Корпуса скользящих опор трубопроводов ТЭС и АЭС из стали 20
Корпуса скользящих опор трубопроводов ТЭС и АЭС из стали 20 — сварные или литые элементы, воспринимающие вертикальную нагрузку от трубопровода и передающие её на строительные конструкции. Сталь 20 (ГОСТ 1050) — углеродистая качественная конструкционная сталь с феррито-перлитной структурой, содержание углерода 0,17–0,24 %, что обеспечивает сочетание технологичности при гибке и сварке с достаточной прочностью для статических опорных узлов. Корпуса работают при температуре теплоносителя до 350 C в контуре ТЭС и в пределах температурных режимов I и II контуров АЭС с учётом требований ОПБ-88/97 и НП-071.
Конструктивное исполнение и параметры
Корпус скользящей опоры представляет собой сварную конструкцию из листового проката и профиля: опорный стакан, направляющие рёбра, приварной хомут или седло под трубу. Скользящий принцип обеспечивает свободное осевое перемещение трубопровода при температурном удлинении — коэффициент линейного расширения стали 20 составляет 11,710 1/C в диапазоне 20–300 C. Ход перемещения в стандартных исполнениях — от 50 до 400 мм. Усилие воспринимается через опорную плиту, привариваемую к закладным деталям строительных конструкций.
- Опорный стакан — сварной из листа 8–20 мм, с рёбрами жёсткости
- Хомут приварной — под диаметры труб 57–1420 мм
- Седло скольжения — с антифрикционной прокладкой или без неё
- Направляющие — ограничивают поперечное смещение при осевом ходе
- Опорная плита — с отверстиями под анкерные болты М16–М30
Материал и механические характеристики
Сталь 20 поставляется по ГОСТ 1050-2013 и ГОСТ 19281 (для проката повышенной прочности). Для корпусов опор применяется лист, полоса и профиль в состоянии поставки без термообработки либо после нормализации. Свариваемость — без ограничений, сварка ручная дуговая электродами Э42А или механизированная в среде CO. Предел текучести при 20 C — не менее 245 МПа, временное сопротивление — 410–530 МПа. При рабочей температуре 300 C допускаемые напряжения снижаются до 110–120 МПа, что учитывается при расчёте опорных узлов по РД 10-249.
| Параметр | Значение | Условия | Норматив | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести | 245 МПа | 20 C | ГОСТ 1050 | т для расчёта опор |
| Временное сопротивление | 410–530 МПа | 20 C | ГОСТ 1050 | в |
| Относительное удлинение | 25 % | 20 C | ГОСТ 1050 | |
| Ударная вязкость | 34 Дж/см | –20 C | ГОСТ 9454 | KCU |
| Допускаемое напряжение | 110–120 МПа | 300 C | РД 10-249 | с учётом ползучести |
| Коэф. линейного расширения | 11,710 1/C | 20–300 C | справочно | для расчёта хода |
Применение на ТЭС и АЭС
Корпуса скользящих опор устанавливаются на паропроводах высокого давления, питательных трубопроводах, трубопроводах горячего водоснабжения и сетевой воды. На ТЭС — в пределах турбинного отделения, котельного цеха, на участках между котлом и турбиной. На АЭС — в реакторном и турбинном отделениях, в системах первого и второго контуров, где предъявляются дополнительные требования по контролю сварных соединений и радиационному качеству монтажа. Опоры воспринимают вес трубопровода с изоляцией и теплоносителем, а также усилия от температурных деформаций.
- Паропроводы свежего пара ТЭС — DN 200–600
- Питательные трубопроводы — DN 150–400
- Трубопроводы сетевой воды — DN 400–1400
- Системы второго контура АЭС — DN 300–800
- Трубопроводы горячего водоснабжения — DN 50–200
Контроль качества и монтаж
Сварные соединения корпусов подвергаются визуально-измерительному контролю, ультразвуковой дефектоскопии или радиографическому контролю в объёме, установленном ПНАЭ Г-7-010 для АЭС и РД 10-249 для ТЭС. После монтажа проверяется соосность опорной поверхности и ход перемещения. Антикоррозионная защита — грунтовка и окраска, для АЭС — покрытия, допущенные к применению в зонах контролируемого доступа.
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура корпуса скользящей опоры из стали 20?
Длительная эксплуатация допускается до 350 C; при более высоких температурах требуется замена на легированную сталь (например, 09Г2С или 12Х1МФ) из-за снижения жаропрочности.
Какой ход перемещения обеспечивает скользящая опора?
Стандартные исполнения — от 50 до 400 мм в зависимости от диаметра трубопровода и расчётного температурного удлинения. Ход определяется проектом тепловых перемещений.
Применяется ли сталь 20 для опор трубопроводов АЭС?
Да, при условии соответствия требованиям НП-071 и ПНАЭ Г-7-010 по контролю сварных соединений и наличию сертификатов качества на прокат.
Какой нормативный документ регламентирует расчёт опор трубопроводов ТЭС?
Расчёт выполняется по РД 10-249-98 с учётом веса трубопровода, теплоносителя, изоляции и температурных усилий.
