Неподвижные опоры трубопроводов своими руками
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 05.10.2024
For successful implementation of any construction facility a developer should provide for unity of two processes: project development and quality installation of any element at construction sections.
Improvement of this unity gives birth to rational ideas, optimization of construction units design process and their implementation in construction facilities. This process leads to economically feasible complex solutions – this is what will protect from time and economic costs arising from the realities of modern construction.
Для успешной реализации любого объекта строительства застройщику важно организовать единство двух процессов: создания проекта и качественного монтажа любого из элементов на участках строительства. В ходе совершенствования этого единства рождаются рациональные идеи, оптимизируются процессы проектирования строительных узлов и их реализации на объектах. Появляются экономически выверенные комплексные решения – то, что призвано защитить от временных и экономических издержек, обусловленных реалиями современного строительства.
Для успешной реализации любого объекта строительства застройщику важно организовать единство двух процессов: создания проекта и качественного монтажа любого из элементов на участках строительства.
В ходе совершенствования этого единства рождаются рациональные идеи, оптимизируются процессы проектирования строительных узлов и их реализации на объектах. Появляются экономически выверенные комплексные решения – то, что призвано защитить от временных и экономических издержек, обусловленных реалиями современного строительства. Новые идеи дают возможность своевременно реализовывать любые решения – как типовые, так и самые амбициозные индивидуальные, – отвечающие техническим условиям и требованиям безопасности, в том числе на объектах высотного строительства.
На стройке многоквартирных домов зачастую возникает проблема соблюдения последовательности строительно-монтажных работ, включая этапы монтажа инженерных систем. Причиной может стать опережение сроков поставки материалов инженерного обеспечения и необходимость непрерывного ведения монтажа сантехнических систем в условиях неготовности или отставания в сроках выполнения строительных работ, а именно – задержки монолитных, отделочных работ по обустройству узлов проходки стояков (монтаж гильз и монолитная заделка больших отверстий-шахт, конструктивно заложенных на этапе возведения здания).
Остановимся на системе водоснабжения. Для многоэтажных жилых домов система водоснабжения требует гидравлического деления на зоны по высоте. Как правило, стояки каждой из зон прокладываются параллельно в шахтах поквартирных санузлов, кухонь или же в нишах, примыкающих к лестнично-лифтовому узлу. Последние имеют распространение в высотном строительстве с учетом удобного доступа для обслуживания и ремонта коммуникаций в шахте межквартирного коридора.
В инженерные решения по системам горячего водоснабжения (как и во все системы теплоснабжения зданий) входят разработки по компенсации тепловых удлинений трубопроводов: стальные стояки ГВС оборудуются сильфонными компенсаторами, требующими оснащения креплениями, включая неподвижные опоры. Неподвижные опоры должны выдерживать суммарную нагрузку от распорного осевого усилия сильфонного компенсатора, веса трубопровода с теплоносителем, веса изоляции, трубопроводной арматуры и других элементов системы.
Кроме того, в условиях высотного строительства может потребоваться установка компенсаторов и неподвижных опор и на систему холодного водоснабжения (из расчета монтажа в теплое время года – на сжатие металла трубопровода). Возможно использование неподвижных опор в системах ливневой канализации из оцинкованных труб большого диаметра (DN ≥100).
Монтаж систем водоснабжения необходимо вести согласно требованиям СП 73.13330 с условием выполнения бессварного воздействия на применяемые оцинкованные трубопроводы – стальные водогазопроводные (по ГОСТ 3262-75) или бесшовные (по ГОСТ 8732-78). Возможно применение стояков из коррозионно-стойкой нержавеющей стали, что является исключением из общепринятого подхода при массовом строительстве жилых многоквартирных домов 1 .
Вот тут инженер, проектирующий системы внутреннего водоснабжения многоэтажного здания, и сталкивается с вопросом, как неподвижно закрепить вертикальный трубопровод – стальной оцинкованный стояк горячего водоснабжения (ГВС), при этом удовлетворить все нормативные требования к системе и одновременно учесть специфику организации строительного процесса с учетом оптимизации монтажа и применяемых при этом материалов.
Индустриально выпускаемые неподвижные крепления в межэтажном перекрытии ограничивают перемещение трубы за счет жесткой фиксации рабочих опорных пластин-фланцев к трубе и гильзе, что не защищает оцинкованный трубопровод от приварных элементов креплений (пусть даже на внешней стороне трубы). Кроме того, что важно, использование перечисленных опор предполагает обязательное наличие подготовленного узла прохода (наличие стальных гильз в бетонной заделке отверстия в монолите), поскольку опирание происходит на плоскости фланцев с двух сторон этажного перекрытия.
Как правило, на всех объектах конструктивное решение предполагает наличие большого отверстия в перекрытии под шахту, граничащую с лифтовым холлом межквартирного коридора (рис. 1).
Конструктивно неподвижная опора включает трубную заготовку и опорные детали (рис. 2). Готовое оцинкованное изделие трубной заготовки крепится по месту на опорные детали сваркой. Опорные детали, в свою очередь, крепятся анкерами к строительным конструкциям в двух плоскостях (вертикальной и горизонтальной), что обеспечивает двухплоскостную жесткость крепления.
Комплектность опорных деталей позволяет по месту мобильно регулировать размещение неподвижной опоры относительно стены крепления с учетом привязки стояка. Стальная пластина имеет регулируемую длину (в зависимости от ширины отверстия в монолите).
В зависимости от параметров сети с учетом высоты здания для стояков конструктивно проработаны варианты возможных компоновочных исполнений опорных пластин, а также расчетные толщины используемого листового металла и труб. Решения представленных на рис. 3 вариантов предполагают модификации под индивидуальные условия монтажа.
Возможны следующие варианты соединения трубных заготовок неподвижных опор со стояками систем водоснабжения: для труб DN 25–40 – на резьбовых или грувлочных соединениях; для труб DN ≥50 – на грувлочных соединениях.
Монтаж несущих опорных деталей из черных металлоконструкций для фиксирования оцинкованной трубной заготовки в шахте ведется сварным соединением (с учетом технологии сварки для материалов используемых изделий, соединяемых ручной дуговой сваркой по ГОСТ 5264-80) и анкерованием в двух плоскостях, что обеспечивает жестко фиксированное опирание на перекрытие и несущие ограждения шахты по месту установки неподвижной опоры.
Применение анкеров необходимо дифференцировать с учетом материала вертикальной ограждающей конструкции, к которой крепятся опорные детали: распорные (для железобетонной стены) или химические (для кирпичной стены и т. п.).
Таким образом, на объектах строительства возможен монтаж универсальных узлов неподвижного крепления вне зависимости от уровня готовности объекта, на любом этапе процесса монтажа систем водоснабжения (рис. 4). Поставка узлов неподвижной опоры с элементами полной заводской готовности позволяет оперативно монтировать и дополнять систему на необходимой проектной отметке по месту независимо от наличия заделки узла проходки монолитного перекрытия с учетом возможных изменений габаритов отверстия.
Трубопровод при этом обеспечен жестко закрепленной опорой как в условиях открытого отверстия пространства шахты (см. рис. 1б) (при этом в любое время возможно осуществить требуемую конструктивную заделку отверстия бригадой отделочников-монолитчиков с установкой гильз и замоноличиванием проходок), так и в условиях подготовленного узла проходки с уже установленной гильзой в монолите (см. рис. 1а). В условиях соблюдения графиков строительства была соблюдена необходимость (как техническая, так и экономическая) реализации идеи над универсальным решением. Конструктив опоры с запасом выдерживает требуемые суммарные нагрузки 2 , образованные воздействием весовых нагрузок и распорного усилия компенсатора системы ГВС для проведения ПНР.
Единство инженерной идеи и конструктивных решений обеспечило возможность реализации нового, экономически рационального продукта для использования прежде всего на собственных объектах, с перспективой применения на любых объектах гражданского строительства (общественных и жилых многоэтажных зданиях, включая объекты реновации) или промышленных объектах, где требуется неподвижная фиксация трубопроводов к железобетонным ограждениям для опирания на перекрытие.
Комплектность опорных деталей позволяет по месту мобильно регулировать размещение опоры относительно стены крепления с учетом привязки стояка. Использование неподвижных опор дает возможность легко монтировать и демонтировать трубопровод. Бессварные муфтовые соединения обеспечивают легкую сборку трубопровода на любом этапе готовности заделки конструктивных отверстий в перекрытии по принципу конструктора, без применения сварочных работ.
1 Возможно применение нержавеющих труб на сварных соединениях по ГОСТ 16037-80. Типы соединения С17 – для труб 108×4 и 89×4, С2 – для труб 48×3, 60×3 и 76×3 с использованием специальных электродов: сварочной проволоки ESAB OK 61.30 или ОК 61.35 Ø2,5 и 3,2 мм для нержавеющей стали марки 12Х18H10T.
2 Суммарная нагрузка на опору (вес трубы, элементов системы с водой и распорное усилие осевого (сильфонного) компенсатора) принята с учетом наибольшего из расчетных значений с запасом для трубопроводов: DN 50 – 5000 кг (~50 kH), DN 32–40 – не более 4000 кг (~40 kH).
Трубопровод — это конструкция, основная задача которой перемещение жидких, газообразных или сыпучих тел в пространстве. Конструкция должна обладать рядом важных характеристик, одна из которых — устойчивость к воздействиям физических факторов внутри и вне труб. Устойчивость к колебаниям и смещениям система получает благодаря наличию неподвижной опоры.
Таким образом, неподвижной опорой называется та часть трубопровода, которая держит всю конструкцию, защищая ее от смещений и перегрузок. Дело в том, что на любой трубопровод действует множество факторов среды. То, какими будет это влияние, напрямую зависит от расположения трубопровода. Поэтому и строение опоры также зависит от того, где располагается система.
Сегодня промышленность производит различные типы опор, используемых в таких отраслях, как энергетика, газо- и нефтедобыча, тепло- и водоснабжение, промышленность и прочее.
Опоры бывают нескольких типов.
Подвижные
Предназначены для восприятия вертикальных нагрузок, оказываемых нагруженным трубопроводом. Также используются для того, чтобы равномерно распределить температурные деформации. В зависимости от функционального предназначения, подвижные трубопроводы классифицируют таким образом:
- Катковые
- Хомутовые
- Скользящие
- Направляющие
- Пружинные
- Шариковые
Неподвижные
Представляют собой стальные трубы со стальной стойкой. Предназначены для фиксации конструкции подземной или надземной кладки в определенных местах. Такие изделия позволяют уменьшить давление, вибрации или усилия, которые возникают в результате перепадов температур. Именно их наиболее часто устанавливают для фиксации трубопровода в северных регионах.
Назначение НОП
Основное предназначение опор неподвижного заглубления – принятие напряжения, которое с некоторой периодичностью возникает в системах вследствие расширения материала из-за перепадов температуры.
Пенополиуретан (сокращенно ППУ) является надежным полимерным соединением, которое обеспечивает целостность и долгую безупречную эксплуатацию опорным элементам. Рабочий процесс трубопровода может сопровождаться следующими моментами:
- Тепловые и температурные перегрузки вследствие изменения температурного режима.
- Воздействие негативных климатических условий.
- Повреждения механического типа.
- Нарушение эксплуатационных нормативов.
Установка опор. Особенности
При монтаже конструкций трубомагистралей чаще используют неподвижные опоры. Они воспринимают существенные усилия, следовательно, к их прочности и устойчивости предъявляют повышенные требования. В противном случае, разрыв сварочных швов и запорной арматуры неизбежен. Конструкции неподвижных опор бывают различными. Какой тип будут применять зависит от величины осевого усилия, оказываемого на детали.
Монтаж неподвижных опор осуществляют на металлоконструкциях. Их замоноличивают непосредственно на месте установки. Детали условно делят трубопровод на участки, между опорами устанавливают сильфонные компенсаторы. Их основная функция – минимизация деформации трубопровода под воздействием температур.
Неподвижные опоры приваривают к опорным платформам и при помощи хомутов крепят к трубе. Для более надежной фиксации к опорам впритык к торцам хомута приваривают упорные пластины. Между хомутами и опорами необходимо оставить компенсационные зазоры 1,5 миллиметра. С целью защиты трубы от коррозии между ней и опорой размещают прокладку из листа алюминия. Установка скользящих опор производится с учетом тепловых изменений на каждом отрезке трубомагистрали. Исходя из этого, они должны быть смонтированы с незначительным смещением по оси. Процент смещения прописывают в проекте.
Основные характеристики и предназначение
Неподвижная опора – это стальной несущий элемент, на который идет основная нагрузка трубопровода. Фиксация на опоры противодействует продольно-поперечному смещению стальных фланцев коммуникаций. От механических воздействий НОП защищает оболочка ППУ и оцинковка. Для дополнительной защиты конструкции от разрушительного воздействия влаги используется усадочная термолента.
Совет! Приобретая опоры, следите за соблюдением стандартов и сертификацией!
Неподвижные опоры в ППУ выпускаются нескольких разновидностей, в соответствии со стандартами ГОСТ. По нормам, описанным в документах, НОП выпускается диаметром в пределах 32 – 1420 мм.
- ОСТ 36-94-83;
- ГОСТ 30732-2006;
- ГОСТ 14911-82.
Для изготовления неподвижных опор для труб теплоснабжения в ППУ используются разные материалы:
- горячекатаный стальной лист;
- стальная заготовка (труба);
- центратор;
- термолента;
- пенополиуретан (ППУ) для оболочки;
- оболочка (изоляция) оцинкованная.
Опора может быть изготовлена из стали- обычной и нержавеющей
НОП также выпускается в тепловой изоляции или без неё. Есть также варианты по прокладыванию трубопровода:
- надземного трубопровода;
- подземных безканальных коммуникаций в ППУ.
Внимание! В качестве гидрозащиты для опор под трубы в ППУ изоляции для безканального подземного прокладывания стандартизация предписывает оболочку из пенополиуретана (или полиэтилен). А для НОП с надземным монтажом используется оцинкованная оболочка.
Протяженность участков теплотрассы между неподвижными опорами определяется по стандартам, где учитываются параметры компенсаторов. Они устанавливаются между неподвижными опорами, чтобы гасить температурные изменения трубы в изоляции. Трубопровод фиксируется в нескольких точках на каждом участке, для этого при монтаже используют элементы железобетонного каркаса.
Расстояния между ними
Правильное размещение опор на участках трубопровода очень важный критерий. То этого напрямую зависят величины температурных усилий и нагрузки в трубе. Минимизация напряжения в тепломагистрали – решающий фактор для увеличения срока эксплуатации системы в целом. Следовательно, в проекте необходимо четко прописать места расположенияизделий, а также рассчитать предполагаемые нагрузки на них.
В зависимости от диаметра трубы, расстояние между изделиями варьируется.
| Диаметр труб (см) | Расстояние (м) |
| 10 | 80 |
| 15 | 100 |
| 20 | 120 |
| 25 | 130 |
| 30 | 150 |
Неподвижная опора в ППУ изоляции, неподвижная опора ППУ, опора в изоляции.
Пример обозначения:Опора неподвижная Ст 159×4,5-400×20-1-ППУ-ПЭ Стальная опора неподвижная, предизолированнаяППУ, диаметром 159 мм, толщиной стенки 4,5 мм, первоготипа изоляции в полиэтиленовой оболочке диаметром250 мм, с патрубками, изготовленными из электросварнойстальной трубы (ГОСТ 10705-80), длиной 2500 мм.Размеры щита опоры 400х400х20 мм
Неподвижная опора ппу предназначена для использования в качестве основного опорного и поддерживающего трубы элемента при строительстве наземных и подземных коммуникаций теплосетей и трубопроводов водоснабжения. Участки трубы, относящиеся к опоре, изолированы пенополиуретаном и помещены в защитную оболочку из полиэтилена (ПЭ) или листовой стали (ОЦ). При этом неподвижная опора ппу пэ используется для строительства подземных коммуникаций, а ппу оц опора неподвижная – трубопроводов наземного размещения.
dy, ммd, ммs, ммЗащитная труба-оболочкаL1, ммH, ммN, ммL, ммРасчетная масса 1 м.п. изделия, кгDп, ммSп, ммDц, ммSц, ммПЭОЦ
| 25 | 32 | 3 | 110 | 2,5 | 110;125;140 | 0,55 | 150 | 255 | 16,0 | 2500 | 13,5 | 13,7 |
| 32 | 38 | 3 | 110 | 2,5 | 125; 140 | 0,55 | 150 | 255 | 16,0 | 2500 | 14,7 | 14,2 |
| 40 | 45 | 3 | 125 | 2,5 | 125; 140 | 0,55 | 150 | 255 | 16,0 | 2500 | 15,8 | 14,8 |
| 50 | 57 | 3 | 125 | 2,5 | 140 | 0,55 | 150 | 255 | 16,0 | 2500 | 18,6 | 19,9 |
| 65 | 76 | 3 | 140 | 3 | 160 | 0,55 | 150 | 275 | 16,0 | 2500 | 25,5 | 25,6 |
| 80 | 89 | 4 | 160 | 3 | 180 | 0,6 | 150 | 295 | 16,0 | 2500 | 36,5 | 33,7 |
| 100 | 108 | 4 | 180 | 3 | 200 | 0,6 | 150 | 315 | 16,0 | 2500 | 45,0 | 44,6 |
| 125 | 133 | 4 | 225 | 3,5 | 225 | 0,6 | 150 | 340 | 16,0 | 2500 | 56,0 | 52,6 |
| 150 | 159 | 4,5 | 250 | 3,9 | 250 | 0,7 | 150 | 400 | 20,0 | 2500 | 81,0 | 77,4 |
| 200 | 219 | 6 | 315 | 4,9 | 315 | 0,7 | 150 | 460 | 24,0 | 2500 | 134,0 | 116,3 |
| 250 | 273 | 6 | 400 | 5,6 | 400 | 0,8 | 210 | 550 | 30,0 | 3000 | 223,0 | 150,9 |
| 300 | 325 | 6 | 450 | 5,6 | 450 | 0,8 | 210 | 650 | 40,0 | 3000 | 301,0 | 211,6 |
| 400 | 426 | 7 | 560 | 7 | 560 | 1,0 | 210 | 750 | 40,0 | 3000 | 393,0 | 326,1 |
| 500 | 530 | 7 | 710 | 8,9 | 675; 710 | 1,0 | 210 | 900 | 40,0 | 3000 | 582,0 | 485,5 |
| 600 | 630 | 8 | 800 | 10 | 775; 800 | 1,0 | 210 | 1000 | 50,0 | 3000 | 723,0 | 605 |
| 700 | 720 | 8 | 900 | 11,2 | 875; 900 | 1,0 | 210 | 1100 | 50,0 | 3500 | 935,0 | 755,7 |
| 800 | 820 | 9 | 1000 | 12,4 | 975; 1000 | 1,0 | 210 | 1300 | 50,0 | 3500 | 1257,0 | 1087 |
| 900 | 920 | 10 | 1100 | 13,8 | 1075; 1100 | 1,0 | 210 | 1300 | 60,0 | 3500 | 1522,0 | 1306,5 |
| 1000 | 1020 | 11 | 1200 | 14,9 | 1175; 1200 | 1,0 | 210 | 1400 | 60,0 | 3500 | 1839,0 | 1664,6 |
Нормативная база
Изготовление и установка изделия регулируется рядом ГОСТов и СНиПов.
Эксплуатация компенсаторов
Компенсаторы применяются в строительстве, где расчетная наружная температура не опускается ниже -400С. При этом сейсмичность района строительства может достигать 9-ти баллов. Компенсаторы могут применяться, если содержание хлоридов в воде не больше 200 мг/кг. Устанавливаются они на прямолинейных участках трубопровода между неподвижных опор. Причем осуществляется установка только одного компенсатора, который присоединяется к трубопроводу сваркой. Компенсатор сильфонный КСО станавливается только у одной из неподвижных опор. А на бесканальных подземных трубопроводах компенсатор устанавливается на середине участка, который ограничен двумя опорами. Перед компенсатором и после него устанавливаются направляющие опоры, которые позволяют избежать радиального перемещения трубопровода. Бесканальная прокладка не подразумевает установку направляющих опор. Стоит отметить, что при установке сильфонных компенсаторов нельзя примять подвесные опоры.
Монтаж компенсаторов
Монтаж компенсаторов проводится согласно проекту трубопровода. Хранение и транспортировка осуществляется в заводской упаковке, чтобы предупредить механические повреждения, а распакованные компенсаторы на открытых площадках не хранятся – это может привести к потере их эксплуатационных характеристик. Сварочные работы должны проводиться аккуратно, чтобы брызги металла не попали на поверхность сильфона. Для этого его оборачивают асбестовой тканью. Также при монтаже избегают скручивающих и изгибающих нагрузок, не допускается провисание, нагрузка от массы труб, арматуры и других элементов. Температура воздуха при монтаже не должна быть ниже -300С. Перед приваркой заводской консервант с присоединительных патрубков удаляется металлической щеткой или горячей водой.
Перед приваркой обязательно выполняется растяжка компенсаторов. Монтажная длина должна устанавливаться монтажной организацией, она должна соответствовать расстоянию между концами труб, закрепленных между двумя неподвижными опорами. Расстояние между закрепленных концов труб и температура окружающей среды фиксируется актом. Компенсатор приваривается к одному концу участка трубопровода, а затем устанавливается специальное монтажное приспособление, которое крепится на конец патрубка компенсатора и конец участка трубопровода. После этого проводится растяжка компенсаторов до стыка с трубопроводом, и осуществляются сварочные работы. Далее монтажное приспособление снимается, проводятся гидравлические испытания, устанавливаются кожухи, а сверху них – тепловая изоляция. При этом она не должна мешать растяжению и сжатию сильфона.
Если в процессе испытаний обнаруживается, что компенсатор не герметичен, то он демонтируется и устанавливается новый компенсатор, так как ремонту и техническому обслуживанию такие изделия не подлежат.
Применение компенсаторов в трубопроводных системах многоэтажных домов.
Необходимость применения компенсаторов для труб отопления многоэтажных домов обусловлена тем, что в линиях отопительной системы, с температурой проводимой среды 60С-90С, на каждом этаже могут происходить изменения длинны трубы, приблизительно на 3 мм. Соответственно расширения, возникающие в линиях 7-этажных зданий (приблизительно 21м) могут достигать величин более 20мм, что неминуемо приведет к деформации трубы. В зданиях, этажность которых не превышает 7 этажей эту проблему можно устранить, предусмотрев возможность свободного осевого перемещения трубы, и наличие колен в верхней и нижней точках, которые и будут выполнять роль компенсационного устройства. Но для многоэтажных зданий (более 7 этажей, или 21 метра) такое решение не подходит. Поэтому в высотных домах применяются сильфонные компенсаторы для систем отопления, устанавливаемые через каждые 30 метров (10 этажей).
Неподвижные опоры трубопроводов
Назначение неподвижного закрепления трубопроводов в отдельных точках заключается в распределении температурных удлинений между отдельными компенсирующими устройствами и в уравновешивании осевых усилий в трубопроводе.
От правильного размещения неподвижных закреплений по длине трассы трубопровода во многом зависит величина температурных усилий и напряжений в трубах. Уменьшение последних всегда желательно, так как повышает эксплуатационную надежность теплопроводов. Поэтому при проектировании следует уделять большое внимание рациональному распределению неподвижных опор по трассе теплопроводов, а также их расчету на прочность.
Однако в общем случае невозможно рекомендовать какие-либо готовые решения, касающиеся разбивки неподвижных точек на проектируемом трубопроводе, а также выбора геометрических схем и оптимальной длины самокомпенсирующихся участков.
В частных случаях, например в теплопроводах с сальниковыми компенсаторами, практикой проектирования установлены предельные расстояния между компенсаторами и неподвижными точками. Для канальных подземных прокладок могут быть рекомендованы следующие расстояния:
Условный диаметр труб dy в мм
В бесканальных теплопроводах предельные расстояния назначаются по расчету.
Неподвижные опоры в зависимости от действующих усилий разделяются на неразгруженные и разгруженные .
Неразгруженные опоры воспринимают и уравновешивают осевые усилия, вызванные гидростатическим давлением теплоносителя. Эти усилия зависят от диаметра труб и могут достигать очень больших величин.
Разгруженные опоры свободны от усилий, вызванных гидростатическим давлением.
Неразгруженные опоры, как правило, характерны для теплопроводов с сальниковыми компенсаторами, разгруженные — для теплопроводов с гибкими (П-образными или др.) компенсаторами, а также для участков теплопроводов с самокомпенсацией.
Конструкции неподвижных опор состоят из двух основных элементов: несущих конструкций (балок, железобетонных плит), на которые передаются усилия от трубопроводов, и собственно опор, при помощи которых осуществляется неподвижное закрепление труб (приварные косынки, хомуты).
Неподвижные опоры имеют следующие конструктивные варианты:
а) разъемные с хомутами на резьбовых соединениях;
б) неразъемные с непосредственной приваркой труб к несущим конструкциям опор;
в) неразъемные с приварными упорами;
г) щитовые из железобетонных плит (для подземных теплопроводов).
Неподвижная опора для труб dy
1 —- хомут из круглой стали;
2 — приварные упоры из угловой стали;
3 — опорная конструкция (консоль, заделанная в стену)
На рисунке изображено неподвижное закрепление, применяемое для труб dy
Неподвижная опора для труб dy= 125 — 300 мм
1 — хомут из круглой стали;
2 — приварные упоры;
3 — консоль из швеллера;
4 — вертикальные упоры, распределяющие нагрузку;
5 — шпилька для крепления консоли к стене.
На рисунке показано крепление к стенам консолей для неподвижных закреплений теплопроводов dу = 125-300 мм, рассчитанное на осевые усилия до 4000 кГ и вертикальную нагрузку (от веса труб) не более 1600 кГ.
На консоли действуют изгибающие моменты одновременно в двух плоскостях, что вызывает необходимость в устройстве упоров, распределяющих нагрузку на большую площадь стены. Плотное прижатие упоров к стене достигается затяжкой сквозной шпильки.
Неподвижная опора для труб dy>= 300 мм
1 — хомут из круглой стали;
2 — приварные упоры;
3 — консоль из двух швеллеров;
4 — горизонтальные упоры, распределяющие нагрузку;
5 — вертикальные упоры;
6 — сквозные шпильки для крепления консоли к стене
На рисунке приведена усиленная конструкция разъемного крепления, используемого для фиксации труб dy>=
300 мм к стенам.
Конструкция типовых разъемных креплений при помощи хомутов дается в СНиП 1-Г.7-62, где использованы нормали МВН—МСЭС 1324—56 и 1326—56; хомуты выполнены из полосовой стали. Однако правильнее их заменить хомутами из стали круглого сечения, а швеллер, к которому крепится трубопровод, расположить полками вниз, как это показано на рисунке.
Неподвижная опора с двойными хомутами для труб d у = 76 — 700 мм
1 — хомуты из круглой стали;
2 — приварные упоры;
3 — опорная конструкция из швеллера
При этом можно более сильно притянуть хомуты к поверхности трубы; следовательно, увеличится сила трения, противодействующая проскальзыванию трубы в осевом направлении.
Основные размеры креплений, приведенных на рисунке, даны в таблице.
Размеры деталей и расчетные осевые усилия для неподвижных закреплений с хомутами
Хомутовое крепление не рекомендуется устанавливать на трубах диаметром более 700 мм. Оно недостаточно надежно даже для разгруженных опор.
На рисунке приведена типовая конструкция (МВН 1316-56 и МВН 1322-56), нашедшая очень широкое применение в тепловых сетях для неподвижного закрепления труб в подземных камерах или в проходных туннелях к металлическим балкам или стойкам. Основные размеры приведены в таблице.
Типовая неподвижная опора для трубопроводов
1 — приварные упоры, усиленные ребрами жесткости;
2 — опорная конструкция из двух швеллеров,
3 — связи из угловой стали.
Размеры деталей и расчетные осевые усилия для неподвижных закреплений типовой конструкции
Типовое закрепление усиленной конструкции для труб большого диаметра по нормали МВН 1316—56 приведено на рисунке, а размеры даны в таблице.
Неподвижная опора типовой конструкции для труб большого диаметра
1 — приварные упоры с двумя ребрами жесткости;
2 — несущая конструкция из швеллеров;
3 — поперечные связи.
Размеры деталей и расчетные осевые усилия для неподвижных опорных креплений усиленной конструкции
Широкое применение в проектировании подземных теплосетей, особенно при бесканальной прокладке (например, в теплосетях Ленинграда), находят опоры щитовой конструкции по нормали МВН 1329-60. Здесь осевое усилие передается приварными фланцами, усиленными ребрами жесткости, на железобетонную плиту. Плиты бетонируются после окончания монтажа трубопроводов и приварки упоров. Размеры опор приведены в таблице.
Неподвижная опора щитовой конструкции
1 — приварные упоры;
2 — приварные фланцы;
3 — зазор между трубой и щитом, заделываемый асбестовым шнуром;
4 — железобетонная плита (щит).
Размеры деталей и расчетные осевые усилия для опор щитовой конструкции
Щитовые опоры нельзя рассматривать как абсолютно неподвижные точки трубопровода. Под действием осевых нагрузок опоры могут перемещаться вследствие деформации окружающего грунта, особенно в первое время после монтажа, когда грунт еще недостаточно уплотнился. Однако это не ухудшает работу трубопровода, если перемещения не достигают слишком большой величины (не более 40—50 мм).
Наблюдается также податливость неподвижных опор металлической конструкции в подземных камерах, где опоры труб расположены на балках или стойках.
Однако чрезмерные перемещения опорных конструкций недопустимы, особенно для трубопроводов с сальниковыми компенсаторами, в которых они могут стать причиной серьезных аварий, так как при достаточно большом сдвиге опор в направлении оси труб может произойти вырывание концов труб из сальников компенсаторов. Неподвижные опоры на трубопроводах с сальниковыми компенсаторами, как правило, должны обладать повышенной жесткостью.
Трубопровод — это конструкция, основная задача которой перемещение жидких, газообразных или сыпучих тел в пространстве. Конструкция должна обладать рядом важных характеристик, одна из которых — устойчивость к воздействиям физических факторов внутри и вне труб. Устойчивость к колебаниям и смещениям система получает благодаря наличию неподвижной опоры.
Таким образом, неподвижной опорой называется та часть трубопровода, которая держит всю конструкцию, защищая ее от смещений и перегрузок. Дело в том, что на любой трубопровод действует множество факторов среды. То, какими будет это влияние, напрямую зависит от расположения трубопровода. Поэтому и строение опоры также зависит от того, где располагается система.
Сегодня промышленность производит различные типы опор, используемых в таких отраслях, как энергетика, газо- и нефтедобыча, тепло- и водоснабжение, промышленность и прочее.
Опоры бывают нескольких типов.
Подвижные
Предназначены для восприятия вертикальных нагрузок, оказываемых нагруженным трубопроводом. Также используются для того, чтобы равномерно распределить температурные деформации. В зависимости от функционального предназначения, подвижные трубопроводы классифицируют таким образом:
- Катковые
- Хомутовые
- Скользящие
- Направляющие
- Пружинные
- Шариковые
Неподвижные
Представляют собой стальные трубы со стальной стойкой. Предназначены для фиксации конструкции подземной или надземной кладки в определенных местах. Такие изделия позволяют уменьшить давление, вибрации или усилия, которые возникают в результате перепадов температур. Именно их наиболее часто устанавливают для фиксации трубопровода в северных регионах.
Назначение НОП
Основное предназначение опор неподвижного заглубления – принятие напряжения, которое с некоторой периодичностью возникает в системах вследствие расширения материала из-за перепадов температуры.
Пенополиуретан (сокращенно ППУ) является надежным полимерным соединением, которое обеспечивает целостность и долгую безупречную эксплуатацию опорным элементам. Рабочий процесс трубопровода может сопровождаться следующими моментами:
- Тепловые и температурные перегрузки вследствие изменения температурного режима.
- Воздействие негативных климатических условий.
- Повреждения механического типа.
- Нарушение эксплуатационных нормативов.
Установка опор. Особенности
При монтаже конструкций трубомагистралей чаще используют неподвижные опоры. Они воспринимают существенные усилия, следовательно, к их прочности и устойчивости предъявляют повышенные требования. В противном случае, разрыв сварочных швов и запорной арматуры неизбежен. Конструкции неподвижных опор бывают различными. Какой тип будут применять зависит от величины осевого усилия, оказываемого на детали.
Монтаж неподвижных опор осуществляют на металлоконструкциях. Их замоноличивают непосредственно на месте установки. Детали условно делят трубопровод на участки, между опорами устанавливают сильфонные компенсаторы. Их основная функция – минимизация деформации трубопровода под воздействием температур.
Неподвижные опоры приваривают к опорным платформам и при помощи хомутов крепят к трубе. Для более надежной фиксации к опорам впритык к торцам хомута приваривают упорные пластины. Между хомутами и опорами необходимо оставить компенсационные зазоры 1,5 миллиметра. С целью защиты трубы от коррозии между ней и опорой размещают прокладку из листа алюминия. Установка скользящих опор производится с учетом тепловых изменений на каждом отрезке трубомагистрали. Исходя из этого, они должны быть смонтированы с незначительным смещением по оси. Процент смещения прописывают в проекте.
Основные характеристики и предназначение
Неподвижная опора – это стальной несущий элемент, на который идет основная нагрузка трубопровода. Фиксация на опоры противодействует продольно-поперечному смещению стальных фланцев коммуникаций. От механических воздействий НОП защищает оболочка ППУ и оцинковка. Для дополнительной защиты конструкции от разрушительного воздействия влаги используется усадочная термолента.
Совет! Приобретая опоры, следите за соблюдением стандартов и сертификацией!
Неподвижные опоры в ППУ выпускаются нескольких разновидностей, в соответствии со стандартами ГОСТ. По нормам, описанным в документах, НОП выпускается диаметром в пределах 32 – 1420 мм.
- ОСТ 36-94-83;
- ГОСТ 30732-2006;
- ГОСТ 14911-82.
Для изготовления неподвижных опор для труб теплоснабжения в ППУ используются разные материалы:
- горячекатаный стальной лист;
- стальная заготовка (труба);
- центратор;
- термолента;
- пенополиуретан (ППУ) для оболочки;
- оболочка (изоляция) оцинкованная.
Опора может быть изготовлена из стали- обычной и нержавеющей
НОП также выпускается в тепловой изоляции или без неё. Есть также варианты по прокладыванию трубопровода:
- надземного трубопровода;
- подземных безканальных коммуникаций в ППУ.
Внимание! В качестве гидрозащиты для опор под трубы в ППУ изоляции для безканального подземного прокладывания стандартизация предписывает оболочку из пенополиуретана (или полиэтилен). А для НОП с надземным монтажом используется оцинкованная оболочка.
Протяженность участков теплотрассы между неподвижными опорами определяется по стандартам, где учитываются параметры компенсаторов. Они устанавливаются между неподвижными опорами, чтобы гасить температурные изменения трубы в изоляции. Трубопровод фиксируется в нескольких точках на каждом участке, для этого при монтаже используют элементы железобетонного каркаса.
Расстояния между ними
Правильное размещение опор на участках трубопровода очень важный критерий. То этого напрямую зависят величины температурных усилий и нагрузки в трубе. Минимизация напряжения в тепломагистрали – решающий фактор для увеличения срока эксплуатации системы в целом. Следовательно, в проекте необходимо четко прописать места расположенияизделий, а также рассчитать предполагаемые нагрузки на них.
В зависимости от диаметра трубы, расстояние между изделиями варьируется.
| Диаметр труб (см) | Расстояние (м) |
| 10 | 80 |
| 15 | 100 |
| 20 | 120 |
| 25 | 130 |
| 30 | 150 |
Неподвижная опора в ППУ изоляции, неподвижная опора ППУ, опора в изоляции.
Пример обозначения:Опора неподвижная Ст 159×4,5-400×20-1-ППУ-ПЭ Стальная опора неподвижная, предизолированнаяППУ, диаметром 159 мм, толщиной стенки 4,5 мм, первоготипа изоляции в полиэтиленовой оболочке диаметром250 мм, с патрубками, изготовленными из электросварнойстальной трубы (ГОСТ 10705-80), длиной 2500 мм.Размеры щита опоры 400х400х20 мм
Неподвижная опора ппу предназначена для использования в качестве основного опорного и поддерживающего трубы элемента при строительстве наземных и подземных коммуникаций теплосетей и трубопроводов водоснабжения. Участки трубы, относящиеся к опоре, изолированы пенополиуретаном и помещены в защитную оболочку из полиэтилена (ПЭ) или листовой стали (ОЦ). При этом неподвижная опора ппу пэ используется для строительства подземных коммуникаций, а ппу оц опора неподвижная – трубопроводов наземного размещения.
dy, ммd, ммs, ммЗащитная труба-оболочкаL1, ммH, ммN, ммL, ммРасчетная масса 1 м.п. изделия, кгDп, ммSп, ммDц, ммSц, ммПЭОЦ
| 25 | 32 | 3 | 110 | 2,5 | 110;125;140 | 0,55 | 150 | 255 | 16,0 | 2500 | 13,5 | 13,7 |
| 32 | 38 | 3 | 110 | 2,5 | 125; 140 | 0,55 | 150 | 255 | 16,0 | 2500 | 14,7 | 14,2 |
| 40 | 45 | 3 | 125 | 2,5 | 125; 140 | 0,55 | 150 | 255 | 16,0 | 2500 | 15,8 | 14,8 |
| 50 | 57 | 3 | 125 | 2,5 | 140 | 0,55 | 150 | 255 | 16,0 | 2500 | 18,6 | 19,9 |
| 65 | 76 | 3 | 140 | 3 | 160 | 0,55 | 150 | 275 | 16,0 | 2500 | 25,5 | 25,6 |
| 80 | 89 | 4 | 160 | 3 | 180 | 0,6 | 150 | 295 | 16,0 | 2500 | 36,5 | 33,7 |
| 100 | 108 | 4 | 180 | 3 | 200 | 0,6 | 150 | 315 | 16,0 | 2500 | 45,0 | 44,6 |
| 125 | 133 | 4 | 225 | 3,5 | 225 | 0,6 | 150 | 340 | 16,0 | 2500 | 56,0 | 52,6 |
| 150 | 159 | 4,5 | 250 | 3,9 | 250 | 0,7 | 150 | 400 | 20,0 | 2500 | 81,0 | 77,4 |
| 200 | 219 | 6 | 315 | 4,9 | 315 | 0,7 | 150 | 460 | 24,0 | 2500 | 134,0 | 116,3 |
| 250 | 273 | 6 | 400 | 5,6 | 400 | 0,8 | 210 | 550 | 30,0 | 3000 | 223,0 | 150,9 |
| 300 | 325 | 6 | 450 | 5,6 | 450 | 0,8 | 210 | 650 | 40,0 | 3000 | 301,0 | 211,6 |
| 400 | 426 | 7 | 560 | 7 | 560 | 1,0 | 210 | 750 | 40,0 | 3000 | 393,0 | 326,1 |
| 500 | 530 | 7 | 710 | 8,9 | 675; 710 | 1,0 | 210 | 900 | 40,0 | 3000 | 582,0 | 485,5 |
| 600 | 630 | 8 | 800 | 10 | 775; 800 | 1,0 | 210 | 1000 | 50,0 | 3000 | 723,0 | 605 |
| 700 | 720 | 8 | 900 | 11,2 | 875; 900 | 1,0 | 210 | 1100 | 50,0 | 3500 | 935,0 | 755,7 |
| 800 | 820 | 9 | 1000 | 12,4 | 975; 1000 | 1,0 | 210 | 1300 | 50,0 | 3500 | 1257,0 | 1087 |
| 900 | 920 | 10 | 1100 | 13,8 | 1075; 1100 | 1,0 | 210 | 1300 | 60,0 | 3500 | 1522,0 | 1306,5 |
| 1000 | 1020 | 11 | 1200 | 14,9 | 1175; 1200 | 1,0 | 210 | 1400 | 60,0 | 3500 | 1839,0 | 1664,6 |
Нормативная база
Изготовление и установка изделия регулируется рядом ГОСТов и СНиПов.
Эксплуатация компенсаторов
Компенсаторы применяются в строительстве, где расчетная наружная температура не опускается ниже -400С. При этом сейсмичность района строительства может достигать 9-ти баллов. Компенсаторы могут применяться, если содержание хлоридов в воде не больше 200 мг/кг. Устанавливаются они на прямолинейных участках трубопровода между неподвижных опор. Причем осуществляется установка только одного компенсатора, который присоединяется к трубопроводу сваркой. Компенсатор сильфонный КСО станавливается только у одной из неподвижных опор. А на бесканальных подземных трубопроводах компенсатор устанавливается на середине участка, который ограничен двумя опорами. Перед компенсатором и после него устанавливаются направляющие опоры, которые позволяют избежать радиального перемещения трубопровода. Бесканальная прокладка не подразумевает установку направляющих опор. Стоит отметить, что при установке сильфонных компенсаторов нельзя примять подвесные опоры.
Монтаж компенсаторов
Монтаж компенсаторов проводится согласно проекту трубопровода. Хранение и транспортировка осуществляется в заводской упаковке, чтобы предупредить механические повреждения, а распакованные компенсаторы на открытых площадках не хранятся – это может привести к потере их эксплуатационных характеристик. Сварочные работы должны проводиться аккуратно, чтобы брызги металла не попали на поверхность сильфона. Для этого его оборачивают асбестовой тканью. Также при монтаже избегают скручивающих и изгибающих нагрузок, не допускается провисание, нагрузка от массы труб, арматуры и других элементов. Температура воздуха при монтаже не должна быть ниже -300С. Перед приваркой заводской консервант с присоединительных патрубков удаляется металлической щеткой или горячей водой.
Перед приваркой обязательно выполняется растяжка компенсаторов. Монтажная длина должна устанавливаться монтажной организацией, она должна соответствовать расстоянию между концами труб, закрепленных между двумя неподвижными опорами. Расстояние между закрепленных концов труб и температура окружающей среды фиксируется актом. Компенсатор приваривается к одному концу участка трубопровода, а затем устанавливается специальное монтажное приспособление, которое крепится на конец патрубка компенсатора и конец участка трубопровода. После этого проводится растяжка компенсаторов до стыка с трубопроводом, и осуществляются сварочные работы. Далее монтажное приспособление снимается, проводятся гидравлические испытания, устанавливаются кожухи, а сверху них – тепловая изоляция. При этом она не должна мешать растяжению и сжатию сильфона.
Если в процессе испытаний обнаруживается, что компенсатор не герметичен, то он демонтируется и устанавливается новый компенсатор, так как ремонту и техническому обслуживанию такие изделия не подлежат.
Применение компенсаторов в трубопроводных системах многоэтажных домов.
Необходимость применения компенсаторов для труб отопления многоэтажных домов обусловлена тем, что в линиях отопительной системы, с температурой проводимой среды 60С-90С, на каждом этаже могут происходить изменения длинны трубы, приблизительно на 3 мм. Соответственно расширения, возникающие в линиях 7-этажных зданий (приблизительно 21м) могут достигать величин более 20мм, что неминуемо приведет к деформации трубы. В зданиях, этажность которых не превышает 7 этажей эту проблему можно устранить, предусмотрев возможность свободного осевого перемещения трубы, и наличие колен в верхней и нижней точках, которые и будут выполнять роль компенсационного устройства. Но для многоэтажных зданий (более 7 этажей, или 21 метра) такое решение не подходит. Поэтому в высотных домах применяются сильфонные компенсаторы для систем отопления, устанавливаемые через каждые 30 метров (10 этажей).
Читайте также: