Скользящая опора трубопроводов ТЭС и АЭС в Минске

Скользящая опора трубопроводов ТЭС и АЭС: конструкция и применение

Скользящие опоры для трубопроводов тепловых и атомных электростанций обеспечивают свободное температурное перемещение трубопровода в горизонтальной плоскости при сохранении проектного положения оси. В отличие от неподвижных опор, скользящие узлы воспринимают вертикальные нагрузки от веса трубопровода, транспортируемой среды и изоляции, одновременно допуская осевые и поперечные смещения, вызванные тепловым расширением металла при рабочих температурах.Конструкция скользящей опоры включает опорную плиту, контактирующую с ответной поверхностью, и элементы крепления к трубопроводу. Для снижения коэффициента трения между контактными поверхностями применяются антифрикционные материалы фторопластовые прокладки, графитовые вставки или полированные нержавеющие листы. Выбор пары трения определяется расчётной температурой теплоносителя, величиной перемещений и требуемым ресурсом узла.

Типы скользящих опор для энергетических трубопроводов

По конструктивному исполнению скользящие опоры для ТЭС и АЭС подразделяются на следующие категории:

• Опоры с плоским скольжением нижняя плита перемещается по гладкой опорной поверхности фундамента или металлоконструкции; применяются при небольших перемещениях до 50 мм.
• Опоры с фторопластовым антифрикционным слоем обеспечивают коэффициент трения от 0,05 до 0,1, что снижает нагрузки на неподвижные опоры и компенсаторы.
• Роликовые опоры используются при значительных осевых перемещениях (от 100 до 300 мм) на паропроводах высокого давления.
• Шариковые опоры допускают перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях, применяются на трубопроводах с пространственной компенсацией тепловых удлинений.
• Опоры с регулируемой высотой оснащены винтовыми домкратами для точной выверки уклона трубопровода при монтаже.

Материалы и расчётные параметры

Несущие элементы скользящих опор изготавливаются из углеродистой стали марок Ст3, 09Г2С или 20, обеспечивающих прочность при температурах от 40 до +425 C. Для узлов, работающих при температурах свыше 400 C, применяются жаропрочные стали 12Х1МФ и 15ХМ. Антифрикционные вставки выполняются из фторопласта-4 (Ф4), композиций на основе политетрафторэтилена или бронзографита.Расчёт скользящих опор выполняется по СП 150.13330 и РД 10-249, при этом учитываются:

• вертикальная нагрузка от веса трубопровода с учётом изоляции и транспортируемой среды;
• горизонтальные усилия, возникающие при температурных перемещениях;
• допустимое удельное давление на опорную поверхность;
• ресурс антифрикционного материала при заданном числе циклов перемещений.

Применение на объектах энергетики

Скользящие опоры устанавливаются на паропроводах острого и вторичного пара, питательных трубопроводах, линиях конденсата и технической воды. На атомных электростанциях данные узлы применяются в системах, относящихся к классам безопасности 2, 3 и 4, при этом материалы и сварные соединения проходят дополнительный контроль в соответствии с НП-089.На тепловых электростанциях скользящие опоры используются в трассах трубопроводов от котла до турбины, где температурные удлинения паропроводов достигают от 200 до 400 мм. Правильно подобранная опора снижает нагрузку на компенсаторы и неподвижные опоры, предотвращает заклинивание трубопровода и обеспечивает расчётное распределение напряжений в металле.

Тип опоры	Диаметр трубопровода, мм	Температура, C	Перемещение, мм	Коэффициент трения
Плоская скользящая	от 57 до 530	до 300	до 50	от 0,15 до 0,25
С фторопластовым слоем	от 89 до 1420	от 60 до +250	до 150	от 0,05 до 0,1
Роликовая	от 219 до 1020	до 425	от 100 до 300	от 0,03 до 0,08

Монтаж и эксплуатационные требования

При установке скользящих опор на трубопроводах ТЭС и АЭС необходимо обеспечить совпадение направления скольжения с осью теплового перемещения. Отклонение от проектного положения не должно превышать 2 мм на метр длины. Опорные поверхности очищаются от загрязнений и обрабатываются антикоррозионными составами, исключающими повышение коэффициента трения в процессе эксплуатации.В период пусконаладочных работ выполняется контроль перемещений опор при прогреве трубопровода. Замеры производятся по контрольным рискам, нанесённым на опорную плиту и неподвижное основание. При выявлении отклонений от расчётных значений более 10 % проводится корректировка положения опорных узлов.

Вопросы и ответы (FAQ)

Чем скользящая опора отличается от катковой?

Скользящая опора перемещается по плоскости за счёт трения скольжения, катковая за счёт вращения роликов. Катковые опоры применяются при больших осевых перемещениях и обеспечивают меньшее сопротивление, но требуют более сложного обслуживания.

Какой коэффициент трения у опор с фторопластовым покрытием?

У опор с антифрикционным слоем из фторопласта-4 коэффициент трения составляет от 0,05 до 0,1 при удельном давлении от 1 до 5 МПа. Это в 24 раза ниже, чем у стальных пар трения без покрытия.

Какие нормативные документы регламентируют расчёт скользящих опор?

Расчёт выполняется по СП 150.13330 Трубопроводы тепловых сетей, РД 10-249 для трубопроводов ТЭС и НП-089 для атомных станций. Дополнительно учитываются требования ПНАЭ Г-7-002 к материалам и сварным соединениям.

Можно ли использовать скользящие опоры на вертикальных участках трубопроводов?

На вертикальных участках применяются направляющие опоры, ограничивающие горизонтальные смещения. Скользящие опоры устанавливаются на горизонтальных и наклонных участках с углом наклона не более 15 градусов.