Скользящая опора с плоским хомутом Сталь 20 в Минске

Скользящая опора с плоским хомутом из стали 20: расчетные параметры и монтаж

Скользящая опора с плоским хомутом, изготовленная из стали 20, представляет собой узел крепления трубопровода, обеспечивающий его свободное осевое перемещение при температурных деформациях. Применение стали 20 — конструкционной углеродистой качественной стали — определяет рабочие характеристики опоры в диапазоне температур от –40 C до +425 C. Материал относится к группе нелегированных сталей с содержанием углерода 0,17–0,24 %, что обеспечивает оптимальное сочетание прочности и пластичности для статических и циклических нагрузок в составе трубопроводных систем.

Плоский хомут в данной конструкции выполняет функцию обжимного элемента, фиксирующего опору на наружной поверхности трубы без врезки в стенку. В отличие от роликовых или шариковых опор, плоский хомут передает вертикальную нагрузку на несущую конструкцию через опорную плиту, при этом коэффициент трения в паре «сталь 20 — сталь 20» составляет 0,15–0,25, что необходимо учитывать при расчете компенсирующих устройств и анкерных опор.

Конструктивные особенности и типоразмеры

Скользящие опоры с плоским хомутом из стали 20 выпускаются в двух основных исполнениях: приварные к трубопроводу и неприварные (с креплением хомута болтовым соединением). Для трубопроводов диаметром 57–530 мм применяются опоры с хомутом из полосовой стали толщиной 6–10 мм, для труб большего диаметра — из листовой стали с усиливающими ребрами жесткости. Высота опоры, определяющая расстояние от низа трубы до опорной плиты, варьируется от 100 до 300 мм в зависимости от проектного положения трубопровода.

Расчетная нагрузка на опору зависит от шага расстановки, диаметра трубопровода и плотности транспортируемой среды. Для стальных трубопроводов с теплоносителем шаг расстановки скользящих опор принимается в пределах 3–6 м при температуре до 200 C и сокращается до 2–4 м при температуре свыше 300 C. Вертикальная нагрузка на одну опору для трубопровода Ду100 с водой при шаге 4 м составляет приблизительно 1,2–1,5 кН, для Ду300 — 4,5–6,0 кН.

Области применения

Скользящие опоры с плоским хомутом из стали 20 применяются в системах, где требуется компенсация температурных удлинений трубопровода:

• технологические трубопроводы тепловых сетей с температурой теплоносителя до 300 C;
• паропроводы низкого и среднего давления на промышленных площадках;
• магистральные нефте- и газопроводы в надземном исполнении;
• трубопроводы котельных установок и ТЭЦ;
• системы пожаротушения и водоснабжения с температурой эксплуатации до 150 C.

При монтаже опор на открытых площадках необходимо предусматривать защиту от коррозии: горячее цинкование или лакокрасочное покрытие на основе эпоксидных грунтовок. Для подземной прокладки скользящие опоры с плоским хомутом применяются ограниченно — преимущественно в непроходных каналах с гидроизоляцией.

Механические характеристики стали 20

Механические свойства стали 20 регламентируются ГОСТ 1050-2013 и ГОСТ 8732-78 для трубного проката. Предел текучести стали 20 в состоянии поставки составляет не менее 245 МПа, временное сопротивление разрыву — 410–530 МПа, относительное удлинение — не менее 24 %. Ударная вязкость KCU при +20 C — не менее 59 Дж/см. Указанные характеристики обеспечивают работоспособность опор при статических нагрузках от массы трубопровода и транспортируемой среды, а также при динамических воздействиях, возникающих при гидроударах и вибрации.

При выборе типоразмера опоры необходимо учитывать не только вертикальную нагрузку, но и горизонтальные усилия, возникающие при трении скольжения. Для трубопроводов с большим температурным перепадом (например, паропроводы с температурой 250–300 C) осевое усилие на неподвижную опору от трения в скользящих опорах может достигать 30–50 % от веса пролета, что требует проверки прочности анкерных узлов.

Особенности монтажа и эксплуатации

Установка скользящей опоры с плоским хомутом производится на предварительно подготовленное основание — металлическую балку, железобетонную подушку или эстакаду. Опорная плита крепится к несущей конструкции сваркой или анкерными болтами, после чего труба укладывается в хомут и затягивается болтовым соединением с нормируемым моментом. Зазор между хомутом и трубой не должен превышать 1–2 мм, иначе возникает перекос и неравномерный износ опорной поверхности.

В процессе эксплуатации необходимо контролировать состояние опорных поверхностей: наличие задиров, коррозионных повреждений и деформаций хомута. Для трубопроводов с температурой свыше 200 C рекомендуется применять опоры с антифрикционными прокладками из графитосодержащих материалов, снижающими коэффициент трения до 0,1 и предотвращающими наклеп контактных поверхностей.

Вопросы и ответы