ОПОРА НЕПОДВИЖНАЯ ТРУБОПРОВОДА

Полезная модель относится к строительству трубопроводного транспорта и используется при сооружении надземных трубопроводов.
Известна конструкция неподвижной опоры трубопровода, имеющая опорную поверхность со съемной крышкой. Опорная поверхность выполнена в форме станины и съемная крышка соединены в вертикальном направлении болтами, в горизонтальном - гребенчатым соединением, а на вертикальных гранях станины выполнены фланцы, в которые уперты фланцы, приваренные к трубопроводу. На расстоянии в 2-3 диаметра трубопровода от станины расположен хомут, который состоит из стального полуцилиндра, соединенного болтами с основанием, и воспринимает направленную вертикально вверх нагрузку от трубопровода. Для создания осевого предварительного напряжения, а также для фиксации положения трубопровода между фланцами неподвижной опоры и трубопровода расположены упоры (патент RU №2262025, F16L 3/10, от 10.10.2005).
Недостатком такой опоры является отсутствие возможности закрепить трубопровод от поворота в вертикальной плоскости.
Известна также опора трубопровода, имеющая пару стоек с шарнирными устройствами по концам и скрепленные стойками, нижнее основание и пару консолей расположенного над ним хомута трубопровода. Ее стойки выполнены в виде винтов с набором регулирующих высотное положение хомута гаек, а консоли хомута выполнены в виде соосных цилиндрических цапф, каждая из которых снабжена вертикальным сквозным отверстием продольно-овальной формы с шириной большей, чем диаметр винта, при этом основание выполнено с парой противоположно разнесенных двухъярусных кронштейнов, снабженных на верхнем ярусе вертикальными резьбовыми отверстиями дугообразной в плане формы, центральные дуги каждого из которых размещены на общей окружности, винты нижними концами помещены в резьбовые отверстия кронштейнов основания, а верхними продеты в продольно-овальные отверстия цапф хомута и зафиксированы с упором снизу и сверху на поверхности цапф гайками. Хомут выполнен неразъемным и снабжен помещенным вовнутрь его упругим кольцом (патент SU №1306250, F16L 3/10, от 27.11.1996).
По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемой полезной модели.
Недостатками прототипа, не позволяющим достичь поставленной нами задачи, является недостаточный срок службы, установленный нормативными документами, и в опасности опрокидывания трубопровода при гидроударе и других нагрузках.
Задача, на решение которой направлено заявленная полезная модель, заключается в обеспечении неподвижности трубопровода и срока службы опоры в течение 50 лет.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении настоящей полезной модели, заключается в обеспечении срока службы в течение 50 лет и предотвращении опрокидывания при гидравлическом ударе и других нагрузках.
Указанный технический результат достигается тем, что дополнительно введены труба, опорная поверхность, теплоизоляционный слой, устройство для регулировки угла наклона трубы при монтаже.
При этом опора неподвижная трубопровода включает винты с набором регулирующих высотное положение хомута гаек, согласно полезной модели. Дополнительно введены труба, опорная поверхность, теплоизоляционный слой, устройство для регулировки угла наклона трубы при монтаже, причем труба изготавливается в заводских условиях с диаметром, соответствующим диаметру магистрального трубопровода, и покрывается 100-миллиметровым слоем теплоизоляции, которая не достигает концов трубы, с образованием неизолированных концевых участков трубы. Труба устанавливается на опорные поверхности, фиксируется бандажами, состоящими из завальцованного листа, изготовленного в форме кольца. Труба выполнена с возможностью свободного вращения относительно несущих нагрузку элементов конструкции. Каждая опорная поверхность состоит из рамы опоры, упора и опирается на подрамник, который крепится к свайному фундаменту, в упоре выполнено устройство для регулировки угла наклона трубы при монтаже.
Устройство для регулировки угла наклона трубы при монтаже обеспечивает регулировку угла наклона трубы магистрального нефтепровода до 20°.
Подрамник выполнен переменным по высоте, причем высота подрамника зависит от угла наклона трубы магистрального нефтепровода.
Рама опоры и подрамник соединены болтами с использованием фторопластовых втулок.
Между рамой опоры и подрамником расположены прокладки, которые выполнены из фторопласта.
Полезная модель поясняется фотографией. На фотографии показана опора неподвижная трубопровода, установленная на фундаменте, где: 1 - труба, 2 - опорная поверхность, 3 - подрамник, 4 - упор, 5 - болт специальный, 6 - свайный фундамент, 7 - рама опоры, 8 - теплоизоляционный слой, 9 - устройство для регулировки угла наклона трубы при монтаже.
В отличие от прототипа, опора неподвижная трубопровода состоит из трубы 1, причем труба изготавливается в заводских условиях с диаметром, соответствующим диаметру магистрального трубопровода, и покрывается 100-миллиметровым слоем теплоизоляции, которая не достигает концов трубы, с образованием неизолированных концевых участков трубы, предназначенных для последующего соединения с трубами магистрального трубопровода. Труба 1 устанавливается на опорные поверхности 2, зажимается бандажами (на фотографии не показаны, т.к. покрыты сверху теплоизоляционным слоем 8). Бандажи (на фотографии не показаны, т.к. покрыты сверху теплоизоляционным слоем 8) фиксируют трубу и состоят из завальцованного листа, заваренного в форме кольца. Труба 1 выполнена с возможностью свободного вращения относительно несущих нагрузку элементов конструкции.
Каждая опорная поверхность 2 предназначена для крепления трубы 1, ее регулировки при монтаже и для исключения опрокидывания при гидравлическом ударе и других нагрузках. Опорная поверхность 2 состоит из рамы опоры 7, упора 4 и опирается на подрамник 3, который крепится к свайному фундаменту 6. В упоре 4 выполнено устройство для регулировки угла наклона трубы при монтаже 9. Это обеспечивает возможность, в случае необходимости, свободного регулирования на этапе монтажа по высоте и выставления угла наклона трубопровода до 20°.
Под каждую раму опоры 7 укладываются электроизолирующие прокладки, выполненные из Фторопласта-4 по ГОСТ 10007-80. Болты, соединяющие раму и подрамник опоры, крепятся через электроизолирующие втулки, с применением электроизолирующих шайб (материал - Фторопласт-4 по ГОСТ 10007-80).
Устройство для регулировки угла наклона трубы при монтаже 9 предназначено для обеспечения необходимого угла наклона трубы магистрального нефтепровода, что способствует созданию минимальных напряжений в трубопроводе. Как показывает опыт, полученный в ходе тестового монтажа опоры неподвижной трубопровода, регулировка может осуществляться на угол до 20°.
Подрамник 3 выполнен переменным по высоте. Высота подрамника 3 зависит от угла наклона трубы магистрального нефтепровода.
Упоры 4 крепятся к раме опоры 7 с помощью болтов специальных 5 и предназначены для обеспечения устойчивости трубы 1.
Проведенные на Крайнем Севере на трассе строительства ТС «Заполярье - НПС «Пур-Пе» испытания показали, что данная опора неподвижная трубопровода обеспечивает эксплуатацию на открытом воздухе и выдерживает воздействие следующих факторов: температура воздуха - до минус 5°C, колебания температуры окружающего воздуха за 8 ч - не менее 40°C (при транспортировании, хранении, монтаже и эксплуатации), относительная влажность окружающего воздуха при транспортировании, хранении, монтаже и эксплуатации - 100%, температура рабочей среды - от минус 20°C до плюс 60°C, давление рабочей среды - 7,5 МПа.
Кроме того, опора неподвижная трубопровода выдерживает вертикальные нагрузки - до 44 тc, горизонтальные нагрузки - 102 тc, момент от перепада давления на задвижке, действующие вокруг вертикальной оси 8 тcм. А две расставленные на расстояние рамы опоры неподвижной трубопровода позволяют наиболее эффективно распределить изгибающий момент вокруг боковой оси, достигающий при осадке одной из опор трубопровода до 130 тcм.
Работа предложенного устройства.
Труба 1 укладывается на две опорные поверхности.
При монтаже опоры неподвижной трубопровода производятся необходимые регулировки. При этом возникает необходимость изменять угол наклона трубы 1. В этом случае могут образовываться щели, в которые устанавливаются фторопластовые прокладки и необходимое количество регулировочных пластин, причем количество их определяется углом наклона трубы 1. В случае возникновения больших углов наклона изменяется высота подрамников 3, которые затем крепятся к раме опоры 7 и к свайному фундаменту 6.
На трубу магистрального нефтепровода одевают завальцованный лист, притягивают кромки трубы 1 и трубы магистрального нефтепровода друг к другу и скрепляют между собой сваркой. На все металлические элементы наносятся антикоррозионные покрытия. Трубы покрываются 100- миллиметровым слоем теплоизоляции. Антикоррозионное покрытие сварного стыка труб выполняется на основе термоусаживающихся манжет. Величина нахлеста на заводское покрытие не менее 75 мм.
Применение предложенного полезной модели обеспечивает неподвижность трубопровода и срок службы опоры в течение 50 лет.
Кроме того, опора неподвижная трубопровода обеспечивает механическую прочность, выдерживая следующие виды нагрузок: возникающие от воздействия массы нефтепровода, массы нефти (или воды при проведении испытаний), массы обустройств, от температурных воздействий (изменение длины нефтепровода от изменения температуры стенок труб), нагрузки от внутреннего давления в нефтепроводе, включая нагрузки от перепада давления, возникающего при закрытии линейной задвижки, нагрузки от неравномерных деформаций грунта, ветровую нагрузку, снеговую нагрузку, гололедную нагрузку, нагрузки и воздействия, возникающие при пропуске очистных устройств, нагрузки и воздействия, возникающие при испытании нефтепроводов, воздействие селевых потоков и оползней.
Также обеспечивается коррозионная стойкость (неподвижная опора электрически изолирована от свайного фундамента), повышение удобства и безопасного монтажа, долговечность конструкции (50 лет), возможность в случае необходимости свободного регулирования на монтаже по высоте, выставления угла наклона трубопровода до 20°, свободного вращения трубы опоры относительно несущих нагрузки элементов конструкции.