Rörledningsstöd är ett strukturellt element som skyddar röret från skador vid kontaktpunkten med den bärande strukturen och tjänar till att hålla rörledningen i designläget. Stöden tjänar till att absorbera de belastningar som verkar på rörledningen och överföra dem till byggnadskonstruktioner. I vissa fall används stöd för att eliminera vibrationer och reglera krafter och spänningar i rörledningen [1] .
För att beteckna ämnet för den här artikeln arbetar de flesta källor med termen "support". Andra [2] [3] använder termen "stöd" och använder termen " stöd " för att definiera byggnadsstrukturen från grunden till rörledningen. I denna artikel betyder termen "stöd" ett strukturellt element i rörledningen, bestämt av kraven i GOST 22130-86.
Enligt syftet är stöden oftast indelade i mobila [4] och fasta [5] , men många konstruktionstyper av stöd används för både rörlig och fast fixering av rörledningen [6] .
Fasta stöd brukar förstås som gångjärnsfixerade och absolut orörliga ("döda") stöd. De förra förhindrar linjära rörelser av rörledningen, de senare - linjära och vinklade [1] .
Det rörliga stödet ger rörledningens designposition och den beräknade rörelsen i förhållande till den bärande strukturen med de givna rörlighetsegenskaperna (se nedan ). Rörledningsupphängning är ett upphängningsstöd med en fästplats till den bärande strukturen, belägen ovanför rörledningens axel.
Förkortade namn används för att beteckna strukturella typer av stöd. De vanligaste beteckningarna:
Användning, utformning och egenskaper hos stöden regleras av regulatoriska dokument.
| Regleringsdokument | Applikationsområde | Supporttyper |
|---|---|---|
| GOST 14911-82 (ej giltig i Ryska federationen) | Stål rörliga stöd av stålteknologiska rörledningar för olika ändamål med en ytterdiameter på 18 till 1620 mm, transporterar ett arbetsmedium med en temperatur på 0 till plus 450 ° C och ett tryck på upp till 10 MPa. | OPP1, OPP2, OPP3, OPP1, OPP2, OPP3, OPB1, OPB2 |
| GOST 16127-78 (ej giltig i Ryska federationen) | Upphängningar av stålrör för olika ändamål med ett nominellt hål på 25 till 500 mm, transporterar ett arbetsmedium med en temperatur på 0 till 450°C och ett tryck på upp till 100 kg/cm2. | PG, PM, PM2sh, PG2u, PM2u, PGV, PMV |
| OST 108.275.24-80 | TPP- och NPP-rörledningsstöd gjorda av sömlösa och elektriskt svetsade rör gjorda av stål av olika kvaliteter med en ytterdiameter på 57 till 1420 mm, som arbetar vid ett tryck på 0,98-37,3 MPa med en arbetsmediumtemperatur på 145-560 ° C; från . | Alla typer |
| OST 24.125.154-01 | Glidstöd för rörledningar av termiska kraftverk och kärnkraftverk gjorda av krom-molybden-vanadinstål med en ytterdiameter på 57 till 920 mm med en arbetsmediumtemperatur på upp till 560 ° C; från kol- och kisel-manganstål med en ytterdiameter på 57 till 820 mm med en arbetsmediumtemperatur på upp till 440°C; från austenitiska stål med en ytterdiameter på 57 till 325 mm med en arbetsmediumtemperatur på upp till 440°C. | Klämstöd utan skillnad i typer |
| OST 36 94-83 | Stål rörliga stöd av stålteknologiska rörledningar för olika ändamål med en ytterdiameter på 18 till 1620 mm, transporterar ett arbetsmedium med en temperatur på 0 till plus 450 ° C och ett tryck på upp till 10 MPa. | Samma som i GOST 14911-82 |
| OST 36 104-83 | Rörliga stöd av stål av kalla rörledningar av stål med en ytterdiameter på 133 till 760 mm, som transporterar ett arbetsmedium med en temperatur på minus 70 ° С till plus 10 ° С och ett tryck på upp till 9,81 MPa. | Klämstöd utan skillnad i typer |
| OST 36-146-88 | Rörliga och fasta stöd av ståltekniska rörledningar på Ru upp till 10 MPa (med undantag för rörledningar med köldmedier och kylmedel, rörledningar för kraftverk, samt rörledningar som läggs i permafrost och häftiga jordar) [6] . | TP, TH, KP, KH, TP, ShP, UP, HB, TO, VP, KN |
| TU 1468-002-92040088-2011 | Stöd, upphängningssystem och blockmodulära strukturer för tekniska, huvud- och fältrörledningar med diametrar från 18 till 1620 mm med ett arbetstryck på upp till 32 MPa | Stöd för rörledningar av gaskompressorer, huvudrörledningar, tekniska rörledningar. |
| TU 1468-012-04698606-14 (istället för den utgångna TU 3680-001-04698606-04) | Stålrörliga stöd för tekniska rörledningar av stål för olika ändamål med en ytterdiameter på 18 till 1620 mm, som transporterar ett arbetsmedium med en temperatur på 0 till plus 450°C och ett tryck på upp till 10 MPa vid en omgivningstemperatur på upp till minus 70°C. | Samma som i OST 36-146-88, GOST 14911-82, OST 36 94-83, Series 4.903-10 Issues 4 och 5 |
| TU 1468-001-00151756-2015 | Glidande lagerenheter med låg friktion för tekniska rörledningar, ång- och varmvattenledningar med en nominell diameter på 100 till 1400 mm, som transporterar ett arbetsmedium med en temperatur på 0 till plus 450 ° C och ett tryck på upp till 10 MPa vid en omgivningstemperatur temperatur på upp till minus 70 ° C med en friktionskoefficient - inte mer än 0,06. | Samma som i OST 36-146-88, OST 24.125.154-156 |
| Serie 4.903-10 nummer 4 | Fasta stöd för rörledningar av värmenätverk med en ytterdiameter på 57 till 1420 mm. | T3-T12, T44, T46 |
| Serie 4.903-10 nummer 5 | Rörliga (glidande, rulle och kula) stöd för rörledningar i värmenätverk med en ytterdiameter på 32 till 1420 mm. | T13-T21, T43 |
| Serie 4.903-10 nummer 6 | Upphängda (styva och fjäder) stöd för rörledningar av värmenätverk med en ytterdiameter på 32 till 1420 mm. | T22-T29, T41, T42 |
| T-MM-26-99 | Rörliga, fasta och upphängda stöd för stålrörledningar med en nominell diameter på 15 till 1000 mm, som transporterar ett arbetsmedium med en temperatur på 0 till minus 150°C och ett tryck på upp till 10 MPa vid en omgivningstemperatur på minst minus 50 °C. | OSS, ONS, PS |
| NTS 65-06 | Rörliga och styrande stöd för rörledningar av termiska nätverk av kanalläggning med en nominell diameter på 100 till 1000 mm i polyuretanskumisolering med en polyetenmantel. | Programvara, icke-statliga organisationer |
Nästan alla strukturella typer av rörledningsstöd tillåter deras användning som fasta. Undantagen är rull-, kullager, stödenheter enligt TU 1468-001-00151756-2015 och vertikalt rörliga lager. Ett antal designlösningar i olika regleringsdokument liknar omöjlighet att särskilja. I senare regleringsdokument infördes många "nya" strukturella typer av stöd utan hänvisning till tidigare FoTU. [7] .
Rörliga stöddelar måste utföra flera funktioner samtidigt. Först och främst överför de krafterna från rörets stödreaktion till stödstrukturen. Det är önskvärt att platsen för applicering av den vertikala komponenten av stödreaktionen inte ändras. Annars är det nödvändigt att komplicera lösningen av stödstrukturen. Dessutom måste den bärande delens utformning säkerställa att röret stöds på ett sådant sätt att spänningarna i den senares väggar är minimala [8] .
Behovet av rörlighet för stöd orsakas av rörledningens rörelse under inverkan av termisk expansion . De fasta stöden överför de längsgående belastningarna från rörledningen till de ankarbärande strukturerna. Rörliga stöd installeras på mellanliggande stödkonstruktioner utformade för att överföra vertikala belastningar. Horisontella belastningar på mellanliggande bärande strukturer är proportionella mot friktionskoefficienten i rörledningens rörliga stöd.
Längsgående rörliga stöd (rullar och glidstyrningar) ger rörledningens rörelse längs axeln. Kul- och glidlager ger rörlighet både i den längsgående och tvärgående riktningen mot rörledningens axel.
Den beräknade friktionskraften för en rörledning längs stödet bestäms genom att multiplicera den beräknade vertikala belastningen från denna rörledning med friktionskoefficienten, taget lika med i stöddelarna [9] :
Detaljerade studier av krafterna för motstånd mot rörelse i glidlager "stål på stål" visade att medelvärdet av friktionskoefficienten ligger i intervallet 0,5–0,6, och det maximala värdet kan överstiga 0,7. Under testningen noterades att skon vilar extremt ojämnt på basplåten; detta leder till uppkomsten av stora kontaktspänningar, vilket orsakar repor, nötning av metallen och, naturligtvis, kraftigt ökar skjuvhållfastheten [10] .
Specialdesignade experiment visade att vid valsens designposition är värdet på friktionskoefficienten 0,01–0,03, vilket är en storleksordning lägre än det normaliserade värdet (0,1). Rost och igensättning av stödplåten med sand leder till en ökning av friktionskoefficienten upp till 0,04–0,08. Skevhet och betoning på styrningarna stoppar inte rullen eller vrider den på plats; rullen fortsätter att röra sig i förhållande till basplåten, men friktionskoefficienten ökar till 0,1–0,17 [11] .
Friktionskoefficienten för PTFE -4 parat med en solid motkropp varierar från försvinnande små värden till 0,3. Värdet på friktionskoefficienten ökar med ökande glidhastighet, sjunkande tryck och sjunkande temperatur. Vid en glidhastighet på högst 1 mm/s, ett tryck i intervallet 100–400 kg/cm2 och ett temperaturområde från minus 60°C till 40°C, indikerar litteraturen ett område av friktionskoefficientvärden av 0,008–0,15 [12] . TU 1468-001-00151756-2015 begränsar friktionskoefficienten i glidlagerenheter med låg friktion (LLSS) till 0,06 för alla driftsbelastningar.
I tekniska rörledningssystem, som inte bara kännetecknas av horisontellt utan också av vertikalt arrangemang av rörledningar, leder termisk expansion till rörledningsrörelser i vertikal riktning. Vertikal rörlighet tillhandahålls av fjäderelastiska stöd med variabel kraft och stöd med konstant kraft.
Fjädrarna på de fjädrande stöden justeras så att stöden i rörledningens arbetstillstånd tar upp rörledningens egen vikt (med isolering och produkt). I praktiken handlar detta krav om att säkerställa noll avböjningar på grund av vikt i en het rörledning [13] . I elastiska stöd ändras den vertikala kraften i proportion till den bärande delens rörelse.
Huvudelementet i en av de vanliga typerna av konstantkraftstöd är en hävstångsfjädermekanism, som ger en liten förändring i mängden fjäderkompression i ett visst intervall av förskjutningar [14] . Andra konstruktiva lösningar för stöd med konstant kraft är baserade på användningen av ytterligare fjädrar som verkar på den bärande delen genom kammar och spakar med krökta ytor. Ytterligare åtgärd leder till inriktningen av huvudfjäderns linjära karaktär: den bärande kraften i ett visst förskjutningsintervall för den bärande delen blir konstant.
Under 2019 utvecklade ryska forskare från Institutet för petroleumgeologi och geofysik (INGG) vid den sibiriska grenen av den ryska vetenskapsakademin en teknik som gör det möjligt att övervaka tillståndet för rörledningsstöd genom att studera akustiskt buller . Denna metod är också lämplig för att bedöma tillförlitligheten hos brostöd och byggnadsbalkar [15] . Studien av akustiskt buller från rörledningens väggar gör att du kan övervaka den eventuella försvagningen av de stödjande strukturerna längs vilka rörledningen läggs och att förhindra eventuella olyckor i tid. Metoden som utvecklats av ryska forskare gör det möjligt att fastställa minskningen av stabiliteten hos stöd i ett mycket tidigt skede [16] . Metoden är baserad på mätning av akustiska egenskaper i rörspann med hjälp av en vertikal geofon och enkanaliga digitala inspelare. Analystekniken är enkel, billig och kräver ingen betydande beräkningskraft [17] .