Скользящая опора для трубопроводов: виды и предназначение, монтаж деталей и установка, сферы применения

Скользящие опоры предназначены не только для фиксации труб в одном положении, что имеет существенное значении при сооружении бытовых и промышленных трубопроводов, но и для компенсации колебаний, возникающих вследствие изменения температурного режима или иных факторов. В каких бытовых системах применяются такие приспособления? Как правильно выбирается и устанавливается скользящая опора для трубопровода? Можно ли выполнить работы по монтажу опор самостоятельно? Читайте далее.

Опора для трубопровода скользящая хомутовая

Устройство и сфера применения опор

Скользящая хомутовая опора состоит из следующих элементов:

  • тела опоры или основания устройства, которое, как правило, изготавливается в виде буквы «П». Для придания конструкции дополнительной прочности в основании устанавливаются дополнительные ребра жесткости;
  • крепежных хомутов. В зависимости от конструкции удерживающего устройства и его технических характеристик на опоре могут быть установлены один или два крепежных хомута;
  • фиксирующих гаек, при помощи которых и производится непосредственная фиксация трубопровода к опорной конструкции.

Основные элементы скользящей опоры

Для продления срока службы трубопроводной системы путем снижения трения между трубой и креплением на опоре устанавливаются специальные изоляционные прокладки. 

Существенными преимуществами подвижных хомутовых опор по сравнению с неподвижными видами являются:

  • надежность. Скользящие опоры максимально точно сохраняют заданное местоположение трубы и защищают трубопровод от сейсмической активности, порывов ветра и прочих неблагоприятных условий, способных пагубно воздействовать на коммуникационные сети;
  • невысокая стоимость даже при высоких технических параметрах;
  • простота установки. Для монтажа не требуется подъемных механизмом и сложного оборудования;
  • разнообразие модельного ряда, преимущественно отличающегося техническими характеристиками отдельных моделей.

Модельный ряд опор

Все разновидности опор изготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ 14911 – 82. Для изготовления опорных конструкций используется исключительно высокопрочная сталь. 

Основное предназначение скользящих хомутов опор – компенсация колебаний труб, вызванная изменениями температурного режима, колебаниями земной коры и так далее. Поэтому такие опоры преимущественно устанавливаются:

  • на сетях теплоснабжения, причем как промышленного, так и бытового назначения;
  • на водопроводах холодной и горячей систем;
  • на канализационных магистралях;
  • на сетях электроснабжения;
  • на специализированных трубопроводах, проводящих нефть и нефтепродукты, газ и иные специфические жидкости.

Кроме этого скользящие хомутовые опоры используются при строительстве любых трубопроводов в зонах:

  • вечной мерзлоты;
  • сейсмической активности;
  • со сложными пучинистыми почвами.

Правила выбора и монтажа

Для надежной фиксации труб в тех или иных условиях необходимо правильно подобрать и установить опорную конструкцию.

Выбор опор

В соответствии с ОСТ 34-10-617-93 все опоры подразделяются на следующие виды:

  • приварные опоры (рисунок выше). Отличительные характеристики – наличие дополнительных ребер, придающих конструкции жесткость. Используются исключительно для монтажа на трубопроводах, изготовленных из стали;
  • корпусные опоры. Крепежные элементы могут быть оборудованы плоскими (предназначены для стальных трубопроводов) и круглыми хомутами (могут устанавливаться на стальные и пластиковые трубы, а также на трубы, имеющие дополнительный изоляционный слой);

Скользящая опора для труб из различных материалов

Размеры опор подбираются в зависимости от размеров труб и параметров трубопровода:

  • для изделий, имеющих диаметр в пределах 18 – 48 мм, подходят опоры первой серии (ОПХ 1);
  • для изделий с диаметром 53 – 630 мм используются опоры второй или третьей серии (ОПХ 2 или ОПХ 3).

На трубы диаметром менее 18 мм и более 630 мм скользящие опоры хомутового типа не устанавливаются. 

Монтаж опор

Монтаж скользящих хомутовых опор выполняется с соблюдением следующих правил:

  1. количество удерживающих конструкций определяется индивидуально с учетом характеристик трубопровода и вида транспортируемой среды. Например, при строительстве отопительной системы опоры располагаются чаще, чем при сооружении водопровода с холодной водой;
  2. опоры должны быть установлены в местах стыков труб и местах с наибольшей вероятностью повреждений;
  3. установка опор производится до монтажа футляра. Соблюдение этого правила помогает избежать повреждений заводского изоляционного слоя при сооружении;
  4. места стыков труб и опор изолируются. На наиболее подверженные износу части конструкции наносится дополнительный слой смазки;

Защита труб от износа

  1. окончательная стяжка опор и их приварка производятся после монтажа отдельного участка трубопровода;
  2. места сварки обрабатываются антикоррозийными составами.

После изготовления все опоры проходят серьезные испытания на износ и устойчивость. Поэтому залогом долговечности трубопроводной системы являются правильные подбор и установка удерживающих конструкций. Этапы производства и контроля представлены на видео.

В настоящее время при прокладывании подземных и наземных трубопроводов применяются не только неподвижные опоры, но и скользящие. Такое решение позволяет придерживать трубопровод в нужном положении, исключая вероятность препятствий с помощью естественного смещения. Основная задача конструкции заключается в приеме весовых нагрузок, которые создаются общей системой в процессе эксплуатации, а также защите теплоизоляционного покрытия от повреждения при монтаже и дальнейшем использовании.

Вариант скользящей опоры для трубопроводов стал очень популярным в тех местах, где присутствует необходимость компенсации сезонных изменений температуры. К тому же, он обеспечивает максимальную устойчивость и неподвижность труб, компенсируя продольные перемещения при всевозможных деформациях от воздействия непредсказуемых температурных показателей.

Принцип действия

Не секрет, что трубопроводная система может оказывать большую нагрузку на пролеты и опорные инженерные сооружения. Подобное воздействие объясняется большим весом фитингов, соединительной арматуры, труб и других элементов, представляющих собой составную часть систем теплоснабжения, а также магистральных и технологических транспортировочных линий.

В большинстве случаев трубы выполняют из металла, что необходимо для обеспечения максимальной надёжности конструкции. Однако применение подобного материала существенно увеличивает её размеры. А если в трубе оказываются технологические продукты, в качестве которых используется жидкий теплоноситель (если речь идёт о тепломагистралях), вес погонного метра трубы стремительно возрастает. Нагрузка становится максимальной при прокачке жидких веществ, включая воду для питья и ГВС, воду с антифризом теплотрасс, технологические растворы, суспензии.

Кроме статистических нагрузок, эксплуатация системы сопровождается тепловым изменением линейных размеров и диаметров комплектующего. Это объясняется сезонными колебаниями температурного режима и климатическими факторами. Также особое влияние на трубопровод оказывает сам транспортируемый продукт, который заполняет всё внутреннее пространства. Для понимания, горячий пар может удлинять один погонный метр паропровода на 1,2 миллиметра, в результате чего происходит продольное смещение некоторых участков системы.

Также на трубы влияют крутящие моменты, поперечные и осевые нагрузки при прокачке жидкого вещества. Транспортировку осложняют порывы ветра, гидроудары, вибрации и прочие неприятные происшествия.

Для чего нужны опоры трубопроводов

Чтобы обеспечить системе трубопровода максимальную надёжность и безопасность, используют не только высококачественное комплектующее, но и надёжную опору в проектном положении. Подобное изделие воспринимает и правильно распределяет действующие нагрузки на грунт или любое другое основание.

Важным достоинством опор является защита труб от изгибов и размыкания соединительных элементов в местах сочленений. Конструкции оборудованы упругими прокладками, которые зажаты между трубопроводом и опорой.

Скользящие приспособления характеризуются одной уникальной особенностью: их основание не фиксируется к бетонной поверхности, а свободно перемещается по горизонтальной плоскости. Чтобы поддерживать трубы, применяют насыпи, траншеи, стойки и этажерки, на которых присутствуют специальные опорные башмаки. Иногда трубопровод крепят и к стенам с помощью кронштейнов.

Прокладывая теплотрассы, в лотке перед трассировкой теплоцентралей монтируют опорную подушку под основание труб. Решение защищает конструктив от истирания и деформаций при изменении температурных показателей и других климатических факторах.

Конструкция и ее разновидности

Опора для трубопровода включает в себя несколько отдельных частей. Среди них:

  • основание из швеллера или уголка;
  • крепеж держателей;
  • прокладки из паронита;
  • полукруглые держатели;
  • специальные катки;
  • соединительные гайки, болты и шайбы.

В наши дни широко распространены такие разновидности опор:

  • катковые;
  • хомутовые.

Представители первой группы обеспечивают эффективное скольжение труб по направляющим элементам за счёт катка. Подобные конструкции будут незаменимыми при соединении труб в тоннелях, где есть необходимость поддерживать трубопровод по оси. Движение ограничивается с помощью специальных упоров. На рынке доступны однокатковые и двухкатковые скользящие опоры.

Что касается хомутовых моделей, они способны обеспечивать высокую устойчивость системы к непредвиденным нагрузкам. Используемые в конструкции подвески необходимы для эффективного перемещения труб.

Как заявляют нормы СНиП, опоры трубопроводной системы могут быть подвижными или неподвижными. Что касается подвижных видов, они представлены:

  • хомутовыми скользящими — необходимы для перемещения труб в конкретном направлении;
  • диэлектрическими — отличаются наличием диэлектрических прокладок, выполненных из паронита, обеспечивают системе надёжную защиту от возможного воздействия статистического электричества;
  • роликовые — двигаются вдоль собственной оси при появлении тепловой деформации;
  • шариковые — способные выполнять осевое и поперечное смещение труб;
  • хомутовые с кронштейном — предназначаются для смещения труб по конкретному направлению.

При выборе подходящего варианта для своих целей обращайте внимание не только на конструктивные характеристики конкретной модели, но и на результаты расчетов, полученные путём определенных общих измерений.

Особенности опор скользящего типа

В большинстве случаев температурная усадка не влияет на работу трубопроводной системы. Скользящие элементы обеспечивают быстрое решение многих проблем, связанных с усадкой. Они могут поддерживать трубу, оставляя лишь вертикальные нагрузки. Таким образом, частичная фиксация защищает систему от непредвиденного возникновения напряжения при изменении температурных показателей. Правда, для неподвижных конструкций даже небольшое напряжение может стать фатальным и привести к повреждениям.

Несмотря на представленное выше противоречие, скользящие конструкции фиксируют непосредственно к трубе, где они скользят по её основе. В таком случае уменьшается интенсивность стирания трубы при транспортировке. Существует ряд факторов, которые могут привести к постоянным или незначительным смещениям. Речь идёт об:

  • изменении давления внутри системы;
  • систематических температурных усадках;
  • вибрациях.

Если опора прикреплена недостаточно надёжно, в образованном зазоре начнут появляться пыль и грязь, у которых присутствуют характерные абразивные свойства. Со временем они начинают истончать стену трубы, создавая концентратор напряжения. В конечном итоге она банально не выдерживает.

В настоящее время скользящие опоры для трубопроводов продаются с полным комплектом, в который входят все сопутствующие элементы. Поэтому вы можете самостоятельно подобрать подходящее решение для конкретной высоты прокладки и диаметра трубы. Монтаж конструкции лучше доверить квалифицированному специалисту, т. к. учесть множество тонкостей самостоятельно без навыков и опыта проблематично. Профессиональный сотрудник учтёт все неочевидные аспекты и минимизирует вероятность возникновения аварий, снизив стоимость обслуживания системы.

Преимущества

Популярность скользящих опор обусловлена многими преимуществами и конструктивными особенностями. Среди них:

  • отсутствие сложностей в монтаже;
  • большой срок службы, независимо от условий эксплуатации;
  • надёжная и прочная конструкция, выдерживающая максимальные нагрузки;
  • наличие всевозможных типоразмеров, что расширяет возможности для поиска подходящего решения под конкретный случай.

Опора представляет собой одну из самых незаменимых составляющих любой системы теплоснабжения. Её отсутствие существенно снижает продолжительность эксплуатации трубопровода и повышает риск всевозможных повреждений под воздействием отдельных факторов.

При выборе подходящего решения для индивидуального случая не забывайте, что хорошая конструкция максимально точно сохраняет базовое положение трубы на опорном листе, предотвращая агрессивное воздействие ветра или сейсмических толчков. Также она гарантирует опирание трубы любого веса и диаметра с минимальным напряжением стенок. В результате это исключает вероятность появления вмятин или повреждений. У опор скользящего типа высокая несущая способность при относительно невысоких ресурсных затратах.

На рынке предлагается большой ассортимент стандартизированных исполнений, которые расширяют возможности выбора и позволяют найти любую модификацию, которая идеально подойдёт под ваши условия.

Выбирая тип исполнения опорной конструкции, специалисты обращают внимание и на расчетные показатели предполагаемых усилий, и на процесс взаимодействия между комплектующими. В большинстве случаев проектировщики отдают предпочтение башмакам опор с антифрикционным покрытием (фторопластом), которые опираются на опорную подушку (в её качестве может быть использована бетонная плита). Такое решение положительно сказывается на скольжении обычного сочетания «сталь-бетон», обеспечивая коэффициент трения 0,5. Есть смысл применить опоры каткового или шарикового типа с коэффициентом трения 0,1.

Качественная скользящая конструкция может защитить магистральные трубопроводы от непредвиденных повреждений и нагрузок, компенсируя температурные расширения, вертикальные и поперечные нагрузки, а также сглаживая крутящий момент и нивелируя другие физические воздействия. В результате клиенту обеспечивается колоссальная экономия финансов на ремонтные работы, а вероятность любых неприятных «сюрпризов» сокращается.

Учитывая подобные характеристики, скользящие опоры являются незаменимой частью любого современного трубопровода. Стоимость изделий бывает разной и варьируется от нескольких сотен рублей до десятков тысяч. Здесь всё зависит от массы, длины, размеров, конструктивных и эксплуатационных свойств, а также некоторых других аспектов.

Что касается сфер применения, они действительно очень обширные и при этом постоянно расширяются. Чаще всего скользящая опора применяется в:

  • металлургии;
  • машиностроении;
  • нефтеперерабатывающей промышленности;
  • строительстве;
  • теплоэнергетике;
  • жилищно-коммунальных хозяйствах;
  • газодобыче.

Особенности монтажа

Чтобы правильно рассчитать оптимальное расстояние между будущими опорами, нужно учитывать ряд особенностей, включая предназначение трубопровода. Для понимания, трубы с горячей водой должны быть оборудованы большим количеством опорных конструкций на небольшом расстоянии друг от друга. Что касается систем подачи холодной жидкости, там принцип действует обратным образом.

К установке подобных элементов на трубопроводы приступают до начала протаскивания труб в футляры. Обращайте внимание на сохранность целостности заводской изоляции системы.

Между опорами и металлическими футлярами фиксируют бесшовный гидроизоляционный материал, а на их поверхность наносят графитовую смазку, при условиях, что трубы будут подвергаться трению. На последнем этапе фиксируются хомуты, и выполняется качественная стяжка. Если в процессе монтажа отдельные места опор были повреждены, их следует окрасить.

Монтаж таких скользящих элементов начинается одновременно с прокладкой линейной части и без применения специальной техники. Для крепежа используют электродуговую сварку. На разных этапах выполнения монтажных работ следует учитывать меры технической безопасности.

Таким образом, скользящая опора представляет собой важнейший элемент, который незаменим при строительстве и дальнейшем использовании трубопроводных систем. Чтобы составить правильный проект будущей конструкции, лучше заранее проконсультироваться с высокопрофессиональными специалистами, т. к. низкоквалифицированный инженер не всегда может точно рассчитать базовые характеристики и особенности предстоящей работы.

Скользящие опоры для трубопроводов являются необходимым элементом современных инженерных коммуникаций. Поддерживая трубопровод в проектном положении, они не препятствуют его естественным смещениям, возникающим в результате деформаций под действием температурных изменений.

Назначение опорных конструкций

Опоры являются важной частью всей конструкции трубопровода и выполняют функцию его фиксации в расчетном положении. Кроме того, они способствуют равномерному распределению нагрузок, вызванных большой массой систем теплоснабжения или магистральных транспортировочных трубопроводов.

Чаще всего их составные части изготовлены из металла, обладающего высоким удельным весом. Дополнительную весовую нагрузку создает транспортировка технологических продуктов:

  • питьевой воды;
  • технических растворов или суспензий;
  • горячей воды или пара в теплотрассах.

Следует учитывать и тепловое воздействие перемещаемой среды, которое вызывает линейное расширение материала труб. Например, при прохождении водяного пара увеличение их линейных размеров достигает 1,2 мм на каждый погонный метр. Нельзя исключать и воздействие:

  • сезонных температурных колебаний;
  • интенсивных атмосферных осадков;
  • сильных ветров;
  • вибрационных явлений, возникающих при прокачке жидкостей, и приводящих к отклонению трубы от заданного расположения.

Основные достоинства

Опоры для трубопровода призваны обеспечить его безопасность в период эксплуатации. Их преимущества состоят:

  • в препятствии прогибанию под действием силы тяжести;
  • предотвращении размыкания составных узлов;
  • защите от повреждений в местах, где происходит соприкосновение с опорой;
  • высоком несущем потенциале при низких финансовых затратах на их установку;
  • правильной фиксации положения трубы в пространстве;
  • распределении нагрузки по всей длине и передаче ее на опорный узел;
  • устранении напряжений в трубопроводе;
  • разнообразии модификаций, предоставляющих возможность оптимального выбора для разных условий эксплуатации.

Как правильно выбрать скользящие опоры трубопровода

Опорные конструкции делятся на две группы:

  • неподвижные — обеспечивают защиту от линейных и угловых перемещений;
  • подвижные – допускают расчетные смещения относительно опоры, обладающей заданными параметрами подвижности.

Скользящие опоры являются одной из разновидностей подвижных конструкций. Они обеспечивают трубе определенную степень свободы при осевых смещениях из-за температурного расширения, при этом сохраняя ее вертикальную устойчивость. Их монтаж производится после расчета величины температурного расширения на заданном участке магистрали.

Принцип устройства

Скользящая опора для трубопроводов отличается достаточно простой конструкцией. В качестве стационарного основания для нее используют швеллер. К нему крепится с помощью сварки, соединительных гаек несущая часть со скользящими элементами.

Прочное соединение частей можно обеспечить и бетонной заливкой. На расчетную высоту трубопровода выставляется стойка опоры. Более точно ее уровень дополнительно регулируется подвижными элементами, которые затем закрепляются болтами.

Устройство скользящей опоры

Труба фиксируется в пространстве полукруглым держателем. Скользящая опора, в которой она плотно не закрепляется, а свободно перемещается вдоль оси, называется направляющей. Основными узлами полукруглого держателя являются:

  • опорный элемент округлой формы, соответствующей размеру трубы;
  • фиксирующий узел со специальными захватами.

Фиксация трубы в скользящей опоре

Те части скользящей опоры, которые соприкасаются с поверхностью трубы, оборудуются упругими прокладками. При существующих стандартах скользящие установки должны выдерживать максимальную нагрузку, равную весу трубопровода вместе с перемещаемым субстратом. Технологические характеристики внутри трубы могут достигать:

  • давления – до 16 МПа;
  • температуры — +450 градусов.

В связи с такими нагрузками опоры должны обладать высокими показателями прочности. Поэтому их основные элементы изготавливают из металла.

Виды скользящих опор

Существующие модификации различаются в зависимости:

  • от нагрузки трубы;
  • способа крепления;
  • степени свободы, которую скользящие элементы предоставляют трубе;
  • назначения магистрали;
  • ее пространственной ориентации;
  • длины трубопровода и числа его изгибов;
  • климатических особенностей, характерных для данного участка.

Хомутовые опоры применяются при прокладке магистралей наземным способом. Они фиксируют трубу с помощью хомутов, давая ей возможность перемещаться в продольном и поперечном направлениях. Коэффициент трения данного типа установок равен 0,3, для его уменьшения применяют специальную графитовую смазку.

Хомутовые опоры на кронштейнах обеспечивают трубе перемещение в конкретном направлении.

Шариковые опоры устанавливаются в тепловых сетях наземных и подземных коммуникаций. Оборудованные обоймой с шариками, они обеспечивают свободу перемещения трубы по оси и в поперечном направлении. Данный тип оптимален для труб с большим диаметром.

Шариковые скользящие опоры — схема

Роликовые опоры применяют при прокладке трубопроводов в тоннелях. Они поддерживают трубу по оси и в направлении магистральной линии, ограничивая ее перемещение специальными упорами. Роликовые модификации подразделяется на одно- и двухкатковые скользящие опоры.

Диэлектрические опоры призваны защищать трубы от блуждающих токов и статического электричества с помощью паронитовой изоляции. Их применяют для труб, изготовленных из углеродистых сталей.

Бугельные корпусные опоры с пружинным блоком, поглощающим толчки, устанавливаются в сейсмически активных регионах.

Особенности элементов скользящего типа

Скользящие элементы для трубопроводов частично фиксируют его, препятствуя возникновению в нем напряжений из-за перепадов температур. Если эти элементы будут неподвижными, возникающие напряжения могут привести к повреждению магистрали. Тем не менее, скользящие элементы приваривают к трубе, и они скользят по ее основе. Такой механизм позволяет снизить трение при постоянных смещениях трубы, вызванных:

  • температурными усадками;
  • меняющимся внутри трубы давлением;
  • вибрационными явлениями.

Если не крепить к трубе скользящий элемент, то при смещениях в зазоры между ними будут попадать пыль, грязь, песок. Со временем абразивное воздействие этих частиц может вызвать разрушение стенок трубы.

Таблица размеров скользящих опор для трубопроводов ППУ в стальной оцинкованной оболочке

Монтаж опор

Прежде чем составлять проект системы трубопровода, нужно определиться с расстояниями между скользящими опорами. Их нужно рассчитывать индивидуально, учитывая:

  • характеристики транспортировочной магистрали;
  • конструкцию опоры;
  • назначение системы;
  • место установки.

Например, трубопровод, по которому подается горячий пар, требует большего количества опор, которые устанавливаются достаточно близко друг к другу. После определения мест установки скользящих опорных конструкций их основания закрепляются на стационарных платформах.

Скользящие элементы крепятся к трубе до ее укладки в защитный футляр. Особое внимание нужно уделить защите заводской изоляции труб. Между футляром и элементом опоры укладывают плотный слой гидроизоляционного материала, а места, подвергающиеся трению, обрабатывают графитовой смазкой. На конечном этапе монтажа:

  • на трубе закрепляются и стягиваются хомуты;
  • сварочные швы и поврежденные места покрываются краской.

Скользящие опоры для трубопроводов незаменимы в различных сферах хозяйственной жизни:

Правильный монтаж скользящих опор для трубопровода

  • при прокладке теплотрасс;
  • в металлургическом производстве;
  • промышленном и гражданском строительстве;
  • газодобывающей промышленности;
  • нефтепереработке;
  • жилищно-коммуникационных системах.

Обеспечивая целостность и сохранность трубопроводов, опоры дают возможность сэкономить огромные финансовые ресурсы на их ремонте.

Видео по теме: Этапы производства и контроля качества опор