Suportul conductei este un element structural care protejează conducta de deteriorare în punctul de contact cu structura de susținere și servește la menținerea conductei în poziția de proiectare. Suporturile servesc la absorbția sarcinilor care acționează asupra conductei și pentru a le transfera la structurile clădirii. În unele cazuri, suporturile sunt folosite pentru a elimina vibrațiile și pentru a regla forțele și tensiunile în conductă [1] .
Pentru a desemna subiectul acestui articol, majoritatea surselor operează cu termenul de „suport”. Alții [2] [3] aplică termenul „suport”, folosind termenul „ suport ” pentru a defini structura clădirii de la fundație până la conductă. În acest articol, termenul „suport” înseamnă un element structural al conductei, determinat de cerințele GOST 22130-86.
Potrivit scopului, suporturile sunt de cele mai multe ori împărțite în mobile [4] și fixe [5] , dar multe tipuri structurale de suporturi sunt folosite atât pentru fixarea mobilă, cât și fixă a conductei [6] .
Suporturile fixe sunt de obicei înțelese ca suporturi fixe cu balamale și absolut nemișcate („mort”). Primele împiedică mișcările liniare ale conductei, cele din urmă - liniare și unghiulare [1] .
Suportul mobil oferă poziția de proiectare a conductei și mișcarea calculată în raport cu structura de susținere cu caracteristicile de mobilitate date (vezi mai jos ). Suspensia conductei este un suport de suspensie cu un loc de atașare la structura de susținere, situat deasupra axei conductei.
Numele prescurtate sunt folosite pentru a desemna tipurile structurale de suporturi. Cele mai comune denumiri:
Aplicațiile, proiectarea și caracteristicile suporturilor sunt reglementate de documente de reglementare.
| Document de reglementare | Zona de aplicare | Tipuri de suport |
|---|---|---|
| GOST 14911-82 (nu este valabil în Federația Rusă) | Suporturi mobile din oțel ale conductelor tehnologice din oțel pentru diverse scopuri, cu un diametru exterior de 18 până la 1620 mm, transportând un mediu de lucru cu o temperatură de la 0 la plus 450 ° C și o presiune de până la 10 MPa. | OPP1, OPP2, OPP3, OPP1, OPP2, OPP3, OPB1, OPB2 |
| GOST 16127-78 (nu este valabil în Federația Rusă) | Suspensii de conducte din oțel pentru diverse scopuri, cu alezajul nominal de 25 până la 500 mm, transportând un mediu de lucru cu o temperatură de la 0 până la 450°C și o presiune de până la 100 kg/cm2. | PG, PM, PM2sh, PG2u, PM2u, PGV, PMV |
| OST 108.275.24-80 | Suporturi pentru conducte TPP și NPP din țevi fără sudură și sudate electric din oțeluri de diferite grade, cu un diametru exterior de 57 până la 1420 mm, care funcționează la o presiune de 0,98-37,3 MPa cu o temperatură a mediului de lucru de 145-560 ° C; din . | Toate tipurile |
| OST 24.125.154-01 | Suporturi culisante pentru conductele centralelor termice și centralelor nucleare din oțeluri crom-molibden-vanadiu cu un diametru exterior de 57 până la 920 mm cu o temperatură a mediului de lucru de până la 560 ° C; din oțeluri carbon și siliciu-mangan cu un diametru exterior de 57 până la 820 mm cu o temperatură a mediului de lucru de până la 440°C; din oțeluri austenitice cu diametrul exterior de 57 până la 325 mm cu o temperatură a mediului de lucru de până la 440°C. | Suporturi de prindere fără distincție în tipuri |
| OST 36 94-83 | Suporturi mobile din oțel ale conductelor tehnologice din oțel pentru diverse scopuri, cu un diametru exterior de 18 până la 1620 mm, transportând un mediu de lucru cu o temperatură de la 0 la plus 450 ° C și o presiune de până la 10 MPa. | La fel ca și în GOST 14911-82 |
| OST 36 104-83 | Suporturi mobile din oțel ale conductelor reci din oțel cu un diametru exterior de 133 până la 760 mm, transportând un mediu de lucru cu o temperatură de la minus 70°С până la plus 10°С și o presiune de până la 9,81 MPa. | Suporturi de prindere fără distincție în tipuri |
| OST 36-146-88 | Suporturi mobile și fixe ale conductelor tehnologice din oțel pe Ru de până la 10 MPa (cu excepția conductelor cu agenți frigorifici și lichide de răcire, conductelor centralelor electrice, precum și conductelor așezate în permafrost și soluri zgomotoase) [6] . | TP, TH, KP, KH, TP, ShP, UP, HB, TO, VP, KN |
| TU 1468-002-92040088-2011 | Suporturi, sisteme de suspensie și structuri bloc-modulare pentru conducte tehnologice, principale și de câmp cu diametre de la 18 la 1620 mm cu o presiune de lucru de până la 32 MPa | Suporturi pentru conducte compresoare de gaz, conducte principale, conducte tehnologice. |
| TU 1468-012-04698606-14 (în loc de TU 3680-001-04698606-04 expirat) | Suporturi mobile din oțel ale conductelor tehnologice din oțel pentru diverse scopuri, cu un diametru exterior de 18 până la 1620 mm, transportând un mediu de lucru cu o temperatură de la 0 la plus 450°C și o presiune de până la 10 MPa la o temperatură ambientală de până la minus 70°C. | La fel ca și în OST 36-146-88, GOST 14911-82, OST 36 94-83, Seria 4.903-10 Numele 4 și 5 |
| TU 1468-001-00151756-2015 | Unități de lagăre glisante cu frecare scăzută pentru conducte tehnologice, conducte de abur și apă caldă cu un diametru nominal de 100 până la 1400 mm, care transportă un mediu de lucru cu o temperatură de la 0 la plus 450 ° C și o presiune de până la 10 MPa la o temperatură ambientală temperatura de până la minus 70 ° C cu un coeficient de frecare - nu mai mult de 0,06. | La fel ca în OST 36-146-88, OST 24.125.154-156 |
| Seria 4.903-10 Numărul 4 | Suporturi fixe pentru conducte ale rețelelor de încălzire cu un diametru exterior de 57 până la 1420 mm. | T3-T12, T44, T46 |
| Seria 4.903-10 Numărul 5 | Suporturi mobile (glisante, role și bile) pentru conducte ale rețelelor de încălzire cu un diametru exterior de 32 până la 1420 mm. | T13-T21, T43 |
| Seria 4.903-10 Numărul 6 | Suporturi suspendate (rigide și cu arc) pentru conductele rețelelor de încălzire cu un diametru exterior de 32 până la 1420 mm. | T22-T29, T41, T42 |
| T-MM-26-99 | Suporturi mobile, fixe și suspendate pentru conducte de oțel cu diametrul nominal de 15 până la 1000 mm, care transportă un mediu de lucru cu o temperatură de la 0 până la minus 150°C și o presiune de până la 10 MPa la o temperatură ambientală de cel puțin minus 50 °C. | OSS, ONS, PS |
| SNT 65-06 | Suporturi mobile și de ghidare pentru conducte ale rețelelor termice de așezare a canalelor cu un diametru nominal de 100 până la 1000 mm în izolație din spumă poliuretanică cu manta de polietilenă. | Software, ONG-uri |
Aproape toate tipurile structurale de suporturi de conducte permit utilizarea acestora ca fiind fixe. Excepție fac rulmenți cu role, cu bile, unități de susținere conform TU 1468-001-00151756-2015 și rulmenți cu deplasare verticală. O serie de soluții de proiectare din diverse documente de reglementare sunt similare cu indistinguirea. În documentele de reglementare ulterioare, multe tipuri „noi” de suporturi structurale au fost introduse fără referire la RTD-urile anterioare. [7] .
Părțile de sprijin mobile trebuie să îndeplinească mai multe funcții în același timp. În primul rând, ele transferă forțele reacției de susținere a țevii către structura de susținere. Este de dorit ca locul de aplicare a componentei verticale a reacției suport să nu se schimbe. În caz contrar, este necesar să se complice soluția structurii de susținere. În plus, proiectarea piesei de susținere trebuie să asigure că conducta este susținută în așa fel încât solicitările din pereții acesteia din urmă să fie minime [8] .
Nevoia de mobilitate a suporturilor este cauzata de miscarea conductei sub actiunea dilatarii termice . Suporturile fixe transferă sarcinile longitudinale de la conductă la structurile portante de ancorare. Suporturile mobile sunt instalate pe structuri de susținere intermediare concepute pentru a transfera sarcini verticale. Sarcinile orizontale pe structurile de susținere intermediare sunt proporționale cu coeficientul de frecare în suporturile mobile ale conductei.
Suporturile mobile longitudinale (rola și ghidaje glisante) asigură deplasarea conductei de-a lungul axei. Rulmenții cu bile și alunecare asigură mobilitate atât pe direcția longitudinală, cât și pe cea transversală față de axa conductei.
Forța de frecare calculată a unei conducte de-a lungul suportului este determinată prin înmulțirea sarcinii verticale calculate din această conductă cu coeficientul de frecare, luat egal cu în părțile de susținere [9] :
Studiile detaliate ale forțelor de rezistență la mișcare în lagărele de alunecare „oțel pe oțel” au arătat că valoarea medie a coeficientului de frecare este în intervalul 0,5–0,6, iar valoarea maximă poate depăși 0,7. În timpul testării, s-a observat că pantoful se sprijină pe foaia de bază extrem de neuniform; aceasta duce la apariția unor tensiuni mari de contact, care provoacă zgârieturi, zgârieturi ale metalului și, desigur, crește foarte mult rezistența la forfecare [10] .
Experimentele special concepute au arătat că la poziția de proiectare a rolei, valoarea coeficientului de frecare este 0,01–0,03, care este cu un ordin de mărime mai mic decât valoarea normalizată (0,1). Ruginirea și înfundarea tablei de susținere cu nisip duce la o creștere a coeficientului de frecare până la 0,04–0,08. Înclinarea și accentuarea ghidajelor nu oprește rola și nu o întoarce pe loc; rola continuă să se miște în raport cu foaia de bază, dar coeficientul de frecare crește la 0,1–0,17 [11] .
Coeficientul de frecare al PTFE -4 asociat cu un contracorp solid variază de la valori foarte mici la 0,3. Valoarea coeficientului de frecare crește odată cu creșterea vitezei de alunecare, scăderea presiunii și scăderea temperaturii. La o viteză de alunecare de cel mult 1 mm/s, o presiune în intervalul 100-400 kg/cm2 și un interval de temperatură de la minus 60°C până la 40°C, literatura indică o gamă de valori ale coeficientului de frecare. de 0,008–0,15 [12] . TU 1468-001-00151756-2015 limitează coeficientul de frecare în unitățile de rulmenți cu frecare scăzută (LLSS) la 0,06 pentru orice sarcină de funcționare.
În sistemele tehnologice de conducte, care se caracterizează nu numai prin aranjarea orizontală, ci și pe verticală a conductelor, dilatarea termică duce la mișcări ale conductelor în direcția verticală. Mobilitatea verticală este asigurată de suporturi elastice cu arc de forță variabilă și suporturi de forță constantă.
Arcurile suporturilor elastice sunt reglate astfel încât în starea de funcționare a conductei, suporturile să preia greutatea proprie a conductei (cu izolație și produs). În practică, această cerință se reduce la asigurarea deformațiilor zero datorită greutății într-o conductă fierbinte [13] . În suporturile elastice, forța verticală se modifică proporțional cu mișcarea piesei portante.
Elementul principal al unuia dintre tipurile comune de suporturi de forță constantă este un mecanism pârghie-arc, care oferă o ușoară modificare a cantității de compresie a arcului într-o anumită gamă de deplasări [14] . Alte solutii constructive pentru suporturi de forta constanta se bazeaza pe utilizarea unor arcuri suplimentare care actioneaza asupra piesei portante prin came si parghii cu suprafete curbate. Acțiunea suplimentară duce la alinierea caracteristicii liniare a arcului principal: forța portantă într-un anumit interval de deplasare a părții portante devine constantă.
În 2019, oamenii de știință ruși de la Institutul de Geologie și Geofizică a Petrolului (INGG) al Filialei Siberiei a Academiei Ruse de Științe au dezvoltat o tehnologie care permite monitorizarea stării suporturilor conductelor prin studierea zgomotului acustic . Această metodă este potrivită și pentru evaluarea fiabilității suporturilor de pod și grinzilor clădirii [15] . Studiul zgomotului acustic prelevat de pe pereții conductei vă permite să monitorizați posibila slăbire a structurilor de susținere de-a lungul cărora este așezată conducta și să preveniți posibilele accidente în timp util. Metoda dezvoltată de oamenii de știință ruși face posibilă determinarea scăderii stabilității suporturilor într-un stadiu foarte incipient [16] . Metoda se bazează pe măsurarea caracteristicilor acustice în deschiderile conductelor folosind un geofon vertical și înregistratoare digitale cu un singur canal. Tehnica de analiză este simplă, ieftină și nu necesită o putere de calcul semnificativă [17] .