Накладки для подвесок трубопроводов из стали 20: конструктивные и эксплуатационные характеристики
Накладки для подвесок трубопроводов из стали 20 — плоские или гнутые опорные элементы, устанавливаемые между хомутом (скобой) подвески и наружной поверхностью трубы либо между подвеской и строительной конструкцией. Материал — конструкционная углеродистая качественная сталь 20 по ГОСТ 1050, с содержанием углерода 0,17–0,24 %. Накладки воспринимают сосредоточенную нагрузку от хомута, перераспределяют её по площади контакта и защищают стенку трубопровода от смятия, вмятин и локальной коррозии под напряжением.
Конструктивное исполнение и сортамент
Накладки изготовляют из листового проката толщиной 2–8 мм, реже — из полосовой стали. Типовые размеры: длина 60–300 мм, ширина 30–120 мм, радиус гиба под наружный диаметр трубы. Для подвесок по серии 5.903-13 и 4.903-10 применяют накладки с отбортовкой, исключающей смещение хомута при вибрации. Крепление к строительным конструкциям — через сварку (ручная дуговая, электроды Э46 по ГОСТ 9467) или болтовые соединения М8–М16 класса прочности 5.8–8.8.
- Накладки плоские без отбортовки — для горизонтальных участков с неподвижными опорами.
- Накладки гнутые радиусные — под трубы 57–530 мм с хомутами по ГОСТ 24198.
- Накладки с отбортовкой — для вибронагруженных трубопроводов насосных агрегатов.
- Накладки-компенсаторы с полимерным покрытием — для тепловых сетей с продольными перемещениями.
- Накладки сдвоенные — под двуххомутовые подвески магистральных трубопроводов.
Механические свойства стали 20
Сталь 20 в состоянии поставки (нормализация) обеспечивает предел текучести не менее 245 МПа, временное сопротивление 410–530 МПа, относительное удлинение 25 %. Ударная вязкость KCU при +20 C — не менее 88 Дж/см. Материал сохраняет работоспособность в диапазоне –40…+425 C, что допускает применение накладок в паропроводах низкого и среднего давления, тепловых сетях и технологических трубопроводах нефтехимических установок.
| Параметр | Значение | Единица | Условия | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести | 245 | МПа | +20 C | ГОСТ 1050 |
| Временное сопротивление | 410–530 | МПа | растяжение | ГОСТ 1050 |
| Относительное удлинение | 25 | % | +20 C | ГОСТ 1497 |
| Ударная вязкость KCU | 88 | Дж/см | +20 C | ГОСТ 9454 |
| Толщина проката | 2–8 | мм | лист | ГОСТ 19903 |
| Рабочая температура | –40…+425 | C | длительно | ГОСТ 1050 |
Условия эксплуатации и отрасли применения
Накладки из стали 20 применяют в системах трубопроводов с условным давлением до 10 МПа. В тепловых сетях они работают при циклическом термонагружении: перемещения трубопровода достигают 100–200 мм на компенсатор, при этом накладка скользит по опорной поверхности без задиров. В насосных станциях водоснабжения и водоотведения накладки воспринимают вибрационные нагрузки с частотой 25–50 Гц.
- Тепловые сети и ЦТП — подвески с накладками на подающих и обратных трубопроводах.
- Нефтеперерабатывающие установки — обвязка колонн, теплообменников, насосов.
- Металлургические цеха — трубопроводы оборотного водоснабжения и гидравлики.
- Энергетика — паропроводы ТЭЦ и ГРЭС с температурой до 425 C.
- Химические производства — технологические линии с агрессивными средами (с защитным покрытием).
Антикоррозионная защита и монтаж
Сталь 20 без покрытия в условиях повышенной влажности корродирует со скоростью 0,05–0,1 мм/год. Для накладок, эксплуатируемых в тепловых сетях и на открытом воздухе, применяют горячее цинкование (толщина покрытия 40–80 мкм по ГОСТ 9.307) либо грунт-эмали на эпоксидной основе. При монтаже накладку устанавливают по центру хомута, зазор между накладкой и трубой не должен превышать 1 мм. Сварные швы при креплении к конструкциям зачищают и грунтуют.
Вопросы и ответы
Какой предел текучести у стали 20 для накладок подвесок?
Не менее 245 МПа при +20 C в нормализованном состоянии по ГОСТ 1050.
При какой температуре можно эксплуатировать накладки из стали 20?
Длительно — от –40 до +425 C. Кратковременно допускается нагрев до +450 C без потери несущей способности.
Чем защищают накладки от коррозии в тепловых сетях?
Горячим цинкованием с толщиной покрытия 40–80 мкм по ГОСТ 9.307 или эпоксидными грунт-эмалями.
Как подбирают толщину накладки под нагрузку подвески?
Толщину 2–4 мм применяют при нагрузке до 5 кН, 5–8 мм — при 5–20 кН. Расчёт ведут на смятие опорной поверхности трубы.
