Крепление к строительным конструкциям трубопроводов разного вида

Крепление к строительным конструкциям трубопроводов разного вида

Основным критерием при разделении опор на подвиды является их подвижность или неподвижность.

Подвижные опоры делят на:

• Скользящие приварные;
• Скользящие хомутовые
• Безкорпусные опоры с направляющим хомутом;
• Катковые.

Неподвижные опоры подразделяют на:

• Неподвижные однохомутовые;
• Неподвижные двуххомутовые;
• Безкорпусные одно- и двуххомутовые;
• Приварные одно- и двуххомутовые.

Каждый из видов опор изготавливается в строгом соответствии с требованиями соответствующих ГОСТов и ОСТов.

Виды крепежных конструкций

Несущие крепежные конструкции подразделяются на следующие типы:

• Неподвижные опоры. При использовании этого крепежа не допускается угловое или линейное перемещение зафиксированных участков.
• Направляющие опоры. Применение этой конструкции позволяет смещение только в одном направлении. Как правило, только вдоль горизонтальной оси.
• Жесткие подвески. Перемещения допустимы, но исключительно в горизонтальной плоскости.
• Пружинные подвески и опоры. И в вертикальной, и в горизонтальной плоскости перемещения возможны.

Виды крепления трубопроводов к стене

Требования к опорам и подвескам

Если фиксация происходит между двух неподвижных опор, перемещения, которые могут происходить в результате смены температурных режимов, монтажных растягов или смещения опор, должны самокомпенсироваться. Но такой компенсирующей способности, как показывают расчеты, подчас бывает недостаточно. В этом случае должны устанавливаться специальные компенсаторы.

Хомут для крепления труб оснащен винтом/болтом

Изготавливают их из труб такого же вида и диаметра, что и сооружение в целом. Чаще всего их выполняют в форме букв «П» или «Г».

Если конструкция закреплена неподвижно, крепления должны выдерживать вес самого трубопровода, жидкости, которая по нему перемещается, а также осевые нагрузки, порожденные тепловой деформацией, вибрациями и гидравлическими ударами. При выполнении монтажа изделий из полимеров чаще всего используют подвижные опоры.

Если же монтаж осуществляется в неподвижных опорах, к трубам приваривают ограничительные кольца или сегменты в 10-20 мм шириной, которые выполняют из кусков труб такого же пластика. Эти сегменты или кольца должны располагаться по обеим сторонам от опоры.

Выбор элементов крепления

Подходящие крепления подбирают с учетом многих факторов. Выбор зависит от местоположения участка монтажа, от предназначения конкретной системы и так далее.

Крепление пластиковой трубы

Иногда трубу следует изолировать от источника холода или тепла. Если использовать простой зажим, фиксирующий участок, то необходимого для решения поставленной задачи промежутка от прилегающей поверхности он не обеспечит. Зато, например, кольцевая опора, у которой имеется резьбовой удлинитель и пластина для закрепления на опорной поверхности, полностью устранит возникающую проблему.

Если закреплять приходится тяжелые чугунные трубы, то используют специальный крепеж, который выдерживает большие нагрузки. Для вертикально расположенных систем его устанавливают на перекрытиях. Горизонтально ориентированные системы закрепляют даже не по одной, а группами труб, уложенных на консоль.

Грамотный подход к выбору и размещению крепежных элементов позволяет долго и эффективно эксплуатировать трубопровод, не опасаясь возникновения аварийных ситуаций. Но не стоит забывать и об экономической составляющей данной проблемы. Ведь превышение необходимого и достаточного числа элементов может привести к неоправданному удорожанию конструкции и усложнению монтажных работ.

Назначение опор трубопроводов

Основной функцией неподвижных опор является обеспечение недвижности и самому трубопроводу. Они не позволяют ему перемещаться ни в одном направлении. Трубопровод разделяется на участки, нагрузки с которых принимают на себя опоры.

Они же обеспечивают поглощение его линейных удалений по принципу компенсации. На них падает не только вертикальная нагрузка, которая складывается из веса изоляционных материалов, самого трубопровода и транспортируемого по нему продукта, а так же возможных осадков и наледи, но и горизонтальная, возникающая при деформациях трубопровода от перепадов температур.

Основные и специальные свойства крепежа

Вертикальные и горизонтальные трубопроводы прикрепляются к строительным конструкциям посредством крепежных элементов – подвесок и опор. В процессе монтажа участвуют кронштейны, планки, хомуты, консоли и закладные детали крепления трубопроводов. Крепеж должен соответствовать следующим основным требованиям:

• сохранять высокое качество и надежность даже в процессе неоднократного использования по назначению;
• обеспечивать свою функциональность при разных условиях монтажа трубопровода, в том числе при повышенных нагрузках;
• быть унифицированным и универсальным;
• иметь обязательную высокую механическую и коррозийную стойкость, способную противостоять агрессивным воздействиям окружающей среды.

Кроме того, монтаж опорных конструкций для крепления трубопроводов не должен вызывать затруднений. Нужно, чтобы работать с подвесками и опорами было легко и просто. Выполнение этого требования обеспечивает отличную эргономичность рабочих процессов.

Специальные требования предъявляются к несущим конструкциям, когда нужно учитывать специфику материала, из которого изготавливаются трубы. При закреплении полимерных трубопроводов необходимо брать в расчет такие особые требования.

• На прямолинейных участках полимерные конструкции могут изменять свою протяженность из-за высокого коэффициента линейного расширения этого материала. В этом случае опорные конструкции не должны препятствовать свободному перемещению трубопровода. А это значит, что следует применять компенсаторы, имеющие специальную конструкцию фиксирующих хомутов.
• В отличие от металла, полимеры особо чувствительные к механическим повреждениям. Поэтому детали, которые соприкасаются с таким материалом, должны быть гладкими, лишенными острых кромок и заусенцев. Хомут металлический с шурупом чаще применяют в отношении стальных конструкций, а в случае с полимерами используются плоские хомуты с гладкой внутренней поверхностью, скругленными краями и с прокладками. Популярностью пользуются пластиковые хомуты для крепления трубопроводов «Фузиотерм».
• Прочность, теплостойкость и твердость полимеров, если рассматривать их в сравнении со сталью, невысока. Поэтому трубопроводы из них нельзя использовать как несущие конструкции. Полимерные трубы не закрепляют в хомутах на неподвижных опорах. Это приводит к их повреждению.

Элементы для крепления гидравлических трубопроводов производят в двух конструктивных вариантах. Без сплошного основания, если температура окружающей воздушной среды или перемещаемой жидкости не превышает 30°С, и с основанием при более высоких температурах.

Подвески трубопроводов

Подвески трубопроводов – это одно из средств крепления трубопроводов, элемент их конструкции, от прочности и качества которых зависит её надёжность в целом.

Подвески трубопроводов закрепляют между перекрытиями зданий и опорными конструкциями с помощью приварных проушин, болтов и тяг. Длина тяги определяется согласно требованиям и регламентируется в проекте. Она может составлять от 150 до 2000 мм (интервал между размерами составляет 500 мм). Все типы подвесок трубопроводов являются стандартизированными.

Материалы и изделия для трубопроводов

Опоры предназначены для крепления горизонтальных стальных трубопроводов. По назначению и устройству их подразделяют на неподвижные и подвижные. По способу крепления трубы различают приварные и хомутовые опоры. В отдельных случаях вместо хомутов применяют скобы. Неподвижные опоры должны жестко удерживать трубу и не допускать ее перемещения. Такие опоры воспринимают вертикальные нагрузки от веса трубопровода и среды, горизонтальные (осевые) нагрузки от тепловых деформаций трубопровода и сил трения подвижных опор, а также нагрузки от гидравлических ударов, вибрации и пульсации. Корпуса неподвижных опор приваривают или прикрепляют болтами к несущим конструкциям трубопровода. В хомутовых неподвижных опорах для предотвращения проскальзывания трубы в опоре к трубе приварены специальные упоры. В зависимости от величины осевых сил, воспринимаемых опорой, упоры могут быть выполнены с одним или двумя хомутами или скобами.

Подвижные опоры должны поддерживать трубопровод и обеспечивать свободное его перемещение под влиянием температурных деформаций. Они воспринимают только вертикальную нагрузку от веса трубопровода, веса продукта и изоляции. Подвижные опоры подразделяют на скользящие, катковые, направляющие, пружинные, шариковые и др. Наибольшее распространение получили скользящие опоры, которые перемещаются вместе с трубой по поверхности несущих конструкций трубопровода. С целью уменьшения трения между пятой опоры и опорной поверхностью используют катковые (роликовые) опоры; они являются разновидностью скользящих опор, установленных на катки. Направляющими опорами являются опоры с направляющими планками или бескорпусные хомутовые опоры, в которых труба скользит непосредственно по поверхности несущей конструкции и удерживается от поперечного смещения хомутом.

Пружинные опоры применяют в трубопроводах, подвергающихся вибрационным нагрузкам, так как они хорошо поглощают вибрацию. Шариковые опоры используют в местах поворота трубопровода большого диаметра, где необходимо обеспечить свободное его перемещение вдоль обеих горизонтальных осей. Изготовляют опоры преимущественно из спокойной стали марки Ст. 3 холодной штамповкой. Подвески (подвесные опоры) применяют для крепления горизонтальных трубопроводов. Подвески крепятся к кронштейнам, консолям, перекрытию здания с помощью тяг с болтами или приварных проушин. Размеры тяг уточняют по месту. В ряде случаев в подвесках используют тяги с муфтами правой и левой резьбы, регулируемые по длине.

Горизонтальные трубопроводы, имеющие вертикальные участки, удлинение которых воспринимается горизонтальной ветвью, устанавливают на пружинных подвесках. Применение жестких подвесок для крепления вертикальных трубопроводов не допускается, так как при температурных удлинениях нагрузка на них будет неравномерной. Пружинные подвески используют также в трубопроводах, подвергающихся вибрационным нагрузкам. Опорные несущие конструкции для трубопроводов в зависимости от места их положения, величины действующих нагрузок и других факторов применяют в виде мачт и стоек, эстакад, кронштейнов, консолей.

• Назад
• Вперёд

Кронштейны и консоли

Такие крепёжные элементы, как консоли и кронштейны применяются в основном для трубопроводов внутри помещений (цеховых, заводских, подвальных и т.п.). Подвижные или неподвижные опоры крепятся на сами кронштейны и опоры, а при необходимости к ним дополнительно прикрепляются подвески трубопроводов. В некоторых случаях кронштейны в сочетании с хомутами, скобами или иными устройствами выступают в роли самостоятельной опоры под трубопровод. Этот вариант приемлем при условии, что температура внешней среды, в которой происходит эксплуатация, не будет превышать 100°С.

По способности воспринимать нагрузки кронштейны подразделяют на двойные и одинарные. И те, и другие либо крепят к стенам зданий или сооружений, либо монтируют непосредственно в сами стены. Так же допускается крепление кронштейнов к колоннам и иным внешним конструкциям.

В зависимости от назначения кронштейны могут иметь различную геометрическую форму. Немалое влияние на то, какой она будет, оказывает пространственное расположение трубопровода. Если к кронштейну крепится лишь одна труба, он называется индивидуальным, если же две и более – групповым.

При закреплении кронштейнов или консолей в стены из кирпича, длина утапливаемой в стену части должна быть более 250 мм. Для крепления их к металлоконструкциям используют сварку или болты, а к железобетонным конструкциям – шпильки (стяжные болты).

Во время укладки трубопроводов на консолях и кронштейнах необходимо следить, чтобы расстояние от них до зданий (сооружений) выдерживалось согласно плану работ. При групповом креплении, выдерживать установленное расстояние между линиями так же очень важно. В случаях, если трубопроводы будут оснащены дополнительной внешней изоляцией, её толщину так же необходимо учитывать.

Различия опор

Опоры неподвижные различаются в зависимости от типа прокладки трубопровода, для которого они предназначены – для внешней системы или подземной. В первом случае используется оцинкованная оболочка, во втором применяется полиэтилен.

Конструкция неподвижных опор состоит из следующих элементов. Основную несущую нагрузку выполняет стальная труба, предупреждающее свободное нежелательное перемещение трубопровода. Для ее исполнения применяется горячекатаный стальной лист толщиной от 25 мм. Для защиты внешней оцинкованной или полиэтиленовой оболочки используются стальные стаканы, а для гидроизоляции – термоусадочная лента.

ГОСТ 23237-78 Опоры отдельно стоящие под технологические трубопроводы. Типы и основные параметры

Подвижные опорные конструкции — составной элемент любой технологической линии гражданского или промышленного назначения. Их применяют для сохранения положения звеньев в соответствии с требованиями проектной документации, компенсации нагрузки на трубы и для защиты от деформирования при резких изменениях температуры рабочей среды.

Скользящие опоры используют при прокладке наружных коммуникаций, чтобы их элементы могли перемещаться в установленных пределах в вертикальном и горизонтальном направлении. Это предотвращает стирание поверхности о землю, которое происходит в двух случаях: при воздействии сильных вибраций в процессе транспортировки рабочей среды; при изменениях температуры окружающего воздуха.

Принцип действия

Для производства магистралей часто используют сталь, которая отличается высокой надежностью и долговечностью. Этот материал тяжелый, поэтому увеличивает размеры и массу звеньев и нагрузку на опорную арматуру. При креплении скользящих моделей вес равномерно распределяется по всей длине линии, исключая чрезмерную нагрузку на отдельные участки.

Скользящие модели состоят из следующих частей:

• основания, которым часто является уголок;
• металлического держателя в форме полукруга;
• защитной прокладки;
• крепежей.

Под воздействием температурных перепадов материал начинает сужаться или расширяться. Это происходит при смене сезона или особенностях транспортировки рабочей среды: поверхность нагревается при высоких температурах продукта в момент движения и остывает в перерывах. Скользящие опоры препятствуют деформации, провисанию труб при этих процессах, ограничивая область движения. При этом перемещение проходит в свободном пространстве, защищенном от механического воздействия объектов.

Как рассчитать расстояние между скользящими опорами

Неподвижные конструкции дают трубам перемещаться по направляющим, поддерживают их при сезонных смещениях, распределяют тепловые деформации.

Величина пролета между устройствами зависит от их прочности. Параметр рассчитывают, исходя из следующих показателей:

• внутреннее давление теплоносителя;
• масса теплопроводов без рабочих сред;
• ветровая нагрузка;
• силы, возникающие при тепловых удлинениях арматуры (силы упругой деформации, изгибающие моменты гибких компенсаторов, включая углов поворотов для компенсации; силы трения в подвижных устройствах и сальниковых компенсаторах).

Для подвижных конструкций при работе с арматурой по «Сортаменту труб тепловых сетей» существуют готовые таблицы в справочниках и онлайн-калькуляторы. Приведенные там величины относятся к прямым участкам сетей и верны в случаях:

• жидких или газообразных транспортируемых веществ;
• отсутствия дополнительных нагрузок на трубопроводы;
• прокладывании линий над землей и в тоннелях (для верхних рядов арматуры).

Для вычисления шага между прочих участках применяют коэффициенты. Для конструкций на бетонных подушках существуют отдельные таблицы.

Виды скользящих опор

Изделия изготавливают из углеродистой или низколегированной стали в зависимости от суровости погодных условий в районе использования. Дополнительно обрабатывают специальным грунтовым покрытием от коррозии и проводят оцинковку для увеличения срока службы.

Классифицируют скользящие модели по типу действия.

• Жесткие делят на направляющие, которые ограничивают движение во все стороны, подвески для свободного перемещения звеньев и опоры скольжения, которые предотвращают вертикальное перемещение.
• Упругие — включают несколько пружин, которые обеспечивают нулевые прогибы от веса при высоких температурных значениях.
• Постоянного усилия — предназначены для сохранения степени рабочей нагрузки во всех возможных направлениях смещения.

В зависимости от типа конструкции выделяют следующие виды:

• на кронштейнах;
• хомутовые — применяют при вероятности угловых деформаций;
• шариковые — обеспечивают смещение в продольном и поперечном направлениях;
• диэлектрические — с изоляционным стальным слоем, применяют в линиях из углеродистого или низкоуглеродистого сырья;
• роликовые — с уменьшенным трением между верхней и нижней частями.

Монтаж

Первоначальной задачей при проектировании технологической линии служит расчет расстояния между опорными конструкциями. Эти вычисления проводят индивидуально для каждого проекта и включают в документацию объекта. На предельное расстояние влияет назначение магистрали — для горячей среды дистанция снижается с целью защиты от деформаций, технические характеристики.

Монтаж опор проводят перед тем, как трубу помещают в защитный футляр. Для этого между изделием прокладывают гидроизоляцию и смазывают графитовым раствором для снижения трения.

Крепление хомутовой части проводят с помощью сварки в соответствии с государственными и отраслевыми стандартами, после чего затягивают. Применение специальных инструментов и техники не требуется, поэтому процесс отличается легкостью и удобством.

Подвески и опоры трубопровода

ООО ПК Империя предлагает опоры всех видов под заказ. Возможно изготовление опор по чертежам заказчика. Тел: (343) 213-88-89, эл.почта

При монтаже и креплении всех видов трубопроводов обычно используются опоры. Опоры подразделяются на неподвижные и подвижные. По методу крепления трубы опоры подразделяют на приварные и хомутовые. Не редко для монтажа труб вместо хомутов применяют скобы. Неподвижные опоры жестко удерживают трубу и не допускают ее перемещения при каких либо вибрациях или сдвигах. Неподвижные опоры воспринимают вертикальные нагрузки от веса трубопровода и среды, горизонтальные (осевые) нагрузки от тепловых изменений и расширений трубопровода и сил трения подвижных опор, а также нагрузки от гидравлических ударов, вибрации и пульсации. Корпуса неподвижных опор сваривают и укрепляют болтами с несущими конструкциям трубопровода. В хомутовых неподвижных опорах для уменьшения проскальзывания трубы в опоре, к трубе приварены специальные упоры. В зависимости от величины осевых сил, воспринимаемых опорой, упоры могут быть выполнены с одним или двумя хомутами или скобами. Основные виды неподвижных опор приведены на чертеже 1.

Чертеж 1. Основные виды неподвижных опор трубопроводов: а — приварная опора, б —хомутовая опора, в — опора хомутовая для трубопроводов с хладагентом, г — бескорпусная опора

Подвижные опоры приспособлены поддерживать трубопровод и позволяют свободно ему перемещаться под влиянием температурных расширений и деформаций. Они принимают на себя только вертикальную нагрузку от веса трубопровода, веса продукта, а так же изоляции. Подвижные опоры имеют несколько разновидностей, таких как: скользящие, катковые, направляющие, пружинные, шариковые опоры и др. Наиболее популярными считаются скользящие опоры, которые скользят и передвигаются вместе с трубой по поверхности несущих конструкций трубопровода. Для снижения силы трения между пятой опоры и опорной поверхностью рекомендуется использовать катковые (роликовые) опоры; которые в свою очередь входят в одну из разновидностей скользящих опор, но установленных на катки. Направляющими опорами называются такие опоры, которые имеют направляющие планкаи или бескорпусные хомутовые опоры, в которых труба скользит непосредственно по поверхности несущей конструкции и удерживается от поперечного смещения хомутом. На трубопроводах, подвергающихся вибрационным нагрузкам, используют пружинные опоры, которые минимизируют или полностью поглощают вибрацию. Шариковые опоры устанавливают в местах поворота трубопровода большого диаметра, где требуется предоставить свободное его перемещение вдоль обеих горизонтальных осей. Одни из популярных подвижных опор изображены на чертеже. 2.

Чертеж. 2. Конструкции подвижных опор трубопроводов: а — приварная скользящая, б — хомутовая скользящая, в — хомутовая скользящая двухкатковая, г — хомутовая скользящая для трубопроводов с хладагентом, д — направляющая

Опоры как правило производятся из стали Ст. 3 холодной штамповкой. Под заказ возможно изготовление из других марок стали. Так же для крепления горизонтальных трубопроводов помимо опор могут использоваться подвески (подвесные крепления). Подвесные крепления подвешиваются к перекрытию здания, кронштейнам, консолям с помощью тяг с болтами или приварных проушин. Размеры тяг уточняют по месту. В основном в подвесках используют тяги с муфтами правой и левой резьбы, регулируемые по длине.

Горизонтальные трубопроводы, которые оснащены вертикальными участками, и удлинение которых воспринимается горизонтальной ветвью, монтируют на пружинных подвесках. Монтаж на таких участках трубопровода жестких подвесок для крепления вертикальных трубопроводов не допускается, так как при температурных удлинениях возможно допустимая нагрузка на подвески будет неравномерной. Пружинные подвески имеют широкое применение в трубопроводах, склонным частым вибрациям. Основные конструкции подвесок приведены на чертеже. 3.

Чертеж. 3. Конструкции подвесок: а — жесткая для горизонтальных трубопроводов, б — пружинная для горизонтальных трубопроводов, в—пружинная для вертикальных трубопроводов; 1 — хомут, 2 — серьга, 3 — ушко, 4 — тяга, 5 — блок пружин, 6 — диски, 7 — пружина, 8 — упор

Опорные несущие конструкции для трубопроводов в зависимости от места их применения, величины действующих нагрузок и других факторов используют в виде мачт и стоек, эстакад, кронштейнов, консолей.

Типы конструкций

Для газо- и нефтепровода, для технической системы и для подачи горячей воды или сжатого воздуха по понятным причинам используются разные изделия с разными характеристиками. Поэтому первым требованием, которому должны удовлетворять опорные конструкции, выступает соответствие материала. Это не всегда означает полное совпадение, но это означает соответствие задаче: фиксация, гашение вибрации, стойкость к температуре и так далее.

Различают 2 основных типа конструкций: подвижные и неподвижные.

Подвижные – или скользящие, используются для гашения вертикальной нагрузки. Кроме того, они помогают равномерно распределить тепловую деформацию. Этот вид конструкций позволяет изменить положение трубопровода относительно опоры. Для расчетов имеет значение не столько назначение – передача газа, сжатого воздуха, сколько общий вес трубы с содержимым.

Различают несколько видов моделей:

• катковые – в конструкцию вмонтированы катки, что обеспечивает линейную подвижность стального трубопровода;

• хомутовые – или приваренные. Представляет собой подвески, с помощью которых коммуникации закрепляются на потолок;

• пружинные – оснащаются пружинным амортизирующим блоком. Может сочетаться с хомутом;

• опорное кольцо – вариант скользящей системы, в которой подвижность обеспечивается за счет материала конструкции. Это бескорпусная опора, которая выполняется из полимера, то есть, обладает высоким коэффициентом теплового расширения.

Неподвижные – в отличие от подвижных полностью исключают линейные или угловые смещения. Порой конструкционно они очень похожи на скользящие – хомутовые, например, но благодаря жесткой фиксации гарантируют неподвижность трубопровода.

Неподвижная фиксация трубопровода

Различают такие варианты неподвижных опор:

• корпусные приварные – конструкции соединяются с трубами посредством сварки. Устройство могут иметь разное, однако с трубопроводом, по сути, образуют единое целое;
• корпусные хомутовые – закрепляются на трубах за счет плоских или круглых хомутов;
• бугельные – разновидность хомутовых: модели оснащены дополнительные ребрами жесткости, что повышает их эксплуатационные качества;
• крутоизогнутые – специальные конструкции, предназначенные для фиксации труб на участках сгиба;
• вертикальные крепления – представляют собой прочные лапы, приваренные к вертикальной поверхности;
• щитовые – похожи по конструкции на вертикальные, но используются при прохождении коммуникаций сквозь стены.

Различное устройство опорных конструкций предполагает разное расстояние между ними. Однако последнее определяется не только типом изделия, но и характеристиками труб. Для расчетов все эти факторы нужно учитывать.

Неподвижная и подвижная опора для пластиковых труб: разновидности и использование

Без опор ни за что не обойтись при обустройстве наземных и надземных трубопроводов. Их предназначение – восприятие весовых нагрузок, создаваемых инженерной коммуникацией. Если не обеспечить надёжное крепление, она утратит прочность, при этом соединение элементов трубопровода станет менее надёжным. Этот показатель зависит от собственного веса конструкции, внешних вибраций, климата и проч. Опоры призваны нивелировать негативное воздействие этих факторов.

Полимерные трубы применяют для монтажа коммуникаций разных типов и назначения, и некоторые из них требуют жесткой фиксации

• 1 Виды опор
• 2 Классификация по особенностям конструкции
• 3 Производство и применение
• 4 Расчёт опор трубопроводов

Виды опор

Сегодня для полимерных трубопроводов наибольшее распространение получили опоры в ППУ изоляции. Данные изделия бывают следующих видов:

1. Неподвижная опора для пенополиуретановых труб. Применяется для надземных и наземных систем. За счёт входящих в конструкцию специальных компенсаторов обеспечивается снижение:

• влияния температурного режима;
• перепадов внутреннего давления;
• вибраций различного типа.

Кроме того опора данного типа выполняет дополнительную функцию теплоизолятора. Встретить подобную конструкцию можно чаще всего в северных административно- территориальных единицах России, то есть там, где нередко наблюдаются резкие температурные колебания;

2. Опора скользящая (подвижная). Предназначена для компенсации вертикальных нагрузок. Подвижная опора не увеличивает устойчивость трубопровода и не влияет на его износ.

Классификация по особенностям конструкции

Конструкционные особенности опор оказывают влияние на технологию их установки. По данному критерию эти элементы бывают нижеперечисленных видов.

• корпусные приварные. Подвижная и неподвижная опора ППУ такого типа может изготавливаться в самом разнообразном конструктивном исполнении. Преимущества: простая установка, демократичная цена.
• корпусные хомутовые. Могут быть как подвижными, так и неподвижными. В свою очередь, подразделяются такие опоры на изделия с плоскими и круглыми хомутами. Также в эту группу входят бугельные конструкции. Они отличаются наличием рёбер жёсткости.

На заметку! Для труб из пенополиуретана используются опоры с круглыми хомутами. Впрочем, они с успехом применяются и для стальных трубопроводов.

• конструции бескорпусного типа. Проще говоря, это обычные хомуты. Бывают неподвижными, а также подвижными. Первые подсоединяются к основанию посредством сварки. Изделия же второго типа обеспечивают свободное перемещение трубопровода. Бескорпусные подвижные изделия получили иное название – хомутовые направляющие.
• крутоизогнутые отводы. Монтаж такого изделия осуществляется под изгиб конструкции. Крутоизогнутые отводы могут быть неподвижными и подвижными. Применяются также в качестве конструктивных элементов для крепления оборудования разного типа.
• щитовые конструкции. Такая неподвижная опора трубопровода используется для закрепления вертикально направленных участков инженерной коммуникации. Часто монтируется при прохождении ветки магистрали системы отопления сквозь стену.

При выборе опор необходимо учитывать особенности эксплуатации, диаметр и тип трубопровода.

Производство и применение

В качестве сырья для изготовления опор используется сталь. Если предполагается, что трубопровод будет работать в обычных условиях, применяются такие элементы, произведённые из стандартного сортового проката. При эксплуатации в специфических условиях следует выбирать металлические опоры в ППУ изоляции, способные выдерживать как высокую, так и низкую температуру, характерную климатическим условиям Крайнего Севера.

Производится неподвижная опора для труб ППУ по следующей технологии:

• на станке высокой точности раскраиваются стальные листы;
• затем материал раскраивается на гильотине;
• стальные листы режутся с помощью ленточного оборудования;
• элементы свариваются.

Стальные отрезки соединяются хомутами. Производятся они на автоматизированных прессах. Именно благодаря использованию данного оборудования эти элементы получаются самого высокого качества.

Применяются металлические опоры с целью обслуживания:

• газопровода;
• нефтепровода;
• для запуска пенополиуретановой трубы теплоснабжения;
• для функционирования тепловых и атомных электростанций.

Расчёт опор трубопроводов

Выполняется данная процедура с целью определения расстояния между опорами. В качестве исходных данных здесь выступают прочность и прогиб магистрали. Немаловажное значение имеет также способ прокладки и параметры труб. Для вычислений следует использовать таблицу «Проектирование тепловых сетей», составленную Николаевым А.А.

Например, для горизонтального расположения таблица демонстрирует такой расчёт: при максимальной температуре транспортируемой по трубопроводу рабочей среды +60 ۫С и минимальном сечении участка магистрали 20 миллиметров, расстояние между опорами должно составлять 60 сантиметров.

Полезно знать! Удалённость опор друг от друга растёт с увеличением диаметра трубы.

Шаг крепления для вертикального расположения рассчитывается по такому же принципу. Например, при температуре +20 ۫С и сечении ветки инженерной коммуникации 40 миллиметров удалённость опор друг от друга будет такой – 138 сантиметров. Если же предполагается транспортировка по трубопроводу рабочей среды с температурой +70 ۫С, это расстояние уменьшится до отметки 113 сантиметров.

При расстановке неподвижных опор в учёт принимаются схематические характеристики тепловых коммуникаций, а именно расположение конструкций возле запорной арматуры и ответвлений магистрали. Что же касается прямых участков, то здесь во внимание принимаются технические параметры компенсаторов между опорами.

Скользящая опора для трубопроводов

Трубопровод оказывает большую нагрузку на пролеты и опорные инженерные сооружения. Это связано с большим весом труб, фитингов, соединительной арматуры и других комплектующих. Они являются составными частями систем теплоснабжения, магистральных и технологических линий транспортировки.

Трубы и другие комплектующие преимущественно выполняются из металла и нередко имеют большие установочные размеры. Вес погонного метра труб даже, если они выполнены из облегченных композитных материалов, значительно возрастает при заполнении объема линий технологическими продуктами, которым в случае тепломагистралей является жидкий теплоноситель. Особенно увеличивает нагрузку прокачка жидких веществ (воды для питья и ГВС, воды с антифризом теплотрасс, технологических растворов, суспензий).

Помимо статических нагрузок при эксплуатации возникает тепловое изменение линейных размеров и диаметров компонентов. Оно связано с сезонными колебаниями температуры окружающей атмосферы и климатическими условиями в зонах размещения. Немаловажным фактором является температура самого транспортируемого агента, заполняющего внутреннее пространство трубопровода. Например, повышение на 100°С температуры пара приводит к удлинению одного погонного метра паропровода на 1,2 мм, что ведет к продольному смещению линейно протяженных участков теплопровода.

Кроме того, на трубопроводы при прокачке действуют крутящие моменты, поперечные и осевые и нагрузки. Транспортировка перемещаемой среды осложняется порывами ветра, гидроударами, вибрацией разной амплитуды и цикличности.

Для чего применяются опоры трубопроводов?

Надежность и безопасность трубопроводов в местах установки обеспечивается не только качественным подбором труб и соединительной арматуры, но и надежным удержанием в проектном положении ствола. Предназначенные для этого конструкции должны воспринимать и правильно распределять действующие нагрузки на грунт или специально подготовленное основание.

Немаловажное значение имеет опорная часть конструкции, которая предохраняет трубу от изгибов и размыкания соединительных узлов в местах сочленений. В опорах удерживающее усилие обеспечивается упругими прокладками, зажатыми между трубопроводом и опорой.

В скользящих конструкциях основание не закрепляется на бетонной поверхности и может свободно перемещаться по горизонтальной плоскости. Для поддержания труб используют насыпи, траншеи, стойки и этажерки, специально оборудованные опорными башмаками, часто крепят трубопроводы к стенам и эстакадам кронштейнами.

При прокладке теплотрасс в лотке перед трассировкой теплоцентралей укладывают опорную подушку под основание труб, которая предохраняет конструктив от истирания и деформаций при перепадах температур.

Преимущества установки подвижных опор теплопроводов

Опора считается одной из наиболее ответственных частей систем теплоснабжения. Она воспринимают вертикальное усилие и подбираются под характеристики подвижности конкретного трубопровода. Одновременно опора служит защитным приспособлением, предохраняющим трубы от повреждений в местах соприкосновения с несущей конструкцией, проходным каналом или траверсом.

В зависимости от конструкции опоры относятся к неподвижным либо подвижным. Подвижность ограничена разумными пределами, чтобы не допустить опрокидывания или разворота опоры от механических воздействий.

Опоры, как одни из самых ответственных частей трубопровода, обладают следующими преимуществами:

• максимально точно сохраняют месторасположение трубы на опорном листе, защищая от порывов ветра, сейсмических толчков.

• обеспечивают опирание трубы любого веса/диаметра с минимальным напряжением стенок, не образуя вмятин и повреждений;

• обладают высокой несущей способностью при относительно невысоких ресурсных затратах на сооружение;

• разнообразие стандартизованных исполнений позволяют выбрать модификацию опоры, оптимально подходящей к условиям эксплуатации.

При выборе типа исполнения проектировщики теплосетей учитывают не только расчетные значения усилий, но и процесс взаимодействия элементов системы. Оправданным является применение башмаков опор с антифрикционным покрытием (фторопласт), опирающихся на опорную подушку (бетонную плиту). Это в разы улучшит скольжение обычного для теплотрасс сочетания «сталь-бетон» с коэффициентом трения 0,5. Также целесообразно использовать опоры каткового или шарикового типа с коэффициентом трения 0,1.

Большинство опор трубопроводов состоят из основания, стойки и ложемента.

Основание (стальной уголок или швеллер) крепится к несущей конструкции при помощи анкерных болтов, сварки или заливкой бетонным раствором.

С помощью стойки выставляется высота горизонтального положения трубы при монтаже надземных линий. Конкретный уровень подъема регулируется подвижными скользящими элементами, фиксируемыми с помощью болтовых и цанговых соединений.

Ложемент (полукруглый держатель) предназначен для надежной фиксации трубоукладочного комплекта в проектном положении. Трубопровод может не закрепляться плотно, и труба будет свободно перемещаться вдоль оси. Такая опора называется направляющей. На части, соприкасаемые с трубой, ставится прокладка или наносится демпфирующее покрытие. Ложемент состоит из следующих узлов:

• опорного с криволинейной поверхностью для плотного контакта с поверхностью трубы;

• фиксирующего, оборудованного специальными захватами для удержания трубопровода

Какие существуют виды подвижных опор?

Подвижные опоры для трубопроводов имеют идентичную со стационарными сооружениями конструкцию. Отличие состоит в том, что основание неподвижных опор приваривается к строительной конструкции или крепится анкерами. Подвижные опоры свободно лежат на траверсе или ином горизонтальном основании, по которому могут передвигаться. Они предназначены для укладки труб с наружным диаметром от 18 до 1620 мм. Опоры этого типа классифицируются на следующие виды, объединенные в группы по способу крепления к трубопроводу:

Как правильно выбрать скользящие опоры трубопровода?

Скользящие опоры относятся к виду подвижных опор, по типу конструкции эта категория включает хомутовые и роликовые исполнения. Под скольжением понимается возможность продольного перемещения смонтированных труб, сохраняя вертикальную пространственную устойчивость.

Различные модификации опор отличаются по нагрузке, способу крепления, типу транспортируемого агента, условиями внешней среды в местах локации трубопровода. Согласно действующим стандартам, относящемуся к опорам и подвескам, скользящее опорное устройство должно выдерживать вес трубопровода с перемещаемым агентом. Транспортируемое вещество может находиться под давлением до 16 МПа и температуре до +450 °С. Определен и нижний предел температуры окружающей среды -70 °С.

Опоры скользящие, используемые на практике, подразделяются на:

1. независимо скользящие;

2. роликовые одно/двухкатковые;

3. диэлектрические хомутовые;

4. жесткие с гибким компенсатором;

5. устанавливаемые на кронштейнах.

Скользящие опоры подвижные бугельные (ОПБ)

Популярностью в теплотехнике пользуются скользящие опоры бугельного типа под трубопроводы диаметром 32–1520 мм. Сверху полукруглый бугель подобно крышке прикрывает теплопровод. Простая деталь по выполняемой функции заменяет несколько скоб из металлического профиля. В опоре предусмотрена установка бугеля на резьбовые шпильки сверху трубы с последующим гаечным креплением. Опора свободно перемещается по подушке футляра или в канале теплотрассы.

В отличие от бугельной корпусной, которая производится в заводских условиях, для изготовления бескорпусной опоры не требуется специального оборудования. Она может собираться сервисными организациями самостоятельно в условиях ремонтной мастерской, для этого:

1. обрезок трубы распиливается симметрично вдоль оси на две равноценные половинки;

2. привариваются по 2 крепежные планки с отверстиями по бокам каждой заготовки, в более простом варианте просто сверлятся сквозные отверстия для шпилек или винтов по краям изгиба;

3. одну половину приваривают к опорному листу и затем размещают на бетонной подушке теплотрассы;

4. другим полухомутом-бугелем закрывают трубу после укладки и стягивают гайками с другой половиной (ложементом).

Для обслуживания перекачки высокотемпературного агента используется опоры в диэлектрическом исполнении. Для перекачки хладагентов используются теплоизолирующие прокладки. Опора может оснащаться дополнительными компонентами: заземлением, теплоспутниками и кронштейнами. В районах с высокой сейсмоактивностью нашли широкое применение опора БКП (бугельная корпусная пружинная) для теплотрасс. От базовой комплектации она отличается оснащением пружинным блоком для демпфирования подземных толчков.

Область применения скользящих опор

Скользящие опоры находят применение в сооружениях по транспортировке продуктов по трубопроводам различных климатических зон и отраслей:

• в трубопроводных системах тепловых и атомных электростанций;

• инженерных сетях и жилищно-коммунальном хозяйстве;

• нефтяной/нефтехимической и газодобывающей промышленности;

• на промышленных предприятиях, использующих в производстве технологические трубопроводы.

Выбор места установки и монтаж

Скользящие опоры размещаются на трубопроводе по возможности ближе к сосредоточенным нагрузкам, арматуре, фасонным деталям, фланцам. Сварные соединения располагаются от ближнего края опоры на расстоянии 5 см для труб диаметром менее 50 мм. Если диаметр трубы больше 50мм, отступать от опоры надо 200 мм или больше.

Сборочные единицы и узлы трубопроводных линий укладываются не менее, чем на две опорные конструкции. Верхние плоскости опор должны выверяться по уровню перед укладкой труб. После разметки осей размечают места установки на трубах задвижек, вентилей, компенсаторов и соединительной арматуры. После окончательного определения места опоры основание крепят на стационарном сооружении.

Неподвижные опоры

Это такая опора которая должна обеспечивать удержание трубопровода и не позволять ему перемещаться при тепловых линейных перемещениях и возникающих крутящих моментов в любом направлении . С помощью неподвижных опор трубопровод разделяют на участки, обеспечивая тепловые линейные удлинения естественными компенсаторами или самокомпенсацией.

Опоры неподвижные воспринимают вертикальные нагрузки, от собственного трубопровода, веса транспортируемого по нему среды ,веса тепловой изоляции, от ветровой, снеговой нагрузки для наружных трубопроводов, горизонтальных нагрузок, и других нагрузок возникающие при температурных расширениях трубопроводов.

Для определения установки типа неподвижных опор включают также массу всех соединений, ответвлений трубопроводов на участке между неподвижными опорами, арматуры. Для трубопроводов транспортирующих газообразные и парообразные продукты при гидравлическом испытании включается масса воды.

Основной рабочий стол неподвижной опоры устанавливается к опорным строительным конструкциям или металлоконструкциям зданий и сооружений (рассчитанным на дополнительную нагрузку от трубопроводов). Опорная конструкция крепится к трубопроводу с помощью приварки или хомутов с приваркой сухарей к трубопроводам препятствующих смещению по оси, которые упираются в корпус опоры.

В зависимости от величины горизонтальных нагрузок, воспринимаемых неподвижной опорой, применяют опоры с одним или двумя хомутами.

* Размеры для справок. 1 — корпус; 2 — полухомут; 3 — упор; 4 — шпилька; 5 — гайка; 6 — гайка; 7 — шайба

На неподвижных опорах возникают следующие виды нагрузок:

Горизонтальные нагрузки от сил трения подвижных опор, нагрузки возникающие при тепловом удлинении трубопровода, нагрузки от сил трения в сальниковых компенсаторах, от упругой деформации гибких компенсаторов, реакции компенсаторов от силовых факторов, вызванных температурными деформациями; от внутреннего давления и от самокомпенсации трубопровода .

Горизонтальные нагрузки на неподвижные опоры подразделяются на осевые, действующие по оси трубопровода, и боковые — перпендикулярные оси. Неподвижные опоры, размещаемые в конце участка трубопровода (перед заглушкой, арматурой), воспринимают горизонтальную нагрузку от сил, действующих на нее с одной стороны. Остальные неподвижные опоры воспринимают нагрузку, возникающую под действием сил с обеих сторон опоры. Горизонтальные нагрузки непостоянны по величине и направлению.

Осевые нагрузки передаются на все типы неподвижных опор; боковые —при положении опоры непосредственно перед поворотом трубы от самокомпенсации, а также на углу поворота трубы.

Неподвижные опоры выбирают по наибольшей горизонтальной осевой нагрузке, на которую рассчитана данная опора. В зависимости от диаметра трубопровода и конструкции неподвижной опоры они могут воспринимать определенные горизонтальные и поперечные нагрузки.

Неподвижные опоры бывают следующих конструкционных исполнений: лобовые, щитовые и хомутовые.

Для сетевых трубопроводов на дефекты от наружной коррозии к неподвижным опорам, приходится около 50% повреждений в камерах.

Причины коррозии неподвижных опор:

1) влияние блуждающих токов в щитовых опорах из-за отсутствия надежных электроизоляционных вставок

2) возникновение капели с перекрытий из-за конденсации влаги приводит к усиленной коррозии наружной поверхности труб

3) приварка косынок создает предпосылки для интенсификации процессов внутренней коррозии в местах расположения сварных швов и околошовной зоны.

4) одновременное воздействие переменных циклических напряжений и коррозионной среды вызывают понижение коррозионной стойкости и предела выносливости металла.

Согласно СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети» c.39 п.7: «Неподвижные опоры труб должны рассчитываться на наибольшую горизонтальную нагрузку при различных режимах работы трубопроводов, в том числе при открытых и закрытых задвижках».

В настоящее время неподвижные опоры подбираются по НТС-62-91-35. НТС-62-91-36. НТС-62-91-37. По этим нормалям для каждой величины Ду приводится максимальная осевая сила, величину которой не должна превосходить результирующая сила от действующих осевых сил как слева так и справа. На самом деле на опору кроме осевой действуют еще две силы, крутящий момент и два изгибающих момента. В наиболее общем случае на опору действуют все виды нормальных и касательных напряжений т.е. имеет место сложнонапряженное состояние. В настоящий момент в нормативной документации не существует никаких рекомендаций по запасам прочности расчетных точек сечений сетевых тубопроводов относительно допускаемого временного сопротивления и допускаемого напряжения текучести.

Неподвижные опоры являются узлами, на которые приходятся самые большие нагрузки. Это происходит из-за плохой работы скользящих, роликовых, катковых и других подвижных опор с увеличенным коэффициентом трения скольжения свыше 0,3 и вызванной повышенной коррозии рабочих столов.

При наружной и внутренней коррозии в неподвижных опорах происходит перераспределение напряжений, что приводит к их повышенной повреждаемости.

Выводы для устранения дефектов на неподвижных опорах на тепловых сетях:

1. При проектировании Тепловых сетей для повышения надежности неподвижной опоры необходимо выполнять прочностные расчеты участков трассы, располагающихся с обеих сторон от этой опоры, что позволит определить максимальные усилия, действующие на опору.

2. Расчеты участков трубопроводов необходимо выполнять по допускаемым напряжениям для всех участков трубопровода с учетом ослабления металла сварного шва, как для режима эксплуатации так и для режима опресовки

3. В связи с высокой частотой отказов неподвижных опор на сетевых трубопроводах необходимо усилить конструкции этих опор так, чтобы величина запаса прочности от допускаемого напряжения была не менее 2 … 2.2 , а значения запасов прочности по допускаемому временному сопротивлению должны быть не меньше 4… 4.5.

4. Все металлические конструкции должны быть надежно защищены.

5. При проектировании следует обязательно предусматривать двусторонний доступ к неподвижной опоре для возможности ее осмотра, полного восстановления антикоррозионного покрытия и герметизации кольцевого зазора.

Для ремонта трубопроводов с выполнением работ по резке участков трубопроводов применяют бугельные опоры. Изготавливаются по ОСТ 34-10-618-93 (ОСТ 34-42-618-84).

Настоящий стандарт распространяется на опоры трубопроводов хомутовые и бугельные неподвижные и, предназначенные для трубопроводов ТЭС и АЭС с Дн 57 ÷ 1620 мм, с параметрами среды tpaб≤425°C, Py≤4,0 МПа.

Пример:

Опоры неподвижные хомутовые по ОСТ 24.125.151

Наружный диаметр трубопровода D_a, мм

Трубопроводы из хромомолибденованадиевых сталей с температурой среды t ≤ 560 °С

Трубопроводы из углеродистых и кремнемарганцовистых сталей с температурой среды t ≤ 440 °С

Трубопроводы из аустенитных сталей с температурой среды t ≤ 440 °С