Катковая опора трубопроводов ТЭС и АЭС из стали 09Г2С: конструкция, параметры, применение
Катковая опора трубопроводов ТЭС и АЭС из стали 09Г2С — подвижная опорная конструкция, воспринимающая вертикальные нагрузки от теплопроводов и обеспечивающая продольное осевое перемещение трубопровода при температурном удлинении. Сталь 09Г2С (низколегированная кремнемарганцовистая, класс прочности 345) применяется для несущих элементов опоры: катков, траверс, опорных плит, роликов и сварных рам. Материал сохраняет работоспособность в диапазоне –40…+425 C, что соответствует параметрам паропроводов и сетевой воды на тепловых и атомных станциях.
Конструктивное исполнение
Катковая опора состоит из неподвижной опорной плиты, приваренной к строительным конструкциям, и подвижной каретки с цилиндрическими катками, контактирующими с направляющими. Катки выполняются точением из проката 09Г2С с последующей механической обработкой посадочных поверхностей. Ход перемещения по каткам составляет от 50 до 400 мм в зависимости от типоразмера и расчётного удлинения участка трубопровода. Для трубопроводов Ду 200–1400 применяются одно-, двух- и четырёхкатковые схемы.
Сварные соединения элементов опоры выполняются по ГОСТ 14771 и ГОСТ 5264 с обязательным контролем: визуально-измерительным, ультразвуковым или радиографическим. Твёрдость катков после механической обработки — 170–220 HB, что обеспечивает износостойкость при циклическом возвратно-поступательном движении.
Технические параметры опор из 09Г2С
| Типоразмер | Вертикальная нагрузка, кН | Ход перемещения, мм | Диаметр катка, мм | Рабочая температура, C |
|---|---|---|---|---|
| КТ-1 | 30 | 50 | 60 | –40…+425 |
| КТ-2 | 80 | 100 | 80 | –40…+425 |
| КТ-3 | 160 | 200 | 100 | –40…+425 |
| КТ-4 | 250 | 300 | 120 | –40…+425 |
| КТ-5 | 400 | 400 | 140 | –40…+425 |
Материал и механические свойства
Сталь 09Г2С по ГОСТ 19281 относится к низколегированным конструкционным сталям, стойким к хрупкому разрушению при отрицательных температурах. Механические характеристики листового и сортового проката, применяемого для опор:
- предел текучести — не менее 345 МПа при толщине до 20 мм;
- временное сопротивление — 490–630 МПа;
- относительное удлинение — не менее 21 %;
- ударная вязкость при –40 C — не менее 34 Дж/см;
- химический состав: C 0,12 %, Si 0,5–0,8 %, Mn 1,3–1,7 %.
Для работы в условиях повышенной влажности и агрессивных сред опоры грунтуются и окрашиваются атмосферостойкими составами. В контуре АЭС элементы опор могут подвергаться дополнительной антикоррозионной обработке в соответствии с требованиями проектной документации.
Область применения
- паропроводы высокого и среднего давления ТЭС с параметрами пара до 13,8 МПа;
- трубопроводы сетевой воды систем отопления и горячего водоснабжения;
- трубопроводы первого и второго контуров АЭС в пределах проектных решений;
- технологические трубопроводы турбинных отделений и бойлерных установок;
- тепловые сети с надземной и подземной прокладкой в непроходных каналах.
Катковые опоры устанавливаются на участках с расчётным температурным удлинением свыше 50 мм, где применение скользящих опор недопустимо из-за повышенных усилий трения. Монтаж выполняется с контролем соосности катков и направляющих, зазор в сопряжении не превышает 2 мм.
Вопросы и ответы
Какой ресурс катковой опоры из 09Г2С при циклических перемещениях?
Ресурс определяется числом циклов температурного расширения и составляет не менее 10 000 циклов при нагрузке до 250 кН без замены катков. При превышении проектного хода и перекосах ресурс снижается.
Допускается ли применение 09Г2С для опор трубопроводов АЭС?
Да, при соответствии требованиям проектной документации и условиям эксплуатации. Сталь сохраняет ударную вязкость при –40 C, что важно для систем аварийного расхолаживания.
Чем катковая опора отличается от скользящей?
Катковая опора обеспечивает коэффициент трения 0,05–0,1 против 0,3–0,5 у скользящей, что снижает продольные усилия на неподвижные опоры и патрубки оборудования.
Как контролируется качество сварных швов опоры?
Проводится визуально-измерительный контроль, ультразвуковая дефектоскопия или радиографический контроль по ГОСТ 7512 в объёме, установленном рабочей документацией.
