Опоры трубопроводов

Опоры под трубопроводы

Опоры под трубопроводы активно используются при прокладке коммуникаций надземным и подземным способом. Они обеспечивают надёжную и безопасную эксплуатацию трубопроводной системы. Данные изделия принимают на себя основные нагрузки от трубопроводной сети, которые потом переходят на почву либо несущие конструкции.

Видео производство опоры трубопроводов

Главное предназначение этих элементов заключается в обеспечении надёжного крепления труб в заданном пространственном положении. Использование опор позволяет избежать деформаций трубопровода в результате воздействия высоких температур. Зачастую при движении рабочего потока в коммуникации появляются вибрации, которые также успешно гасятся данными изделиями.

Разновидности трубопроводных опор

Данные изделия классифицируются по разным признакам. По способу монтажа различают:

• Обычные;
• Подвесные модели.

В зависимости от конструктивных особенностей опоры под трубопроводы бывают:

• Подвижной;
• Неподвижной.

Подвижные опоры

Такие изделия предназначены для поддерживания трубопровода и естественного распределения тепловых деформационных нагрузок. При этом они не создают препятствий для смещения коммуникации. Они воспринимают вертикальные усилия от нагруженной сети. Место фиксирования данных моделей располагается выше оси трубопроводной системы.

Существуют разные варианты подвижных опор:

• Скользящие – используются для создания условий для температурного перемещения коммуникации вдоль линии оси и в поперечном направлении;
• Хомутовые – предназначены для тех же целей, что и предыдущий вариант;
• Катковые – позволяют уменьшить силу трения и обеспечивают хорошую осевую подвижность;
• Пружинные – прекрасно поглощают вибрации, поэтому используются при монтаже систем, где имеют место вибрационные процессы;
• Шариковые – устанавливаются в точках поворота трубопровода. Не препятствуют перемещению по горизонтальной оси.

Неподвижные опоры

Данный вид опор предполагает крепление системы в конкретном месте. Между ними обычно располагаются компенсаторы, которые воспринимают нагрузки от теплового удлинения трубопроводной сети. Это особенно важно для регионов с холодным климатом, где в результате температурных перепадов система может преждевременно выйти из строя.

Компания "Полинэрго" изготавливает и реализует различные опоры под трубопроводы . Благодаря разнообразию моделей, можно подобрать изделие для различных условий эксплуатации.

В технической документации и стандартах ГОСТ опоры под трубопроводы – это элементы опорных конструкций между трубопроводом и фундаментом. Они необходимы для ликвидации внутренних напряжений и вибрации, восприятия эксплуатационных нагрузок и передачи их на фундамент, защиты труб от повреждений разного характера.

Терминология и нормативные документы

К фундаментам трубопроводные опоры всегда крепятся неподвижно. А элементы трубопроводов могут быть абсолютно неподвижны относительно опор или сохранять одну или несколько степеней подвижности в разных пространственных плоскостях.

Основной задачей опоры под трубопровод является обеспечение проектного пространственного положения. Изготавливаются опоры по ГОСТ 16127 (подвески) и ГОСТ 14911 (опоры подвижные), прочим нижестоящим стандартам:

• ОСТ 36.146 – КН, КХ, КП, ВП, ТО, ТП, ТХ, ТП, УП и ХБ;
• ОСТ 36.104 – хомутовые модификации;
• ОСТ 36.94 – повторяет ГОСТ 14911, ОПП, ОПХ и ОПБ в нескольких вариантах исполнения;
• ОСТ 24.125.154 – скользящие хомутовые для АЭС/ТЭС;
• ОСТ 108.257.24 – для DN 57 – 1420 мм всех видов;
• ТУ 1468-001-00151756 – узлы скольжения, аналог ОСТ 36-146и 24.125.154;
• ТУ 1468-012-04698606 – подвижные опоры аналог ОСТ 36.94 и 36.146, выпусков 4,5 Серии 4-903 и ГОСТ 14911;
• ТУ 1468-002-92040088 – опоры обвязки, подвесные системы DN 18 – 1620$
• Серия 4.903-10 Выпуск 4 – 6 – неподвижные, шариковые, катковые и скользящие, подвесные пружинные и жесткие Т3 – Т46;
• Т-ММ-26 – подвески, подвижные и неподвижные ПС, ОНС и ОСС;
• НТС 65 – направляющие и подвижные, тип НПО и ПО.

Каждый стандарт содержит указания по геометрии сборочных единиц, материальному исполнению и типоразмерам опор для конкретных эксплуатационных условий и отраслей народного хозяйства РФ.

Конструктивные особенности

В большинстве случаев опоры под трубопроводы имеют минимум один элемент или поверхность конструкции, геометрия которой идентична форме трубы или корпуса арматуры. Для фиксации трубопровода к опоре в конструкцию добавляются бугели и хомуты.

Корпусные модификации имеют опорные площадки и подушки для укладки трубопровода, ребра жесткости в продольном и поперечном сечении. Щитовые опоры – единственная категория, в которой в качестве конструкционного материала используется железобетон. Трубы проходят через сквозные отверстия в бетонном щите, передают нагрузки на элементы фундамента, с которыми жестко связана опора.

Назначение трубопроводных опор

На 100% неподвижная трубопроводная опора фактически является анкером, воспринимающим вертикальные, боковые и горизонтальные нагрузки. Между несущими анкерными конструкциями монтируются подвижные опоры под трубопроводы, способные компенсировать без повреждения температурные расширения, вибрации и гидроудары рабочей среды.

Одни опоры обеспечивают продольную подвижность элементов путепровода, другие позволяют трубам перемещаться в заданных проектом пределах в поперечном и продольном относительно оси трубопровода направлении.

Упругие пружинные опоры обеспечивают возможность вертикальной подвижности без нулевых прогибов. Опора может обеспечивать одну или несколько степеней свободы, защищать конструкционный материал трубопровода от механических нагрузок и электрохимической коррозии. Абсолютно неподвижные опоры называют мертвыми.

Предназначены опоры под трубопроводы для повышения эксплуатационного ресурса трубопровода, повышения качества обслуживания и ремонтопригодности отдельных контуров.

Разновидности опор

Классифицируются опоры под трубопроводы по нескольким характерным признакам на следующие категории:

• назначение – под арматуру, вертикальные, горизонтальные, с сопровождением;
• соединение с трубопроводом – плоская скоба, бугель, хомут, приварка;
• коррекция положения – нерегулируемые и регулируемые;
• наличие степеней свободы – скользящие, подвижные, неподвижные;
• конструкция – бескорпусные, корпусные, трубчатые, тавровые, швеллерные, уголковые;
• способ поддержки – подвеска, опора, боковая, лобовая.

Элементы опор и подвесок изготавливаются из стандартного металлопроката и армированного бетона. В зависимости от способа крепления к промежуточным элементам опор и деталей трубопровода 75% модификаций опор могут использоваться и как неподвижные, и как подвижные/скользящие.

Неподвижные

В категорию неподвижных трубопроводных опор входит несколько модификаций:

• стальные приварные;
• железобетонные щитовые;
• усиленные упорные;
• вертикальные;
• бескорпусные и корпусные;
• хомутовые и бугельные;
• упорные боковые и лобовые;
• для труб в ППУ;
• «мертвые».

Только последняя разновидность опор обеспечивает абсолютную неподвижность. Во всех остальных случаях имеется минимум одна степень свободы в горизонтальной/вертикальной плоскости. Для неподвижных опор используется не одинаковая маркировка, применяются они для диапазона диаметров 32 – 1420 мм, и только в реперных проектных точках. Проблема линейного расширения конструкционных материалов решается установкой возле неподвижных опор компенсаторов.

Подвижные

Между неподвижными опорами под трубопроводы монтируются подвижные модификации. Они позволяют смещаться трубам вдоль оси потока рабочей среды и/или вбок. С несущими конструкциями сами подвижные опоры обычно связаны жестко, а удерживаемые ими трубы притянуты бугелями и хомутами к их корпусу. Бескорпусные модификации обозначают ОПБ, приварные – ОПП, хомутовые ОПХ.

Разновидностями подвижных опор являются скользящие, шариковые и катковые конструкции. В первых используются прокладки из антифрикционного материала для снижения сил трения. Во вторые вмонтирован горизонтально расположенный шариковый подшипник. В третьем используется одна или несколько обойм роликовых подшипников.

Скользящие

Простейшим вариантом для обеспечения продольного сдвига в момент теплового расширения конструкционного материала трубопровода является скользящая опора. В ее конструкцию входит основание или каркас, элементы фиксации к нему труб (бугели, хомуты). На ложемент опоры труба укладывается на подкладке из износостойкого материала.

В зависимости от конструкционного материала коэффициент трения составляет:

• 0,1 – сталь/фторопласт и каток вдоль оси;
• 0,3 – сталь/сталь и поперек оси у катка;
• 0,5 – сталь/бетон.

Специальные скользящие опоры рассмотрены в альбоме Т-ММ-26-99, а варианты исполнения для ТЭС и АЭС в ОСТ 24-125-154.

Диэлектрические

Для изоляции элементов путепровода относительно грунта используются диэлектрические трубопроводные опоры. Отсечка магистрали необходима в зонах возникновения наведенных и блуждающих токов, чтобы исключить электрохимическую коррозию конструкционных материалов.

Диэлектрический материал либо укладывается на ложемент в виде прокладки, либо наносится на подушку в момент ее изготовления. Применяются диэлектрические опоры для диаметра 194 – 630 мм, входят в раздел Т16.

Регулируемые

Для точных настроек ложемента по высоте используются регулируемые опоры под трубопроводы. Их выпускают для диаметров 325 – 1020 мм, только для наземных путепроводов. Монтируются регулируемые опоры на фундаменты и прочие несущие конструкции. Под подушку поры подложены конусные упоры, сквозь которые проходит резьбовая шпилька. По типу слесарных тисков клинья можно сдвигать закручиванием гайки, увеличивая высоту ложемента.

Разгрузочные

Самыми ответственными в трубопроводах являются опоры разгрузочные. Они первыми воспринимают нагрузки от перекачивающих турбин:

• гидроудары рабочей среды;
• вибрации;
• механические нагрузки;
• линейные расширения металла при увеличении температуры.

Выпуск разгрузочных ГПА опор в РФ разрешен ограниченному числу заводов. Продукция в основном предназначена для НПЗ/ГПЗ, обладает высоким эксплуатационным ресурсом.

Под арматуру

Регламентируется производство трубопроводных опор под арматуру стандартом ОСТ 36.17.85. Эти элементы трубопровода необходимы для поддержки массивных задвижек, клапанов, заслонок и кранов, снижают нагрузку на прилежащие к арматуре участки.

Обычно они имеют вид горизонтальной подставки, на которую вертикально установлены 4 ребра жесткости. Верхние кромки элементов жесткости подогнаны под форму конкретной арматуры.

Лобовые

Изготавливаются лобовые опоры под трубопроводы из стального металлопроката и высокопрочного бетона с двумя поясами армирования. Поэтому существует две принципиально разных конструкции лобовых опор:

• упорные – уголковые, швеллерные и корпусные, двух и четырехупорные;
• щитовые – из железобетона с элементами жесткости.

В первом случае упоры расположены с противоположных сторон трубы, удерживая ее в проектном положении. Щитовые опоры встраиваются в ограждающие конструкции сооружений, позволяя завести в него линию или вывести ее наружу.

При небольших осевых нагрузках используются двухупорные лобовые опоры. В ответственных трубопроводах применяются четырехупорные лобовые опоры. Для усиления в конструкцию добавляются элементы жесткости и полукольца.

Катковые

Для снижения сил трения катковая опора для трубопровода устанавливается на элементы качения – катки. В конструкции использованы следующие технические решения:

• две площадки фактически являются обоймами подшипника;
• элементы качения цилиндрические.

Один каток или блок катков в одной плоскости обеспечивают смещение на 50 мм в противоположные стороны. Двухуровневые блоки катков позволяют трубопроводу перемещаться в горизонтальной плоскости в четырех направлениях.

В сравнении с опорами скольжения модификации с элементами качения обладают повышенным эксплуатационным ресурсом и ремонтопригодностью.

Бугельные

Разновидность полосового хомута из двух половинок, стянутых шпильками/болтами, называется бугелем. В отличие от хомутовых трубопроводных опор бугельные модификации более удобны в монтаже и обслуживании, рассчитаны на высокие нагрузки благодаря увеличенной зоне контакта.

Используются бугели в нескольких типах опор:

• скользящие;
• неподвижные;
• разгрузочные.

В комплект бугеля дополнительно может входить подушка для увеличения поверхности опирания.

Вертикальные

Трубопроводы не всегда располагаются в горизонтальной плоскости, отдельные их участки могут проходить вертикально, например, в местах пересечения с автомобильными и ж/д дорогами. В этом случае используются специально спроектированные для подобных эксплуатационных условий опоры под вертикальные трубопроводы.

Корпусные модификации выполнены из листовой стали и стандартного металлопроката. Хомутовые и бугельные варианты изготавливаются из полосы и прутка. В несущим конструкциям опоры крепятся сваркой или резьбовыми соединениями.

Боковые

Обычно боковые трубопроводные опоры используются в паре, фиксируя проектное положение в горизонтальной плоскости. Конструкция позволяет компенсировать боковые нагрузки, изготавливается из полосного и листового металлопроката.

Ложемент расположен в вертикальной плоскости на ребрах жесткости. Опорная пластина крепится к стойкам, стенам, столбам, прочим вертикальным несущим конструкциям. Маркируется боковая опора Т, применяется для фиксации трубопроводов DN 194 – 1420 мм.

Приварные

Все опоры под трубопроводы одной стороной соприкасаются с трубами, другой с несущими конструкциями или фундаментами. Сварка возможна и с той, и с другой стороны. Приварные опоры имеются в нескольких категориях:

• уголковые, швеллерные и тавровые;
• стальные;
• скользящие и подвижные;
• неподвижные;
• скользящие неподвижные;
• корпусные;
• скользящие направляющие;
• с проушинами на опорной балке.

Материальное исполнение приварных опор зависит от эксплуатационных условий. В стандартах указывается длина сварочного шва и способ сварки.

Хомутовые

В рейтинге популярности хомутовая опора для трубопровода занимает верхнюю строчку. Существуют следующие варианты исполнения:

• хомут, как направляющий элемент;
• монтаж на приварные и скользящие опоры;
• комплектация хомутами бескорпусных опор;
• использование хомутов в корпусных опорах;
• полосовые и ленточные хомуты;
• прутковые резьбовые хомуты.

Возможен охват трубы только в верхней половине или всей поверхности корпуса. Прокладки и подушки хомутовых опор выполняются из металла, антифрикционных и диэлектрических материалов в зависимости от решаемых проектом задач.

Классическим вариантом является U-образный хомут без силовых элементов либо с ребрами жесткости, используемый для DN 57 – 377 мм. Маркировка хомутовых опор отличается в разных стандартах.

Тавровые

Для изготовления трубопроводных опор из тавра существует два технологических метода:

• хомутовые – в нижней полке высверливается отверстие под хомут, сверху приваривается ленточный или полосовой хомут;
• приварные – торцы куска тавра усиливаются пластинами, верхняя часть которых подрезается полукругом, полка становится подошвой конструкции.

Первый вариант исполнения обозначается ТХ, второй ТП, соответственно. Опоры могут крепиться к трубопроводу и элементам несущих конструкций несколькими способами, обеспечивая несколько степеней свободы либо полную неподвижность узла.

Трубчатые

На горизонтальных участках трубчатые опоры под трубопроводы имеют вид вертикально установленных на площадку катушек – обрезков труб. Верхний торец имеет седлообразную форму, повторяющую геометрию наружной поверхности трубы для увеличения зоны контакта и снижения нагрузок.

Согласно отраслевого стандарта 36.146-88 существует 4 варианта исполнения трубчатых опор А1 и А2, Б1 и Б2 из углеродистой, легированной и нержавеющей стали с обозначением ТР. Они предназначены для температуры +450°С максимум, труб диаметром 57 – 630 мм.

Уголковые

Для уголковых опор под трубопроводы существует два варианта конструкционного исполнения:

• А – пластина с приваренными к ней уголками;
• Б – в дополнение к предыдущему варианту на уголки уложен ложемент.

Обозначаются уголковые опоры УП, для их производства служит стандарт ОСТ 36.146.88.

Бескорпусные

Простейшая бескорпусная трубопроводная опора имеет вид круглого или плоского хомута или ложемента – изогнутой под конкретный наружный диаметр трубы пластины. Два этих элемента могут дополнять друг друга, ложемент обычно называется подушкой.

Для увеличения поверхности опирания в конструкцию могут добавляться лобовики или плоские пластины. Маркировка указана в стандартах на изготовление опор, зависит от варианта исполнения. Деталей здесь мало, конструкция очень простая, расход конструкционного материала незначительный. Для экономичной реализации проекта трубопровода бескорпусные опоры подходят идеально.

Корпусные

В отсутствие фундамента и других несущих конструкций в месте установки опоры под трубопроводы ее дополняют корпусом:

• сваривается из уголка и прочего металлопроката;
• выгибается из листовой стали;
• комплектуется бугелями, хомутами и подушками в любом сочетании;
• крепится к стойкам, балкам.

Коробчатая конструкция обладает собственными размерами и весом. Поэтому трубопровод приподнимается на 10 – 20 см, его удобнее обслуживать и ремонтировать. Модификации корпусных опор из уголка обходятся дешевле прочих вариантов, поэтому применяются чаще.

Подвесные

Создана подвесная опора для трубопроводов ГВС и ХВС. Существуют разновидности подвесных опор следующих типов:

• жесткие – горизонтальные участки, DN 25 – 600 мм;
• пружинные – горизонтальные и вертикальные трубопроводы DN 150 – 1400 мм.

Для снижения бюджета путепровода и повышения его надежности в проект закладываются подвесные опоры ГОСТ 16127. Для специальных условий эксплуатации применяются подвесные опоры, выполненные по другим стандартам.

Количество блоков пружин одноименных опор зависит от диаметра труб и реальных нагрузок. Длина и количество тяг рассчитываются индивидуально.

Способы установки

В процессе монтажа опор под трубопроводы учитываются следующие факторы:

• величина вертикальных нагрузок;
• наличие горизонтальных усилий;
• вибрации и подвижки почвы из-за сил морозного вспучивания;
• регион эксплуатации и погодные условия;
• рельеф местности и форма трубопровода;
• необходимая степень подвижности труб;
• тепловое расширение конструкционных материалов;
• ремонтопригодность отдельных участков.

Таким образом, из всего многообразия трубопроводных опор проектировщику необходимо выбрать варианты с максимальным эксплуатационным ресурсом и запасом надежности, минимальной себестоимостью для снижения бюджета реализации проекта.

Наши эксперты окажут бесплатную информационную поддержку для соблюдения указанных условий.