Подвижные опоры Сталь 20 в Минске

Подвижные опоры из стали 20: расчетные параметры и применение в трубопроводных системах

Подвижные опоры из стали 20 — это несущие элементы трубопроводных систем, обеспечивающие свободное температурное перемещение трубопровода относительно строительных конструкций. В отличие от неподвижных опор, воспринимающих осевые усилия, подвижные опоры из стали 20 компенсируют линейные расширения, возникающие при нагреве транспортируемой среды, и передают вертикальные нагрузки на фундамент или металлоконструкцию.

Сталь 20 — углеродистая конструкционная сталь с содержанием углерода 0,17–0,24%, применяемая для изготовления опорных элементов, работающих при температурах от –40 до +425 C. Материал характеризуется стабильными механическими свойствами: предел текучести — 245 МПа, временное сопротивление разрыву — 410 МПа, относительное удлинение — не менее 25%. Для подвижных опор, эксплуатируемых в условиях знакопеременных нагрузок, важна способность стали 20 к сварке без ограничений, что позволяет монтировать опоры непосредственно на трассе.

Конструктивные исполнения подвижных опор из стали 20

По принципу обеспечения подвижности опоры данного типа разделяются на несколько исполнений, каждое из которых применяется в зависимости от направления перемещения трубопровода и величины воспринимаемых нагрузок:

• Скользящие опоры — перемещение трубопровода происходит по фторопластовой прокладке или стальному листу; применяются при осевых и боковых перемещениях до 200 мм.
• Катковые опоры — используют цилиндрические катки для снижения трения; эффективны при перемещениях свыше 200 мм и больших диаметрах трубопроводов.
• Шариковые опоры — обеспечивают перемещение в двух взаимно перпендикулярных направлениях; применяются на сложных участках трассы с изменением направления.
• Пружинные опоры — включают тарельчатые или цилиндрические пружины для компенсации вертикальных перемещений; используются при значительных тепловых удлинениях.
• Подвесные опоры — крепятся к перекрытиям или эстакадам, обеспечивая перемещение трубопровода в вертикальной плоскости.

Расчетные параметры и условия эксплуатации

Выбор подвижной опоры из стали 20 выполняется по величине вертикальной нагрузки от веса трубопровода, транспортируемой среды и тепловой изоляции, а также по допустимому пролету между опорами. Для трубопроводов диаметром 57–530 мм шаг расстановки подвижных опор составляет 3–6 м в зависимости от толщины стенки и плотности изоляции. Опорные элементы рассчитываются на прочность с учетом коэффициента трения в паре скольжения: для пары «сталь по стали» коэффициент трения принимается 0,3–0,4, для пары «сталь по фторопласту» — 0,05–0,1.

Подвижные опоры из стали 20 применяются в технологических трубопроводах тепловых электростанций, котельных установок, насосных станций, а также в системах теплоснабжения и нефтегазовой инфраструктуры. Ограничением для использования стали 20 является температура среды выше 425 C — в этом случае требуется применение легированных сталей, сохраняющих прочностные характеристики при повышенных температурах.

Монтаж и защита от коррозии

Крепление подвижных опор из стали 20 к трубопроводу выполняется приваркой опорных элементов к нижней образующей трубы или с помощью хомутов с резиновыми прокладками. При монтаже необходимо обеспечить совпадение оси опоры с осью трубопровода и исключить перекосы, вызывающие концентрацию напряжений в сварных швах. Для наружной защиты опорных конструкций применяется грунтовка ГФ-021 и эмаль ПФ-115, наносимые в два слоя; для подземной прокладки используется усиленная антикоррозионная изоляция на основе эпоксидных составов.

При выборе подвижных опор из стали 20 для конкретного проекта учитываются параметры теплового удлинения трубопровода, рассчитываемые по формуле L = L T, где — коэффициент линейного расширения стали 20 (12,6 10 1/C), L — длина участка между неподвижными опорами, T — перепад температур. На основании полученного значения определяется необходимая величина хода опоры и тип конструкции, обеспечивающий беспрепятственное перемещение.

Вопросы и ответы