Скользящая направляющая хомутовая опора трубопроводов ТЭС и АЭС 09Г2С в Минске

Скользящая направляющая хомутовая опора трубопроводов ТЭС и АЭС 09Г2С

Скользящая направляющая хомутовая опора из стали 09Г2С — узел фиксации трубопровода, обеспечивающий его прямолинейное перемещение вдоль оси при тепловом расширении и исключающий поперечные смещения. Конструкция применяется на объектах тепловой и атомной генерации, где трассы работают в условиях высоких температур теплоносителя и значительных циклических нагрузок.

Материал 09Г2С — низколегированная конструкционная сталь с содержанием марганца до 1,6 % и кремния до 0,8 %. Для хомутовых опор это означает гарантированный предел текучести не ниже 345 МПа при толщине стенки до 20 мм и сохранение ударной вязкости при пониженных температурах. В отличие от обычных углеродистых сталей типа Ст3, 09Г2С не склонна к хрупкому разрушению при нагружении в интервале от –70 до +20 C, что критично для наружных участков паропроводов и питательных трубопроводов в регионах с холодным климатом.

Конструктивные особенности хомутовой направляющей опоры

Узел состоит из разъёмного хомута, охватывающего трубопровод, и направляющих элементов, взаимодействующих с закладными деталями или металлоконструкциями эстакады. Хомут стягивается шпильками или болтами класса прочности 8.8, что обеспечивает равномерное распределение контактных напряжений по поверхности трубы. Внутри хомута устанавливается прокладка из листового паронита или фторопласта — она компенсирует допуски на овальность трубы и снижает фреттинг-износ в зоне контакта.

Направляющая часть опоры выполняется в виде скользящих планок или роликовых элементов, перемещающихся по опорной балке. Коэффициент трения пары «сталь 09Г2С — сталь» в диапазоне рабочих температур составляет 0,15–0,25; при использовании антифрикционных вставок из бронзы или капролона он снижается до 0,08–0,12. Это позволяет уменьшить усилия, передаваемые на неподвижные опоры и компенсаторы, и сократить металлоёмкость эстакадных конструкций.

Применение на объектах генерации

Хомутовые направляющие опоры из 09Г2С устанавливаются на следующих участках тепловых схем:

• паропроводы острого и вторичного пара с температурой до 425 C;
• питательные трубопроводы котлов с давлением до 25 МПа;
• трубопроводы деаэраторных установок и подогревателей высокого давления;
• маслопроводы турбинного отделения;
• трубопроводы систем безопасности АЭС с рабочими средами, содержащими борную кислоту.

Для атомных станций применяются опоры, прошедшие верификацию на сейсмостойкость — расчётная акселерограмма землетрясения уровня МРЗ (максимальное расчётное землетрясение) с ускорением до 0,2g. Сварные швы хомутов в этом случае выполняются по II категории с последующим контролем ультразвуковой дефектоскопией в объёме 100 %.

Технические параметры и типоразмеры

Опора рассчитывается на восприятие вертикальной нагрузки от веса трубопровода с теплоизоляцией и транспортируемой среды, а также горизонтальных усилий от температурных деформаций. Допустимая нагрузка на одну опору зависит от диаметра трубопровода и шага расстановки опор, который для паропроводов обычно составляет 3–6 м.

Предельная температура применения стали 09Г2С для нагруженных элементов опор ограничена значением 425 C. При более высоких параметрах среды следует применять хомутовые опоры из жаропрочных сталей марок 12Х1МФ или 15Х5М, либо предусматривать теплоизоляционную вставку, снижающую температуру металла опоры.

Монтаж и обслуживание

Установка опоры выполняется после завершения сварки и термообработки стыков трубопровода. Хомут затягивается с контролем крутящего момента — неравномерная затяжка приводит к локальной концентрации напряжений и может вызвать вмятины на трубе. Зазор между направляющей планкой и опорной балкой устанавливается в пределах 3–5 мм с учётом теплового расширения.

В процессе эксплуатации необходимо периодически проверять состояние антифрикционных прокладок и степень износа скользящих поверхностей. При обнаружении коррозионных повреждений глубиной более 10 % исходной толщины элемента опора подлежит замене. Межремонтный ресурс опор из 09Г2С при соблюдении регламентов обслуживания составляет не менее 30 лет.

Вопросы и ответы