Rørledningsstøtte er et strukturelt element, der beskytter røret mod beskadigelse ved kontaktpunktet med støttekonstruktionen og tjener til at holde rørledningen i designpositionen. Understøtningerne tjener til at absorbere de belastninger, der virker på rørledningen og overføre dem til bygningskonstruktioner. I nogle tilfælde bruges understøtninger til at eliminere vibrationer og regulere kræfter og spændinger i rørledningen [1] .
For at udpege emnet for denne artikel, opererer de fleste af kilderne med udtrykket "støtte". Andre [2] [3] anvender udtrykket "støtte" og bruger udtrykket " støtte " til at definere bygningsstrukturen fra fundamentet til rørledningen. I denne artikel betyder udtrykket "støtte" et strukturelt element i rørledningen, bestemt af kravene i GOST 22130-86.
Understøtningerne er efter formålet oftest opdelt i mobile [4] og faste [5] , men mange konstruktionstyper af understøtninger anvendes til både bevægelig og fast fiksering af rørledningen [6] .
Faste understøtninger forstås normalt som hængselsfaste og absolut ubevægelige ("døde") understøtninger. Førstnævnte forhindrer lineære bevægelser af rørledningen, sidstnævnte - lineære og kantede [1] .
Den bevægelige understøtning giver rørledningens designposition og den beregnede bevægelse i forhold til den understøttende struktur med de givne mobilitetsegenskaber (se nedenfor ). Rørledningsophæng er en ophængsstøtte med et fastgørelsessted til den understøttende struktur, placeret over rørledningens akse.
Forkortede navne bruges til at betegne strukturelle typer understøtninger. De mest almindelige betegnelser:
Anvendelser, design og karakteristika af understøtninger er reguleret af regulatoriske dokumenter.
| Reguleringsdokument | Anvendelsesområde | Supporttyper |
|---|---|---|
| GOST 14911-82 (ikke gyldig i Den Russiske Føderation) | Stålbevægelige understøtninger af stålteknologiske rørledninger til forskellige formål med en ydre diameter på 18 til 1620 mm, der transporterer et arbejdsmedium med en temperatur på 0 til plus 450 ° C og et tryk på op til 10 MPa. | OPP1, OPP2, OPP3, OPP1, OPP2, OPP3, OPB1, OPB2 |
| GOST 16127-78 (ikke gyldig i Den Russiske Føderation) | Ophæng af stålrørledninger til forskellige formål med en nominel boring på 25 til 500 mm, der transporterer et arbejdsmedium med en temperatur på 0 til 450°C og et tryk på op til 100 kg/cm2. | PG, PM, PM2sh, PG2u, PM2u, PGV, PMV |
| OST 108.275.24-80 | TPP- og NPP-rørledningsstøtter lavet af sømløse og elektrisk svejsede rør lavet af stål af forskellige kvaliteter med en ydre diameter på 57 til 1420 mm, der opererer ved et tryk på 0,98-37,3 MPa med en arbejdsmediumtemperatur på 145-560 ° C; fra . | Alle typer |
| OST 24.125.154-01 | Glidende understøtninger til rørledninger af termiske kraftværker og atomkraftværker lavet af chrom-molybdæn-vanadium-stål med en ydre diameter på 57 til 920 mm med en arbejdsmediumtemperatur på op til 560 ° C; fra kulstof- og silicium-manganstål med en ydre diameter på 57 til 820 mm med en arbejdsmediumtemperatur på op til 440°C; fra austenitiske stål med en ydre diameter på 57 til 325 mm med en arbejdsmediumtemperatur på op til 440°C. | Klemmestøtter uden skel i typer |
| OST 36 94-83 | Stålbevægelige understøtninger af stålteknologiske rørledninger til forskellige formål med en ydre diameter på 18 til 1620 mm, der transporterer et arbejdsmedium med en temperatur på 0 til plus 450 ° C og et tryk på op til 10 MPa. | Det samme som i GOST 14911-82 |
| OST 36 104-83 | Bevægelige understøtninger af stål af kolde rørledninger med en ydre diameter på 133 til 760 mm, der transporterer et arbejdsmedium med en temperatur på minus 70 ° С til plus 10 ° С og et tryk på op til 9,81 MPa. | Klemmestøtter uden skel i typer |
| OST 36-146-88 | Bevægelige og faste understøtninger af stålteknologiske rørledninger på Ru op til 10 MPa (med undtagelse af rørledninger med kølemidler og kølemidler, rørledninger til kraftværker samt rørledninger lagt i permafrost og hævende jord) [6] . | TP, TH, KP, KH, TP, ShP, UP, HB, TO, VP, KN |
| TU 1468-002-92040088-2011 | Understøtninger, ophængningssystemer og blokmodulære strukturer til teknologiske, hoved- og feltrørledninger med diametre fra 18 til 1620 mm med et arbejdstryk på op til 32 MPa | Støtter til rørføring af gaskompressorer, hovedrørledninger, teknologiske rørledninger. |
| TU 1468-012-04698606-14 (i stedet for den udløbne TU 3680-001-04698606-04) | Bevægelige understøtninger af stålteknologiske rørledninger til forskellige formål med en ydre diameter på 18 til 1620 mm, der transporterer et arbejdsmedium med en temperatur på 0 til plus 450°C og et tryk på op til 10 MPa ved en omgivelsestemperatur på op til minus 70°C. | Det samme som i OST 36-146-88, GOST 14911-82, OST 36 94-83, Series 4.903-10 Issues 4 og 5 |
| TU 1468-001-00151756-2015 | Glidende lejeenheder med lav friktion til teknologiske rørledninger, damp- og varmtvandsrørledninger med en nominel diameter på 100 til 1400 mm, der transporterer et arbejdsmedium med en temperatur på 0 til plus 450 ° C og et tryk på op til 10 MPa ved omgivelserne temperatur på op til minus 70 ° C med en friktionskoefficient - ikke mere end 0,06. | Det samme som i OST 36-146-88, OST 24.125.154-156 |
| Serie 4.903-10 udgave 4 | Faste understøtninger til rørledninger af varmenetværk med en ydre diameter på 57 til 1420 mm. | T3-T12, T44, T46 |
| Serie 4.903-10 udgave 5 | Bevægelige (glide-, rulle- og kuglestøtter) til rørledninger af varmenetværk med en ydre diameter på 32 til 1420 mm. | T13-T21, T43 |
| Serie 4.903-10 udgave 6 | Suspenderede (stive og fjeder) understøtninger til rørledninger af varmenetværk med en ydre diameter på 32 til 1420 mm. | T22-T29, T41, T42 |
| T-MM-26-99 | Bevægelige, faste og ophængte understøtninger til stålrørledninger med en nominel diameter på 15 til 1000 mm, der transporterer et arbejdsmedium med en temperatur på 0 til minus 150°C og et tryk på op til 10 MPa ved en omgivelsestemperatur på mindst minus 50 °C. | OSS, ONS, PS |
| NTS 65-06 | Bevægelige og styrende understøtninger til rørledninger af termiske netværk af kanallægning med en nominel diameter på 100 til 1000 mm i polyurethanskumisolering med en polyethylenkappe. | Software, NGO'er |
Næsten alle strukturelle typer rørledningsstøtter tillader deres brug som faste. Undtagelserne er rullelejer, kuglelejer, støtteenheder i henhold til TU 1468-001-00151756-2015 og lodret bevægelige lejer. En række designløsninger i forskellige reguleringsdokumenter ligner ikke-skelnelighed. I senere reguleringsdokumenter blev mange "nye" strukturelle former for støtte indført uden henvisning til tidligere FTU'er. [7] .
Bevægelige støttedele skal udføre flere funktioner på samme tid. Først og fremmest overfører de kræfterne fra rørets støttereaktion til støttestrukturen. Det er ønskeligt, at påføringsstedet for den vertikale komponent af understøtningsreaktionen ikke ændres. Ellers er det nødvendigt at komplicere løsningen af støttestrukturen. Derudover skal udformningen af støttedelen sikre, at røret understøttes på en sådan måde, at spændingerne i sidstnævntes vægge er minimale [8] .
Behovet for mobilitet af understøtninger er forårsaget af rørledningens bevægelse under påvirkning af termisk ekspansion . De faste understøtninger overfører de langsgående belastninger fra rørledningen til de ankerbærende strukturer. Bevægelige understøtninger er installeret på mellemliggende bærende strukturer designet til at overføre vertikale belastninger. Horisontale belastninger på mellemliggende bærende strukturer er proportionale med friktionskoefficienten i rørledningens bevægelige understøtninger.
Langsgående bevægelige understøtninger (rulle- og glidestyr) sørger for bevægelse af rørledningen langs aksen. Kugle- og glidelejer giver mobilitet både i den langsgående og tværgående retning i forhold til rørledningens akse.
Den beregnede friktionskraft af en rørledning langs understøtningen bestemmes ved at multiplicere den beregnede lodrette belastning fra denne rørledning med friktionskoefficienten, taget lig med i de understøttende dele [9] :
Detaljerede undersøgelser af kræfterne til modstand mod bevægelse i glidelejer "stål på stål" viste, at den gennemsnitlige værdi af friktionskoefficienten er i området 0,5-0,6, og den maksimale værdi kan overstige 0,7. Under testen blev det bemærket, at skoen hviler ekstremt ujævnt på underlaget; dette fører til fremkomsten af store kontaktspændinger, som forårsager ridser, afskrabninger af metallet og naturligvis i høj grad øger forskydningsmodstanden [10] .
Specialdesignede eksperimenter viste, at ved valsens designposition er værdien af friktionskoefficienten 0,01-0,03, hvilket er en størrelsesorden lavere end den normaliserede værdi (0,1). Rustning og tilstopning af støttepladen med sand fører til en stigning i friktionskoefficienten op til 0,04-0,08. Skævhed og betoning af styrene stopper ikke rullen eller drejer den på plads; rullen fortsætter med at bevæge sig i forhold til basispladen, men friktionskoefficienten stiger til 0,1–0,17 [11] .
Friktionskoefficienten for PTFE -4 parret med et solidt modlegeme varierer fra forsvindende små værdier til 0,3. Værdien af friktionskoefficienten stiger med stigende glidehastighed, faldende tryk og faldende temperatur. Ved en glidehastighed på højst 1 mm/s, et tryk i området 100-400 kg/cm2 og et temperaturområde fra minus 60°C til 40°C, angiver litteraturen et område af friktionskoefficientværdier på 0,008-0,15 [12] . TU 1468-001-00151756-2015 begrænser friktionskoefficienten i glidelejeenheder med lav friktion (LLSS) til 0,06 for enhver driftsbelastning.
I teknologiske rørledningssystemer, som ikke kun er karakteriseret ved vandret, men også ved lodret arrangement af rørledninger, fører termisk udvidelse til rørledningsbevægelser i lodret retning. Lodret mobilitet tilvejebringes af fjederelastiske understøtninger med variabel kraft og understøtninger med konstant kraft.
Fjedrene på de fjedrende understøtninger justeres således, at understøtningerne i rørledningens arbejdstilstand optager rørledningens egenvægt (med isolering og produkt). I praksis handler dette krav om at sikre nul afbøjninger på grund af vægt i en varm rørledning [13] . I elastiske understøtninger ændres den lodrette kraft i forhold til bevægelsen af den bærende del.
Hovedelementet i en af de almindelige typer konstantkraftstøtter er en løftestangsfjedermekanisme, som giver en lille ændring i mængden af fjederkompression i et vist område af forskydninger [14] . Andre konstruktive løsninger til konstant kraftunderstøtninger er baseret på brugen af yderligere fjedre, der virker på den bærende del gennem knaster og håndtag med buede overflader. Yderligere handling fører til justering af den lineære karakteristik af hovedfjederen: den bærende kraft i et vist område af forskydning af den bærende del bliver konstant.
I 2019 udviklede russiske videnskabsmænd fra Institute of Petroleum Geology and Geophysics (INGG) i den sibiriske gren af det russiske videnskabsakademi en teknologi, der gør det muligt at overvåge tilstanden af rørledningsstøtter ved at studere akustisk støj . Denne metode er også velegnet til at vurdere pålideligheden af brostøtter og bygningsbjælker [15] . Undersøgelsen af akustisk støj taget fra rørledningens vægge giver dig mulighed for at overvåge den mulige svækkelse af de understøttende strukturer, langs hvilken rørledningen er lagt, og for at forhindre mulige ulykker rettidigt. Metoden udviklet af russiske videnskabsmænd gør det muligt at bestemme faldet i stabiliteten af understøtninger på et meget tidligt tidspunkt [16] . Metoden er baseret på måling af akustiske egenskaber i rørspænd ved hjælp af en vertikal geofon og enkanals digitale optagere. Analyseteknikken er enkel, billig og kræver ikke væsentlig regnekraft [17] .