Опоры для трубопроводов: какие функции выполняют, какими бывают и где используются

Опоры для трубопроводов: какие функции выполняют, какими бывают и где используются

Опоры трубопроводов используют при прокладке некоторых инженерных систем, состоящих из труб, по которым курсируют, например, вода, газ, теплоносители. Они выполняют важные функции, принимают на себя основные нагрузки, поэтому от их прочности и качества зависит надёжность всей конструкции. В статье рассмотрим назначение, сферы применения, виды опор для трубопроводов, их особенности.

Что такое опоры и для чего они нужны

Опора для труб – это конструктивный неотъемлемый элемент многих инженерных коммуникаций. Согласно введённому в 2019 году ГОСТ под номером 22130, это не переходная деталь, а важная составляющая линии, к которой предъявляются жёсткие требования.

Главное предназначение – фиксация стабильного положения всего трубопровода, предусмотренного проектными документами. Но также есть другие функции:

• Предупреждение деформаций. Они возникают из-за механических внешних воздействий (например, падений деревьев), высокого давления, критических высоких температур содержимого.
• Гашение вибраций. Они возникают при прохождении отдельных рабочих сред, например, воды под большим напором.
• Защита от погодных, атмосферных явлений. Например, сильные порывы ветра повреждают трубы, проложенные над поверхностью земли без надёжных опор.
• Снижение напряжения. Оно повышается в периоды активной эксплуатации инженерных систем, ремонте их отдельных участков.
• Распределение нагрузки по всей длине линии, а также частичная передача веса на фундамент и грунт.
• Снижение рисков повреждений в участках соединений, в точках контактов с поддерживающими конструкциями.

Чтобы система служила долго и выполняла свои функции, важно не только использовать качественные и прочные трубы, но и правильно подобрать, установить опоры. Они должны быть прочными, соответствующими своему назначению, выдерживающими нагрузки.

Где применяются опоры для трубопроводов

Опоры применяют для организации технологических инженерных линий гражданского назначения, промышленного. Они используются в разных отраслях: добывающей, теплоэнергетической и химической промышленности, в жилищно-коммунальном хозяйстве, при транспортировке энергоресурсов по стране между городами, а также за границу в рамках международной торговли.

• ЖКХ: надземные газо- и водопроводы;
• различные предприятия, на которых рабочие среды или сырьё перемещается по трубам;
• теплоэлектростанции (ТЭС), атомные электрические станции (АЭС), теплоэлектроцентрали (ТЭЦ);
• нефтепроводы, по которым нефть транспортируется по территории государства и за рубеж.

Характеристики зависят от сферы применения. Например, газопровод должен быть целым, герметичным на всей протяжённости, поэтому поддерживающие конструкции соответствуют жёстким требованиям. Они обязаны исключать повреждения в самых уязвимых зонах, обладать антикоррозионными свойствами, выдерживать неблагоприятные или экстремальные климатические условия – сильные ветра, перепады температур, частые осадки, колебания атмосферного давления, прямые ультрафиолетовые лучи.

Виды опор для трубопроводов

Классификация предполагает деление на типы по таким критериям:

• Подвижности. Опоры бывают неподвижными, не меняющими своё положение, а также подвижными, то есть скользящими, предполагающими смещения.
• Методу установки. По способу монтажа элементы бывают стандартными, фиксируемыми на основании (обычно фундаменте) или подвесными, предполагающими фиксацию на стенах, перекрытиях или других поверхностях.
• Конструкции, особенностям размещения. Это наличие или отсутствие полноценного корпуса, стыковка с трубами и с основанием, пространственное расположение.

Ниже опишем все разновидности подробно.

Неподвижные и подвижные виды – в чем разница?

Неподвижные конструкции применяют, когда нельзя допускать малейшие перемещения коммуникаций в пространстве, их движения относительно фундамента и опор. Общепринятое обозначение такого варианта – аббревиатура НОП.

НОП фиксируют технологические линии в стабильном, постоянно статичном состоянии. Они совместимы с практически любыми диаметрами – от 32-40 мм до максимальных 122-142 см. Важная характеристика – способность выдерживать значительные нагрузки: большой вес, условия активной, непрерывной эксплуатации, в том числе с ремонтными работами, заменами с демонтажем повреждённых участков.

Подвижные опоры двигаются относительно оси трубопровода: вдоль него (из стороны в сторону) или поперёк (вниз и вверх). При этом положение, прописанное в проектной документации, должно сохраняться.

Подвижные элементы не обеспечивают стабильную фиксацию, но выполняют другие функции: защищают от вероятных деформаций при термических воздействиях (сильном нагреве), понижают имеющийся в стенках коэффициент напряжения, а также передают силу реакции опоры на основание (в фундамент, в окружающую земную поверхность).

Подвиды подвижных опор:

• Упругие, оснащаемые пружинами для ограниченных линейных или угловых движений. Ложащаяся на них нагрузка изменяется с учётом смещения установленной технологической линии.
• Скользящие. В них предусмотрены направляющие, позволяющие трубам скользить по оси, то есть вдоль. При этом поперечные движения ограничены.
• Подвески. Фиксируют звенья линии на балках, потолках, межэтажных перекрытиях. Включают одну тягу либо две. Движения в разных направлениях возможны благодаря карданному подвесу. Подвесные опоры бывают жёсткими, подходящими для систем холодного водоснабжения, и пружинными, применяемыми с горячими рабочими средами.
• Приварные. Крепления выполняются сваркой, что актуально там, где температурные значения доходят до 250-300℃.
• Хомутовые. Фиксация в них осуществляется с помощью хомутов, плотно прилегающих по окружности за счёт возможности изменения диаметра.
• Постоянного усилия. В современном исполнении снабжаются пружинно-рычажными механизмами. Благодаря предварительному регулированию сжатия пружин можно добиваться почти постоянного поддерживающего усилия в фиксируемом диапазоне вертикальных возможных движений. Конструкция точная, с большим интервалом устанавливаемых нагрузок.

Стандартные и подвесные виды: особенности

Стандартные опоры фиксируются на горизонтальном основании – заглубляются в землю, располагаются на специальной площадке, то есть платформе, выполненной из железобетона или из бетона с армированием металлической арматурой. Они принимают на себя нагрузки, распределяют их по линии, гасят вибрации, фиксируют стабильное положение труб.

Подвесные опоры фиксируются на потолочных перекрытиях, на балках, плитах, иногда на стенах (с применением дополнительных кронштейнов). Они относятся к подвижным, меняют положение по вертикали и горизонтали: при необходимости двигаются вниз и вверх, а также по оси.

Классификация по конструкции, расположению

Опоры имеют разные конфигурации, способы фиксации на основаниях, составляющие элементы, методы крепления труб, назначения. Ниже рассмотрим все используемые виды с их особенностями.

Корпусные

Для пространственного соединения инженерных составляющих в некоторых случаях используют коробчатые корпусы. Для изготовления применяют стальные листы либо другие заготовки из стали. Соединение отдельных частей осуществляется сварочными аппаратами, что обеспечивает прочность швов.

Корпусные опоры фиксируются на балках, для большей прочности усиливаются рёбрами жёсткости. Трубы крепятся бугелями или хомутами. Дополнительно иногда предусматриваются подушки, обеспечивающие амортизацию, а также упругость внутренней зоны корпуса на случаи перепадов давления, которые вызывают расширения.

С корпусом труба от поверхности основания приподнимается незначительно – на расстояние от 100 до 200 миллиметров. Благодаря этому её удобно монтировать, обслуживать при эксплуатации, частично заменять.

Бескорпусные

Тут труба находится на ложементе – радиально изогнутом листе стали, который имеет размер и геометрию, соответствующие наружному диаметру и форме фиксируемого элемента. Конструкция снабжается крепящим хомутом, имеет опорную пластину с отверстиями, используемыми для крепления.

Бескорпусные варианты состоят из небольшого количества деталей, не требуют значительного расхода материалов, имеют сравнительно невысокую стоимость. Благодаря таким преимуществам модели без корпусов популярны, востребованы в разных сферах.

Бескорпусные элементы имеют несколько маркировок:

• ОПБ (опоры подвижные бескорпусные): ОПБ-1 с подушкой для компенсации возможной подвижности труб при сужениях и расширениях, а также ОПБ-2 с подушкой и фиксирующим хомутом.
• ХБ – хомутовые бескорпусные, совместимые со стальными трубами диаметра от 2,5 см до 53;
• Т11 – хомутовые бескорпусные опорные из стали, относящиеся к неподвижному типу.

Трубчатые

По исполнению трубчатая (трубная) опора – это патрубок, располагаемый вертикально, привариваемый к монтажной площадке с отверстиями под крепёж. Для увеличения контактной площади в зоне стыковки трубопровода с опорой верхний торец дополняют седлообразным углублением. Его формируют на фрезерном станке либо лазерным оборудованием. По форме седлообразный рез совпадает с конфигурацией трубы.

Эти модели предназначены для труб с диаметром от 57 миллиметров до 63 см. Максимальная температура рабочих сред не превышает 450 градусов Цельсия. Трубчатые опоры маркируются буквами ТР, выпускаются в нескольких вариантах: А1 и А2, Б1 и Б2. Для изготовления используют стали: конструкционные, нержавеющие, углеродистые.

Тавровые

Главная составляющая – тавр. Это цельное металлопрокатное либо сварное изделие с поперечным сечением в виде буквы «Т». Есть две разновидности тавровых трубопроводных опор:

• Приварные с обозначением ТП. Отрезок тавра фиксируется на полке, по торцам снабжается пластинами, сверху которых вырезается радиусное углубление, совпадающее с диаметром трубы. В зоне контакта с опорой технологическая линия приваривается, благодаря чему сохраняет стабильную неподвижность.
• Хомутовые, маркируемые ТХ. К тавру приваривается или крепится болтами и гайками хомут, в котором размещается труба. Торцы иногда оснащаются пластинами с радиусным резом сверху для более надёжного размещения. Вместо них в некоторых случаях устанавливаются упоры, также повторяющие форму трубы.

ТП – неподвижный вариант. А ТХ предусматривают возможность беспрепятственного скольжения на этапе монтажа и смещений по оси. Тавровые модели больше подходят для трубопроводных сложных сетей с перепадами высот (спусками, подъёмами), угловыми деформациями, поворотами.

Хомутовые

Это не отдельный тип, а подвид многих разновидностей опор. Главная особенность – наличие хомута, с помощью которого выполняется крепление. Эта деталь может быть ленточной, прутковой, бугельной, силовой червячной, спиральной, пружинной.

Хомут к опоре приваривается или фиксируется на ней болтом и гайкой. Благодаря возможности регулировки диаметра конструкция получается подвижной по оси. Хомут обхватывает трубу по всей окружности. Он может быть не только фиксирующим, но и направляющим элементом, задающим направление на протяжённости технологической линии.

Бугельные

Это вид хомутовых опор. Бугель – дуга, которая фиксирует проходящую под ней трубу на основании несколькими способами: резьбовыми шпильками (вкручиваются в радиусный упор) с ограничительными шайбами, траверсным креплением, хомутом, приварными лапами, с использованием опорной балки.

Приварные

В таких моделях жёсткая фиксация со сварным швом предусматривается только в участке стыковки опоры с основанием (платформой) или дополнительно в зоне контакта с трубой. В последнем случае система неподвижна, в первом возможны смещения, причём как продольно, так и поперечно. Приварные опоры изготавливают с использованием швеллеров, труб, сварных или литых корпусов, тавров, уголков.

Катковые

Такие опоры подвижны, а их главный элемент – ездящий блок с катком, дополненный упором для трубы и перемещающийся по платформе-основанию. Это обеспечивает свободные перемещения по оси практически на любые расстояния, а также боковые движения в пределах 50 мм. По количеству катковых блоков опоры бывают одно-, двухрядными. Благодаря катку сроки эксплуатации системы увеличиваются, а ремонт сборочных единиц упрощается.

Для вертикальных трубопроводов

Назначение – закрепление вертикальных зон инженерных сетей. Такие опоры обычно маркируются ВП и являются своеобразными «лапами», опирающимися на плиты перекрытий или прочные балки. Трубы тут фиксируются сваркой, реже используются хомуты.

Боковые

В конструкции пластина с ложементом, который для усиления оснащается рёбрами жёсткости. Такие опоры относятся к неподвижным, имеют обозначение Т10, монтируются на вертикальных основаниях. Они нивелируют боковые нагрузки, но при этом к вертикальным усилиям оказываются невосприимчивыми. Возможные трубные диаметры – от 19,4 см до 142.

Лобовые

Лобовые модификации относительно направления потока рабочих сред пространственно размещаются в поперечной проекции. По материалам и конструкционным особенностям они делятся на:

• Щитовые. Неподвижные, имеют щит из железобетона, а также упоры. Используются в участках прохождения через стены или другие перегородки. Функции – обеспечение абсолютной неподвижности, предотвращение линейных, угловых смещений.
• Упорные. Это два либо четыре упора в горизонтальной или вертикальной плоскости со всех сторон технологической линии. Четырёхупорные модели используют при критических осевых нагрузках.

Разгрузочные

Такие опоры разгружают систему, принимают на себя первичные нагрузки, которые возникают при работающем насосном, компрессорном, газотурбинном и другом перекачивающем оборудовании. Разгрузочные элементы значительно гасят механические нагрузки, гидроудары, вибрации рабочих сред, движущихся с большой скоростью и под давлением. В конструкции патрубок с усилением в виде рёбер жёсткости и с несколькими степенями свободы перемещений.

Регулируемые

Такие варианты используют для точного вертикального позиционирования трубопроводных сегментов с возможностью регулирования. Это необходимо для поддержки на подвижных почвах, сложных рельефных местностях. При грунтовых усадках или расширениях труб изменения геометрии и пространственного положения компенсируются. Предусматриваются клиновые передвижные упоры, зафиксированные на специальной пластине болтами. При движениях таких упоров опускается либо приподнимается ложемент, на котором находится труба. Маркировка – ОР.

Для арматуры

Такие опоры монтируются под трубопроводной арматурой – регулирующей, запорной, контролирующей. Они имеют крестообразно соединённые сварными швами четыре ребра жёсткости, установленные на пластине-основании. Их верхняя зона повторяет конфигурацию арматуры.

Диэлектрические

Такие виды используются для защиты труб из низкоуглеродистых и углеродистых сталей от токов: наведённых и блуждающих. В конструкции обязательно есть прокладка, сделанная из материала с диэлектрическими свойствами. Часто это паронит, который благодаря антифрикционному эффекту нивелирует трение.

Под отводы

Такие опоры монтируются в зонах отводов – там, где нужно изменить направление хода линии. По типу колена они делятся на сварные, гнутые. Бывают скользящими, подходят для установки монтажной арматуры.

Материалы изготовления

Материал должен быть прочным, атмосферостойким, термостойким, устойчивым к механическим воздействиям, долговечным. Такими характеристиками обладают некоторые металлы.

Для производства используют:

• Сталь: оцинкованная или нержавеющая, низколегированная, конструкционная или высокоуглеродистая (в зависимости от веса труб, климатических условий). Самый популярный материал, не подверженный коррозии, обладающий высокой прочностью, термостойкий, износостойкий, выдерживающий интенсивную эксплуатацию, нагрузки.
• Титан. Этот металл прочный, относительно немного весит, не подвергается коррозии. Но титан дорогой, при ударных критических нагрузках может ломаться.
• Алюминий. Он не корродирует привычным образом: не ржавеет благодаря поверхностной оксидной плёнке, но при её повреждениях (например, агрессивными концентрированными химикатами) окисляется и разрушается. Алюминий лёгкий и пластичный, поэтому выдерживает только незначительные нагрузки типа пластиковых труб небольших диаметров.
• Латунь. Сплав не ржавеет, устойчив к трению, высокой влажности, прямым контактам с водой. Но он относительно мягок, не очень прочен, может растрескиваться со временем.
• Медь. Она прочна, не ржавеет, но имеет высокую тепло- и электропроводность, поэтому не подходит для систем с блуждающими токами, для горячих рабочих сред. Ещё один минус – высокая цена меди.
• Полипропилен. Из него производят лёгкие, небольшие опоры для хозяйственных и бытовых труб, монтируемых внутри помещений и входящих в системы водоснабжения, канализации. Полипропилен стоит недорого, облегчает всю конструкцию, не требует сварки, не проводит ток.
• Бетон. Из него делают фундаменты, площадки-основания, кольца для опор. Материал тяжёлый, при невысоком качестве может растрескиваться, крошиться, разрушаться.

Наиболее часто опоры производят именно из металлов. Они соответствуют действующим стандартам, отвечают предъявляемым к инженерным сетям требованиям, долго служат, сохраняют исходные характеристики.

В качестве подложек или прокладок используют материалы с диэлектрическими, антифрикционными свойствами, такие как паронит – вулканизированная смесь каучука, асбеста, порошковых добавок. Иногда опоры обрабатывают защитными покрытиями: цинком, полимерными красками, грунтовками, эмалями. В их составе Zn, пигменты, частицы полимеров, другие армирующие, защищающие, повышающие стойкость наполнители.

Конструкционные особенности и монтаж неподвижных опор

Неподвижные модели применяются при устройстве наружных трубопроводов, находящихся над поверхностью земли, а также внутренних, подземных. Для установки в грунте организуются железобетонные каркасы. Опорные элементы друг от друга удалены не на равные расстояния. Они делят линию на сегменты, длина которых различается и определяется с учётом характеристик компенсаторов, размещаемых между неподвижными деталями.

Для подземной бесканальной прокладки применяют опоры с гидроизоляционным слоем – оболочкой из полиэтилена. При надземной организации используют оцинкованные гидроизоляторы.

В неподвижной опоре предусматриваются стальные листы и труба, слой пенополиуретана, оцинкованная и полипропиленовая оболочки, центратор, термостойкая лента.

Центратор при стыковке труб облегчают их отцентровку для правильного расположения. Он может быть внутренним или наружным. Последний бывает эксцентриковым, звенным или гидродомкратным. Звенные центраторы выдерживают минусовые температуры, подходят для сечений диаметра до 2224 миллиметров. Эксцентриковые универсальны, потому что совместимы с трубами любых размеров. Гидродомкратные центраторы подходят для частично деформированных, тяжёлых труб массой до 12 тонн.

Неподвижными опорами фиксируются трубопроводы с любой направленностью. Элементы сразу устанавливаются на местах монтажа, деля линию на сегменты. Между ними размещаются сильфонные компенсаторы, защищающие от деформаций при низких минусовых температурах.

На платформах-основаниях (небольших фундаментах) опорные элементы закрепляются сваркой. А трубы фиксируются разными способами: метизами, сварочными аппаратами. Для надёжности и усиления вплотную к торцевым зонам хомутов с двух сторон приваривают пластины.

Действует правило: между хомутом и опорным элементом должен оставаться зазор, равный полутора миллиметрам. А для антикоррозионной защиты иногда между трубой и опорой размещают алюминиевый лист.

Расстояния между фиксирующими деталями рассчитываются с учётом расположения и способности упомянутых выше компенсаторов. Но при выборе шага учитывают другие факторы: диаметр трубы, её размещение (по вертикали, с подъёмом/спуском или по горизонтали), температуру рабочей жидкости (или газа), проектную схему.

Для расчёта можно воспользоваться формулой: ДО=0,9*СК/(КРС*(ТРС-ТОС)). Здесь: ДО – длина отрезка трубы, СК – измеряемая в миллиметрах способность компенсатора (обычно указана в таблице в проектных документах), КРС – коэффициент линейного расширения стенок, ТРС – температура содержимого системы, ТОС – температурный показатель окружающей среды, а 0,9 – равная 10 процентам погрешность.

Нюансы конструкции и установка подвижных моделей

Скользящие опоры выбирают для организации коммуникаций наружно, над землёй. Трубы в них свободно или в определённом диапазоне двигаются в осевом или поперечном направлении. Это актуально при необходимости компенсирования значительного трения, резких сезонных и суточных перепадов, колебаний температур.

В конструкции предусмотрены:

• Основание. Им может быть уголок.
• Металлический держатель. Имеет полукруглую конфигурацию, повторяет по форме сегмент трубы, соприкасающийся с опорой.
• Прокладка. Она амортизирует, защищает от трения.
• Крепежи. Часто это болты с гайками, иногда анкеры.

Монтаж подвижных опор требует предварительного составления схемы, разработки подробного проекта с указанием характеристик технологической линии – протяжённости, вида рабочей среды, диаметра сечений, количества сегментов, назначения, материала. В проектных документах сразу указываются точные дистанции между элементами, вычисленные индивидуально с учётом особенностей коммуникаций.

При определении интервала обязательно учитывать цели создания сети. Например, для транспортировки нагретой воды нужны меньшие дистанции, чем для систем с холодным содержимым.

Опоры монтируют до протаскивания труб через защитные кожухи. Между такими кожухами и скользящими фиксирующими элементами укладывается гидроизоляция для герметизации. Внутренние трубные стенки и гидроизоляционные материалы покрываются графитовой смазкой для исключения повышенного трения, провоцирующего быстрый износ.

После описанных выше манипуляций сварочным аппаратом крепятся хомуты. После приваривания они хорошо затягиваются. Спецтехника для монтажа подвижных опор обычно не нужна, поэтому процесс недолгий, несложный, но иногда достаточно трудоёмкий.

Стандарты и нормативы

Характеристики опор регламентируются разработанными на государственном и отраслевом уровнях стандартами. Также применяются технические условия, по которым работают производители.

• Государственные стандарты – это ГОСТ для деталей стальных трубопроводов под номерами 14911-82 для типов и размеров подвижных опор хомутового, приварного и бескорпусного типов, а также 16127-78 для типоразмеров и видов подвесок ПГ, ПГВ, МПВ, ПМ.
• Отраслевые стандартизированные нормы – ОСТ. Они многочисленнее, распространяются на трубопроводы на ТЭС и АЭС (для специальных и высоколегированных сталей действует отдельный стандарт), на подвижные детали технологических магистралей, на стальные элементы систем, функционирующих в низкотемпературных средах, а также на другие опоры, например, ВП (для вертикальных участков), КХ (хомутовые корпусного вида), УП (приварные уголковые), ШП (приварного типа швеллерные), ТП (тавровые приварной разновидности) и другие.
• Технические действующие на производствах условия – это ТУ, регламентирующие параметры опор для технологических обвязок, работающих при разных значениях давления и температур, с разными диаметрами труб.

Все актуальные ОСТ, ТУ и ГОСТ, распространяющиеся на конкретные опоры, должны указываться ответственным должностным лицом (обычно инженером) в проектных документах.

Важные правила

Рассмотрим важные правила выбора и установки опор для трубопроводов:

1. Нужно соблюдать строительные нормы, государственные и отраслевые стандарты, технические условия, важные пункты проектной документации. Их соблюдение контролирует ответственное лицо. Обычно это инженер.
2. Нельзя нарушать последовательность организации коммуникаций, в противном случае можно допустить влияющие на конечную прочность ошибки. Сначала подготавливаются основания, на них фиксируются опоры, а потом прокладываются трубы.
3. Обязательно соблюдение техники безопасности при установке опор и дальнейшей прокладке инженерных систем. Она действует на всех объектах, контролируется сотрудниками с соответствующими полномочиями.
4. Важен контроль качества опор. Они должны быть цельными, без повреждений, без дефектов, с однородными сварными швами. Только при отсутствии таких недостатков возможно введение в эксплуатацию.
5. Перед запуском рабочей среды обязательна комплексная проверка герметичности труб, устойчивости и целостности опор. Проводится пробный пуск.
6. Повлиять на прочность может нарушение как технологии производства, так и методики установки. Ошибки провоцируют повреждения.

Заключение

От качества опор зависит надёжность, безопасность, сроки службы всей системы. Поэтому производство таких металлоизделий лучше доверить специалистам. Компания Profbau профессионально изготавливает опоры и другие детали, конструктивные элементы из металлов.

Мы используем современные технологии, работаем в соответствии с действующими стандартами и требованиями клиентов, используем автоматизированное оборудование и полагаемся на большой опыт наших квалифицированных мастеров. Оперативно, качественно, по адекватной цене выполним заказ любой сложности по вашему чертежу или техническому заданию, подберём индивидуальное решение. Обратиться к нам можно по телефону, через форму запроса обратного звонка на сайте и по электронной почте.

Опоры трубопроводов

Опоры под трубопроводы активно используются при прокладке коммуникаций надземным и подземным способом. Они обеспечивают надёжную и безопасную эксплуатацию трубопроводной системы. Данные изделия принимают на себя основные нагрузки от трубопроводной сети, которые потом переходят на почву либо несущие конструкции.

Видео производство опоры трубопроводов

Главное предназначение этих элементов заключается в обеспечении надёжного крепления труб в заданном пространственном положении. Использование опор позволяет избежать деформаций трубопровода в результате воздействия высоких температур. Зачастую при движении рабочего потока в коммуникации появляются вибрации, которые также успешно гасятся данными изделиями.

Разновидности трубопроводных опор

Данные изделия классифицируются по разным признакам. По способу монтажа различают:

• Обычные;
• Подвесные модели.

В зависимости от конструктивных особенностей опоры под трубопроводы бывают:

• Подвижной;
• Неподвижной.

Подвижные опоры

Такие изделия предназначены для поддерживания трубопровода и естественного распределения тепловых деформационных нагрузок. При этом они не создают препятствий для смещения коммуникации. Они воспринимают вертикальные усилия от нагруженной сети. Место фиксирования данных моделей располагается выше оси трубопроводной системы.

Существуют разные варианты подвижных опор:

• Скользящие – используются для создания условий для температурного перемещения коммуникации вдоль линии оси и в поперечном направлении;
• Хомутовые – предназначены для тех же целей, что и предыдущий вариант;
• Катковые – позволяют уменьшить силу трения и обеспечивают хорошую осевую подвижность;
• Пружинные – прекрасно поглощают вибрации, поэтому используются при монтаже систем, где имеют место вибрационные процессы;
• Шариковые – устанавливаются в точках поворота трубопровода. Не препятствуют перемещению по горизонтальной оси.

Неподвижные опоры

Данный вид опор предполагает крепление системы в конкретном месте. Между ними обычно располагаются компенсаторы, которые воспринимают нагрузки от теплового удлинения трубопроводной сети. Это особенно важно для регионов с холодным климатом, где в результате температурных перепадов система может преждевременно выйти из строя.

Компания «Полинэрго» изготавливает и реализует различные опоры под трубопроводы . Благодаря разнообразию моделей, можно подобрать изделие для различных условий эксплуатации.

В технической документации и стандартах ГОСТ опоры под трубопроводы – это элементы опорных конструкций между трубопроводом и фундаментом. Они необходимы для ликвидации внутренних напряжений и вибрации, восприятия эксплуатационных нагрузок и передачи их на фундамент, защиты труб от повреждений разного характера.

Терминология и нормативные документы

К фундаментам трубопроводные опоры всегда крепятся неподвижно. А элементы трубопроводов могут быть абсолютно неподвижны относительно опор или сохранять одну или несколько степеней подвижности в разных пространственных плоскостях.

Основной задачей опоры под трубопровод является обеспечение проектного пространственного положения. Изготавливаются опоры по ГОСТ 16127 (подвески) и ГОСТ 14911 (опоры подвижные), прочим нижестоящим стандартам:

• ОСТ 36.146 – КН, КХ, КП, ВП, ТО, ТП, ТХ, ТП, УП и ХБ;
• ОСТ 36.104 – хомутовые модификации;
• ОСТ 36.94 – повторяет ГОСТ 14911, ОПП, ОПХ и ОПБ в нескольких вариантах исполнения;
• ОСТ 24.125.154 – скользящие хомутовые для АЭС/ТЭС;
• ОСТ 108.257.24 – для DN 57 – 1420 мм всех видов;
• ТУ 1468-001-00151756 – узлы скольжения, аналог ОСТ 36-146и 24.125.154;
• ТУ 1468-012-04698606 – подвижные опоры аналог ОСТ 36.94 и 36.146, выпусков 4,5 Серии 4-903 и ГОСТ 14911;
• ТУ 1468-002-92040088 – опоры обвязки, подвесные системы DN 18 – 1620$
• Серия 4.903-10 Выпуск 4 – 6 – неподвижные, шариковые, катковые и скользящие, подвесные пружинные и жесткие Т3 – Т46;
• Т-ММ-26 – подвески, подвижные и неподвижные ПС, ОНС и ОСС;
• НТС 65 – направляющие и подвижные, тип НПО и ПО.

Каждый стандарт содержит указания по геометрии сборочных единиц, материальному исполнению и типоразмерам опор для конкретных эксплуатационных условий и отраслей народного хозяйства РФ.

Конструктивные особенности

В большинстве случаев опоры под трубопроводы имеют минимум один элемент или поверхность конструкции, геометрия которой идентична форме трубы или корпуса арматуры. Для фиксации трубопровода к опоре в конструкцию добавляются бугели и хомуты.

Корпусные модификации имеют опорные площадки и подушки для укладки трубопровода, ребра жесткости в продольном и поперечном сечении. Щитовые опоры – единственная категория, в которой в качестве конструкционного материала используется железобетон. Трубы проходят через сквозные отверстия в бетонном щите, передают нагрузки на элементы фундамента, с которыми жестко связана опора.

Назначение трубопроводных опор

На 100% неподвижная трубопроводная опора фактически является анкером, воспринимающим вертикальные, боковые и горизонтальные нагрузки. Между несущими анкерными конструкциями монтируются подвижные опоры под трубопроводы, способные компенсировать без повреждения температурные расширения, вибрации и гидроудары рабочей среды.

Одни опоры обеспечивают продольную подвижность элементов путепровода, другие позволяют трубам перемещаться в заданных проектом пределах в поперечном и продольном относительно оси трубопровода направлении.

Упругие пружинные опоры обеспечивают возможность вертикальной подвижности без нулевых прогибов. Опора может обеспечивать одну или несколько степеней свободы, защищать конструкционный материал трубопровода от механических нагрузок и электрохимической коррозии. Абсолютно неподвижные опоры называют мертвыми.

Предназначены опоры под трубопроводы для повышения эксплуатационного ресурса трубопровода, повышения качества обслуживания и ремонтопригодности отдельных контуров.

Разновидности опор

Классифицируются опоры под трубопроводы по нескольким характерным признакам на следующие категории:

• назначение – под арматуру, вертикальные, горизонтальные, с сопровождением;
• соединение с трубопроводом – плоская скоба, бугель, хомут, приварка;
• коррекция положения – нерегулируемые и регулируемые;
• наличие степеней свободы – скользящие, подвижные, неподвижные;
• конструкция – бескорпусные, корпусные, трубчатые, тавровые, швеллерные, уголковые;
• способ поддержки – подвеска, опора, боковая, лобовая.

Элементы опор и подвесок изготавливаются из стандартного металлопроката и армированного бетона. В зависимости от способа крепления к промежуточным элементам опор и деталей трубопровода 75% модификаций опор могут использоваться и как неподвижные, и как подвижные/скользящие.

Неподвижные

В категорию неподвижных трубопроводных опор входит несколько модификаций:

• стальные приварные;
• железобетонные щитовые;
• усиленные упорные;
• вертикальные;
• бескорпусные и корпусные;
• хомутовые и бугельные;
• упорные боковые и лобовые;
• для труб в ППУ;
• «мертвые».

Только последняя разновидность опор обеспечивает абсолютную неподвижность. Во всех остальных случаях имеется минимум одна степень свободы в горизонтальной/вертикальной плоскости. Для неподвижных опор используется не одинаковая маркировка, применяются они для диапазона диаметров 32 – 1420 мм, и только в реперных проектных точках. Проблема линейного расширения конструкционных материалов решается установкой возле неподвижных опор компенсаторов.

Подвижные

Между неподвижными опорами под трубопроводы монтируются подвижные модификации. Они позволяют смещаться трубам вдоль оси потока рабочей среды и/или вбок. С несущими конструкциями сами подвижные опоры обычно связаны жестко, а удерживаемые ими трубы притянуты бугелями и хомутами к их корпусу. Бескорпусные модификации обозначают ОПБ, приварные – ОПП, хомутовые ОПХ.

Разновидностями подвижных опор являются скользящие, шариковые и катковые конструкции. В первых используются прокладки из антифрикционного материала для снижения сил трения. Во вторые вмонтирован горизонтально расположенный шариковый подшипник. В третьем используется одна или несколько обойм роликовых подшипников.

Скользящие

Простейшим вариантом для обеспечения продольного сдвига в момент теплового расширения конструкционного материала трубопровода является скользящая опора. В ее конструкцию входит основание или каркас, элементы фиксации к нему труб (бугели, хомуты). На ложемент опоры труба укладывается на подкладке из износостойкого материала.

В зависимости от конструкционного материала коэффициент трения составляет:

• 0,1 – сталь/фторопласт и каток вдоль оси;
• 0,3 – сталь/сталь и поперек оси у катка;
• 0,5 – сталь/бетон.

Специальные скользящие опоры рассмотрены в альбоме Т-ММ-26-99, а варианты исполнения для ТЭС и АЭС в ОСТ 24-125-154.

Диэлектрические

Для изоляции элементов путепровода относительно грунта используются диэлектрические трубопроводные опоры. Отсечка магистрали необходима в зонах возникновения наведенных и блуждающих токов, чтобы исключить электрохимическую коррозию конструкционных материалов.

Диэлектрический материал либо укладывается на ложемент в виде прокладки, либо наносится на подушку в момент ее изготовления. Применяются диэлектрические опоры для диаметра 194 – 630 мм, входят в раздел Т16.

Регулируемые

Для точных настроек ложемента по высоте используются регулируемые опоры под трубопроводы. Их выпускают для диаметров 325 – 1020 мм, только для наземных путепроводов. Монтируются регулируемые опоры на фундаменты и прочие несущие конструкции. Под подушку поры подложены конусные упоры, сквозь которые проходит резьбовая шпилька. По типу слесарных тисков клинья можно сдвигать закручиванием гайки, увеличивая высоту ложемента.

Разгрузочные

Самыми ответственными в трубопроводах являются опоры разгрузочные. Они первыми воспринимают нагрузки от перекачивающих турбин:

• гидроудары рабочей среды;
• вибрации;
• механические нагрузки;
• линейные расширения металла при увеличении температуры.

Выпуск разгрузочных ГПА опор в РФ разрешен ограниченному числу заводов. Продукция в основном предназначена для НПЗ/ГПЗ, обладает высоким эксплуатационным ресурсом.

Под арматуру

Регламентируется производство трубопроводных опор под арматуру стандартом ОСТ 36.17.85. Эти элементы трубопровода необходимы для поддержки массивных задвижек, клапанов, заслонок и кранов, снижают нагрузку на прилежащие к арматуре участки.

Обычно они имеют вид горизонтальной подставки, на которую вертикально установлены 4 ребра жесткости. Верхние кромки элементов жесткости подогнаны под форму конкретной арматуры.

Лобовые

Изготавливаются лобовые опоры под трубопроводы из стального металлопроката и высокопрочного бетона с двумя поясами армирования. Поэтому существует две принципиально разных конструкции лобовых опор:

• упорные – уголковые, швеллерные и корпусные, двух и четырехупорные;
• щитовые – из железобетона с элементами жесткости.

В первом случае упоры расположены с противоположных сторон трубы, удерживая ее в проектном положении. Щитовые опоры встраиваются в ограждающие конструкции сооружений, позволяя завести в него линию или вывести ее наружу.

При небольших осевых нагрузках используются двухупорные лобовые опоры. В ответственных трубопроводах применяются четырехупорные лобовые опоры. Для усиления в конструкцию добавляются элементы жесткости и полукольца.

Катковые

Для снижения сил трения катковая опора для трубопровода устанавливается на элементы качения – катки. В конструкции использованы следующие технические решения:

• две площадки фактически являются обоймами подшипника;
• элементы качения цилиндрические.

Один каток или блок катков в одной плоскости обеспечивают смещение на 50 мм в противоположные стороны. Двухуровневые блоки катков позволяют трубопроводу перемещаться в горизонтальной плоскости в четырех направлениях.

В сравнении с опорами скольжения модификации с элементами качения обладают повышенным эксплуатационным ресурсом и ремонтопригодностью.

Бугельные

Разновидность полосового хомута из двух половинок, стянутых шпильками/болтами, называется бугелем. В отличие от хомутовых трубопроводных опор бугельные модификации более удобны в монтаже и обслуживании, рассчитаны на высокие нагрузки благодаря увеличенной зоне контакта.

Используются бугели в нескольких типах опор:

• скользящие;
• неподвижные;
• разгрузочные.

В комплект бугеля дополнительно может входить подушка для увеличения поверхности опирания.

Вертикальные

Трубопроводы не всегда располагаются в горизонтальной плоскости, отдельные их участки могут проходить вертикально, например, в местах пересечения с автомобильными и ж/д дорогами. В этом случае используются специально спроектированные для подобных эксплуатационных условий опоры под вертикальные трубопроводы.

Корпусные модификации выполнены из листовой стали и стандартного металлопроката. Хомутовые и бугельные варианты изготавливаются из полосы и прутка. В несущим конструкциям опоры крепятся сваркой или резьбовыми соединениями.

Боковые

Обычно боковые трубопроводные опоры используются в паре, фиксируя проектное положение в горизонтальной плоскости. Конструкция позволяет компенсировать боковые нагрузки, изготавливается из полосного и листового металлопроката.

Ложемент расположен в вертикальной плоскости на ребрах жесткости. Опорная пластина крепится к стойкам, стенам, столбам, прочим вертикальным несущим конструкциям. Маркируется боковая опора Т, применяется для фиксации трубопроводов DN 194 – 1420 мм.

Приварные

Все опоры под трубопроводы одной стороной соприкасаются с трубами, другой с несущими конструкциями или фундаментами. Сварка возможна и с той, и с другой стороны. Приварные опоры имеются в нескольких категориях:

• уголковые, швеллерные и тавровые;
• стальные;
• скользящие и подвижные;
• неподвижные;
• скользящие неподвижные;
• корпусные;
• скользящие направляющие;
• с проушинами на опорной балке.

Материальное исполнение приварных опор зависит от эксплуатационных условий. В стандартах указывается длина сварочного шва и способ сварки.

Хомутовые

В рейтинге популярности хомутовая опора для трубопровода занимает верхнюю строчку. Существуют следующие варианты исполнения:

• хомут, как направляющий элемент;
• монтаж на приварные и скользящие опоры;
• комплектация хомутами бескорпусных опор;
• использование хомутов в корпусных опорах;
• полосовые и ленточные хомуты;
• прутковые резьбовые хомуты.

Возможен охват трубы только в верхней половине или всей поверхности корпуса. Прокладки и подушки хомутовых опор выполняются из металла, антифрикционных и диэлектрических материалов в зависимости от решаемых проектом задач.

Классическим вариантом является U-образный хомут без силовых элементов либо с ребрами жесткости, используемый для DN 57 – 377 мм. Маркировка хомутовых опор отличается в разных стандартах.

Тавровые

Для изготовления трубопроводных опор из тавра существует два технологических метода:

• хомутовые – в нижней полке высверливается отверстие под хомут, сверху приваривается ленточный или полосовой хомут;
• приварные – торцы куска тавра усиливаются пластинами, верхняя часть которых подрезается полукругом, полка становится подошвой конструкции.

Первый вариант исполнения обозначается ТХ, второй ТП, соответственно. Опоры могут крепиться к трубопроводу и элементам несущих конструкций несколькими способами, обеспечивая несколько степеней свободы либо полную неподвижность узла.

Трубчатые

На горизонтальных участках трубчатые опоры под трубопроводы имеют вид вертикально установленных на площадку катушек – обрезков труб. Верхний торец имеет седлообразную форму, повторяющую геометрию наружной поверхности трубы для увеличения зоны контакта и снижения нагрузок.

Согласно отраслевого стандарта 36.146-88 существует 4 варианта исполнения трубчатых опор А1 и А2, Б1 и Б2 из углеродистой, легированной и нержавеющей стали с обозначением ТР. Они предназначены для температуры +450°С максимум, труб диаметром 57 – 630 мм.

Уголковые

Для уголковых опор под трубопроводы существует два варианта конструкционного исполнения:

• А – пластина с приваренными к ней уголками;
• Б – в дополнение к предыдущему варианту на уголки уложен ложемент.

Обозначаются уголковые опоры УП, для их производства служит стандарт ОСТ 36.146.88.

Бескорпусные

Простейшая бескорпусная трубопроводная опора имеет вид круглого или плоского хомута или ложемента – изогнутой под конкретный наружный диаметр трубы пластины. Два этих элемента могут дополнять друг друга, ложемент обычно называется подушкой.

Для увеличения поверхности опирания в конструкцию могут добавляться лобовики или плоские пластины. Маркировка указана в стандартах на изготовление опор, зависит от варианта исполнения. Деталей здесь мало, конструкция очень простая, расход конструкционного материала незначительный. Для экономичной реализации проекта трубопровода бескорпусные опоры подходят идеально.

Корпусные

В отсутствие фундамента и других несущих конструкций в месте установки опоры под трубопроводы ее дополняют корпусом:

• сваривается из уголка и прочего металлопроката;
• выгибается из листовой стали;
• комплектуется бугелями, хомутами и подушками в любом сочетании;
• крепится к стойкам, балкам.

Коробчатая конструкция обладает собственными размерами и весом. Поэтому трубопровод приподнимается на 10 – 20 см, его удобнее обслуживать и ремонтировать. Модификации корпусных опор из уголка обходятся дешевле прочих вариантов, поэтому применяются чаще.

Подвесные

Создана подвесная опора для трубопроводов ГВС и ХВС. Существуют разновидности подвесных опор следующих типов:

• жесткие – горизонтальные участки, DN 25 – 600 мм;
• пружинные – горизонтальные и вертикальные трубопроводы DN 150 – 1400 мм.

Для снижения бюджета путепровода и повышения его надежности в проект закладываются подвесные опоры ГОСТ 16127. Для специальных условий эксплуатации применяются подвесные опоры, выполненные по другим стандартам.

Количество блоков пружин одноименных опор зависит от диаметра труб и реальных нагрузок. Длина и количество тяг рассчитываются индивидуально.

Способы установки

В процессе монтажа опор под трубопроводы учитываются следующие факторы:

• величина вертикальных нагрузок;
• наличие горизонтальных усилий;
• вибрации и подвижки почвы из-за сил морозного вспучивания;
• регион эксплуатации и погодные условия;
• рельеф местности и форма трубопровода;
• необходимая степень подвижности труб;
• тепловое расширение конструкционных материалов;
• ремонтопригодность отдельных участков.

Таким образом, из всего многообразия трубопроводных опор проектировщику необходимо выбрать варианты с максимальным эксплуатационным ресурсом и запасом надежности, минимальной себестоимостью для снижения бюджета реализации проекта.

Наши эксперты окажут бесплатную информационную поддержку для соблюдения указанных условий.

Производство и поставка трубопроводной арматуры для объектов энергетики

• Отводы и колена
• Угольники
• Переходы
• Тройники
• Штуцер приварной
• Фланцы
• Заглушки и донышки
• Бобышки и пробки
• Прокладки и линзы
• Резьбовые соединения
• Оборудование КИПиА
• Монтажные изделия
• Спецоснастка
• Опоры трубопроводов

Источник https://www.profbau.ru/blog/opory-dlya-truboprovodov

Источник https://polinergo.ru/catalog/opory/