Компактное оглавление
Таблица 1: Типы опор и подвесок трубопроводов
| Тип опоры | Обозначение | Назначение | Диапазон диаметров, мм | Нормативный документ |
|---|---|---|---|---|
| Неподвижная приварная | Т3-Т12, КП | Жесткая фиксация трубопровода, восприятие всех видов нагрузок | 32-1420 | Серия 4.903-10 вып.4 |
| Неподвижная хомутовая | Т11, Т12, КХ | Фиксация без сварки с трубой, быстрый монтаж | 57-1420 | Серия 4.903-10 вып.4 |
| Скользящая приварная | Т13-Т15, ОПП1-ОПП3 | Компенсация продольных температурных деформаций | 18-1620 | ГОСТ 14911-82, Серия 4.903-10 вып.5 |
| Скользящая хомутовая | ОПХ1-ОПХ3, ХБ | Компенсация деформаций, съемная конструкция | 18-630 | ГОСТ 14911-82, ОСТ 36-146-88 |
| Скользящая бескорпусная | ОПБ1, ОПБ2 | Минимальная металлоемкость, простой монтаж | 18-530 | ГОСТ 14911-82 |
| Катковая | Т19, Т20, КН | Снижение силы трения при больших перемещениях | 194-1420 | Серия 4.903-10 вып.5 |
| Шариковая | Т21 | Многонаправленное перемещение с низким трением | 194-1420 | Серия 4.903-10 вып.5 |
| Подвеска жесткая | Т22-Т25 | Вертикальное удержание без компенсации осадки | 32-1420 | Серия 4.903-10 вып.6 |
| Подвеска пружинная | Т27-Т29, Т41 | Компенсация вертикальных перемещений и вибраций | 32-1420 | Серия 4.903-10 вып.6 |
Опоры трубопроводов делятся на неподвижные, обеспечивающие жесткую фиксацию, и подвижные, позволяющие компенсировать температурные деформации. Скользящие опоры применяются для диаметров до 150 миллиметров, в то время как катковые конструкции используются при больших диаметрах свыше 200 миллиметров. Подвесные системы эффективны при надземной прокладке на эстакадах и в технологических помещениях.
Таблица 2: Расчет нагрузок на опоры трубопроводов
| Тип нагрузки | Расчетная формула | Параметры | Применение |
|---|---|---|---|
| Вертикальная на скользящую опору | Q = q × L | q - вес 1 м трубопровода с изоляцией и средой, Н/м; L - расстояние между опорами, м | Все подвижные опоры |
| Горизонтальная осевая (трение скольжения) | Fhx = μx × Gh × L | μx - коэффициент трения 0,3-0,4; Gh - вес 1 м трубопровода, Н/м | Скользящие опоры |
| Горизонтальная боковая | Fhy = μy × Gh × L | μy - коэффициент бокового трения 0,2-0,25 | Опоры у компенсаторов и поворотов |
| На неподвижную опору (сила трения) | Fтр = μ × q × L1 | L1 - длина от неподвижной опоры до компенсатора/поворота, м | Анкерные опоры |
| Распор компенсатора | P = k × ΔL | k - жесткость компенсатора, Н/мм; ΔL - тепловое удлинение, мм | Неподвижные опоры |
| Ветровая нагрузка | Fв = W0 × k × c × A | W0 - нормативный скоростной напор ветра, Па; k - коэффициент 0,7-1,0; c - аэродинамический коэффициент 0,6-0,8; A - площадь миделя, м² | Надземные трубопроводы |
| Коэффициент одновременности (2 трубы) | kодн = 1,0 | При параллельной прокладке двух трубопроводов | Групповая прокладка |
| Коэффициент одновременности (3 трубы) | kодн = 0,67 | При параллельной прокладке трех трубопроводов | Групповая прокладка |
| Коэффициент одновременности (4+ трубы) | kодн = 0,5 | При параллельной прокладке четырех и более трубопроводов | Групповая прокладка |
Расчет нагрузок выполняется раздельно для вертикальных и горизонтальных составляющих. Вертикальная нагрузка включает вес трубопровода, транспортируемой среды, изоляции и при гидравлических испытаниях - воды. Горизонтальные нагрузки учитывают силы трения в подвижных опорах, распор компенсаторов, ветровое воздействие и температурные деформации. При групповой прокладке применяются коэффициенты одновременности для учета вероятности одновременной максимальной нагрузки от всех трубопроводов.
Таблица 3: Шаг установки опор трубопроводов
| Наружный диаметр трубы, мм | Толщина стенки, мм | Максимальное расстояние (надземная прокладка), м | Максимальное расстояние (подземная прокладка), м | Коэффициент при t=90°C |
|---|---|---|---|---|
| 57 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 0,9 |
| 76 | 4,0 | 5,0 | 5,5 | 0,9 |
| 89 | 4,5 | 5,5 | 6,0 | 0,9 |
| 108 | 4,5 | 6,5 | 7,0 | 0,9 |
| 133 | 5,0 | 7,5 | 8,5 | 0,9 |
| 159 | 6,0 | 9,0 | 10,0 | 0,9 |
| 219 | 6,0-8,0 | 11,0 | 12,5 | 0,9 |
| 273 | 7,0-10,0 | 13,0 | 15,0 | 0,9 |
| 325 | 8,0-12,0 | 15,0 | 17,0 | 0,9 |
| 426 | 9,0-12,0 | 18,0 | 20,0 | 0,9 |
| 530 | 10,0-14,0 | 20,0 | 23,0 | 0,9 |
| 720 | 12,0-16,0 | 24,0 | 28,0 | 0,9 |
- Минимальный шаг между опорами согласно СНиП 2.09.03-85 составляет 6 метров, кратно 3 метрам
- При прокладке вблизи зданий и пересечении дорог допускаются отклонения от стандартного шага
- Расстояние от сварного шва до края опоры должно быть не менее 50 миллиметров для труб диаметром менее 150 миллиметров
- Для труб диаметром более 150 миллиметров - не менее 200 миллиметров от сварного шва
- У П-образных компенсаторов направляющие опоры устанавливаются на расстоянии около 40 условных диаметров
Расстояние между опорами определяется на основе прочностных расчетов трубопровода как многопролетной балки с равномерно распределенной нагрузкой. Температурный режим работы влияет на максимально допустимые пролеты - при повышении температуры до 90 градусов Цельсия применяется поправочный коэффициент 0,9 к базовым значениям. Для подземной прокладки допускаются большие пролеты благодаря дополнительной опоре грунта.
Таблица 4: Материалы опор трубопроводов
| Марка стали | Характеристики | Температурный диапазон, °C | Применение |
|---|---|---|---|
| 09Г2С | Низколегированная конструкционная сталь. Содержит марганец 1,3-1,7%, кремний 0,5-0,8%. Повышенная прочность и хладостойкость | от -70 до +425 | Основной материал опор для химпроизводств. Оптимальное сочетание прочности, свариваемости и морозостойкости |
| Ст3сп (Ст3СП) | Углеродистая конструкционная сталь спокойного типа. Содержит углерод до 0,2% | от -40 до +425 | Опоры общего назначения при умеренных нагрузках и стандартных температурах |
| Ст20 (сталь 20) | Качественная углеродистая конструкционная сталь. Содержит углерод около 0,2% | от -40 до +425 | Опоры корпусного типа, детали с повышенными требованиями к качеству |
| 10Г2 | Низколегированная сталь с марганцем до 2%. Пониженное содержание углерода | от -60 до +450 | Опоры для работы при низких температурах, северные районы |
| 17Г1С | Низколегированная сталь повышенной прочности. Марганец до 1,7%, кремний до 0,9% | от -70 до +450 | Опоры под высоконагруженные трубопроводы большого диаметра |
| 12Х18Н10Т | Хромоникелевая нержавеющая сталь. Хром 17-19%, никель 9-11%, титан | от -196 до +600 | Опоры для агрессивных сред, высокотемпературные применения, криогенные установки |
| 12Х1МФ | Хромомолибденовая теплоустойчивая сталь. Хром 0,9-1,2%, молибден 0,25-0,35% | от -40 до +580 | Опоры высокотемпературных технологических трубопроводов |
- Для опор в условиях Крайнего Севера и районов с температурой ниже минус 40 градусов применяют сталь 09Г2С или 10Г2
- При контакте с агрессивными химическими средами используют коррозионностойкие стали типа 12Х18Н10Т
- Хомутовые опоры могут изготавливаться из стали Ст3сп с антикоррозионным покрытием
- Сварные конструкции из стали 09Г2С не требуют предварительного подогрева и последующей термообработки
- Все материалы должны соответствовать требованиям ГОСТ 32569-2013 для технологических трубопроводов
Выбор материала опор определяется условиями эксплуатации трубопровода. Сталь 09Г2С является оптимальным решением для большинства применений благодаря сочетанию прочности, хладостойкости и технологичности изготовления. Для особых условий работы применяют специализированные марки сталей - нержавеющие для агрессивных сред, теплоустойчивые для высоких температур.
Полное оглавление статьи
- Введение: роль опорно-подвесной системы в технологических трубопроводах
- Классификация опор и подвесок трубопроводов
- Методика расчета нагрузок на опоры
- Определение шага установки опор
- Материалы для изготовления опор
- Нормативная база и стандарты
- Особенности монтажа опорных конструкций
- Часто задаваемые вопросы
- Источники информации
- Отказ от ответственности
Введение: роль опорно-подвесной системы в технологических трубопроводах
Опорно-подвесная система представляет собой комплекс металлоконструкций, обеспечивающих удержание технологических трубопроводов в проектном положении на химических, нефтехимических и смежных производствах. Правильный подбор типа опор и расчет их установки критически важны для безопасности и надежности работы технологического оборудования.
Согласно требованиям ГОСТ 32569-2013, к технологическим трубопроводам относятся системы транспортирования сырья, полуфабрикатов, готовой продукции, пара, воды и других веществ в пределах промышленных предприятий при давлении до 320 МПа и температуре от минус 196 до плюс 700 градусов Цельсия. Опоры выполняют следующие функции: воспринимают вес трубопровода с изоляцией и транспортируемой средой, компенсируют температурные деформации, обеспечивают прочность при динамических воздействиях, предотвращают провисание участков между точками крепления.
Согласно терминологии ГОСТ 32569-2013, деталью трубопровода для крепления является часть, предназначенная для фиксации положения трубопровода - опора, подвеска, хомут с соответствующими крепежными элементами. Опоры и подвески входят в состав блока коммуникаций - сборочной единицы, включающей трубопроводы, опорные конструкции и средства защиты от внешних воздействий.
Классификация опор и подвесок трубопроводов
Неподвижные опоры
Неподвижные опоры предназначены для жесткой фиксации трубопровода и восприятия всех видов нагрузок - вертикальных, продольных осевых и поперечных. Согласно серии 4.903-10 выпуск 4, к неподвижным относятся следующие конструкции: лобовые двух- и четырехупорные опоры типов Т3-Т7, щитовые опоры Т8-Т9 для восприятия больших осевых усилий, боковые опоры Т10, хомутовые неподвижные Т11-Т12, бугельные опоры Т44 для трубопроводов малого диаметра.
Неподвижные опоры устанавливаются в местах присоединения ответвлений, у запорной арматуры, по концам температурных блоков. Расстояние между неподвижными опорами определяется компенсирующей способностью установленных компенсаторов или длиной участков самокомпенсации. Конструктивно неподвижные опоры могут выполняться приварными или хомутовыми - выбор зависит от требований по ремонтопригодности и условий монтажа.
Подвижные опоры
Подвижные опоры предназначены для восприятия вертикальных нагрузок при одновременном обеспечении свободного перемещения трубопровода в продольном направлении под влиянием температурных деформаций. По конструктивному исполнению подвижные опоры подразделяются на скользящие, катковые, шариковые и направляющие типы.
Скользящие опоры согласно ГОСТ 14911-82 и серии 4.903-10 выпуск 5 применяются для трубопроводов диаметром от 18 до 1620 миллиметров. Они включают приварные типы ОПП1-ОПП3 и Т13-Т15, хомутовые ОПХ1-ОПХ3, бескорпусные ОПБ1-ОПБ2. Коэффициент трения в скользящих опорах составляет 0,3-0,4 при продольном перемещении и 0,2-0,25 при поперечном. Для снижения трения применяются антифрикционные вкладыши или специальные покрытия скользящих поверхностей.
Катковые опоры типов Т19-Т20 используются для трубопроводов диаметром свыше 200 миллиметров при значительных температурных перемещениях. Они устанавливаются на низких и высоких отдельно стоящих опорах, по стенам зданий и в проходных каналах на каркасах. Коэффициент трения катковых опор не превышает 0,05-0,1, что существенно снижает горизонтальные нагрузки на неподвижные опоры.
Шариковые опоры Т21 обеспечивают перемещение трубопровода в двух направлениях горизонтальной плоскости. Они применяются в узлах сложной пространственной конфигурации, на поворотах трассы, где требуется многонаправленная компенсация температурных деформаций.
Подвесные системы
Подвесные опоры применяются при надземной прокладке трубопроводов на эстакадах, в помещениях с технологическим оборудованием, на участках с ограниченной площадью для размещения стоек. Согласно серии 4.903-10 выпуск 6, подвески классифицируются на жесткие и пружинные типы.
Жесткие подвески типов Т22-Т25 состоят из тяги, серьги и хомута. Они передают постоянную вертикальную нагрузку на несущие конструкции без компенсации осадок или вертикальных перемещений оборудования. Жесткие подвески применяются на горизонтальных участках при отсутствии существенных вертикальных деформаций опорных конструкций.
Пружинные подвески типов Т27-Т29 и Т41 включают блок пружин постоянного или переменного усилия. Они обеспечивают компенсацию вертикальных перемещений трубопровода при температурных деформациях, осадках фундаментов, вибрационных воздействиях. Пружинные подвески критически важны для паропроводов диаметром свыше 400 миллиметров, где температурные удлинения достигают значительных величин. При гидравлических испытаниях паропроводов с пружинными подвесками предусматриваются временные опоры или устройства для дополнительной нагрузки пружин.
Согласно рекомендациям, при установке П-образных компенсаторов направляющие подвески размещаются на расстоянии около 40 условных диаметров от компенсатора. На участках с сальниковыми компенсаторами установка подвесных опор не допускается из-за необходимости восприятия осевых усилий.
Методика расчета нагрузок на опоры
Вертикальные нагрузки
Вертикальная нагрузка на опору определяется весом участка трубопровода, приходящегося на данную точку крепления. Расчетная вертикальная нагрузка включает следующие составляющие: вес трубы с учетом толщины стенки, вес теплоизоляционной конструкции, вес транспортируемой рабочей среды, вес воды при гидравлическом испытании для водяных и конденсатных систем.
Для скользящих опор вертикальная нагрузка рассчитывается по формуле Q равно q умножить на L, где q представляет собой вес одного погонного метра трубопровода в рабочем состоянии в ньютонах на метр, L - расстояние между опорами в метрах. При размещении опоры в узлах трубопроводов дополнительно учитывается вес запорной и дренажной арматуры, компенсаторов, а также вес прилегающих участков ответвлений.
Для пружинных опор и подвесок паропроводов условным проходом 400 миллиметров и более в местах, доступных для обслуживания, допускается расчет на вертикальную нагрузку без учета веса воды при гидравлическом испытании. При этом предусматриваются специальные приспособления для временной нагрузки опор во время проведения испытаний. Данное требование направлено на снижение металлоемкости пружинных блоков больших типоразмеров.
Горизонтальные нагрузки
Горизонтальные нагрузки на опоры возникают от сил трения при перемещении подвижных опор, распора компенсаторов, температурных деформаций трубопровода, ветрового воздействия на надземные участки. Расчет горизонтальных нагрузок выполняется раздельно для осевого и поперечного направлений относительно оси трубопровода.
Для подвижных опор горизонтальная осевая нагрузка от сил трения определяется по формуле F индекс hx равно мю индекс x умножить на G индекс h умножить на L, где мю индекс x - коэффициент трения при перемещении опоры вдоль оси трубопровода, G индекс h - вес одного метра трубопровода в рабочем состоянии, L - расстояние между опорами. Значения коэффициента трения для стальных скользящих опор принимаются 0,3 при перемещении вдоль оси, 0,2 под углом к оси. Для катковых опор коэффициент трения составляет 0,05-0,1.
Горизонтальные боковые нагрузки учитываются при расчете опор, расположенных под компенсаторами, а также на расстоянии не более 40 условных диаметров от угла поворота или компенсатора. Данное требование обусловлено локальным характером распределения поперечных усилий вблизи поворотов трассы.
При определении нагрузки на неподвижную опору учитываются силы трения в подвижных опорах на прилегающих участках, определяемые по формуле F индекс тр равно мю умножить на q умножить на L индекс 1, где L индекс 1 - длина трубопровода от неподвижной опоры до компенсатора или поворота при самокомпенсации. Дополнительно учитывается распор компенсаторов, жесткость сильфонных компенсаторов с предельными отклонениями, допускаемыми техническими условиями на изделия.
При симметричной нагрузке с обеих сторон промежуточной неподвижной опоры горизонтальная осевая нагрузка определяется как сумма сил, действующих с одной стороны опоры, умноженная на коэффициент 0,3. Данный коэффициент учитывает вероятность неодновременности достижения максимальных температурных деформаций на смежных участках.
Особые нагрузки и воздействия
К особым нагрузкам относятся воздействия, возникающие при нестандартных условиях эксплуатации или в переходных режимах работы. Ветровая нагрузка на надземные трубопроводы определяется по нормативному скоростному напору ветра для данного района строительства с учетом аэродинамического коэффициента трубопровода. Расчетное усилие составляет W индекс 0 умножить на k умножить на c умножить на A, где W индекс 0 - нормативный напор в паскалях, k - коэффициент высоты 0,7-1,0, c - аэродинамический коэффициент 0,6-0,8, A - площадь миделя в квадратных метрах.
При одновременной прокладке нескольких трубопроводов на общих опорах применяются коэффициенты одновременности для горизонтальных усилий. Для двух трубопроводов коэффициент равен 1,0, для трех трубопроводов - 0,67, для четырех и более - 0,5. Если при прокладке трех трубопроводов вертикальная нагрузка от одного превышает 0,67 суммарной нагрузки на опору, то в расчет вводится только горизонтальное усилие от этого доминирующего трубопровода.
Вибрационные нагрузки учитываются для трубопроводов, подключенных к поршневым компрессорам, насосам с пульсацией подачи, при наличии кавитации в системе. Для гашения вибраций применяются пружинные подвески, виброизолирующие опоры с упругими вкладышами. Собственные частоты колебаний трубопровода зависят от условий закрепления концевых и промежуточных участков. При ограниченных возможностях варьирования длины пролета отстройка от резонанса достигается выбором типа опор и подбором их жесткости.
Определение шага установки опор
Расстояние между опорами трубопроводов определяется на основании прочностных расчетов с учетом допускаемых напряжений в металле труб. Согласно СНиП 2.09.03-85, минимальный шаг между опорами на эстакадах составляет 6 метров, при этом расстояние должно быть кратным 3 метрам. Рекомендуемые шаги опор эстакад принимаются 12, 18, 24 и 30 метров в зависимости от конструкции пролетных строений и величины нагрузок.
При прокладке трассы вблизи зданий, пересечении автомобильных и железных дорог допускается применение других размеров шага опор при условии обоснования расчетом. Дополнительные требования предъявляются к размещению опор относительно сварных соединений. Сварные швы трубопроводов должны располагаться от края опоры на расстоянии не менее: для труб условным проходом менее 150 миллиметров - 50 миллиметров, для труб условным проходом 150 миллиметров и более - 200 миллиметров.
Расчет максимально допустимого расстояния между опорами базируется на анализе напряженно-деформированного состояния трубопровода как многопролетной неразрезной балки, нагруженной равномерно распределенной нагрузкой. Условия прочности выражаются через допускаемые напряжения изгиба и прогибы участков между опорами. Для стальных трубопроводов при температуре 20 градусов Цельсия базовые значения пролетов определены табличными данными в зависимости от наружного диаметра и толщины стенки трубы.
Температурный режим работы трубопровода существенно влияет на допустимые расстояния между опорами. При повышении температуры рабочей среды прочностные характеристики стали снижаются, что требует применения поправочных коэффициентов. Для температуры 90 градусов Цельсия температурный коэффициент составляет 0,9, то есть базовое расстояние уменьшается на 10 процентов. При более высоких температурах коэффициенты определяются по специализированным таблицам с учетом марки стали.
Особенности установки опор на различных участках трассы включают следующие требования. У П-образных компенсаторов направляющие опоры устанавливаются на расстоянии около 40 условных диаметров от компенсатора для обеспечения направленного перемещения подвижных колен. На участках самокомпенсации длина плеч не должна превышать 25 метров для предотвращения чрезмерных напряжений изгиба. При прокладке на низких опорах расстояние от поверхности земли до низа труб должно быть не менее 0,35 метра при ширине группы труб менее 1,5 метра и 0,5 метра при ширине 1,5 метра и более.
Материалы для изготовления опор
Материалы опорных конструкций выбираются с учетом условий эксплуатации, температурного диапазона, коррозионной стойкости и прочностных требований. Основным материалом для изготовления опор технологических трубопроводов химических производств является низколегированная конструкционная сталь 09Г2С. Согласно химическому составу, эта сталь содержит около 0,09 процента углерода, 1,3-1,7 процента марганца, 0,5-0,8 процента кремния, что обеспечивает повышенную прочность и хладостойкость.
Сталь 09Г2С характеризуется пределом прочности 490-530 МПа, пределом текучести 325-345 МПа, относительным удлинением не менее 21 процента. Важным преимуществом является сохранение пластичности при отрицательных температурах до минус 70 градусов Цельсия, что позволяет применять опоры из этой стали в северных регионах без риска хрупкого разрушения. Сварка стали 09Г2С выполняется без предварительного подогрева и последующей термообработки, что упрощает технологию изготовления опорных конструкций.
Углеродистая конструкционная сталь Ст3сп спокойного типа применяется для опор общего назначения при умеренных нагрузках и температурах от минус 40 до плюс 425 градусов Цельсия. Содержание углерода в стали Ст3сп не превышает 0,2 процента, что обеспечивает хорошую свариваемость. Эта сталь используется для изготовления хомутовых опор, корпусных конструкций средних типоразмеров, крепежных деталей опор.
Для опор под высоконагруженные трубопроводы большого диаметра применяется низколегированная сталь 17Г1С повышенной прочности. Марганец до 1,7 процента и кремний до 0,9 процента обеспечивают предел прочности до 540 МПа при сохранении хладостойкости до минус 70 градусов. Сталь 10Г2 с пониженным содержанием углерода до 0,1 процента используется для районов с температурой до минус 60 градусов.
При контакте с агрессивными химическими средами применяют коррозионностойкую хромоникелевую сталь 12Х18Н10Т. Эта аустенитная сталь содержит 17-19 процентов хрома, 9-11 процентов никеля, стабилизирована титаном. Температурный диапазон применения составляет от минус 196 до плюс 600 градусов Цельсия, что позволяет использовать опоры из этой стали как для криогенных установок, так и для высокотемпературных процессов. Коррозионная стойкость обеспечивается защитной оксидной пленкой на поверхности металла.
Для высокотемпературных технологических трубопроводов с рабочей температурой выше 450 градусов применяют хромомолибденовую теплоустойчивую сталь 12Х1МФ. Содержание хрома 0,9-1,2 процента и молибдена 0,25-0,35 процента обеспечивает сохранение прочностных свойств при длительной работе до 580 градусов. Опоры из этой стали применяются для паропроводов высокого давления, технологических линий термических процессов.
Согласно ГОСТ 14911-82 и серии 4.903-10, при заказе опор указывается марка стали изготовления в условном обозначении изделия. Допускается применение сталей-заменителей с эквивалентными или улучшенными характеристиками при согласовании с проектной организацией. Все материалы должны иметь сертификаты качества с подтверждением химического состава, механических свойств и результатов испытаний на ударную вязкость при рабочей температуре.
Нормативная база и стандарты
Проектирование, изготовление и монтаж опорных конструкций трубопроводов регламентируется комплексом нормативных документов. Основополагающим стандартом является ГОСТ 32569-2013 "Трубопроводы технологические стальные. Требования к устройству и эксплуатации на взрывопожароопасных и химически опасных производствах", введенный в действие с 1 января 2015 года. Стандарт устанавливает требования к проектированию, изготовлению, испытанию, монтажу и эксплуатации технологических трубопроводов для предприятий химической, нефтехимической, нефтяной и смежных отраслей промышленности.
Согласно пункту 10.4 ГОСТ 32569-2013, трубопроводы следует монтировать на опорах или подвесках. При отсутствии необходимых по нагрузкам и другим параметрам стандартных опор должна быть разработана их оригинальная конструкция. Стандарт определяет опору и подвеску как детали трубопровода, предназначенные для крепления и изготовленные из материала одной марки.
ГОСТ 14911-82 "Детали стальных трубопроводов. Опоры подвижные. Типы и основные размеры" распространяется на стальные подвижные опоры технологических трубопроводов с наружным диаметром от 18 до 1620 миллиметров, транспортирующих рабочую среду температурой от 0 до плюс 450 градусов и давлением до 10 МПа. Стандарт устанавливает конструкцию и размеры подвижных опор типов ОПП1-ОПП3 приварных, ОПХ1-ОПХ3 хомутовых, ОПБ1-ОПБ2 бескорпусных. Аналогом ГОСТ 14911-82 является ОСТ 36-94-83 с идентичными требованиями.
Серия 4.903-10 "Изделия и детали трубопроводов для тепловых сетей" включает три выпуска: выпуск 4 "Опоры неподвижные" для диаметров 32-1420 миллиметров, выпуск 5 "Опоры трубопроводов подвижные" скользящие, катковые и шариковые типов, выпуск 6 "Опоры трубопроводов подвесные" жесткие и пружинные. Серия определяет конструкцию и размеры опор стальных трубопроводов теплосетей, прокладываемых подземно и надземно, для температуры среды до 440 градусов и давления до 6,4 МПа.
ОСТ 36-146-88 "Опоры стальных технологических трубопроводов" устанавливает требования к опорам корпусного типа КП приварным, КХ хомутовым, ХБ бескорпусным хомутовым, НПО направляющим, ВП вертикальных трубопроводов и другим специализированным конструкциям. Отраслевой стандарт применяется для трубопроводов диаметром от 18 до 1620 миллиметров при температуре от 0 до плюс 450 градусов и давлении до 10 МПа.
СП 43.13330.2012 "Сооружения промышленных предприятий. Актуализированная редакция СНиП 2.09.03-85" регламентирует проектирование отдельно стоящих опор и эстакад под технологические трубопроводы. Свод правил устанавливает минимальный шаг опор эстакад 6 метров кратно 3 метрам, рекомендуемые шаги 12, 18, 24 и 30 метров, высоту опор в зависимости от планировочных решений и условий прокладки.
Прочностные расчеты опор выполняются согласно серии ГОСТ 34233 "Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность". Расчет обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок регламентирован ГОСТ 34233.5. Расчеты конструкций опор на статические и динамические нагрузки проводятся по СП 16.13330 "Стальные конструкции" с учетом особых условий эксплуатации технологических трубопроводов.
Особенности монтажа опорных конструкций
Монтаж опор трубопроводов выполняется в соответствии с проектной документацией с обеспечением проектного положения трубопроводов. Перед установкой опор проверяется соответствие фактических отметок фундаментов или опорных конструкций проектным значениям, при необходимости выполняется регулировка высотного положения с помощью подкладок или регулировочных устройств.
Неподвижные опоры приварного типа устанавливаются с обеспечением полного провара корня шва и качественного формирования облицовочных валиков. Сварка выполняется квалифицированными сварщиками по утвержденным технологическим картам с последующим контролем качества неразрушающими методами. Хомутовые неподвижные опоры монтируются с затяжкой крепежа регламентированным моментом, обеспечивающим надежную фиксацию без деформации трубы.
При монтаже подвижных опор учитывается направление температурного перемещения трубопровода. Скользящие опоры устанавливаются со смещением относительно центрального положения на величину половины расчетного температурного удлинения в сторону, противоположную направлению перемещения при нагреве. Это обеспечивает равномерное распределение хода опоры в обе стороны от среднего положения в процессе эксплуатации.
Скользящие поверхности опор перед монтажом очищаются от загрязнений, ржавчины, окалины. На поверхности скольжения наносится антифрикционная смазка согласно рекомендациям проекта. Применение смазочных материалов снижает коэффициент трения и уменьшает износ контактирующих поверхностей. Периодичность обслуживания скользящих опор с нанесением смазки устанавливается регламентом технического обслуживания.
Катковые опоры монтируются на выровненных опорных поверхностях с обеспечением параллельности осей катков оси трубопровода. Катки должны свободно вращаться без заеданий и перекосов. Периодически проверяется состояние катков, при обнаружении износа или повреждений выполняется замена. Шариковые опоры требуют тщательной выверки горизонтальности опорной плиты и отсутствия перекосов, приводящих к заклиниванию шаровой опоры.
Пружинные подвески устанавливаются в положении, соответствующем холодному состоянию трубопровода. Пружинные блоки имеют шкалу или указатель положения для контроля хода пружины. После монтажа снимаются транспортные фиксаторы пружин. При выходе трубопровода на рабочий режим проверяется положение указателя хода пружины, которое должно находиться в рабочем диапазоне шкалы.
После завершения монтажа трубопроводов и опорных конструкций выполняется проверка свободы перемещения подвижных опор. Проверка проводится при выходе трубопровода на рабочий температурный режим визуальным осмотром перемещения опор, контролем усилий на неподвижных опорах. Отсутствие перемещений подвижных опор или превышение расчетных усилий на неподвижных опорах свидетельствует о заклинивании опорной системы и требует выявления причин с последующим устранением дефектов.
Часто задаваемые вопросы
Источники информации
При подготовке статьи использованы следующие нормативные документы и авторитетные источники:
- ГОСТ 32569-2013 "Трубопроводы технологические стальные. Требования к устройству и эксплуатации на взрывопожароопасных и химически опасных производствах" - основной стандарт для технологических трубопроводов химических производств
- ГОСТ 14911-82 "Детали стальных трубопроводов. Опоры подвижные. Типы и основные размеры" - регламентирует конструкцию подвижных опор ОПП, ОПХ, ОПБ
- Серия 4.903-10 выпуски 4, 5, 6 "Изделия и детали трубопроводов для тепловых сетей" - типовые конструкции неподвижных, подвижных и подвесных опор
- ОСТ 36-146-88 "Опоры стальных технологических трубопроводов" - корпусные и хомутовые опоры специального назначения
- СП 43.13330.2012 "Сооружения промышленных предприятий" - требования к проектированию опор и эстакад
- СНиП 2.04.07-86 "Тепловые сети" - методики расчета нагрузок на опоры трубопроводов
- ГОСТ 34233 серия "Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность" - прочностные расчеты опорных узлов
- Техническая литература: справочники по проектированию тепловых сетей, пособия к СНиП по проектированию опор трубопроводов
- Электронные базы нормативных документов docs.cntd.ru, meganorm.ru, files.stroyinf.ru с актуальными версиями стандартов
Информация актуализирована по состоянию на ноябрь 2025 года с учетом действующих редакций нормативных документов и требований безопасности для химических производств.
Отказ от ответственности
Настоящая статья имеет информационно-справочный характер и предназначена для ознакомления технических специалистов с общими принципами проектирования и эксплуатации опорных систем технологических трубопроводов. Материал подготовлен на основе открытых источников и нормативной документации, актуальной на момент публикации.
Статья не является проектной документацией, руководством по монтажу или инструкцией по эксплуатации. Практическое применение информации требует обязательного выполнения полного комплекса проектных работ квалифицированными специалистами с учетом конкретных условий эксплуатации, требований действующих нормативных документов и стандартов безопасности.
Автор не несет ответственности за последствия использования информации из статьи без проведения необходимых расчетов, экспертиз и согласований. Все проектные решения по выбору типов опор, расчету нагрузок и определению параметров установки должны выполняться специализированными проектными организациями с соответствующими допусками и лицензиями.
Перед применением информации рекомендуется проверить актуальность нормативных документов, уточнить требования действующих стандартов и получить консультации у квалифицированных специалистов в области проектирования технологических трубопроводов.
Материал подготовлен для технических специалистов химической промышленности
