Описание опор скользящих для трубопроводов и их виды

Опоры для трубопроводов: варианты использования

Основная функция опор для трубопроводов состоит в креплении коммуникации в определенном положении. Также они препятствуют деформации труб под действием температур и вибраций. Дело в том, что колебания часто возникают при транспортировке рабочей среды по системе.

Крайне важно уделить предельное внимание процессу установки, так как от опорных элементов зависит надежность коммуникаций. Если будут допущены ошибки, они просто не справятся с возложенными на них задачами.

Сразу скажем, что данные изделия используются в самых разных сферах, различаются по виду и назначению. Так, без них не обходится монтаж коммуникаций:

  • на предприятиях;
  • в ЖКХ;
  • на АЭС;
  • на ТЭС;
  • в газовой и нефтяной сферах.

Если речь идет о газопроводе, то к опорам предъявляются особенно серьезные требования, в том числе, когда трубопровод идет через неблагоприятные, с климатической точки зрения, регионы. Не менее важно, чтобы опорная конструкция защищала трубы от повреждений в наиболее уязвимых местах, то есть в местах крепления.

Терминология ГОСТ 22130 определяет опоры как конструктивный элемент трубопровода, то есть их нельзя назвать переходной конструкцией между трубами и фундаментами.

Как мы уже говорили, опорные элементы используются при прокладке коммуникаций в самых различных отраслях. Необходимые изделия выбирают в зависимости от их назначения таким образом, чтобы они позволяли передавать осевые, поперечные, вертикальные нагрузки, крутящиеся моменты на почву или несущие конструкции.

Для чего нужны опоры и где они используются?

Опоры трубопроводов выполняют очень важную функцию — фиксацию коммуникации в необходимом положении. Помимо этого, эти изделия исключают деформационный процесс коммуникации под влиянием температур. Во многих трубопроводах при транспортировке той или иной рабочей среды возникают вибрации. Гашение вибраций является ещё одной полезной функцией опорных элементов.

Опоры трубопроводов влияют на надёжность конструкции в целом. Поэтому очень важно правильно установить эти изделия, чтобы они хорошо справлялись с поставленными перед ними задачами.

Опоры различаются по виду и назначению. Эксплуатационная область этих приспособлений довольно широка. Они используются для фиксации таких коммуникаций:

  • трубопроводные конструкции на различных предприятиях;
  • жилищно-коммунальные коммуникации;
  • арматура атомных электростанций;
  • арматура теплоэлектростанций (ТЭС);
  • газо- и нефтепроводы.

Опора под газовую трубу должна отличаться высокими техническими характеристиками, особенно если трубопровод прокладывается в неблагоприятных климатических условиях. Кроме этого, опора для газовой трубы должна предохранять коммуникацию от возможных поломок в местах её крепления.

Опоры удерживают трубы в заданном направлении и предохраняют их от деформаций

Особенности элементов скользящего типа

Эксплуатационная безопасность и необходимые показатели герметичности различных коммуникаций, обеспечиваются не только благодаря качественным трубам, но и за счёт использования вспомогательного оборудования. К такому оборудованию и относятся опоры для крепления труб.

Если обратиться к соответствующей документации, то там можно найти информацию по поводу того, что такой элемент, как опора не является отдельной строительной деталью, а регламентируется как конструктивный элемент самой коммуникации. Опоры выполняют множество полезных функций. Рассмотрим основные из них:

  • это изделие защищает трубу от повреждения в точке соприкосновения с опорной конструкцией;
  • обеспечивает правильное расположение трубопровода в пространстве;
  • распределяет нагрузки по всей длине коммуникации и способствует их передаче на опорные конструкции;
  • устраняет вибрационные волнения, а также снижает напряжение в трубопроводе.

В народе опоры для крепления труб ещё называют «подвесками», однако это не во всех случаях правильное название. Дело в том, что подвеска является одной из разновидностей опор. Поэтому обобщение всех изделий этого типа под таким названием — неверное решение.

Все опоры для трубопроводов разделяются на виды в зависимости от двух основных характеристик:

  • вариант установки;
  • подвижность или неподвижность.

Опоры делятся на подвижные и неподвижные, последние применяют там, где нужна жесткая фиксация труб

По варианту установки выделяют два типа этих конструктивных элементов трубопровода:

  • обычные;
  • подвесные изделия.

Подвесные модели можно фиксировать к плитам, потолочным перекрытиям и т. д. Стоит сказать, что подвесные модели по варианту установки относятся к подвижному типу. Подвижность опоры — это свойство, которое позволяет ей осуществлять движение вдоль или поперёк оси трубопровода. Подвижные опоры способны перемещаться в двух вышеперечисленных направлениях, а неподвижные отличаются тем, что крепко фиксируют трубу в необходимом положении.

Описание опор скользящих для трубопроводов и их виды

Рассмотрим две основные функции, которые выполняют подвижные модели:

  • такие изделия передают усилие опорной реакции трубопровода на опорную конструкцию. Стоит отметить, что этот процесс должен происходить без изменений положения точки, в которой осуществляется передача опорной реакции;
  • снижение коэффициента напряжения в стенках трубопровода.

Неподвижные опоры для различных трубопроводов необходимы для чёткой фиксации коммуникации в пространстве. Использование таких опор направлено на устранение сдвигов трубопровода в продольном или же поперечном направлении.

Неподвижные модели используются для фиксации трубопроводов, монтируемых двумя способами:

  • наружным;
  • внутренним (под землёй).

Установка таких опор производится посредством их фиксации каркасами из железобетона. Таким образом, в нужных участках трубопровода организуются опорные конструкции. Опорные конструкции на трубопроводе располагаются не равноудалённо друг от друга, а разделяют коммуникацию на сегменты, которые имеют различную длину. Длина сегмента зависит от особенностей специальных компенсаторов, которые располагаются между неподвижными опорами.

В зависимости от типа прокладки магистрали используются опоры с изолирующим слоем либо без него

При наружной и внутренней прокладке коммуникаций широко применяют неподвижные опоры для труб. В случае если прокладка будет осуществляться бесканальным методом под землёй, используются опоры, оснащённые эффективной гидроизоляцией. Как правило, в качестве гидроизоляции выступает полиэтиленовая (ПЭ) оболочка. При наружном монтаже коммуникации используется оцинкованный гидроизолятор.

Рассмотрим конструктивные элементы, которые входят в состав неподвижной модели:

  • стальная труба;
  • стальной лист, полученный в результате горячей прокатки;
  • пенополиуретан (ППУ);
  • специальная термостойкая лента;
  • оцинкованная оболочка;
  • центратор;
  • оболочка из полиэтилена.

Лист стали, который производится посредством горячей прокатки, подразделяется на три вида в зависимости от качества:

  • обыкновенный;
  • низколегированный;
  • конструкционный (является наиболее качественным).

Во многих случаях используют специальные центраторы, позволяющие правильно разместить трубу внутри опоры

Описание опор скользящих для трубопроводов и их виды

Наружные устройства осуществляют отцентровку трубы с наружной стороны и подразделяются на:

  • звенные;
  • эксцентриковые;
  • гидродомкратные.

Звенные центраторы могут осуществлять отцентровку труб с показателями сечения от 57 до 2224 мм. Они отличаются отличной устойчивостью к низким температурам. Это связано с тем, что их производят из морозоустойчивой стали. Второй вариант центраторов является универсальным, так как способен отцентровывать трубы с любыми показателями сечения.

Внутренние центраторы имеют одно важное преимущество — при их применении возможна длительная сварка труб изнутри. Благодаря этому преимуществу швы выполняются более качественно. Недостаток же таких изделий в том, что из-за их веса для их транспортировки необходимо использовать спецтехнику.

Рассмотрим основные эксплуатационные сферы, где используются неподвижные опоры трубопроводов:

  • при прокладке магистральной газовой трубы или нефтепровода;
  • коммуникаций различной направленности на предприятиях;
  • для конструкций на атомных и тепловых станциях.

Такие опоры широко используются при прокладке коммуникаций в условиях низких температур. Эксплуатация этих элементов трубопроводной конструкции в северных регионах позволяет продлить срок службы трубопровода.

Неподвижные опоры применяют при прокладке магистралей, работающих в особых условиях — нефтяных, газовых, отопительных сетей

Установка таких опор проводится на трубопроводы различной направленности. Как правило, их сразу же вделывают на месте монтажа. Как уже говорилось выше, такие опоры разделяют трубопровод на сегменты, а между опорами монтируются специальные компенсаторы сильфонного типа. Компенсаторы максимально предохраняют трубопровод от деформации, которая возникает в результате воздействия низких температур.

Неподвижные модели с помощью сварочного оборудования фиксируют к платформам и посредством крепежей закрепляют к трубопроводу. Стоит отметить, что для более надёжного крепления к этим приспособлениям приваривают специальные металлические пластины (вплотную к торцам хомута).

Существует одно важное правило: между опорой и хомутом необходимо соблюдать определённый зазор, который должен равняться 1,5 мм. Кроме этого, для того чтобы обезопасить коммуникацию от коррозийных воздействий между ней и неподвижной опорой укладывают лист алюминия.

Скользящая опора для трубопроводов используется, как правило, при прокладке коммуникаций на поверхности земли (наружный способ). Основная функция такого устройства заключается в том, чтобы обеспечить свободное перемещение трубопровода как по горизонтали, так и по вертикали. Кроме этого, вспомогательной функцией таких приспособлений считается защита трубопроводной конструкции от истирания.

Скользящие опоры монтируются на тех магистралях, трубы которых могут сужаться и расширяться под действием температуры

Скользящая опора применение

Скользящие модели обеспечивают устойчивость трубопроводной коммуникации и уравновешивают её перемещение, которое происходит из-за температурных колебаний.

Рассмотрим конструктивные элементы, которые входят в состав скользящей модели:

  • основание, в качестве которого может выступать, например, уголок;
  • полукруглый держатель для трубы (производится из металла);
  • специальная прокладка;
  • крепёжные элементы (гайки и болты).

Все подвижные опоры классифицируются на три основных вида:

  • жёсткие;
  • упругие;
  • подвижные опоры постоянного усилия.

Жёсткие опоры подразделяются на:

  • направляющие опоры;
  • жёсткие подвески;
  • опоры скольжения.

Направляющие изделия препятствуют перемещению коммуникации вниз и в определённом направлении по горизонтали. Подвески жёсткого типа являются приспособлениями, которые обеспечивают наибольшую подвижность трубопроводной конструкции. Опора скольжения исключает перемещение вертикально вниз. Опоры упругого типа обладают такой жёсткостью только в случае, когда труба перемещается в вертикальном направлении.

Для защиты от ржавчины изделие может быть покрыто грунтовкой и/или окрашено

Для того чтобы обезопасить это устройство от коррозийных воздействий на него наносят специальный грунтовый состав. Грунтовый состав для большей надёжности наносится в несколько слоёв. Иногда вместо грунта, опора может окрашиваться специальной грунтовой эмалью. А для того чтобы добиться максимальных показателей надёжности, как правило, приспособление оснащается порошковым или цинковым покрытием (оцинковка).

Наиболее часто такие изделия изготавливаются из прочной углеродистой стали, однако, если трубопровод предназначен для монтажа и эксплуатации в тяжёлых температурных условиях, используются приспособления, выполненные из низколегированной стали.

Все скользящие опоры классифицируются на несколько основных видов по типу конструкции:

  • изделие на кронштейнах (крепёжные элементы);
  • хомутовая;
  • шариковая;
  • диэлектрическая;
  • катковая (роликовая).

Роликовая опора используется в том случае, когда необходимо уменьшить силу трения между её основой и верхней частью. Трение возникает при движении трубопровода. Уменьшение силы трения происходит благодаря конструктивным элементам такой опоры — каткам.

  1. Неподвижные опоры трубопроводов: сравнение с подвижными для разных типов трубопроводов
  2. Скользящие опоры трубопроводов
  3. Корпусные опоры: допустимые нагрузки и конструктивные особенности
  4. Опоры труб в ППУ: особенности опор для трубопроводов в индустриальной оболочке
  5. Опоры технологических трубопроводов
  1. Нагрузки неподвижных опор
  2. Горизонтальная подвижность
  3. Вертикальная подвижность
  4. Тепло-электроизолированность

Предназначение трубопроводных опор

Корпусная приварная опора по ГОСТ 14911-82

В соответствии с документацией, речь идет не об отдельной строительной детали, а о конструктивном элементе коммуникации.

Сразу назовем полезные функции данной составляющей трубопровода:

  • Защита трубы от повреждений в месте соприкосновения с конструкцией.
  • Обеспечение правильного расположения труб.
  • Распределение нагрузки по всей длине конструкции и ее передача земле.
  • Устранение вибраций, снижение напряжения в системе.

Рекомендовано к прочтению

  • Резка меди лазером: преимущества и недостатки технологии
  • Виды резки металла: промышленное применение
  • Металлообработка по чертежам: удобно и выгодно

За опорами для фиксации труб закрепилось народное название «подвески», однако этот термин подходит не для каждого типа крепления.

Дело в том, что все существующие на сегодняшний день опорные конструкции делят на типы, исходя из:

  • неподвижности/подвижности;
  • способа монтажа.

Подвесные модели крепятся к потолочным перекрытиям, плитам и иными способами. Они считаются подвижными опорами для трубопровода, то есть могут перемещаться в двух направлениях: поперек или вдоль оси конструкции. Тогда как у неподвижных иная задача – они жестко закрепляют трубу в определенном положении.

Для чего нужны подвижные модели?

  • Они снижают коэффициент напряжения в стенках системы.
  • Передают на опорную конструкцию усилие опорной реакции трубопровода, при этом не происходит изменения положения той точки, в которой осуществляется передача.

Разновидности опор для трубопроводов

На сегодняшний день существует несколько разновидностей опор для трубопроводов, которые отличаются по своему конструктивному исполнению и назначению. Рассмотрим основные разновидности опор, которые используются при монтаже трубопроводных конструкций.

Тип опоры подбирается в зависимости и вида магистрали и условий ее работы

Бескорпусные опоры. Такие опоры выполняют те же функции, что и хомуты и подразделяются на две основные группы:

  • подвижные бескорпусные изделия;
  • неподвижные бескорпусные изделия.

Стоит отметить, что само понятие скользящей опоры несопоставимо с подвижным бескорпусным изделием. Монтировать подвижные жёсткие приспособления нужно без жёсткого стягивания хомута, что позволяет коммуникации чувствовать себя свободно и передвигаться в продольной плоскости. Такие модели ещё называют хомутовыми направляющими. Неподвижные модели монтируются довольно просто: крепко затягиваются к основанию, что исключает движение трубопроводной конструкции.

Корпусные приварные. Как правило, такая разновидность опор применяется при монтаже стальных коммуникаций. Крепление такого приспособление осуществляется посредством сварки (отсюда и название).

Такие модели считаются самыми удобными с точки зрения производства и, кроме этого, отличаются довольно демократичной ценой. Как и в предыдущем случае, корпусные приварные опоры подразделяются на подвижные и неподвижные. В некоторых нормативных документах подвижная корпусная приварная опора регламентируется как скользящая. Конструктивное исполнение корпусных приварных приспособлений может быть различным.

Корпусные хомутовые. Такие модели условно подразделяются на две группы:

  • с хомутом, имеющим круглую форму (в этом случае материалом изготовления хомута служит металлический прут);
  • с хомутом, который имеет плоскую форму (изготавливается из металлической полосы).

Как и другие опоры, корпусные хомутовые модели могут быть подвижными (скользящими) и неподвижными. Изделия, которые имеют плоский хомут, применяются по большему счёту при монтаже стальных коммуникаций, однако, в некоторых случаях их используют для предизолированных трубопроводных конструкций. А модели, обладающие круглым хомутом, используются только при монтаже стальных трубопроводов.

Опору с плоским хомутом можно использовать для крепления и обычных стальных, и предизолированных труб

Опоры под отвод. Монтируются специально под изгиб коммуникации, а именно — под отвод. Существуют такие разновидности опор под отводы:

  • под отводы гнутого типа;
  • под сварные отводы.

Такие модели, с эксплуатационной точки зрения, разделяются на: подвижные и неподвижные. Кроме этого, такие модели применяются для фиксации различной арматуры при монтаже.

Опоры крепления вертикальных трубопроводов. Такие модели используют для закрепления вертикальных участков трубопроводной конструкции. По своей конструкции они являются «лапами», которые с помощью сварки фиксируются на трубопроводе. Опираются такие модели на балки или плиты перекрытий.

Щитовые опоры. Такие модели имеют такой же вид, как и предыдущие и используются в случае, когда необходима прокладка трубопровода через стену. Как правило, такие приспособления являются неподвижными.

Щитовая опора, как правило, является неподвижной, ее можно применять при проходе трубы сквозь стену

Кроме этого, они могут быть:

  • однотяжными (состоять из одной тяги);
  • двутяжными;

Описание опор скользящих для трубопроводов и их виды

Движение трубопровода, который зафиксирован такими приспособлениями обеспечивается кардановым подвесом.

Пружинные блоки. Эти приспособления монтируются на различные коммуникации и выполняют амортизирующую функцию, распределяя нагрузки по всей длине трубопровода и исключая его деформацию. Такое изделие применяется как конструктивный элемент опор или подвесок.

Производство

Железобетонные опорные подушки производятся по Серии 3.006.1-2.87. Они могут иметь форму квадратной или прямоугольной плиты.

Размеры

Существует семь стандартных типоразмеров опорных подушек. Размеры сечения колеблются от 200х200 до 750х850 мм, толщина может быть 90 или 140 мм. Вес изделий варьируется от 10 до 230 кг. Очевидно, что подушки большой массы монтируют с помощью подъемной техники. Для этого изделия снабжены монтажными петлями.

Конструкция опорной подушки ОП

На верхней поверхности опорной подушки расположена закладная деталь в виде прямоугольной металлической пластины. При монтаже теплотрассы подушку располагают таким образом, чтобы закладная деталь была ориентирована вдоль направления трубопровода.

Материалы

Опорные подушки изготавливаются из тяжелого бетона класса B15. Для большинства регионов, в которых предполагается эксплуатация изделий, бетону придается класс водостойкости W4 и класс морозостойкости F200. Для дополнительной защиты от различных видов коррозии в состав смеси добавляются специальные присадки.

Армирование производится сварными каркасами и сетками, изготовленными из стальных (класс А1 и А3) стержней и холоднотянутой проволоки (класс В1). Все стальные элементы подушки, включая строповочные петли и закладную деталь, обрабатываются антикоррозийными веществами.

Изготовление

Процесс производства опорных подушек аналогичен изготовлению большинства железобетонных изделий.

  1. Сначала сооружается металлическая опалубка.
  2. Отдельно сваривается стальной армирующий каркас и фиксируется в опалубке.
  3. В смесительном бункере замешивается бетонная смесь и подается в форму с установленным арматурным каркасом.
  4. С помощью специального оборудование опалубка с залитой бетонной смесью подвергается вибрации, за счет чего смесь равномерно распределяется по форме и уплотняется. Этот процесс называется виброформованием.
  5. Форма с уплотненной смесью обрабатывается термически (сушится).
  6. По достижению определенного уровня отпускной прочности готовая опорная подушка извлекается из опалубки и отправляется на приемку.

Проверка качества

Готовое изделие проверяется на ряд показателей, в число которых входят:

  • Соответствие заявленным геометрическим размерам.
  • Наличие на поверхности подушки трещин, наплывов, сколов, раковин, оголения арматуры.
  • Наличие пустот в теле подушки.
  • Толщина защитного слоя бетона между арматурным каркасом и поверхностью изделия.

Если отклонение по хотя бы одному из вышеперечисленных показателей превышает норму, подушка отбраковывается и отправляется на переработку. Успешно прошедшие процедуру проверки качества изделия маркируются и отправляются на склад.

Маркировка

Условное обозначение изделия содержит в себе данные о типе продукции и его габаритах. Рассмотрим расшифровку маркировки на примере подушки ОП-1

  • ОП – тип изделия (опорная подушка)
  • 1 – вариант типоразмера подушки (200х200х90 мм)

Иногда маркировка может включать буквенный индекс, указывающий на особенности модификации.

Маркировка должна наноситься на одну из граней изделия водоотталкивающей краской отчетливыми символами. Вместе с шифром может быть указана дата выпуска партии и название завода-производителя.

Под хранение опорных подушек отводится место с ровной твердой поверхностью, достаточно просторное для беспрепятственного маневрирования погрузочной техники. Изделия сортируются по номенклатуре и дате изготовления.

Подушки должны храниться в горизонтальном положении в штабелях высотой до 2,5 метров. Желательно укладывать их на деревянные поддоны. В таком же виде происходит и транспортировка. Перед перевозкой штабели должны надежно закрепляться на грузовой платформе транспорта. При погрузочных работах важно соблюдать технику безопасности, предотвращать падение и удары опорных подушек, не выгружать их «навалом».

ПРИЛОЖЕНИЕ Е. АКТ О ПРОВЕДЕНИИ ВХОДНОГО КОНТРОЛЯ ПАРТИИ ТРУБ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

9.2 Необходимо проводить осмотр и контроль сварочного оборудования, а также изоляции электропроводок, работы устройств для механической обработки концов и торцов труб. Результаты проверки должны соответствовать паспортным данным на оборудование.

Creative Commons Share Alike icon

9.3 Технический осмотр следует производить не реже, чем один раз в месяц с регистрацией результатов проверки в журнале производства работ.

9.4 Значения параметров режимов сварки должны отвечать требованиям технологических норм для каждого вида полимера.

9.5 К производству сварочно-монтажных работ при строительстве трубопроводов из полимерных материалов допускаются сварщики, прошедшие теоретическое и практическое обучение по специальной программе и сварившие контрольные стыки по специальной программе.

9.6 Трубы в процессе хранения и монтажа не выделяют в окружающую среду токсичных веществ и не оказывают влияния на организм человека при непосредственном контакте. Работа с трубами не требует особых мер безопасности.

9.7 При работе с трубами следует соблюдать правила пожарной безопасности. В случае возникновения пожара и загорания труб их следует тушить любыми средствами пожаротушения. При тушении огня от загорания труб в складских помещениях следует применять противогазы с фильтром марки “В” или фильтрующие противогазы.

9.8 Гидравлические и пневматические испытания трубопроводов следует производить после их надежного закрепления и устройства упоров по их концам и на поворотах.

9.9 При монтаже и испытаниях трубопроводов запрещается прислонять к ним лестницы и стремянки, ходить по трубопроводу. Запрещается обстукивать трубы молотком или оттягивать их от стенок траншеи или строительных конструкций.

10.1 Полимерные трубы и соединительные детали могут транспортироваться любым видом транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, техническими условиями погрузки и крепления грузов, действующими на данном виде транспорта, и техническими требованиями поставщика при условии обеспечения мер по предупреждению механических повреждений груза.

10.2 Трубы из полимерных материалов рекомендуется хранить и перевозить намотанными в бухты или на катушки, отдельными упаковками в пачки или отдельными трубами большого диаметра в соответствии с нормативными документами на их изготовление.

10.3 При погрузке и разгрузке труб и деталей, особенно при отрицательных температурах воздуха и температурах, близких к нулю, необходимо соблюдать осторожность для исключения ударов и механических повреждений.

10.4 При хранении труб на складах должны соблюдаться условия, указанные в нормативных документах, при этом высота штабеля труб не должна превышать 3 м.Хранение труб, намотанных на катушки, допускается только в вертикальном положении.Хранение соединительных деталей должно осуществляться только в упакованном виде.

10.5 В период монтажа срок хранения труб и деталей на строительной площадке должен быть минимальным.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Для напорных труб действующие нормативные документы устанавливают соотношение между наружным диаметром и толщиной стенки труб в зависимости от максимального рабочего давления: 0,25; 0,32; 0,4; 0,6; 1; 1,6; 2; 2,5 МПа по формуле

из Пособия по проектированию отдельно стоящих опор и эстакад под технологические трубопроводы

, (А.1)

; . (A.2, A.3)

Максимальное рабочее давление связано с “S” и “SDR” отношением

, (А.4)

где – минимальная длительная прочность, МПа; – коэффициент запаса прочности, устанавливается для каждого вида материала и должен приводиться в соответствующих сводах правил. Канализационные трубы подразделяются на классы по кольцевой жесткости , кПа

Описание опор скользящих для трубопроводов и их виды

, (А.5)

где – модуль упругости материала, кПа; – средний диаметр сечения трубы, м; – коэффициент Пуассона материала трубы.При <2500 труба считается “нежесткой”, при 2500-5000 – “полужесткой”, при =5000-10000 – “жесткой”.Основные показатели свойств некоторых полимерных материалов труб приведены в таблице А.1.Таблица А.1 – Физико-механические показатели некоторых полимерных материалов, применяемых при производстве труб и соединительных деталей (справочные данные)

Показатель

Величина показателя для материала

ПНД

ПВД (ПНП)

ПВХ

ПП

Сшитый поли-
этилен

Хлориро-
ванный ПВХ

Стекло-
пластик

ПВП

ПСП

Плотность, г/см

0,94-0,96

0,93-0,94

0,91-0,93

1,4

0,91

0,93-0,95

1,57

1,6-2,2

Предел текучести при растяжении, МПа

20-25

15-18

10-12

50-56

25-28

18-26

50-55

40-200*

Удлинение при разрыве, %

800

800

600

50

>200

200-500

70-120

0,4-1,4

Модуль упругости, МПа

800

600

200

3000

1200

550-800

2900

5000-25000**

Коэффициент теплового линейного расширения, 10 °С

2

2

2

0,7

1,5

1,2-1,4

0,62

0,18-0,3

Расчетная прочность, МПа

5-6,3

5

2,5-3,2

10-12,5

5-6,3

6,3

10

10-30**

__________
* Для фенолформальдегидных, полиэфирных и эпоксидных смол.

** В осевом направлении.

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

Прочностной расчет трубопроводов из полимерных материалов, уложенных в земле, рекомендуется сводить к соблюдению неравенства:для напорных трубопроводов

; (Д.1)

для самотечных трубопроводов

; (Д.2)

для дренажных трубопроводов

, (Д.3)

где – максимальное значение деформации растяжения материала в стенке трубы из-за овальности поперечного сечения трубы под действием грунтов (, МПа) и транспортных нагрузок (, МПа); – степень растяжения материала стенки трубы от внутреннего давления воды в трубопроводе; – степень сжатия материала стенки трубы от воздействия внешних нагрузок на трубопровод;

– предельно допустимое значение деформации растяжения материала в стенке трубы, происходящей в условиях релаксации напряжений; – предельно допустимая деформация растяжения материала в стенке трубы в условиях ползучести; – коэффициент запаса, учитывающий вид перфорации в стенках трубы, который можно принять при круговом отверстии в гладкостенной трубе – 2,3;

, (Д.4)

где – коэффициент постели грунта для изгибающих напряжений, учитывающий качество уплотнения, его можно принимать: при тщательном контроле – 0,75, при периодическом контроле – 1,0, при отсутствии контроля – 1,5; – коэффициент запаса на овальность поперечного сечения трубы, принимается равным: 1,0 – для напорных и самотечных трубопроводов и 2 – для дренажных трубопроводов; – относительное укорочение вертикального диаметра трубы в грунте, устанавливается как предельно допустимое значение

, (Д.5)

где – относительное укорочение вертикального диаметра трубы под действием грунтовой нагрузки; – то же, под действием транспортных нагрузок; – относительное укорочение вертикального диаметра трубы, образовавшееся в процессе складирования, транспортировки и монтажа. Его можно приближенно принимать по таблице Д.1.Таблица Д.1

Кольцевая жесткость оболочек трубы, Па

при степени уплотнения грунта

до 0,85

0,85-0,95

более 0,95

До 276000

0,06

0,04

0,03

276000-290000

0,04

0,03

0,02

Больше 290000

0,02

0,02

0,01

, (Д.6)

примечания

при тщательном контроле – 0,09, при периодическом – 0,11, при бесконтрольном ведении работ – 0,13; – коэффициент, учитывающий влияние грунта засыпки на овальность поперечного сечения трубопровода, можно принять равным 0,06; – модуль деформации грунта в пазухах траншеи, МПа; – коэффициент, учитывающий влияние кольцевой жесткости оболочки трубы на овальность поперечного сечения трубопровода, можно принимать равным 0,15;

, (Д.7)

где – удельный вес грунта, Н/м; – глубина засыпки трубопровода, считая от поверхности земли до уровня горизонтального диаметра, м; – кратковременная кольцевая жесткость оболочки трубы, МПа;

, (Д.8)

где – кратковременный модуль упругости при растяжении материала трубы, МПа; – момент инерции сечения трубы на единицу длины, определяемый по формуле

; (Д.9)

– коэффициент Пуассона материала трубы, приводится в нормативной документации;

Описание опор скользящих для трубопроводов и их виды

, (Д.10)

где – коэффициент уплотнения грунта; – транспортная нагрузка, принимаемая по справочным данным для гусеничного, колесного и другого транспорта, МПа; – коэффициент, учитывающий глубину заложения трубопровода, при <1 =0,5; – коэффициент, учитывающий процесс округления овализованной трубы под действием внутреннего давления воды в водопроводе (, МПа)

, (Д.11)

где – суммарная внешняя нагрузка на трубопровод, МПа;

; (Д.12)

; (Д.13)

; (Д.14)

, (Д.15)

где – кратковременная расчетная прочность при растяжении материала трубы, МПа;, – кратко- и долговременное значения модуля упругости при растяжении материала трубы на конец срока службы эксплуатации трубопровода, МПа.

Описание опор скользящих для трубопроводов и их виды

, (Д.16)

, (Д.17)

где – коэффициент, учитывающий влияние засыпки грунта на устойчивость оболочки, можно принять 0,5, а для соотношения =4:1 – равным 0,07; – коэффициент, учитывающий овальность поперечного сечения трубопровода, при ; – коэффициент запаса на устойчивость оболочки на действие внешних нагрузок, можно принять равным 3; – длительная кольцевая жесткость оболочки трубы, МПа, определяется по формуле

Виды и отличия

Если рассмотреть классификацию опор по конструкции, можно выделить такие виды изделий:

  • Пружинные крепления трубопроводов. Необходимы для амортизации нагрузок на конструкцию. Зачастую комбинируются с конструкциями других типов. Опоры и хомутовые подвески могут регулироваться по высоте, служат для фиксации к потолочным балкам.
  • Изделия для крепления вертикальных трубопроводов и щитовые опоры, как правило, крепят к перекрытиям или на металлические балки. Щитовые изделия необходимы для проведения магистрали сквозь стену на небольшое расстояние.
  • Элементы крутоизогнутых отводов используются там, где имеется изгиб труб. При этом один вид рассчитан на гнутые отводы, второй – на сварные.
  • Хомутовые скользящие корпусные крепления могут иметь круглый или плоский хомут. Первые используются для фиксации стальных изделий, другие – для стальных и ППУ труб.
  • Приварные неподвижные корпусные изделия. Достаточно просто изготавливаются из стали, стоят недорого, можно получить разные неподвижные конструкции: от коробки до сложных элементов, сделанных под конкретные потребности. Фиксация происходит при помощи сварки через определенное расстояние.
  • Бескорпусные опоры – по сути, хомуты. При жестком закреплении – это неподвижные хомутовые опоры, при неплотном притяжении к трубе – скользящие (подвижные) опоры.

Следует отметить, что все виды, благодаря сочетанию между собой, могут представлять подвижные и неподвижные крепления для трубопроводов.

Неподвижные

Изделия неподвижного типа позволяют удержать сдвиги трубопровода в поперечном или продольном направлении. Как раз неподвижные опоры позволят выполнить наиболее надежное закрепление, не давая возможности трубопроводу перемещаться.

Они используются при формировании и подземной, и наземной систем.

При бесканальной подземной прокладке используются изделия с полиэтиленовой (или ППУ) оболочкой для качественной гидроизоляции. Надземные системы подразумевают использование гидроизоляции из оцинкованной стали.

Неподвижная опора включает такие элементы:

  • стальная труба;
  • стальной горячекатаный лист;
  • термолента и оцинкованная оболочка;
  • пенополиуретан (ППУ);
  • центратор и полиэтиленовая оболочка.

Для таких изделий используется только прочная сталь – расчет регламентирует таблица из ГОСТ для опор трубопроводов 14911-82. Можно выделить три типа стальных листов:

  • стандартного качества;
  • низколегированные;
  • качественные конструкционные.

При этом качество отделки может быть обычным или повышенным.

Центраторы представляют собой приспособление, позволяющее упростить центрирование торцов труб при монтаже. Есть их два вида: наружные и внутренние. Наружные, соответственно, выполняют центровку снаружи.

Они бывают:

  • с гидродомкратом;
  • эксцентриковые;
  • звенные.

Для изготовления последнего типа нужна морозостойкая сталь. Конструкция – связанные между собой звенья, которые благодаря упорному винту центрируют трубы диаметром от 57 мм до 2,224 м.

Эксцентриковые же центраторы могут использоваться для изделий любого диаметра. С гидродомкратом используются для центровки деформированных или тяжелых труб.

Внутренние центраторы приходится перемещать при помощи грузоподъемной техники, поскольку они массивны. Однако их преимущество состоит в использовании сварки изнутри, благодаря чему можно добиться высокого качества швов.

Неподвижные опоры применяются в северных регионах, где происходят большие колебания температур.

Скользящие

Скользящая (подвижная) опора для трубопроводов широко используется при наземном способе прокладки трубопроводов. Главная задача конструкции – обеспечение допустимого движения труб по вертикальной и горизонтальной оси, а также хомутовые опоры защищают трубопровод от стирания.

Такие подвижные опоры применяются в тех случаях, когда расчет подразумевает частые и большие изменения температур, а значит, имеет место сужение и расширение материала.

Описание опор скользящих для трубопроводов и их виды

Такие подвески заботятся об устойчивости и неподвижности всей системы, компенсируют изменения, вызванные деформациями. Конструкция неподвижной опоры такова:

  • основание – швеллер или уголок;
  • металлические держатели;
  • гайки;
  • прокладки;
  • болты.

ГОСТ для скользящей опоры трубопроводов ОСТ 24.125.156-01 регламентирует параметры составных частей.

Можно выделить такие подвижные виды среди конструкций этого типа:

  • постоянного усилия;
  • упругие;
  • жесткие.

Жесткие бывают:

  • крепления скольжения;
  • жесткие подвески;
  • направляющие крепления.

Первые не позволяют трубе перемещаться вертикально вниз. Если расчет использует жесткие подвески, система будет наиболее подвижной. Направляющие крепления лимитируют движение по горизонтали в определенном направлении или вниз.

Чем больше нагрузка на упругую опору, тем выше будет смещение трубы. Скользящие крепления постоянного усилия способны выносить перманентную нагрузку.

Как правило, подвижную опору предварительно красят грунт-эмалью или просто грунтовкой в несколько слоев. Иногда наносится цинковое или порошковое (ППУ) покрытие.

Зачастую для изготовления таких элементов используется углеродистая сталь, для низкотемпературного применения – низколегированная.

Описание опор скользящих для трубопроводов и их виды

Можно выделить такие типы скользящих опор, делая расчет на их конструкцию:

  • шариковая;
  • роликовая;
  • на кронштейнах;
  • диэлектрическая;
  • скользящая хомутовая опора для трубопроводов.

Роликовые опоры позволяют снизить трение между основой и поверхностью трубопровода при его движении. Диэлектрические элементы применяются для низкоуглеродистых или углеродистых стальных труб. Изоляция выполняется из ППУ или смеси порошковых частиц, асбеста и каучука.

Шариковые опоры применяются, если предполагается нестандартное крепление, например, на тепловых электростанциях. Опорное кольцо для трубопроводов дает возможность трубам перемещаться по перечной и продольной оси.

Изделия характеризуются долговечностью, которая, конечно, определяется материалом изготовления.

Расстояние между подвижными креплениями трубопроводов должно быть предусмотрено при проектировании системы. Расчет выполняется индивидуально: зависит от материала, диаметра, длины труб, свойств покрытия (ППУ) опор, параметров транспортируемой среды, требуемой высоты размещения линии.