Опори трубопроводів: класифікація та особливості монтажу
Опори для труб — це незамінні конструктивні елементи під час прокладання різних комунікацій. Ці вироби приймають на себе навантаження трубопроводу, яка згодом розподіляється по несучим конструкціям або ж передається ґрунті. На сьогоднішній день існує безліч різновидів трубопроводів, які відрізняються за матеріалом виготовлення і технічним характеристикам. Для кожного типу труб потрібні різні опори.
Існує безліч різновидів опор для різних типів трубопроводів
Для чого потрібні опори і де вони використовуються?
Опори трубопроводів виконують дуже важливу функцію — фіксацію комунікації в необхідному положенні. Крім цього, ці вироби виключають деформаційний процес комунікації під впливом температур. У багатьох трубопроводах при транспортуванні тієї чи іншої робочої середовища виникають вібрації. Гасіння вібрацій є ще однією корисною функцією опорних елементів.
Опори трубопроводів впливають на надійність конструкції в цілому. Тому дуже важливо правильно встановити ці вироби, щоб вони добре справлялися з поставленими перед ними завданнями.
Опори розрізняються за видом і призначенням. Експлуатаційна область цих пристосувань досить широка. Вони використовуються для фіксації таких комунікацій:
- трубопровідні конструкції на різних підприємствах;
- житлово-комунальні комунікації;
- арматура атомних електростанцій;
- арматура теплоелектростанцій (ТЕС);
- газо — та нафтопроводи.
Опора під газову трубу повинна відрізнятися високими технічними характеристиками, особливо якщо трубопровід прокладається в несприятливих кліматичних умовах. Крім цього, опора для газової труби повинна охороняти комунікацію від можливих поломок в місцях її кріплення.
Опори утримують труби в заданому напрямку і оберігають їх від деформацій
Особливості опор для трубопроводів
Експлуатаційна безпека і необхідні показники герметичності різних комунікацій, забезпечуються не тільки завдяки якісним трубах, але й за рахунок використання допоміжного обладнання. До такого обладнання відносяться опори для кріплення труб.
Якщо звернутись до відповідної документації, то там можна знайти інформацію з приводу того, що такий елемент, як опора не є окремою будівельної деталлю, а регламентується як конструктивний елемент самої комунікації. Опори виконують безліч корисних функцій. Розглянемо основні з них:
- це виріб захищає трубу від пошкодження в точці дотику з опорною конструкцією;
- забезпечує правильне розташування трубопроводу в просторі;
- розподіляє навантаження по всій довжині комунікації та сприяє їх передачі на опорні конструкції;
- усуває вібраційні хвилювання, а також знижує напруження в трубопроводі.
У народі опори для кріплення труб ще називають «підвісками», однак це не у всіх випадках правильна назва. Справа в тому, що підвіска є однією з різновидів опор. Тому узагальнення всіх виробів цього типу під такою назвою — невірне рішення.
Всі опори для трубопроводів поділяються на види в залежності від двох основних характеристик:
- варіант установки;
- рухливість або інертність.
Опори поділяються на рухомі і нерухомі, останні застосовують там, де потрібна жорстка фіксація труб
За варіантом установки виділяють два типи цих конструктивних елементів трубопроводу:
- звичайні;
- підвісні вироби.
Зверніть увагу! Особливістю підвісних пристосувань є те, що вони монтуються вище трубопровідної осі.
Підвісні моделі можна фіксувати до плит, стельових перекриттів і т. д. Варто сказати, що підвісні моделі за варіантом установки відносяться до рухомого типу. Рухливість опори — це властивість, яка дозволяє їй здійснювати рух уздовж або поперек осі трубопроводу. Рухливі опори здатні переміщатися в двох перерахованих вище напрямках, а нерухомі відрізняються тим, що міцно фіксують трубу в необхідному положенні.
Розглянемо дві основні функції, які виконують рухомі моделі:
- такі вироби передають зусилля опорної реакції трубопроводу на опорну конструкцію. Варто відзначити, що цей процес повинен відбуватися без змін положення точки, в якій здійснюється передача опорної реакції;
- зниження коефіцієнта напруги в стінках трубопроводу.
Різновиди опор для трубопроводів
На сьогоднішній день існує кілька різновидів опор для трубопроводів, які відрізняються за своїм конструктивним виконанням і призначенням. Розглянемо основні різновиди опор, які використовуються при монтажі трубопровідних конструкцій.
Тип опори підбирається в залежності від виду магістралі та умов її роботи
Безкорпусні опори. Такі опори виконують ті ж функції, що і хомути та поділяються на дві основні групи:
- рухливі безкорпусні вироби;
- нерухомі безкорпусні вироби.
Варто зазначити, що саме поняття ковзної опори незрівнянно з рухомим безкорпусним виробом. Монтувати рухливі жорсткі пристосування потрібно без жорсткого стягування хомута, що дозволяє комунікації почувати себе вільно пересуватися в поздовжній площині. Такі моделі ще називають хомутовыми напрямними. Нерухомі моделі монтуються досить просто: міцно затягуються до основи, що виключає рух трубопровідної конструкції.
Корпусні приварні. Як правило, така різновид опор застосовується при монтажі сталевих комунікацій. Кріплення такого пристосування здійснюється за допомогою зварювання (звідси і назва).
Такі моделі вважаються найбільш зручними з точки зору виробництва і, крім цього, відрізняються досить демократичною ціною. Як і в попередньому випадку, корпусні приварні опори поділяються на рухомі і нерухомі. У деяких нормативних документах рухома корпусні приварная опора регламентується як змінна. Конструктивне виконання корпусних приварних пристосувань може бути різним.
Корпусні хомутові. Такі моделі умовно поділяються на дві групи:
- з хомутом, що мають круглу форму (у цьому випадку матеріалом виготовлення хомута служить металевий прут);
- з хомутом, який має плоску форму (виготовляється з металевої смуги).
Як і інші опори, корпусні хомутові моделі можуть бути рухомими (ковзної) і нерухомими. Вироби, які мають плоский хомут, застосовуються за великим рахунком при монтажі сталевих комунікацій, проте, в деяких випадках їх використовують для попередньоізольованих трубопровідних конструкцій. А моделі, які мають круглим хомутом, використовуються тільки при монтажі сталевих трубопроводів. Однією з різновидів таких опор вважається бугельная опора, яка відрізняється від інших тим, що має ребра жорсткості. Ребра жорсткості необхідні для посилення вироби.
Опору з плоским хомутом можна використовувати для кріплення і звичайних сталевих, і попередньоізольованих труб
Опори під відведення. Монтуються спеціально під вигин комунікації, а саме — під відведення. Існують такі різновиди опор під відводи:
- під відводи гнутого типу;
- під відводи зварні.
Такі моделі, з експлуатаційної точки зору, поділяються на: рухомі і нерухомі. Крім цього, такі моделі застосовуються для фіксації різної арматури при монтажі.
Опори кріплення вертикальних трубопроводів. Такі моделі використовують для закріплення вертикальних ділянок трубопровідної конструкції. По своїй конструкції вони є «лапами», які за допомогою зварювання фіксуються на трубопроводі. Такі моделі спираються на балки або плити перекриттів.
Щитові опори. Такі моделі мають такий же вигляд, як і попередні і використовуються в разі, коли необхідна прокладка трубопроводу через стіну. Як правило, такі пристосування є нерухомими.
Щитова опора, як правило, є нерухомою, її можна застосовувати при проході труби крізь стіну
Підвіски трубопроводів. Підвіски — це спеціальні пристосування, які застосовуються для фіксації комунікації на балці або ж стелі. В залежності від конструктивних особливостей і способу монтажу опори на трубу їх поділяють на дві групи:
- хомутові;
- приварні.
Крім цього, вони можуть бути:
- однотяжными (складатися з однієї тяги);
- двутяжными;
Рух трубопроводу, який зафіксований такими пристосуваннями забезпечується кардановым підвісом.
Пружинні блоки. Ці пристосування монтуються на різні комунікації і виконують функцію, що амортизує, розподіляючи навантаження по всій довжині трубопроводу і виключаючи його деформацію. Такий виріб застосовується як конструктивний елемент опор або підвісок.
Матеріали виготовлення
Опори під трубопроводи виготовляються в основному з металевих матеріалів. Це пов’язано з тим, що такі елементи повинні мати відмінні характеристики і опірність до впливу тиску. Монтаж труб на опорах — відповідальний захід, який вимагає наявності спеціальних будівельних навичок і знань, а також досвіду. У разі неправильного монтажу, може виникнути аварійна ситуація, так як на ці конструктивні елементи трубопровідної конструкції виявляється досить сильний тиск.
Опори найчастіше виготовляються з металів, стійких до корозії
Як правило, для виробництва опор трубопроводів застосовується такий матеріал, як сталь. Сталь володіє високим коефіцієнтом міцності і як не можна краще підходить для цих цілей. Однак, крім сталі, при виконанні цих конструктивних елементів трубопроводу використовуються і інші метали. Розглянемо їх:
- алюміній;
- титан;
- латунь;
- мідь.
Опори з перерахованих вище матеріалів, які використовуються для різних побутових або спеціалізованих цілей. Варто відзначити, що опори для трубопроводів повинні володіти хорошою стійкістю до згубного впливу корозії, тому на стадії виробництва на їх поверхню наносять різноманітні захисні склади.
Корисна інформація! В якості захисного антикорозійного складу можуть виступати різні фарби і емалі, а також поверхня виробу може бути оцинкована. Оцинкована сталь володіє високою резистентністю до корозійних впливів. А також варто зазначити, що нанесення різних захисних складів на труби, крім захисної функції, надає їм більш презентабельний зовнішній вигляд.
Крім цього, опори можуть виготовлятися з різних сучасних полімерних матеріалів і використовуються при монтажі господарських комунікацій усередині приміщень. Самим затребуваним полімером для виробництва цих пристосувань вважається поліпропілен (ПП). Опора поліпропіленова володіє наступними перевагами:
- відрізняється низькою вартістю, у порівнянні з металевими аналогами;
- для монтажу поліпропіленового вироби не потрібно зварювального обладнання;
- завдяки своїй малій вазі полегшує конструкцію в цілому;
- прискорює процес прокладки комунікації.
При прокладці побутових мереж з полімерних труб застосовують опори з поліпропілену
Властивості поліпропілену дозволяють використовувати її при монтажі трубопроводів. А також опори для поліпропіленових господарських труб виконують ізоляційну функцію, тому їм не страшні електричні впливу.
Крім цього, варто згадати про ще одному матеріалі — камені. Бетон використовують при виробництві кілець опор та їх фундаментної частини. Обов’язково потрібно відзначити, що виробництво опор регламентується державними стандартами якості і будь-який відступ від, описаного в тій документації, виробничого процесу загрожує отриманням неякісної продукції.
Особливості і пристрій нерухомих опор для трубопроводів
Нерухомі опори для різних трубопроводів необхідні для чіткої фіксації комунікації в просторі. Використання таких опор спрямоване на усунення зрушень трубопроводу в поздовжньому або поперечному напрямку.
Нерухомі моделі використовуються для фіксації трубопроводів, монтованих двома способами:
- зовнішнім;
- внутрішнім (під землею).
Установка таких опор проводиться за допомогою їх фіксації каркасами із залізобетону. Таким чином, в потрібних ділянках трубопроводу організовуються опорні конструкції. Опорні конструкції на трубопроводі розташовуються не рівновіддалено один від одного, а комунікацію поділяють на сегменти, які мають різну довжину. Довжина сегмента залежить від особливостей спеціальних компенсаторів, які розташовуються між нерухомими опорами.
В залежності від типу прокладки магістралі використовуються опори з ізолюючим шаром чи без нього
При зовнішньої і внутрішньої прокладці комунікацій широко застосовують нерухомі опори для труб. У разі якщо прокладка буде здійснюватися бесканальным методом під землею, використовуються опори, оснащені ефективною гідроізоляцією. Як правило, в якості гідроізоляції виступає поліетиленові (ПЕ) оболонка. При зовнішньому монтажі комунікації використовується оцинкований гідроізолятор.
Розглянемо конструктивні елементи, які входять до складу нерухомої моделі:
- сталева труба;
- сталевий лист, отриманий в результаті гарячої прокатки;
- пінополіуретан (ППУ);
- спеціальна термостійка стрічка;
- оцинкована оболонка;
- центратор;
- оболонка з поліетилену.
Важливо! При виробництві нерухомих опор для трубопровідних комунікацій застосовуються тільки самі міцні і надійні марки сталі.
Лист сталі, що виробляється за допомогою гарячої прокатки, підрозділяється на три види залежно від якості:
- звичайний;
- нізколегированний;
- конструкційний (є найбільш якісним).
Центратором називають конструктивний елемент нерухомої опори, який спрощує отцентровку торців труб перед їх з’єднанням. На сьогоднішній день центратори поділяються на два основних типи:
- зовнішні;
- внутрішні.
У багатьох випадках використовують спеціальні центратори, що дозволяють правильно розмістити трубу всередині опори
Зовнішні пристрої здійснюють отцентровку труби з зовнішньої сторони і поділяються на:
- звенные;
- ексцентрикові;
- гидродомкратные.
Звенные центратори можуть здійснювати отцентровку труб з показниками перерізу від 57 до 2224 мм. Вони відрізняються чудовою стійкістю до низьких температур. Це пов’язано з тим, що їх виробляють з морозостійкого сталі. Другий варіант центраторов є універсальним, так як здатний отцентровывать труби з будь-якими показниками перерізу. Гидродомкратные центратори використовуються для отцентровки дуже важких труб або труб з деформованими областями. Зусилля, яке здатне передаватися за допомогою таких пристроїв, становить приблизно 12 тонн.
Внутрішні центратори мають одну важливу перевагу — при їх застосуванні можлива тривала зварювання труб зсередини. Завдяки цій перевазі шви виконуються більш якісно. Недолік же таких виробів в тому, що з-за їх ваги для їх транспортування необхідно використовувати спецтехніку.
Розглянемо основні експлуатаційні сфери, де використовуються нерухомі опори трубопроводів:
- при прокладці магістральної газової труби або нафтопроводу;
- комунікацій різної спрямованості на підприємствах;
- для конструкцій на атомних і теплових станціях.
Такі опори широко використовуються при прокладці комунікацій в умовах низьких температур. Експлуатація цих елементів трубопровідної конструкції в північних регіонах дозволяє продовжити термін служби трубопроводу.
Нерухомі опори застосовують при прокладці магістралей, що працюють в особливих умовах — нафтових, газових, опалювальних мереж
Монтаж нерухомих опор
Установка таких опор проводиться на трубопроводи різної спрямованості. Як правило, їх відразу ж вделывают на місці монтажу. Як вже говорилося вище, такі опори розділяють трубопровід на сегменти, а між опорами монтуються спеціальні компенсатори сильфонного типу. Компенсатори максимально оберігають трубопровід від деформації, яка виникає в результаті дії низьких температур.
Нерухомі моделі за допомогою зварювального обладнання фіксують до платформ і за допомогою кріплень закріплюють до трубопроводу. Варто відзначити, що для більш надійного кріплення до цим пристосуванням приварюють спеціальні металеві пластини (впритул до торців хомута).
Існує одне важливе правило: між опорою і хомутом необхідно дотримуватися певний зазор, який повинен дорівнювати 1,5 мм. Крім цього, для того щоб убезпечити комунікацію від корозійних впливів між нею і нерухомою опорою укладають лист алюмінію.
Особливості і характеристики ковзних опор для трубопроводів
Ковзаюча опора для трубопроводів використовується, як правило, при прокладці комунікацій на поверхні землі (зовнішній спосіб). Основна функція такого пристрою полягає в тому, щоб забезпечити вільне переміщення трубопроводу як по горизонталі, так і по вертикалі. Крім цього, допоміжною функцією таких пристосувань вважається захист трубопровідної конструкції від стирання.
Ковзні опори монтуються на тих магістралях, труби яких можуть звужуватися і розширюватися під дією температури
Зверніть увагу! Ковзні опори монтуються на комунікації, які потребують компенсації сезонних перепадів температур. Внаслідок температурних перепадів такі трубопроводи розширюються і звужуються двох вищезгаданих площинах.
Ковзні моделі забезпечують стійкість трубопровідної комунікації і врівноважують її переміщення, яке відбувається внаслідок температурних коливань.
Розглянемо конструктивні елементи, які входять до складу ковзної моделі:
- підстава, в якості якого може виступати, наприклад, куточок;
- напівкруглий тримач для труби (виготовляється з металу);
- спеціальна прокладка;
- елементи кріплення (гайки і болти).
Всі рухомі опори класифікуються на три основних види:
- жорсткі;
- пружні;
- рухливі опори постійного зусилля.
Жорсткі опори поділяються на:
- напрямні опори;
- жорсткі підвіски;
- опори ковзання.
Напрямні вироби перешкоджають переміщенню комунікації вниз і в певному напрямку по горизонталі. Підвіски жорсткого типу є пристосуваннями, які забезпечують найбільшу рухливість трубопровідної конструкції. Опора ковзання виключає переміщення вертикально вниз. Опори пружного типу володіють такою жорсткістю тільки у випадку, коли труба переміщується у вертикальному напрямку. У цьому разі існує певна закономірність: чим сильніше навантаження на опорний елемент, тим далі буде зсув трубопроводу. Опора постійного зусилля витримує який чиниться на неї зусилля незалежно від переміщення комунікації.
Для захисту від іржі виріб може бути покрита грунтовкою і/або забарвлене
Для того щоб захистити пристрій від корозійних впливів на нього наносять спеціальний грунтовий склад. Грунтовий склад для більшої надійності наноситься в кілька шарів. Іноді замість грунту, опора може забарвлюватися спеціальної ґрунтової емаллю. А для того, щоб добитися максимальних показників надійності, як правило, пристосування оснащується порошковим або цинковим покриттям (оцинковка).
Найбільш часто такі вироби виготовляються з міцної вуглецевої сталі, однак, якщо трубопровід призначений для монтажу і експлуатації у важких температурних умовах, використовуються пристрої, виконані з низьколегованої сталі.
Всі ковзні опори класифікуються на декілька основних видів за типом конструкції:
- виріб на кронштейнах (кріпильні елементи);
- хомутова;
- кулькова;
- діелектрична;
- катковая (роликовий).
Роликова опора використовується в тому випадку, коли необхідно зменшити силу тертя між її основою і верхньою частиною. Тертя виникає при русі трубопроводу. Зменшення сили тертя відбувається завдяки конструктивним елементам такої опори — ковзанок.
Диэликтрические ковзні моделі застосовуються переважно для труб, виготовлених з таких матеріалів:
- вуглецева сталь;
- низьковуглецева сталь.
Роликові опори широко застосовують при будівництві магістралей для протягування труб в горизонтальному напрямку
Ізоляція в таких опорах виконується із спеціального матеріалу — листового паранита. Параніт включає в себе такі складові:
- каучук;
- азбест;
- додаткові порошкові добавки.
Кулькові ковзні моделі виконуються із сталі і є специфічним кріпильним елементом. Застосування таких виробів дозволяє комунікації пересуватися як у поздовжньому, так і в поперечному напрямку. Завдяки цьому кулькові ковзні опори застосовуються на електростанціях або при прокладці теплотрас.
Монтаж ковзних опор
Варто зазначити, що при складанні проекту комунікації, в якій будуть використовуватися ковзні опори, рекомендується заздалегідь визначити дистанцію між такими опорами. Такий розрахунок здійснюється для кожного конкретного випадку окремо. Це пов’язано з тим, що для розрахунку необхідні такі характеристики, як: призначення комунікації, довжина, показники перерізу труб, матеріал виготовлення і т. д.
В першу чергу для обчислення відстані між ковзними опорами, потрібно знати в яких цілях буде використовуватись комунікація. Тому що для трубопроводів, які здійснюють транспортування гарячої води, така дистанція буде менше, ніж для холодного водопроводу.
Важливо! Варто відзначити, що встановлення цих виробів проводиться перед протаскиванием труби в захисний кожух (футляр).
Як правило, між опорним пристосуванням ковзного типу і металевим кожухом укладають гідроізоляційний матеріал. Крім цього, внутрішню поверхню труби і гідроізоляційний матеріал змащують спеціальним графітовим мастилом. Це необхідно, щоб уникнути небажаного тертя.
Далі, проводиться кріплення хомутів з використанням зварювального обладнання. Після приварювання хомути надійно затягуються. Установка таких опор виконується без використання спецтехніки, що є дуже зручним і прискорює робочий процес.
Крім цього, при монтажі ковзних опор необхідно неухильно дотримуватися всі норми і правила, прописані у відповідній документації, а також виконувати всі умови техніки безпеки.
