Опоры трубопроводов

Опоры трубопроводов — это общее название для стальных соединений, служащих узлом между трубой и несущей конструкцией или почвой. Это обязательный элемент системы, выполняет функции крепежа, который позволяет удерживать трубу в едином проектном положении на всем заданном участке. Опоры способны взять на себя ряд физических нагрузок. Например, они защищают изделие от возможной деформации из-за температурных изменений. Также они способны гасить вибрации, которые неизбежно возникают при транспортировке веществ по системе. Обжим позволяет регулировать усилия и напряжения по всей конструкции, поэтому выбор опорного узла — одна из основных задач при расчете всей трубопроводной системы.

Классификация

По способу фиксации на участке системы опоры технологических трубопроводов бывают подвижные или неподвижные.

Неподвижные (или «мертвые») обеспечивает жесткий контроль системы на участке, удерживает ее от возможных сдвигов в продольном или поперечном направлении. Существуют также шарнирно-неподвижные опоры, которые ограничивают изделие в линейных перемещениях, однако предоставляют ему угол наклона. Применяются в том числе при прокладке подземных магистралей по бесканальной технологии. Отдельную значимость обрели в регионах с суровым климатом, поскольку способны компенсировать ущерб от перепадов температур на участках магистрали. Габариты регламентирует ОСТ 36-146-89.

Подвижные опоры позволяют трубам перемещаться в результате их температурных деформаций, однако сохраняют ребро жесткости для амортизации вертикальных нагрузок. Такой вид защищает изделие от стирания, а значит и скорейшего выхода из эксплуатации. Отдельно выделяют подкатегории:

• Скользящие — способны допускать перемещение трубопроводов не только вдоль собственной оси, но и в поперечном направлении. Такие опоры ограничивают движение только за счет силы трения. Главная их задача — обеспечить свободу движения в предусмотренных местах.
• Катковые — блочные устройства обеспечивают перемещение для уже сваренных и смонтированных узлов других видов. Применяются для ТЭС и АЭС, где работают по собственному ОСТ 34-10-619-93.
• Шариковые — содержит приспособление для облегчения транспортировки вещества внутри системы различного веса и формы. Обеспечивает свободное перемещение, без избыточного трения или вибрации. 

Габариты предусмотрены ОСТ 36 94-83 и ГОСТ 14911-82.

К исключительным типам относятся также опорные узлы по ТУ 1468-001-00151756-2015. Они бывают только подвижными, все остальные виды допускают применение в обоих исполнениях без существенных различий в конструкторской документации.

Проектирование

Опоры выполняют следующие задачи в системе:

• Передача нагрузки на фундамент или грунт.
• Механическое укрепление конструкции.
• Нивелирование вибраций.
• Ограничение перемещения трубы.
• Фиксация изделия по всему участку магистрали в соответствии с проектной документацией.

Задачи определяют выбор подходящего вида трубопровода, а также частоту установления опор, которую определяет диаметр трубы в соответствии с ГОСТ 23237-78. Для подвижных опор также учитывается их шаг смещения при температурных деформациях.

При расчете учитываются эксплуатационные параметры:

• Климатические условия: количество осадков, перепады температур, давление при подземном строительстве.
• Рабочее давление внутри трубы.
• Вид и температура подаваемого в трубопровод вещества.

Все эти параметры также влияют на расширение материала в зависимости от применяемого металла. На этапе проектирования следует подобрать марку стали в соответствии с требуемыми свойствами прочности, устойчивости к коррозии, низким или температурам, перепадам давления. Неподвижные магистрали обеспечиваются компенсаторами на протяжении всей длины участка в соответствии с проектной документацией. Зачастую установка таких конструкций происходит при помощи железобетонных изделий.

Опора для водопроводов скользящего типа значительно проще в размещении, что позволяет снизить цену всей магистрали: как на этапе производства, так и во время самого монтажа.