например, Опора 207 СТО 79814898-130-2009.
Существуют чертежи Л8-136 – Л8-524 и серии 1-487-1997.00.00, 5.903-13, 4.903-10 для изготовления опор, в том числе скользящих. Маркировка сборочным узлам присваивается согласно этой документации. Например, Л8-515.000 соответствует бескорпусной скользящей опоре.
Статья взята с нашего сайта: СтройНефтеГаз