Катковый блок для опор трубопроводов из стали 20
Катковый блок для опор трубопроводов из стали 20 — это подвижная опорная конструкция, в которой каток, обечайка и ось изготовлены из конструкционной качественной углеродистой стали марки 20 по ГОСТ 1050. Узел обеспечивает продольное перемещение трубопровода при температурных деформациях, снижая продольные усилия на неподвижные опоры, патрубки насосов и компенсаторы. Сталь 20 сохраняет работоспособность в диапазоне –40…+425 C, что перекрывает температурные режимы тепловых сетей, технологических трубопроводов пара и горячей воды.
Конструкция и материалы
Типовой катковый блок включает цилиндрический каток, ось, щёки и опорную плиту. Каток из стали 20 обрабатывается точением с последующим контролем диаметра и биения; твёрдость после нормализации — 156–170 HB. Ось воспринимает радиальную нагрузку от веса трубопровода с изоляцией и продуктом, поэтому её сечение рассчитывают на изгиб с коэффициентом запаса не менее 1,5. Щёки фиксируют ось и передают усилие на плиту, привариваемую к строительным конструкциям.
- Каток — сталь 20, точение, шероховатость Ra 3,2–6,3 мкм
- Ось — сталь 20, нормализация, твёрдость 156–170 HB
- Щёки и плита — сталь 20 или 09Г2С по ГОСТ 19281
- Антикоррозионное покрытие — грунт-эмаль, горячее цинкование
- Смазка трущихся пар — Литол-24, ЦИАТИМ-201
Технические параметры
| Параметр | Значение | Единица | Условие | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести стали 20 | 245 | МПа | 20 C | ГОСТ 1050 |
| Временное сопротивление | 410 | МПа | 20 C | ГОСТ 1050 |
| Вертикальная нагрузка | до 60 | кН | статическая | расчётная |
| Ход перемещения | 100… 400 | мм | продольный | по проекту |
| Рабочая температура | –40…+425 | C | длительно | ГОСТ 1050 |
| Диаметр катка | 60–120 | мм | типовой ряд | конструкция |
Применение
Катковые блоки из стали 20 устанавливают в узлах скольжения теплотрасс, на эстакадах нефтеперекачивающих станций, в обвязке кожухотрубчатых теплообменников и на технологических линиях целлюлозно-бумажных производств. В системах с частыми циклами нагрев–охлаждение каток исключает заклинивание трубы и снижает износ теплоизоляции. Для трубопроводов Ду 200–1400 мм блоки комплектуются с хомутами и скользящими опорами по серии 5.903-13.
- Тепловые сети и ЦТП — компенсация удлинения подающих линий
- Нефтегазопереработка — обвязка насосных агрегатов
- Химические производства — технологические трубопроводы пара
- Металлургия — трассы оборотного водоснабжения
- Энергетика — паропроводы ТЭЦ и ГРЭС
Вопросы и ответы
Почему для каткового блока применяют именно сталь 20?
Сталь 20 сочетает достаточную прочность (предел текучести 245 МПа), пластичность и хорошую свариваемость без предварительного подогрева. Она сохраняет механические свойства до +425 C и остаётся вязкой при отрицательных температурах, что критично для наружных теплотрасс.
Какую нагрузку выдерживает катковый блок?
Типовые конструкции рассчитаны на вертикальную нагрузку до 60 кН. Точное значение определяется расчётом оси на изгиб и контактных напряжений в паре «каток — плита» с учётом веса трубы, изоляции и транспортируемой среды.
Нужна ли термообработка катка после механической обработки?
Каток и ось подвергают нормализации для снятия внутренних напряжений и получения однородной структуры. Закалка не требуется, поскольку твёрдость 156–170 HB достаточна для условий трения качения при умеренных скоростях перемещения.
Как защищают блок от коррозии?
Применяют горячее цинкование или двухслойное покрытие грунт-эмалью. Для подземных прокладок и зон повышенной влажности предпочтительно цинкование, обеспечивающее защиту кромок и труднодоступных мест сварных швов.
