Нефть - главное богатство
России

Опоры трубопроводов


Опоры трубопроводов существуют свободные, направляющие и неподвижные, которые часто называются «мертвыми» или анкерными.

Свободные опоры не ограничивают перемещения трубопровода в осевом и поперечном направлениях, поэтому, когда это необходимо, устанавливаются направляющие опоры, позволяющие перемещаться трубопроводу только в осевом направлении.

Неподвижные опоры устанавливаются в тех местах, где необходимо закрепить трубопровод в определенном положении. Такие закрепления делаются в местах ответвлений, между компенсаторами, перед присоединением к оборудованию и т. д.

Свободные опоры выполняются скользящими и Катковыми. Скользящие опоры имеют гладкую поверхность. Они просты по конструкции и получили широкое распространение. Катковые опоры более сложны и применяются реже, в более ответственных случаях. Рассчитываются свободные опоры по вертикальной и горизонтальной нагрузкам.

Вертикальная нагрузка Q складывается из веса трубопровода, арматуры, изоляции, снега, льда (если они имеют место) и веса воды, заполняющей трубопровод (при испытании). Расчетную длину участка трубопровода принимают равной расстоянию между опорами.

Таким образом, расчетная нагрузка на промежуточную опору равна

Q = кql,

где к - коэффициент перегрузки, k = 1,2;

q - суммарная нагрузка на погонный метр трубы, кГ/м;

l - расстояние между опорами трубопровода, м.

Ветровая нагрузка, передаваемая пучком горизонтально расположенных трубопроводов на опору, определяется по формуле

S = крвDl,

где рв - скоростной напор ветра, кГ/м2;

D - диаметр тубопровода, наибольшего в пучке, с учетом изоляции, м.

Горизонтальные усилия, действующие на опору вдоль оси трубопровода, подразделяются на:

 

  • силы трения, возникающие между трубопроводом и опорой;
  • распоры компенсирующих устройств;
  • силы, появляющиеся вследствие давления на заглушку или закрытую задвижку (эти усилия не учитываются в случаях применения гнутых компенсаторов).

 

Для промежуточных опор со скользящими или Катковыми опорными устройствами расчетное горизонтальное усилие вдоль трубопровода определяется по формуле

N=μQ ,

где μ - коэффициент трения; при скользящих опорах принимается равным 0,3 - при трении стали о сталь и стали о чугун и 0,6 - при трении стали о бетон; при катковых опорах

μ=0,05/R

где R - радиус катка, см.

Анкерные опоры подразделяются на разгруженные и неразгруженные (концевые). Расчетные горизонтальные усилия, действующие на разгруженные анкерные опоры при прокладке одного трубопровода, определяются по следующим формулам:

а) при отсутствии в смежных пролетах задвижек (изображение «а» и «в») горизонтальное усилие определяется как разность усилий, действующих по обе стороны от анкерной опоры, при этом меньшее по величине усилие умножается на коэффициент 0,8; усилие на анкерную опору Н равно

Ррасч = (Р1+N1)- 0,8 (Р2 +N2),

где Р1, Р2, N1 и N2- соответственно температурные распоры компенсаторов и силы трения на опорах слева и справа от опоры Н.

Расчетные схемы для анкерной опоры (расположение задвижек и компенсаторов в пролётах). 1 - анкерная опора; 2 - П-образный компенсатор; 3 - задвижка; 4 - линзовый компенсатор.

 б) если в одном из смежных пролетов имеется задвижка (изображение «б» и «г»), то усилие на опору Н равно

для схемы «б»:

Ррасч = Р1+N1 - 0,8 N2;

для схемы «г»:

Ррасч=P1+N1- 0,8N2+P*πd2/4. 

При определении горизонтальных усилий, действующих на концевые анкерные опоры, в расчет вводятся усилия с одной стороны от опоры. 

Размеры опорных поверхностей определяют по следующим данным: рабочая поверхность скользящей опоры (см2):

F=Q/σсм ,

длина катка катковой опоры (см):

lк=Q/σсм ,

где σсм - допустимое давление на смятие; величина его принимается для скользящих стальных опор не более 100 кГ/см2 и для роликовых опор не более 50 кГ/см2.

Конструкции и размеры неподвижных опор чрезвычайно разнообразны и зависят от способа прокладки трубопровода и величины силы, действующей на опору.