Что такое опоры трубопроводов
Опоры трубопроводов — это конструкции, предназначенные для передачи нагрузок от трубопровода на строительные конструкции и удержания трубопровода в заданном положении. Они воспринимают нагрузки от массы трубы, рабочей среды, изоляции и других элементов, а в зависимости от конструкции могут ограничивать или обеспечивать предусмотренные проектом перемещения трубопровода.
По характеру работы выделяют неподвижные, скользящие, катковые, пружинные опоры и подвески. Для технологических стальных трубопроводов ГОСТ 32569-2013 устанавливает, что расположение опор и подвесок, а также расстояние между ними должны определяться проектом.
При выборе опор учитывают не только массу самого трубопровода, но и массу транспортируемой среды либо воды при гидравлическом испытании, изоляции, футеровки, возможного льда, а также нагрузки, связанные с температурным расширением.
Как правильно монтировать опоры трубопроводов
Монтаж опор трубопроводов выполняют в соответствии с проектной и рабочей документацией, обеспечивая проектное положение, правильный уклон и расчетную работу каждой опоры. Для технологических трубопроводов СП 75.13330.2011 устанавливает допустимое отклонение положения опор в плане не более ±5 мм внутри помещений и ±10 мм для наружных трубопроводов, если проектом не предусмотрены другие допуски.
При установке опор необходимо обеспечить их плотное прилегание к строительным конструкциям и проверить проектный уклон трубопровода нивелиром, гидростатическим уровнем или другими подходящими средствами. Для обеспечения требуемого уклона допускается использовать металлические подкладки, привариваемые к закладным деталям или стальным конструкциям.
При соединении трубопровода с оборудованием не допускаются перекос и дополнительное натяжение. Согласно СП 75.13330.2011 неподвижные опоры закрепляют к опорным конструкциям после соединения трубопровода с оборудованием.
Как устанавливают неподвижные и подвижные опоры трубопроводов
Неподвижные и подвижные опоры монтируют по-разному, поскольку они выполняют разные функции: неподвижная опора ограничивает перемещения трубопровода в расчетной точке, а подвижная сохраняет возможность предусмотренного проектом перемещения. Поэтому при монтаже подвижных опор нельзя создавать креплением или перекосом препятствия для расчетного теплового перемещения трубы.
- Неподвижные опоры закрепляют на строительных или опорных конструкциях в соответствии с проектной схемой. Их положение определяет точки передачи усилий от трубопровода на несущие конструкции, поэтому произвольное изменение расположения таких опор может изменить расчетную работу всей системы. Для технологических трубопроводов расположение неподвижных и других опор определяется проектом.
- Подвижные опоры, включая скользящие и катковые конструкции, устанавливают так, чтобы они воспринимали вертикальную нагрузку и одновременно обеспечивали предусмотренное перемещение. ГОСТ 22130-2018 распространяется на подвижные опоры и подвески стальных технологических трубопроводов с температурой рабочей среды от 0 до 450 °C и условным давлением до 10 МПа; стандарт также требует изготовления таких изделий по утвержденным рабочим чертежам.
Для трубопроводов с вибрацией ГОСТ 32569-2013 рекомендует применять опоры с хомутом либо, при соответствующем обосновании, специальные демпфирующие конструкции. Для снижения усилий трения могут применяться шариковые и катковые опоры.
На каком расстоянии устанавливают опоры трубопроводов
Единого нормативного расстояния между опорами, подходящего для всех трубопроводов, не существует: шаг определяют проектом на основании расчета прочности, жесткости, нагрузок и условий эксплуатации. ГОСТ 32569-2013 прямо указывает, что расстояние между опорами и подвесками определяется проектом, а ГОСТ 32388-2013 предусматривает расчет расстояний между промежуточными опорами.
Для предварительного определения шага на прямолинейных участках ГОСТ 32388-2013 предусматривает расчетную модель многопролетной неразрезной балки. При расчете учитывают, в частности, момент сопротивления сечения трубы, допускаемое напряжение и погонный расчетный вес трубы с изоляцией и транспортируемым продуктом.
Расстановка опор зависит не только от диаметра трубы. На нее влияют масса трубопровода, рабочая среда, изоляция, рабочие и испытательные нагрузки, температурные деформации и особенности конкретного участка. Поэтому на поворотах, возле компенсаторов и в других характерных местах нельзя механически переносить шаг, рассчитанный для обычного прямолинейного участка: приложение Б ГОСТ 32388-2013 прямо ограничивает применение соответствующих формул для таких зон.
Дополнительным ограничением является допустимое провисание трубопровода. В приложении Б ГОСТ 32388-2013 для условия жесткости рекомендуется ограничивать максимальное провисание величиной 0,02 DN, где DN — условный диаметр трубопровода в миллиметрах.
Нормативные требования
Монтаж опор трубопроводов выполняют по проектной документации с учетом требований действующих нормативных документов для конкретного типа трубопровода. Для технологических трубопроводов требования к монтажу устанавливает, в частности, СП 75.13330.2011, который Росстандарт указывает как действующий свод правил; требования к устройству и эксплуатации стальных технологических трубопроводов на взрывопожароопасных и химически опасных производствах содержит ГОСТ 32569-2013.
СП 75.13330.2011 устанавливает требования к точности установки опор: отклонение в плане должно составлять не более ±5 мм для трубопроводов внутри помещений и ±10 мм для наружных трубопроводов, если проектом не заданы другие допуски. Уклон должен соответствовать проектному; норматив приводит предельное отклонение по уклону не более +0,001, если проектом не установлены иные требования.
ГОСТ 32569-2013 требует располагать опоры и подвески максимально близко к сосредоточенным нагрузкам, арматуре, фланцам и фасонным деталям. Опоры должны плотно прилегать к строительным конструкциям, а подвижные элементы необходимо устанавливать с учетом расчетного теплового удлинения трубопровода.
Для подвижных опор и подвесок стальных технологических трубопроводов применяется ГОСТ 22130-2018. Стандарт требует изготавливать изделия по утвержденным рабочим чертежам и устанавливает технические требования к материалам, сварным соединениям, крепежным элементам и защите от коррозии.
Таким образом, конкретная схема монтажа, тип опор, их расположение и расстояние между ними должны приниматься по проекту с учетом назначения трубопровода, его нагрузок, температуры, давления и расчетных перемещений.
