Скользящая бескорпусная опора из стали 20: конструкция и применение
Скользящая бескорпусная опора из стали 20 — это элемент трубопроводной обвязки, предназначенный для восприятия весовых нагрузок и обеспечения свободного осевого перемещения трубопровода при температурных деформациях. В отличие от корпусных аналогов, бескорпусная модификация не имеет сварного или литого кожуха, что снижает металлоёмкость конструкции и упрощает монтаж на прямолинейных участках технологических линий.
Материал — конструкционная углеродистая сталь 20 (ГОСТ 1050) — обеспечивает стабильную работу опоры в диапазоне температур от –40 до +425 C. Предел текучести стали 20 составляет 245 МПа, временное сопротивление разрыву — 410 МПа, что достаточно для фиксации трубопроводов с условным проходом до DN 600 при толщине стенки до 12 мм. Химический состав (0,17–0,24 % C, 0,17–0,37 % Si, 0,35–0,65 % Mn) гарантирует хорошую свариваемость без предварительного подогрева при толщине кромок до 20 мм.
Конструктивные особенности бескорпусных опор
Типовая бескорпусная опора состоит из нижнего опорного листа, рёбер жёсткости и верхней монтажной площадки, контактирующей с трубой. В зависимости от исполнения может комплектоваться фторопластовой прокладкой (Ф4) для снижения коэффициента трения до 0,1 или стальным листом с графитовой смазкой для работы при повышенных температурах. Отсутствие корпуса позволяет регулировать высоту опоры подкладными пластинами непосредственно на монтажной площадке.
Скользящая пара «сталь 20 — сталь 20» имеет коэффициент трения 0,3–0,4, что требует учёта дополнительных горизонтальных усилий при расчёте неподвижных опор и компенсаторов. Для ответственных магистралей рекомендуется установка опор с антифрикционным покрытием, снижающим трение до 0,15 и уменьшающим нагрузку на компенсирующие устройства.
Типовые размеры и нагрузочная способность
| Условный проход DN | Наружный диаметр трубы, мм | Допускаемая нагрузка, кН | Высота опоры, мм | Масса, кг |
|---|---|---|---|---|
| 50 | 57 | 12 | 100 | 2,4 |
| 100 | 108 | 25 | 150 | 5,8 |
| 200 | 219 | 60 | 200 | 14,2 |
Области применения
Скользящие бескорпусные опоры из стали 20 востребованы при прокладке технологических трубопроводов в следующих отраслях:
- нефтегазовая отрасль — обвязка насосных станций, сепараторов и резервуарных парков;
- теплоэнергетика — трубопроводы сетевой воды и пара в котельных и на ТЭЦ;
- химическая промышленность — линии транспортировки агрессивных сред при условии применения защитных покрытий;
- системы водоснабжения и водоотведения — напорные трубопроводы большого диаметра;
- пищевая промышленность — наружные технологические линии из нержавеющих сталей с опорами из углеродистой стали.
При монтаже на эстакадах и в лотках бескорпусные опоры крепятся к несущим металлоконструкциям сваркой или болтовыми соединениями. Расстояние между опорами определяется расчётом по допустимому прогибу трубопровода и обычно составляет 3–6 м для труб диаметром 57–219 мм. Для наружных установок опоры защищаются грунтовкой ГФ-021 и эмалью ХВ-125, обеспечивающими коррозионную стойкость в условиях атмосферного воздействия.
Вопросы и ответы
Чем бескорпусная опора отличается от корпусной?
Бескорпусная опора не имеет замкнутого кожуха вокруг трубы, что упрощает монтаж на уже смонтированных участках и снижает массу конструкции. Корпусные опоры применяются там, где требуется жёсткая фиксация трубы в вертикальной плоскости без возможности бокового смещения.
Какая максимальная температура эксплуатации для стали 20?
Для скользящих опор из стали 20 допустимая температура эксплуатации ограничена +425 C. При более высоких температурах наблюдается интенсивное окалинообразование и снижение прочностных характеристик, поэтому требуется применение легированных сталей.
Нужна ли термообработка сварных швов при монтаже опор?
Для стали 20 при толщине свариваемых элементов до 20 мм предварительный подогрев и последующая термообработка не требуются. При толщине свыше 20 мм или температуре эксплуатации ниже –30 C рекомендуется подогрев до 150–200 C.
Как снизить коэффициент трения в скользящей паре?
Для уменьшения трения между опорой и трубой применяются фторопластовые прокладки толщиной 3–5 мм или листы из бронзы с графитовой смазкой. Это снижает коэффициент трения с 0,4 до 0,1–0,15 и уменьшает нагрузки на неподвижные опоры и компенсаторы.
