Расстояние между опорами скользящими: Расстояние между опорами при их установке: какое оно должно быть?

Скользящие и подвижные опоры трубопроводов

Опоры трубопроводов

Опоры трубопровода являются неотъемлемой частью магистралей различного назначения — трубопроводов ТЭС и АЭС, технологических трубопроводов предприятий самых разных отраслей промышленности, газопроводов и нефтепроводов, а также трубопроводов инженерных систем жилищно-коммунального хозяйства. В процессе эксплуатации трубопроводов неизбежно возникают крутящие моменты, осевые, боковые (поперечные) и вертикальные нагрузки (напряжение на изгиб). Различают неподвижные и подвижные опоры трубопроводов.

Опоры неподвижные

Неподвижные опоры трубопроводов используются в магистральных сетях надземной прокладки, а также в трубопроводах, проложенных под землей по бесканальной технологии. Они выполняют задачу восприятия и нивелирования нагрузок, которые появляются в трубопроводах в результате температурных колебаний. Опоры трубопроводов неподвижные представляют собой металлоконструкцию, выполненную в виде расположенной на листе листовой стали стальной трубы — стакана, предназначенного для защиты оцинкованной или полиэтиленовой оболочки труб магистрали от физических повреждений и дополнительной теплоизоляции.

Стальной лист при этом несет основную нагрузку.

Расстояние между опорами трубопровода определяется исходя из характеристик компенсаторов, устанавливаемых между ними. Компенсаторы принимают на себя нагрузки, вызванные удлинением элементов трубопровода под действием температурных перепадов. Особенно важное значение они имеют в магистралях районов севера, где перепады температур бывают настолько существенными, что могут вызвать преждевременный выход трубопровода из строя (раньше, нежели дата, обозначенная в эксплуатационном прогнозе).

Отечественной промышленностью выпускаются опоры неподвижные хомутовые (тип Т3), опоры неподвижные безкорпусные (тип Т11), опоры неподвижные двухупорные усиленные (тип Т6), опоры неподвижные лобовые четырехупорные (тип Т5), опоры неподвижные бугельного типа (Т44), а также опоры неподвижные лобовые усиленные четырехупорные (тип Т5 и Т7).

Опоры подвижные

Подвижные опоры трубопроводов

Подвижные опоры трубопроводов не препятствуют смещению его элементов в результате температурной деформации, но, тем не менее, осуществляют поддержку магистрали. Они предназначены для восприятия исключительно вертикальных нагрузок, производимых массой самого заполненного рабочей средой трубопровода. Скользящие опоры позволяют трубопроводу перемещаться исключительно вдоль его осевой линии, фиксируя магистраль в горизонтальной плоскости. Российские металлургические предприятия производят опоры подвижные скользящие (тип Т13 и Т14), опоры подвижные хомутовые для трубопроводов типов ОПП3 и ОПБ2, а также опоры подвижные хомутовые типа JG{1 и некоторые другие разновидности этих необходимых элементов магистралей, в частности, катковые опоры.

Хомутовые опоры трубопроводов воспринимают и компенсируют вертикальные осевые и боковые нагрузки. В случае прокладки трубопроводов большого диаметра используют хомутовые опоры с дополнительными ребрами жесткости.

Скользящие опоры трубопроводов

Катковые опоры трубопроводов также являются подвижными, но этот вид трубопроводной арматуры не только позволяет перемещаться трубам, но и сам может скользить по направляющим при помощи катка (катков). Используются катковые опоры при монтаже трубопроводов в тоннелях. Катковые опоры поддерживают трубопровод и могут скользить по каткам как по оси трубопровода, так и в сторону (боковое смещение опоры, как правило, не должно при этом превышать 50мм). Перемещение опоры ограничивается направляющими и специальными упорами, которыми снабжено основание изделия. Различают однокатковые (используются для трубопроводов диаметром 194-1420мм) и двухкатковые опоры (используются для трубопроводов диаметром 720-1420мм).

Опоры являются обязательным элементом любого трубопровода, они необходимы для того, чтобы напряжения, возникающие в металле в результате тех или иных внешних воздействий, не превышали допустимых пределов и не смогли привести к деформации или даже преждевременному разрушению магистрали. От опор во многом зависит длительность и исправность работы трубопровода, поэтому необходимо выбирать надежные изделия, произведенные из качественных материалов, прошедшие контроль и сертификацию.

Опоры трубопроводов – сводная таблица

п/п	№ ОСТа	Наименование	Дн	п/п	№ ОСТа	Наименование	Дн
1	34-10-610-94	Оп. неподвиж. для верт. короба		17	34-10-725-93	Блок подв. привар. для гориз. тр.	58-540
2	34-10-611-94	Блок двухкатковый		18	34-10-726-93	Блок подвес. с опорн. балкой	58-1630
3	34-10-612-94	Блок катковый пружинный		19	34-10-727-93	Блок подвес. привар. для верт. тр.	58-640
4	34-10-613-94	Втулка с колпаком	58-1430	20	34-10-728-93	Блок подвес. хомут для верт. тр.	58-640
5	34-10-614-94	Оп. скользящая и неподвижная	58-1430	21	34-10-729-93	Блок подвески с проушиной
6	34-10-615-94	Оп. приварная скользящая и неподвижная	87-1630	22	34-10-730-93	Блок подвески с серьгой
7	34-10-616-94	Оп. хомутовая скользящая	58-1630	23	34-10-731-93	Блок подвески с плавником
8	34-10-617-94	Оп. хомутовая неподвижная	58-1630	24	34-10-732-93	Блок подвески с траверсой
9	34-10-618-94	Опора катковая	58-1630	25	34-10-733-93	Проушина с накладкой	58-640
10	34-10-619-94	Оп. скользящая и непод. с напр. хом.	427-1650	26	34-10-734-93	Плавник с накладкой	58-640
11	34-10-620-94	Опора сварных отводов	59-540	27	34-10-735-93	Хомут для горизонтальных тр-ов	58-640
12	34-10-621-94	Опора трубчат. крутоиз. отводов	111-1430	28	34-10-736-93	Хомут для вертикальных тр-ов	58-640
13	34-10-622-94	Оп. скользящая и неподвижная	58-540	29	34-10-737-93	Балки опорные
14	34-10-623-94	Блок подв. привар. для гориз. тр-ов	58-1630	30	34-10-738-93	Лапа с накладкой	640-1630
15	34-10-624-94	Блок подв. привар. для гориз. тр-ов	58-640	31	34-10-739-93	Тяги резьбовые с муфтой

Применение направляющих опор на трубопроводах с осевыми сильфонными компенсаторами

В статье [1] мы рассмотрели расчет трубопровода на устойчивость. Если расчет показывает, что трубопровод не устойчив, то необходимо стабилизировать теплопровод расстановкой направляющих опор.

Направляющие опоры по функциональному назначению можно разделить на два вида:

• опоры первого вида, обеспечивающие соосность патрубков осевого компенсатора и их перемещение строго вдоль оси компенсатора;
• опоры второго вида, обеспечивающие устойчивость теплопровода.

Направляющие опоры первого вида

Первый вид направляющих опор применяется в том случае, если конструкция сильфонного компенсатора не способна самостоятельно обеспечить требуемую соосность патрубков компенсатора и не способна противостоять внешним нагрузкам – боковым усилиям и изгибающим моментам.

В зависимости от конструкции сильфонного компенсатора возможны следующие схемы расстановки направляющих опор первого типа, обеспечивающих соосность патрубков компенсатора и их продольное перемещение.

1. Конструкция сильфонного компенсатора не способна противостоять ни боковым усилиям, ни изгибающим моментам (компенсатор без направляющего кожуха или с кожухом, защищающим только от внешних воздействий при транспортировке и монтаже). В таком случае с каждой стороны от компенсатора устанавливаются две пары направляющих опор. Первая пара устанавливается на расстоянии 2-4Ду, вторая – на расстоянии 14-16Ду (рис. 1а). При установке сильфонного компенсатора на расстоянии до 4Ду от неподвижной опоры, направляющие опоры с противоположной стороны устанавливать не требуется (рис. 1б).

2. Конструкцией сильфонного компенсатора предусмотрен мощный защитный кожух, способный воспринимать боковые усилия, но не способный воспринимать изгибающие моменты. В таком случае необходима установка трех направляющих опор: одна пара устанавливается на расстоянии 14-16Ду и третья опора – на расстоянии 2-4Ду (рис. 2а). В случае если компенсатор установлен на расстоянии 2-4Ду от неподвижной опоры, то на его противоположной стороне устанавливается только одна направляющая опора на расстоянии 14-16 Ду (рис. 2б).

3. Конструкцией сильфонного компенсатора предусмотрен мощный защитный кожух и внутренние направляющие элементы, способные противостоять боковым усилиям и изгибающим моментам. Такая конструкция для своей нормальной работы не требует установки направляющих опор первого вида. Примером такого устройства является СКУ по техническим условиям ИЯНШ.300260.033 ОАО «НПП «Компенсатор».

Направляющие опоры первого вида должны быть рассчитаны на боковую нагрузку в 15% от суммы распорного усилия и жесткости компенсатора, должны быть охватывающего типа, и должны обеспечивать соосность патрубков компенсатора в пределах значений, заданных производителем сильфонного компенсатора.

Несоосность патрубков компенсатора является одним из критических факторов, влияющих на срок службы сильфонного осевого компенсатора. При определении допускаемых отклонений осевых линий направляющих опор, необходимо учитывать зазор в направляющей опоре.

Например, для ОПНР-16-400-200 (Ду400 мм, Ру=16 кгс/см2) допускаемая несоосность патрубков компенсатора Δ_норм составляет 10 мм, зазор в направляющих опорах λ=2 мм. Таким образом, максимальная несоосность осевых линий направляющих опор Δ=Δ_норм – 2λ (рис. 3) и составляет в этом случае 6 мм.

Направляющие опоры 1-го вида должны строго соблюдать допускаемые отклонения в пределах всего срока эксплуатации, поэтому отдельно стоящие направляющие опоры первого типа могут быть построены только на непроседающих грунтах, с устройством фундамента или других мер, обеспечивающих выполнение данного условия. В противном случае направляющие опоры должны быть доступны для осмотра, и иметь приспособления для регулярной проверки боковых отклонений. Осмотр направляющих опор 1-го вида и измерение их боковых отклонений должен проводиться не реже, чем 1 раз в год. При превышении предельных отклонений необходимо выровнять направляющие опоры до возвращения боковых отклонений в область допускаемых значений.

Рассмотрим влияние бокового отклонения выше допускаемых значений на работу сильфонного компенсатора. Для компенсатора типа ОПНР-16-400-200 (допускаемая предельная несоосность патрубков Δ_норм, заданная производителем, составляет 10 мм) максимальный сдвиг Δ для такого компенсатора при назначенной наработке, эквивалентной по разрушающему воздействию температурной истории тепловой сети за 30 лет [2], составляет 15 мм. Для сильфонного компенсатора сумма относительных деформаций по каждому виду деформации не должна превышать единицы.

Допустим, что при строительстве направляющих опор была допущена несоосность патрубков компенсатора 15 мм. Итого имеем 15–10=5 мм сдвига свыше значений, допускаемых производителем. Относительная деформация сдвига составит 5/15=1/3. Таким образом, относительная деформация в осевом направлении для нашего случая не должна превышать 1–1/3=2/3 от нормального значения, т.е. максимальная компенсирующая способность уменьшится с 200 до 133,3 мм. Если же сильфонный компенсатор, по-прежнему, будет работать с осевой амплитудой 200 мм (т.е. с амплитудой 150% от расчетного максимального значения), то его срок службы снизится в 8-12 раз.

Из рассмотренного примера видно решающее влияние качества исполнения направляющих опор на продолжительность работы сильфонного компенсатора, нуждающегося в направляющих опорах первого типа.

На рис. 4-6 показаны конструкции направляющих опор 1-го вида.

Направляющие опоры первого вида могут быть выполнены как на отдельном фундаменте, так и заделкой в существующие строительные конструкции (лотки, стенки камер и т.д.) при условии обеспечения нормативной боковой нагрузки и обеспечения соосности в заданных пределах.

Направляющие опоры второго вида

Направляющие опоры второго вида применяются для стабилизации неустойчивого трубопровода и устанавливаются на участках трубопровода, таким образом, чтобы обеспечить достаточную устойчивость трубопровода.

При необходимости, боковые перемещения устойчивого трубопровода могут быть ограничены направляющими опорами второго вида. Например, при опасности опрокидывания трубопровода со скользящих опор и т.д.

Обратим внимание на следующий факт: устойчивость трубопровода вовсе не означает, что трубопровод не совершает боковых перемещений при работе, но в таком случае величина боковых перемещений поддается расчету. Установка направляющих опор первого вида не означает автоматической стабилизации трубопровода.

Усилие P_ц, необходимое для нарушения устойчивости участка трубопровода между двумя направляющими опорами второго вида, рассчитывается по формуле (формула выводится аналогично формуле для участка с консольно закрепленными концами с той лишь разницей, что в качестве аппроксимирующей кривой принимается синусоида вместо косинусоиды):

(1)

Обозначения аналогичны принятым ранее в статье [1].

Необходимо выбрать такое расстояние между направляющими опорами второго типа I_ц, чтобы усилие P_ц оказалось больше реально действующего сжимающего усилия.

Для вертикальной плоскости, приняв коэффициент a₁=1, можно рассчитать устойчивость трубопровода на отрыв от скользящих опор – для определения необходимости установки направляющих опор охватывающего типа и расчета расстояния между ними.

Правила расстановки направляющих опор второго вида.

1. Направляющие опоры второго вида устанавливаются равномерно по длине прямолинейного (отсутствуют изгибы более 3°) участка трубопровода, в количестве, обеспечивающем фактическое расстояние между направляющими опорами 2-го типа и иными ограничительными конструкциями трубопровода не более расчетного значения L_ц.

2. В случае, если на участке неустойчивого трубопровода имеются углы изгиба более 3°, то боковое перемещение таких изгибов ограничивается установкой направляющих опор, установленных на расстоянии 20Ду от угла. Если от угла изгиба на расстоянии 20Ду и менее имеется иная ограничительная конструкция, то на этой стороне изгиба направляющая опора второго типа не устанавливается.

3. Боковые перемещения устойчивого трубопровода с углами поворотов могут быть ограничены установкой направляющих опор второго типа согласно настоящим требованиям.

4. Сильфонный компенсатор должен устанавливаться на расстоянии не менее 20Ду от направляющей опоры второго вида.

При соблюдении указанных правил приблизительно боковую нагрузку на направляющую опору второго вида можно определить по формуле:

где F_рр – распорное усилие от компенсатора при пробном давлении; F_ж – усилие от жесткости компенсатора, α – угол изгиба рядом с направляющей опорой (в градусах).

Более точный расчет нагрузок на направляющие опоры можно получить с помощью специализированного программного обеспечения, например – ПО «СТАРТ», но при этом следует помнить, что реальный трубопровод содержит изгибы и отклонения, которые чаще всего проектировщики не закладывают в расчетную модель.

При проектировании трубопровода в ПО «СТАРТ» допускается свободная расстановка направляющих опор, при условии задания возможного монтажного отклонения трубопровода.

Рассмотрим расстановку направляющих опор на примере. Имеется неустойчивый трубопровод. На расстоянии 15Ду от левой неподвижной опоры Н1 имеется угол поворота 4;УТ1 по часовой стрелке, далее идет прямой участок с сильфонным компенсационным устройством СКУ по ИЯНШ.300260.033ТУ, угол поворота 6°УТ2 против часовой стрелки и за ним на расстоянии 60Ду – неподвижная опора Н2.

Сначала рассчитываем расстояние L_ц (рис. 7).

Так как угол УТ1 расположен на расстоянии менее 20Ду от неподвижной опоры Н1, то на этом угле потребуется установить только одну направляющую опору на расстоянии 20Ду на правой его части. Проверяем, что расстояние между установленной направляющей опорой и неподвижной опорой Н1 менее L_ц.

На втором угле УТ2 устанавливаем две направляющие опоры на расстоянии 20Ду с каждой его стороны. Проверяем, чтобы расстояние между всеми направляющими опорами и неподвижными опорами не превышало L_ц (см. рис. 7).

Как правило, направляющие опоры второго вида воспринимают существенно меньшую нагрузку по сравнению с направляющими опорами первого типа. Так же направляющие опоры второго вида не требуют столь точного соблюдения соосности – погрешности монтажа направляющих опор второго типа компенсируются гибкостью трубопровода. В подавляющем большинстве случаев направляющая опора второго вида необходима лишь для ограничения боковых перемещений и поэтому не требуется охватывающая конструкция такой опоры.

Конструктивно направляющая опора второго вида может представлять собой обычную скользящую опору, к закладной детали которой приварены уголки-бортики с зазором до 5 мм, допускающие свободный осевой ход и ограничивающие боковое перемещение трубопровода. Длина и катет шва должны быть рассчитаны на сопротивление срезу расчетной боковой нагрузкой с коэффициентом запаса не менее 1,3. Конструкция подушки скользящей опоры не должна допускать скольжение подушки по дну канала при действии расчетной боковой нагрузки.

Такой же конструктив направляющей опоры может применяться и на больших диаметрах при малых изгибах трубопровода, в случае же более значительных боковых нагрузок потребуется усилить конструкцию направляющих элементов, заделкой их в стенки лотка, усиления подушки скользящей опоры, применения рамочных направляющих опор и т.д.

Необходимость в направляющей опоре охватывающего типа определяется результатами расчета на устойчивость в вертикальной плоскости, в котором коэффициент трения в перпендикулярном направлении относительно оси трубопровода принят равным 1,0 [1]. Как показывает практика, практически все трубопроводы с осевыми сильфонными компенсаторами и условным диаметром более 150 мм устойчивы в вертикальной плоскости, благодаря значительной массе трубопровода.

При использовании осевых сильфонных компенсаторов на трубопроводах может проявляться эффект накопления боковых отклонений. Проявляется он следующим образом: при нагревании трубопровода с начальным небольшим отклонением происходит боковое отклонение оси трубопровода от монтажного положения. При остывании трубопровода из-за способности компенсатора к растяжению трубопровод уже не вернется в свое монтажное положение. Таким образом, следующий цикл нагревания произойдет уже при большем начальном отклонении (рис. 8).

Процесс накопления боковых отклонений может протекать либо до опрокидывания трубопровода со скользящих опор, либо до максимального растяжения компенсатора, либо до тех пор, пока жесткость трубопровода на изгиб не уравновесит систему. По этой причине даже для устойчивых трубопроводов авторы считают целесообразным устанавливать направляющие опоры второго типа на расстоянии не более 100Ду друг от друга.

Расстояние между трубными опорами

Расчет пролетов между подвижными опорами трубопроводов

DN – Диаметр трубопровода

253240506580100125150200250300350

Максимальная температура воды или пара

°С

Максимальное давление воды или пара

бар

Способ укладки

НадземныйВ тоннеляхНа бетонных опорах

Тип компенсаторов

П-образная и самокомпенсирующаяСильфонная

Расстояние между трубными опорами выбирают исходя из расчетов прочности и прогиба, которые зависят от способа прокладки трубопровода, параметров горячей воды и диаметра трубопровода. В этой программе используются табличные данные из справочника проектировщика «Проектирование тепловых сетей» под редакцией А.А. Николаев.

Программа рассчитывает следующие расстояния между подвижные опоры трубопроводов:

• Максимальный пролет основан на расчете прочности на прямых участках
• Максимальный пролет на основе прогиба на прямых участках
• Рекомендуемое расстояние между опорами труб на прямых участках
• Расстояние между опорами трубопровода в зонах, прилегающих к компенсаторам и отводам

Расположение стационарных опор трубопроводов зависит от схемных особенностей тепловых сетей. Неподвижные опоры обычно устанавливаются в ответвлениях трубопроводов, вблизи запорной арматуры и на прямолинейных участках, исходя из компенсирующей способности компенсаторов и самокомпенсирующихся участков.

Ограничения при расчете

• Трубопровод выполнен из стальных труб по «Сортаменту для тепловых сетей».
• Трубопровод заполнен водой или паром.
• Уклон трубопровода i=0,002.
• Трубопровод не имеет дополнительных нагрузок.

Выбор подвижной опоры

В тепловых сетях применяются следующие виды подвижных опор:

• Скользящие опоры
• Роликовые опоры
• Подвесные опоры

Опоры скользящие применяются для трубопроводов диаметром от DN25 до DN150 и для всех способов прокладки тепловых сетей. Для труб диаметром DN200-1200 мм скользящие опоры применяют при прокладке в непроходных и полупроходных каналах, а также для нижнего ряда труб в тоннелях.

Роликовые опоры применяются для трубопроводов диаметром более DN200 при прокладке трубопроводов на низких и высоких отдельно стоящих опорах, вдоль стен зданий, в тоннелях на рамах и кронштейнах. Роликовые опоры не применяют при прокладке трубопроводов в непроходимых каналах.

При надземной прокладке трубопроводов на путепроводах с пролетным строением для обычных проходов труб Ду>200 мм применяют как скользящие, так и роликовые опоры. Роликовые опоры устанавливаются в том случае, если использование скользящих опор приводит к утяжелению прогонов.

Подвесные опоры применяются для подвесной прокладки на эстакадах с подтяжками, при подвеске труб, на участках самокомпенсации или при установке П-образных компенсаторов. При использовании П-образных компенсаторов рекомендуется устанавливать направляющие опоры на расстоянии 40*DN. Подвесные опоры нельзя устанавливать на участках прокладки трубопроводов без каналов.

Типы, назначение, конструкция, коды, правила оптимизации (PDF) – что такое трубопровод

Поддержка трубопроводов играет очень важную роль в правильном функционировании трубопроводных систем. Опора трубы несет вес трубы вместе с содержимым. Чтобы сохранить целостность системы трубопроводов, труба должна поддерживаться в соответствии с надлежащим пролетом. Проектирование опор трубопроводов очень важно для успеха любого проекта, поскольку требуется точный и разумный выбор опор трубопроводов. Трубы как пространственные рамы неправильной формы не являются самонесущими, поэтому их необходимо поддерживать. Трубопровод Нагрузки от трубы к опорным конструкциям передаются с помощью трубных опор. Наличие надлежащих знаний об опорах труб на этапе компоновки является преимуществом.

Система трубопроводов является важной частью любой углеводородной промышленности. Наличие надлежащих знаний об опорах труб на этапе компоновки является преимуществом. Нагрузки трубопровода, возникающие из-за веса, давления, температуры или случайных событий, должны передаваться от трубы к опорным конструкциям с помощью соответствующих опор для труб.

Разница между опорой трубы и ограничителем трубы

Термин «ограничитель» неизменно используется для опоры трубы. Тем не менее, между опорой трубы и ограничением нет большой разницы. Опоры для труб используются для поддержки системы трубопроводов, воспринимая вертикальную нагрузку, в то время как ограничители для труб ограничивают движения трубы, поэтому позаботьтесь о горизонтальных нагрузках. Таким образом, согласно определению, Simple Rest — это опора трубы, а направляющая и линейные упоры — это ограничения трубы. Обычно все ограничители труб идут в комплекте с опорами для труб. Опора и ограничители труб вместе могут быть названы системами поддержки труб. В дальнейшем термин опора трубы относится к системе опоры трубы.

Назначение или функции опоры трубопровода

Различные функции, которые выполняют опоры трубопровода, следующие:

• Предотвращение напряжения трубы, превышающего допустимое.
• Для устранения протечек в соединениях.
• Для поглощения чрезмерной вибрации линии.
• Для противодействия нежелательным воздействиям сейсмических, ветровых, гидроударов, снарядных и других динамических нагрузок.
• Для предотвращения непреднамеренного отсоединения (отрыва) трубопровода от его опор.
• Для предотвращения чрезмерного провисания трубы (обычно более 10 мм для технологических трубопроводов и 2,5 мм для силовых трубопроводов; 12,5 мм для трубопроводов из GRE/GRP)
• Для устранения воздействия на элементы экстремальных температур, выходящих за пределы расчетных значений.
• Для ограничения нежелательных перемещений линии для защиты чувствительного оборудования от перегрузки.
• Для перенаправления тепловых движений трубы в благоприятном направлении.
• для уменьшения чрезмерной нагрузки на саму опору

Для правильной работы системы трубопроводов она должна быть правильно закреплена. Основное назначение опор для труб можно уточнить следующим образом:

Трубные опоры для несущих грузов

Трубные опоры необходимы для поддержки линии в любых условиях, т. е. во время эксплуатации, а также во время испытаний. В случае паропровода эта разница будет очень большой из-за гидроиспытаний. Опоры должны быть рассчитаны на эту нагрузку (если в проекте не предусмотрено иное). Иногда линия может иметь больший пролет, но нагрузка на опору может быть очень большой (особенно при трубопроводах большого диаметра). Тогда для равномерного распределения нагрузки следует предусмотреть количество опор с меньшим пролетом.

Примечания:

1. Можно отметить, что в условиях испытаний тепловая нагрузка отсутствует.
2. Все пружинные опоры заблокированы во время испытаний.

Опоры трубопроводов, воспринимающие «термическую нагрузку или нагрузку расширения»

Всякий раз, когда тепловое расширение ограничивается опорами труб, возникает дополнительная нагрузка на опору. Опорные крепления должны быть рассчитаны на эту нагрузку в дополнение ко всем другим нагрузкам.

Рекламные объявления

Опоры для труб выдерживают случайные нагрузки при землетрясении

Землетрясение обычно связано с горизонтальным ускорением порядка от 1 до 3 м/сек ² . Это составляет от 10% до 30% ускорения свободного падения и создает горизонтальную силу примерно от 10% до 30% вертикальной нагрузки (или поддерживаемой массы). При проектировании опор для труб следует позаботиться об этом.

Возьмите «Гидравлическое усилие в трубопроводе»

Гидравлическое усилие (рис. 1) в трубопроводе присутствует в определенных точках, таких как редукционный клапан, предохранительный клапан, компенсатор и т. д.

Если регулирующий клапан имеет большой перепад давления (большой перепад давления) и размер линии больше, то эта сила может быть очень высокой.

Рис. 1: Рисунок, показывающий осевое усилие

Опора должна быть рассчитана на эту нагрузку, в противном случае это создаст нагрузку на систему трубопроводов и может привести к ее отказу.

Опоры трубопроводов поглощают «вибрацию трубопроводной системы»

Когда труба подвергается воздействию движущегося оборудования или пульсирующего потока или потока с очень высокой скоростью, труба может начать сильно вибрировать и в конечном итоге может выйти из строя, особенно если пролет большой. Во избежание этого может потребоваться введение дополнительных опор на меньшем пролете помимо других требований. Он может не воспринимать осевую нагрузку, но должен контролировать боковые перемещения.

Перенос «случайной ветровой нагрузки»:

Ветер создает боковую нагрузку на линию. Эта нагрузка значительна, особенно для труб большого диаметра, и увеличивается по мере увеличения диаметра трубопровода. Эта нагрузка имеет тенденцию отклонять линию от ее нормального положения, и линия должна быть правильно направлена ​​против нее, чтобы избежать каких-либо неисправностей. В случае воздушных линий большого диаметра, поддерживаемых высокими опорами, выступающими из пола, ветровая нагрузка создает большие изгибающие моменты и должна рассматриваться критически.

Поддержка системы во время «переходного периода установки и режима ожидания»

Переходное состояние: Переходное состояние относится к состоянию запуска или остановки, при котором одна часть оборудования может нагреваться быстрее, а другая — нагреваться. помедленнее. Из-за этого расширение одной единицы оборудования, которое при нормальной эксплуатации сведется на нет, может не свести на нет и оказывать тепловую нагрузку на опоры.

Рис. 2: Режим работы-ожидания

Состояние ожидания также аналогично. При наличии двух насосов, один из которых резервный, а оба подключены параллельно (как показано), конструкция и рабочая температура обоих соединений будут одинаковыми. Но расширение двух параллельных ног не будет аннулировано, потому что одновременно только одна нога будет горячей, а другая холодной.

Опоры трубопроводов для «подавления шума»

На большинстве установок шум возникает в результате вибрации, и если такие вибрации контролировать, шум снижается в значительной степени. В таких линиях между хомутом (т.е. опорой) и трубой прокладывается асбестовая ткань для поглощения вибрации и исключения шума.

Шум от пульсирующего потока можно уменьшить, установив в линию глушитель. Тем не менее, если он не ниже приемлемого уровня, можно использовать акустический корпус. Изоляция трубопровода также помогает снизить уровень шума.

Поддержка системы в «условиях технического обслуживания»

Когда для технического обслуживания извлекается определенное оборудование или компонент, например клапан, оставшуюся систему нельзя оставлять без поддержки.

Рис. 3: Рисунок, показывающий добавление опор во время технического обслуживания

Ссылаясь на РИС-3, опоры «S1» будет достаточно, но когда клапан «V1» будет снят для обслуживания, опоры для вертикальной стойки не будет. Поэтому может потребоваться вторая поддержка «S2», чтобы позаботиться о таких условиях.

Опора трубопровода для «условий останова»

В условиях останова все оборудование может не находиться в том же состоянии, что и в условиях эксплуатации. Например, см. линию нагнетания насоса на РИС. 4, точка A находится в состоянии покоя, точки B и C — опоры пружины, а точка D — напорный патрубок насоса. Пружины спроектированы на основе веса с учетом веса жидкости, а также трубопроводных и тепловых перемещений. Но в условиях отключения жидкость может слиться, и труба станет легче. Следовательно, пружина даст восходящую реакцию и будет нагружать сопло «D» сверх допустимого предела.

Рис. 4: Использование ограничителей пружины во время отключения

В этом случае используется ограничитель, который не позволит точке C подняться выше горизонтального уровня. (Однако это позволит двигаться вниз в рабочих условиях).

Использование трубной опоры для условий монтажа

Условия монтажа могут отличаться от условий эксплуатации, которые следует учитывать при проектировании опор.

Например, на РИС-5 показан длинный сосуд, поддерживаемый тремя опорами S1, S2 и S3, для нормальной работы. Если опора S2 выше, то вся нагрузка будет действовать только на S2. При монтаже, если уровень S2 ниже, то вся нагрузка будет распределяться только на две опоры S1 и S2. Поэтому фундамент S1, S2 и S3 должен выдерживать такие условия.

Рис. 5: Судно на трех опорах.

Трубопровод, поддерживаемый S1, S2 и S3, снятый с судна, показан на рис. 6 выше. Во время работы на S2 и S3 не будет груза (поскольку это единственная направляющая), но ветровые условия будут присутствовать. . Нагрузки, связанные с такими условиями, необходимо учитывать при проектировании опор.

Рис. 6: Труба, поддерживаемая скобами резервуара.

Нормы и стандарты для проектирования опор трубопроводов

Следующие нормы и стандарты используются для проектирования опор трубопроводов.

• MSS-SP-58– Устанавливает материалы, конструкцию и критерии проверки, которые следует использовать при изготовлении стандартных опор для труб. (США)
• MSS-SP-69- Содержит рекомендации по выбору и применению опор для труб. (США)
• MSS-SP-89- Содержит рекомендации по изготовлению и установке опор для труб. (США)
• BS-3974- Спецификация трубных опор 1, 2, 3. (Великобритания)
• VGB-R-510 L- Стандарт поддерживает рекомендации. (Германия)
• RCC-M- Технические характеристики трубных опор. (Франция)
• MITI 501- Технические регламенты (Япония)

Проектирование и выбор опор трубопроводов

Сложные требования, предъявляемые к современным конструкциям опор трубопроводов, — это надежное функционирование, эксплуатация без обслуживания, экономичная и простая установка, быстрая доставка комплектующие и низкие цены за единицу.

Основные критерии (параметры), регулирующие выбор оборудования для крепления труб,

• Функция поддержки трубы,
• Материал трубы для строительства
• Величина ожидаемой эксплуатационной и периодической нагрузки,
• Доступное пространство,
• Расчетная температура системы трубопровода,
• Эффект расширения системы трубопровода,
• Совместимость материалов крепления трубопровода и опорной конструкции,
• Изоляция/покрытие трубопровода, материал и толщина
• Пригодность к окружающей среде,
• Простота эксплуатации, проверки и установки.

Типы поддержки трубопроводов

Опора трубы классифицируются на основе следующих параметров

1. на основе прикрепления с трубкой
   • Первичная поддержка трубопроводов
   • Сторонность.
   • Упругая опора/ Эластичная опора
   • Регулируемая опора
2. На основе изоляции трубопровода
   • Подпорки трубопроводов для горячей изоляции
   • Подпорки трубопроводов
   • О. Опорная опора
   • Направляющая опора
   • Осевой упор или линейный упор
   • Анкерная опора

Опора основного трубопровода

Опоры трубы, которые непосредственно прикреплены к трубе, называются основными опорами трубы. Например, опора башмака, опора зажима, опора направляющей, опора остановки линии, опора цапфы и т. д. За проектирование и выбор основной опоры трубы (рис. 1) отвечает бригада по трубопроводам.

Вторичная опора трубопровода

Опоры труб, которые не прикреплены непосредственно к трубе, называются вторичными опорами трубопровода. Опорные кронштейны, вторичные стальные элементы, на которые опираются трубы или основные опоры, тройники, стойки ворот, шпалы, стойки и т. д. являются примерами опор второстепенных труб. Проектирование и выбор опор вторичного трубопровода (рис. 7) является обязанностью строительной бригады.

Рис. 7: Первичная и вторичная опоры

Руководство по оптимизации опор трубопроводов

Для оптимизации опор труб необходимо соблюдать следующие пункты.

• Сгруппируйте трубопроводы, чтобы свести к минимуму количество конструкций, необходимых исключительно для поддержки труб.
• Линии маршрута вблизи возможной точки опоры (т. е. уровня или структуры, предназначенной для других целей.)
• Опоры или распорки должны располагаться в нейтральных точках или рядом с ними. (тепловые нулевые точки)
• Опоры должны быть расположены как можно ближе к сосредоточенным нагрузкам, таким как клапаны, фланцы, тяжелые приводы и т. д.
• Трубопроводы, подверженные вибрации, такие как линии, соединенные с компрессором, должны поддерживаться независимо. Использование прижимных или аналогичных опор создает сопротивление движению и обеспечивает некоторую демпфирующую способность, которую следует использовать вместо подвесных опор.
• Трубопровод, подсоединенный к верхней части сосуда, должен иметь опору из сосуда, чтобы свести к минимуму относительное перемещение между опорами и трубопроводом.
• Всегда соблюдайте расстояние между опорами в соответствии с рекомендуемой таблицей размеров опор согласно спецификации проекта. (это применимо только к прямолинейной длине трубы.) Когда происходит изменение направления в горизонтальной плоскости, рекомендуется, чтобы интервал был ограничен до ¾ стандартного пролета трубы.
• Необходимо предусмотреть достаточно места для облегчения установки, осмотра и обслуживания опорного узла.

Рис. 8: Типовые опоры трубопроводов на действующей установке

Терминология и определения опор трубопроводов

Распорка или распорная опора – Устройство, в первую очередь предназначенное для сопротивления смещению трубопровода под действием сил, отличных от теплового расширения и силы тяжести.

Анкерная опора или фиксированная опора- Жесткое ограничение, обеспечивающее практически полную фиксацию, называется анкером. Анкерная опора ограничивает все шесть степеней свободы и не позволяет трубе двигаться в любом направлении. Обычно полносварные или болтовые опоры называются анкерными опорами. Полноанкерные опоры (рис. 10) редко используются в трубопроводных системах.

Стопор- Устройство, допускающее вращение, но предотвращающее поступательное движение трубопровода. Линейный упор или осевой упор (рис. 9) предотвращает перемещение трубы в осевом направлении трубы. Он также известен как стопор.

Направляющая- Устройство, препятствующее вращению одной или нескольких осей, называется направляющей (рис. 10). Направляющие опоры (рис. 8) предотвращают боковые смещения трубы.

Прижимная опора- Устройство, которое удерживает трубу в положении, препятствующем вертикальному движению вверх или позволяющему решительное движение вверх. Прижимные опоры предотвращают отсоединение трубы от опорной конструкции.

Подвеска- Опора, с помощью которой трубопровод подвешивается к конструкции, которая функционирует, выдерживая нагрузку трубопровода при растяжении.

Упругая опора- Опора, которая включает в себя один или несколько в значительной степени упругих элементов, чтобы нести опору трубы + тепловые нагрузки, в то же время позволяя трубе двигаться в нужном направлении.

Опорная опора или скользящая опора- Устройство, устанавливаемое под трубопроводом для приема гравитационных нагрузок, не оказывающее никакого сопротивления горизонтальному движению, кроме трения. Опорные опоры (рис. 8) не дают трубе провисать или двигаться вниз.

Жесткая опора- Опора, обеспечивающая жесткость по крайней мере в одном направлении.

Демпфирующий элемент- Устройство, повышающее демпфирование системы, обеспечивающее высокую устойчивость к быстрому смещению, вызванному динамической нагрузкой, при этом обеспечивая практически свободное движение.

Регулируемая опора – Регулируемая опора (рис. 9) может регулироваться на месте во время работы установки. Эти опоры обычно используются для выравнивания труб и оборудования.

Опорная опора – Удлинительная труба, приваренная к колену, для обеспечения поддержки в качестве опоры, анкера и т. д.

Рис. 9: Ограничитель линии и регулируемая цапфовая опора

Типы опор трубопроводов

Следующие виды опор трубопроводов наиболее популярны в нефтегазовой и нефтехимической промышленности.

• Опоры подвески – 1) Переменная подвеска 2) Постоянная подвеска 3) Жесткая подвеска. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о вешалках Spring.
• Опоры с динамической нагрузкой – 1) Распорки 2) Амортизаторы 3) Раскос 4) Амортизаторы 5) Трубные хомуты 6) Трубные хомуты / удерживающие ограничители.
• Компоненты подшипника трубы – 1) Седло трубы 2) Башмак трубы 3) Цапфа трубы 4) Износная накладка.
• Резьбовые элементы – 1) Приварная гайка 2) Приварное крепление балки 3) Вилка 4) Талреп 5) Стяжка 6) Шпилька, гайка, контргайка, пружинные шайбы и т. д.
• Опорные плиты скольжения – Тефлон, нержавеющая сталь, графит.

Рис. 10: Анкерная опора и опора для башмаков с направляющей

Производители опор для труб

Количество производителей опор для труб довольно велико. Однако наиболее популярны следующие:

• Piping Technology and Products Ltd.
• Carpenter and Paterson Ltd.
• Lisega Ltd.
• Binder Group Ltd.
• Pipe Support Group Ltd.
• Sarathi Engg Ent Pvt Ltd.
• Anvil Group и т. д., чтобы назвать несколько

Проектирование поддержки трубопроводов

Минимальные данные, необходимые для начала поддержки

1. GAD трубопроводов
2. Планы траншей/лотков для электрических и монтажных кабелей
3. Строительные чертежи и чертежи трубопроводов и линейные чертежи

4. Спецификация изоляции
5. Вес клапана
6. Смещения соединений оборудования
7. Рекомендации по нагрузкам (изометрия напряжений) и нагрузкам на опоры.

Опорный пролет трубы

Как правило, трубопровод поддерживается через равные промежутки времени на стальных опорах, встроенных в бетонный фундамент, или непосредственно на стальной конструкции. Расстояние между опорами является опорным пролетом.

Основа для расчета максимального пролета опоры

На пролет опоры влияют три основных фактора.

• Напряжение
• Прогиб/провисание и
• Частота трубопроводной системы (для двухфазных линий, линий связи поршневого оборудования, вибропроводов и т.д.). Нажмите здесь, чтобы узнать больше о пролетах опор труб

Правила поддержки трубопроводов

Критические линии несущего напряжения

Критерии поддержки для критических линий: Расположение опор обычно определяется проектировщиками трубопроводов. Тип поддержки определяется стресс-инженерами. Первичные крепления и вторичные опоры выбираются проектировщиками, тогда как линейные упоры/направляющие опоры и зазоры определяются инженерами по стрессу.

Опорные некритические линии

• Старший проектировщик принимает решение о типе и местоположении опоры на основе
  клапаны, приборы и т. д.
•  Для длинных участков трубопровода необходимо проконсультироваться со специалистом по напряжению. конструкция должна быть не менее 50 мм.

Опоры неизолированных труб

Непосредственно закрепленные, кроме следующих наклон

Разнородный материал во избежание гальванической коррозии

Труба должна поддерживаться на башмаке для трубы, чтобы избежать повреждения стенки трубы

Вертикальная опора трубопровода

Для вертикальной опоры трубопровода соблюдаются приведенные ниже рекомендации

•   Стандартная таблица пролетов опор трубопровода не применяется
•   Опоры должны располагаться в верхней половине участка (т. е. выше центра тяжести трубы)
•   Расстояние по вертикали обычно меньше, чем расстояние по приварные проушины для предотвращения проскальзывания трубы под хомутом

Специальные опоры для труб или SPS

Опоры для труб, не относящиеся к вышеуказанной категории, называются специальными опорами для труб.