Неподвижные опоры тепловых сетей

Производство и поставки от завода

Н еподвижные опоры предназначены для удержания, а также снятия части возникающих поперечных нагрузок и напряжения в магистралях трубопроводов. Неподвижные опоры трубопроводов обычно изготавливаются в двух видах исполнения – для наземных и подземных магистралей. Например, неподвижные опоры тепловых сетей за редким исключением предназначены для подземных коммуникаций и поэтому выполняются со спецификой для максимально эффективного использования в траншейных магистралях. Конструкция неподвижных опор трубопровода представляет собой разнообразные крепления, обеспечивающие в зависимости от поставленных задач максимальную эффективность.

Конструктивно они делятся на несколько типов:

бескорпусные; лобовые двух и четырехупорные; лобовые двух и четырехупорные усиленные; щитовые усиленные; щитовые; приварные; боковые; хомутовые бескорпусные; хомутовые.

Пример типовой неподвижной опоры (чертеж)

Серия 4.903-10 выпуск 4
Опора Т3	Опора Т4	Опора Т5	Опора Т6	Опора Т7	Опора Т8
Опора Т9	Опора Т10	Опора Т11	Опора Т12	Опора Т44	Опора Т46
Серия 5.903-13 выпуск 7-95
ТС-659.00.00	ТС-660.00.00	ТС-661.00.00	ТС-662.00.00	ТС-663.00.00	ТС-664.00.00
ТС-665.00.00	ТС-666.00.00	ТС-667.00.00	ТС-668.00.00	ТС-669.00.00	ТС-670.00.00	ТС-671.00.00

Опоры изготавливаются в строгом соответствии с чертежами и поставляются в полной комплектации. На всю продукцию предоставляется техническая документация и сертификаты на материалы изготовления (по требованию). Мы гарантируем качество изготовления всей произведенной у нас продукции. Гарантия при соблюдении правил и условий эксплуатации — 12 месяцев.

Более подробную информацию вы можете получить у наших менеджеров связавшись с нами по реквизитам, указанным на сайте.

Закрепление трубопроводов в местах установки неподвижных опор

Назначение неподвижного закрепления трубопроводов в отдельных точках заключается в распределении температурных удлинений между отдельными компенсирующими устройствами и в уравновешивании осевых усилий в трубопроводе.

От правильного размещения неподвижных закреплений по длине трассы трубопровода во многом зависит величина температурных усилий и напряжений в трубах. Уменьшение последних всегда желательно, так как повышает эксплуатационную надежность теплопроводов. Поэтому при проектировании следует уделять большое внимание рациональному распределению неподвижных опор по трассе теплопроводов, а также их расчету на прочность.

Однако в общем случае невозможно рекомендовать какие-либо готовые решения, касающиеся разбивки неподвижных точек на проектируемом трубопроводе, а также выбора геометрических схем и оптимальной длины самокомпенсирующихся участков.

В частных случаях, например в теплопроводах с сальниковыми компенсаторами, практикой проектирования установлены предельные расстояния между компенсаторами и неподвижными точками. Для канальных подземных прокладок могут быть рекомендованы следующие расстояния:

Условный диаметр труб dy в мм

В бесканальных теплопроводах предельные расстояния назначаются по расчету.

Неподвижные опоры в зависимости от действующих усилий разделяются на неразгруженные и разгруженные .

Неразгруженные опоры воспринимают и уравновешивают осевые усилия, вызванные гидростатическим давлением теплоносителя. Эти усилия зависят от диаметра труб и могут достигать очень больших величин.

Разгруженные опоры свободны от усилий, вызванных гидростатическим давлением.

Неразгруженные опоры, как правило, характерны для теплопроводов с сальниковыми компенсаторами, разгруженные — для теплопроводов с гибкими (П-образными или др.) компенсаторами, а также для участков теплопроводов с самокомпенсацией.

Конструкции неподвижных опор состоят из двух основных элементов: несущих конструкций (балок, железобетонных плит), на которые передаются усилия от трубопроводов, и собственно опор, при помощи которых осуществляется неподвижное закрепление труб (приварные косынки, хомуты).

Неподвижные опоры имеют следующие конструктивные варианты:

а) разъемные с хомутами на резьбовых соединениях;

б) неразъемные с непосредственной приваркой труб к несущим конструкциям опор;

в) неразъемные с приварными упорами;

г) щитовые из железобетонных плит (для подземных теплопроводов).

Неподвижная опора для труб dy

1 —- хомут из круглой стали;

2 — приварные упоры из угловой стали;

3 — опорная конструкция (консоль, заделанная в стену)

На рисунке изображено неподвижное закрепление, применяемое для труб dy

Неподвижная опора для труб dy= 125 — 300 мм

1 — хомут из круглой стали;

2 — приварные упоры;

3 — консоль из швеллера;

4 — вертикальные упоры, распределяющие нагрузку;

5 — шпилька для крепления консоли к стене.

На рисунке показано крепление к стенам консолей для неподвижных закреплений теплопроводов dу = 125-300 мм, рассчитанное на осевые усилия до 4000 кГ и вертикальную нагрузку (от веса труб) не более 1600 кГ.

На консоли действуют изгибающие моменты одновременно в двух плоскостях, что вызывает необходимость в устройстве упоров, распределяющих нагрузку на большую площадь стены. Плотное прижатие упоров к стене достигается затяжкой сквозной шпильки.

Неподвижная опора для труб dy>= 300 мм

1 — хомут из круглой стали;

2 — приварные упоры;

3 — консоль из двух швеллеров;

4 — горизонтальные упоры, распределяющие нагрузку;

5 — вертикальные упоры;

6 — сквозные шпильки для крепления консоли к стене

На рисунке приведена усиленная конструкция разъемного крепления, используемого для фиксации труб dy>=

300 мм к стенам.

Конструкция типовых разъемных креплений при помощи хомутов дается в СНиП 1-Г.7-62, где использованы нормали МВН—МСЭС 1324—56 и 1326—56; хомуты выполнены из полосовой стали. Однако правильнее их заменить хомутами из стали круглого сечения, а швеллер, к которому крепится трубопровод, расположить полками вниз, как это показано на рисунке.

Неподвижная опора с двойными хомутами для труб d у = 76 — 700 мм

1 — хомуты из круглой стали;

2 — приварные упоры;

3 — опорная конструкция из швеллера

При этом можно более сильно притянуть хомуты к поверхности трубы; следовательно, увеличится сила трения, противодействующая проскальзыванию трубы в осевом направлении.

Основные размеры креплений, приведенных на рисунке, даны в таблице.

Размеры деталей и расчетные осевые усилия для неподвижных закреплений с хомутами

Хомутовое крепление не рекомендуется устанавливать на трубах диаметром более 700 мм. Оно недостаточно надежно даже для разгруженных опор.

На рисунке приведена типовая конструкция (МВН 1316-56 и МВН 1322-56), нашедшая очень широкое применение в тепловых сетях для неподвижного закрепления труб в подземных камерах или в проходных туннелях к металлическим балкам или стойкам. Основные размеры приведены в таблице.

Типовая неподвижная опора для трубопроводов

1 — приварные упоры, усиленные ребрами жесткости;

2 — опорная конструкция из двух швеллеров,

3 — связи из угловой стали.

Размеры деталей и расчетные осевые усилия для неподвижных закреплений типовой конструкции

Типовое закрепление усиленной конструкции для труб большого диаметра по нормали МВН 1316—56 приведено на рисунке, а размеры даны в таблице.

Неподвижная опора типовой конструкции для труб большого диаметра

1 — приварные упоры с двумя ребрами жесткости;

2 — несущая конструкция из швеллеров;

3 — поперечные связи.

Размеры деталей и расчетные осевые усилия для неподвижных опорных креплений усиленной конструкции

Широкое применение в проектировании подземных теплосетей, особенно при бесканальной прокладке (например, в теплосетях Ленинграда), находят опоры щитовой конструкции по нормали МВН 1329-60. Здесь осевое усилие передается приварными фланцами, усиленными ребрами жесткости, на железобетонную плиту. Плиты бетонируются после окончания монтажа трубопроводов и приварки упоров. Размеры опор приведены в таблице.

Неподвижная опора щитовой конструкции

1 — приварные упоры;

2 — приварные фланцы;

3 — зазор между трубой и щитом, заделываемый асбестовым шнуром;

4 — железобетонная плита (щит).

Размеры деталей и расчетные осевые усилия для опор щитовой конструкции

Щитовые опоры нельзя рассматривать как абсолютно неподвижные точки трубопровода. Под действием осевых нагрузок опоры могут перемещаться вследствие деформации окружающего грунта, особенно в первое время после монтажа, когда грунт еще недостаточно уплотнился. Однако это не ухудшает работу трубопровода, если перемещения не достигают слишком большой величины (не более 40—50 мм).

Наблюдается также податливость неподвижных опор металлической конструкции в подземных камерах, где опоры труб расположены на балках или стойках.

Однако чрезмерные перемещения опорных конструкций недопустимы, особенно для трубопроводов с сальниковыми компенсаторами, в которых они могут стать причиной серьезных аварий, так как при достаточно большом сдвиге опор в направлении оси труб может произойти вырывание концов труб из сальников компенсаторов. Неподвижные опоры на трубопроводах с сальниковыми компенсаторами, как правило, должны обладать повышенной жесткостью.

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.

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