Тяги с серьгой для подвесок трубопроводов из стали 20
Тяга с серьгой для подвесок трубопроводов из стали 20 — элемент системы крепления трубопровода, передающий вертикальную нагрузку от хомута или обоймы на несущую строительную конструкцию через шарнирное соединение. Сталь 20 (ГОСТ 1050) применяется для изготовления тяг и серёг в виде круглого проката, поковок и штампованных заготовок. Сочетание пластичного малоуглеродистого материала и шарнирного узла обеспечивает работу подвески при температурных перемещениях трубопровода без возникновения изгибающих моментов в тяге.
Конструктивное исполнение
Тяга представляет собой стержень круглого сечения, на концах которого выполнены резьбовые участки или проушины под палец. Серьга — соединительное звено с двумя отверстиями, одно из которых сопрягается с проушиной тяги, второе — с опорной пластиной, траверсой или строительной конструкцией. Шарнир образуется пальцем, проходящим через совмещённые отверстия тяги и серьги. Такая схема допускает угловое смещение оси подвески при монтаже и эксплуатации.
Резьба на тягах выполняется метрической по ГОСТ 24705, как правило, класса точности 6g–8g. Для регулировки положения трубопровода по высоте применяются резьбовые муфты, талрепы и стяжные гайки. Фиксация достигнутого положения обеспечивается контргайкой.
Материал и механические свойства
Сталь 20 — конструкционная углеродистая качественная сталь, содержащая 0,17–0,24 % углерода. Материал хорошо сваривается всеми видами сварки, обрабатывается резанием и пластически деформируется в холодном состоянии, что важно при гибке серёг и накатке резьбы. Для повышения прочности тяги могут подвергаться нормализации.
| Параметр | Значение | Условие | Норматив | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести т | 245 МПа | нормализация | ГОСТ 1050 | для расчёта тяг на растяжение |
| Временное сопротивление в | 410 МПа | нормализация | ГОСТ 1050 | запас по разрушению |
| Относительное удлинение 5 | 25 % | нормализация | ГОСТ 1050 | пластичность при монтаже |
| Ударная вязкость KCU | 88 Дж/см | +20 C | ГОСТ 9454 | хладостойкость узла |
| Диаметр стержня тяги | М12–М30 | резьбовой участок | ГОСТ 24705 | типовой сортамент |
| Рабочая температура | –40…+300 C | без учёта покрытия | — | ограничение по крепежу |
Применение по отраслям и системам
- Технологические трубопроводы нефтеперерабатывающих установок, работающие в условиях вибрации от насосного оборудования.
- Паропроводы и конденсатопроводы ТЭЦ и котельных с температурными удлинениями до 200 мм на пролёт.
- Трубопроводы систем отопления и водоснабжения промышленных зданий при прокладке по фермам и перекрытиям.
- Газопроводы среднего и низкого давления на компрессорных станциях.
- Трубопроводы холодильных установок и систем оборотного водоснабжения.
Нормативная база
- ГОСТ 1050 — прокат сортовой из качественной конструкционной стали.
- ГОСТ 14959 — метизы и крепёжные изделия (применимо к пальцам и гайкам).
- СП 42.13330 — требования к опорам и подвескам трубопроводов.
- ГОСТ 3262 — трубы стальные водогазопроводные (для сопрягаемых элементов).
- ПБ 03-585 — правила устройства технологических трубопроводов.
Расчёт и подбор
Тяга рассчитывается на растяжение по ослабленному резьбой сечению с учётом коэффициента запаса. Для стали 20 при нормализации допускаемое напряжение принимается в пределах 100–130 МПа в зависимости от категории ответственности узла. Серьга проверяется на смятие по отверстию под палец и на разрыв по ослабленному сечению. Палец рассчитывается на срез и изгиб.
При подборе учитывают массу трубопровода с изоляцией и продуктом, шаг опор, температурные перемещения и возможные динамические нагрузки. Для трубопроводов с высокой вибрацией применяют демпфирующие вставки или увеличивают диаметр пальца.
Антикоррозионная защита
Сталь 20 без покрытия подвержена атмосферной коррозии. Тяги и серьги окрашивают грунт-эмалями, горячим цинкованием (толщина покрытия 40–80 мкм) или применяют термодиффузионное цинкование. В агрессивных средах используют комбинированные покрытия. Резьбовые участки защищают смазками на основе дисульфида молибдена.
Вопросы и ответы
Какой диаметр тяги выбрать для трубопровода DN200?
Для трубопровода DN200 с шагом опор 3–4 м обычно достаточно тяги М16–М20 из стали 20. Точный диаметр определяется расчётом на растяжение с учётом массы трубы, изоляции и продукта.
Допускается ли сварка тяг из стали 20 на монтаже?
Да, сталь 20 обладает хорошей свариваемостью. Применяют ручную дуговую сварку электродами типа Э42 или Э46. После сварки в ответственных узлах рекомендуется местная термообработка.
Какой ресурс работы подвески с серьгой?
Ресурс определяется условиями эксплуатации и качеством покрытия. При отсутствии агрессивной среды и вибрации ресурс составляет не менее 20 лет. В вибрационных условиях ресурс ограничивается износом пальца и отверстий.
Можно ли использовать тяги из стали 20 при отрицательных температурах?
Сталь 20 сохраняет работоспособность до –40 C. При более низких температурах ударная вязкость снижается, что требует применения сталей с гарантированной хладостойкостью, например 09Г2С.
