Приварные скользящие-направляющие опоры для трубопроводов
Приварные скользящие-направляющие опоры несущие элементы трубопроводных систем, обеспечивающие фиксацию оси трубопровода при сохранении возможности осевого и поперечного перемещения, вызванного температурными деформациями. В отличие от свободных скользящих опор, направляющие конструкции ограничивают смещение в одной или двух плоскостях, что исключает нерасчетные изгибающие нагрузки в местах присоединения к оборудованию и предотвращает самокомпенсацию температурных удлинений в нежелательном направлении.
Монтаж выполняется непосредственно к наружной поверхности трубы посредством сварки. Опорная плита при этом контактирует с ригелем, швеллером или иной несущей конструкцией эстакады. Для снижения трения в узле скольжения применяются фторопластовые прокладки, графитовые вставки или полимерные накладки, что особенно актуально для трубопроводов большого диаметра, где вес заполненного продуктом трубопровода создает значительные нормальные усилия.
Конструктивные исполнения и материалы
Корпус опоры изготавливается из листовой стали марок Ст3сп, 09Г2С или 12Х18Н10Т в зависимости от условий эксплуатации. Для горячих трубопроводов с температурой теплоносителя до 450 C применяются жаропрочные стали, исключающие ползучесть металла в зоне сварного шва. Оцинкованное исполнение рекомендуется для открытых эстакад в атмосфере с повышенной коррозионной активностью.
По способу ограничения перемещений различают:
- односторонние направляющие ограничивают смещение в одной плоскости, применяются на прямолинейных участках с компенсаторами;
- двусторонние (рамные) фиксируют трубопровод в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, используются вблизи неподвижных опор и ответвлений;
- опоры с регулируемым зазором позволяют настраивать величину допустимого хода в пределах от 3 до 10 мм;
- опоры с демпфирующими элементами гасят вибрации на трубопроводах компрессорных станций и насосных агрегатов.
Технические параметры
Основные характеристики, определяющие выбор типоразмера, допустимая вертикальная нагрузка, диапазон рабочих температур и величина коэффициента трения в паре скольжения. Для стальных пар коэффициент трения составляет от 0,3 до 0,5, при использовании фторопластовых накладок снижается до 0,080,12, что уменьшает требуемое усилие компенсаторов и снижает нагрузку на неподвижные опоры.
| Типоразмер | Наружный диаметр трубы, мм | Допустимая нагрузка, кН | Рабочая температура, C | Высота опоры, мм |
|---|---|---|---|---|
| ОПН-57 | 57 | 12 | от 60 до +400 | 100 |
| ОПН-108 | 108 | 25 | от 60 до +400 | 125 |
| ОПН-219 | 219 | 60 | от 60 до +450 | 150 |
| ОПН-530 | 530 | 160 | от 60 до +450 | 200 |
Области применения
Приварные скользящие-направляющие опоры востребованы на технологических трубопроводах нефтегазоперерабатывающих производств, в системах теплоснабжения, на магистральных паропроводах и конденсатопроводах. Установка опор данного типа обязательна на участках с сильфонными и сальниковыми компенсаторами направляющие воспринимают боковые усилия, возникающие при сжатии компенсатора, и предотвращают его перекос.
На эстакадах с параллельной прокладкой нескольких ниток трубопроводов направляющие опоры обеспечивают стабильный межосевой зазор, исключая соударение труб при ветровых нагрузках и гидроударах. В насосных станциях и компрессорных цехах опоры фиксируют трубопроводы относительно корпусов оборудования, снижая передачу вибрации на фундаменты и обвязку.
Расчет и подбор
Выбор типоразмера выполняется по результатам прочностного расчета трубопровода на нагрузки от собственного веса, веса теплоносителя, снеговых и ветровых воздействий. Дополнительно учитываются усилия от температурной компенсации и внутреннего давления. Шаг расстановки опор определяется по допустимому прогибу трубопровода и несущей способности ригелей эстакады.
При проектировании узлов крепления к несущим конструкциям необходимо обеспечить зазор между опорной плитой и ригелем не менее 5 мм для компенсации неточностей монтажа и теплового расширения самой опоры. Сварные швы, соединяющие опору с трубой, выполняются сплошным швом по периметру с катетом, рассчитанным на восприятие сдвигающих усилий.
Вопросы и ответы (FAQ)
Чем направляющая опора отличается от обычной скользящей?
Направляющая опора дополнительно ограничивает поперечное смещение трубопровода относительно оси, сохраняя свободу осевого перемещения. Обычная скользящая опора допускает перемещение в любом направлении горизонтальной плоскости.
Какие требования к сварке опоры к трубопроводу?
Сварка выполняется электродами или проволокой, обеспечивающими прочность не ниже основного металла трубы. Перед приваркой поверхность зачищается до металлического блеска, после сварки шов подвергается визуальному контролю на отсутствие трещин и непроваров.
Как снизить коэффициент трения в узле скольжения?
Применяются фторопластовые (ПТФЭ) накладки на опорную плиту или на ригель, графитовые смазки для высокотемпературных трубопроводов, а также роликовые элементы в составе опоры для особо ответственных участков.
На каком расстоянии от компенсатора устанавливаются направляющие опоры?
Первая направляющая опора устанавливается на расстоянии от 4 до 14 диаметров трубы от компенсатора, вторая на расстоянии от 14 до 42 диаметров. Точные значения определяются расчетом на устойчивость стенки трубы.
