Опоры трубопроводов

Опоры делят на свободные и неподвижные. Свободные опоры воспринимают вес трубопровода с тепловой изоляцией, теплоносителем и позволяют трубопроводу свободно перемещаться.

Неподвижные опоры воспринимают усилия внутреннего давления, реакцию компенсаторов и свободных опор. Они фиксируют положение трубопроводов.

Удельная нагрузка

q _в=

q _в– вес трубопровода с изоляцией и снеговым покрытием на 1 м трубы. q _г– горизонтальная составляющая (ветровое усилие).

, где

k – аэродинамический коэффициент, равный 1.4…1.6; w _в, r_в – скорость и плотность воздуха; d _н– диаметр тепловой изоляции. Расстояние между свободными опорами определяется по допустимой стреле прогиба или допустимым напряжениям на изгиб.

Максимальный изгибающий момент на опоре есть . Стрела прогиба трубопровода определяется по формуле, где EJ – жёсткость трубы; E - модуль Юнга; J - момент инерции. , где W - полярный момент сопротивления трубы. Отсюда – расстояние между опорами.

Рис.7.1. Расчетная схема трубопровода

Скользящие опоры применяются для трубопроводов с диаметром меньше 400 мм. Горизонтальная реакция на роликовой опоре рассчитывается из условия равенства силовых моментов. Свободные опоры могут быть скользящими, роликовыми и катковыми. Реакция на скользящей опоре определяется как N = Q bμ, Qb =1.5 qbl. Здесьμ – коэффициент трения скольжения; Qb – вертикальное усилие на опоре. Коэффициент 1.5 учитывает возможность провисания

одной из опор.

, откуда . Здесь S – коэффициент трения качения; m – коэффициент трения скольжения на поверхности цапфы; r – радиус цапфы; R – радиус ролика. Роликовые опоры применяются на трубопроводах среднего диаметра.

Величина горизонтальной реакции для катковой опоры определяется по формуле , где S ₁ – коэффициент трения качения при перемещении катка по опорной поверхности; S ₂ – коэффициент трения качения при перемещении стальной поверхности трубопровода по поверхности катка. Катковые опоры применяются на трубопроводах большого диаметра.

1-тепловая изоляция; 2-опорный полуцилиндр; 3-скоба; 4-бетонный камень. Рис.7.2. Скользящая опора	Рис.7.3. Роликовая опора
Рис.7.4. Катковая опора	Рис.7.5. Подвесные опоры: 1-простая; 2 пружинная

Из всех свободных опор наименьшее значение горизонтальной реакции имеют роликовые опоры. В ряде случаев применяются также подвесные опоры.

Неподвижные опоры воспринимают реакцию внутреннего давления, свободных опор и компенсатора.

Результирующее усилие, действующее на неподвижную опору, может быть представлено в виде

, где

a – коэффициент, зависящий от направления действия осевых усилий внутреннего давления с обеих сторон опоры. Если опора разгружена от усилия внутреннего давления, то a =0, иначе a =1; p – внутреннее давление в трубопроводе; F _в – площадь внутреннего сечения трубопровода; m – коэффициент трения на свободных опорах; Dl – разность длин участков трубопровода с обеих сторон

Рис.7.6. Схемы расположения опор

неподвижной опоры; DS – разность сил трения осевых скользящих компенсаторов или сил упругости гибких компенсаторов с обеих сторон неподвижной опоры.

Схема 1. С обеих сторон неподвижной опоры А расположены сальниковые компенсаторы. Торцевые сечения участков трубопровода с обеих сторон опоры А открыты. Осевое усилие внутреннего давления не передается (а =0).

Схема 2. С обеих сторон опоры А расположены участки с естественной компенсацией. Торцевые сечения участка закрыты отводами с обеих сторон опоры А.

Усилия внутреннего давления передаются, но они противоположны и равны (а =0).

Схема 3. На трубопроводе установлена задвижка. При ее закрытии с обеих сторон может установиться разное давление. Появится осевое усилие (а =1).

Схема 4. С одной стороны – сальниковый компенсатор, с другой – гнутый (упругий) компенсатор. Осевое усилие внутреннего давления направлено от неподвижной опоры в сторону упругого компенсатора.

Дата добавления: 2014-12-07