Опора неподвижная наклонная для теплоизолированного трубопровода

Настоящая полезная модель относится к области прокладки трубопроводов, а именно к опорным конструкциям трубопроводов, используемых при прокладке магистральных трубопроводов горячего водоснабжения, а так же нефти и газа.
Магистральные трубопроводы горячего водоснабжения являются социально ответственными и техногенно потенциально опасными сооружениями. Они прокладываются по различным схемам - подземным, наземным и надземным и эксплуатируются в жестких условиях прямого воздействия климатических и энергетических факторов, а также весовых нагрузок. В зависимости от диаметра трубопровода изменяется погонная масса сооружения. Чем больше диаметр трубопровода, тем больше конструктивная жесткость трубопровода и тем больше расстояние между его опорами. Опоры трубопроводов являются особенно важными конструкционными узлами, предназначенными не только для поддержания конструкции, но и для восприятия возникающих и периодически изменяющихся продольных и поперечных нагрузок, вызываемых изменениями температурных режимов водо-газоснабжения. Большой диаметр трубопровода имеет большую опорную массу, амплитуды нагрузок, что требует тщательного обрабатывания опорами продольных и поперечных перемещений трубы относительно опоры. Так, опорные массы трубопроводов диаметром 600 мм и диаметром 1200 мм составляют соответственно 10…12 и 40…50 тонн, а продольное нормативное перемещение - до 700 мм (Институт «Мосинжпроект». Нормали тепловых сетей. Альбом №62/86). Пиковые нагрузки трубопроводные опоры тепловых сетей воспринимают в осенние пусковые и весенние разгрузочные периоды эксплуатации; в другие периоды из-за изменения внешней и рабочей температур имеет место условно постоянное продольное и поперечное знакопеременное перемещение трубопровода относительно фундамента опоры.
Конструктивно опоры трубопроводов предусматривают продольную и поперечную подвижку, которая реализуется устройствами на основе трения, качения или скольжения.
Общеизвестны «Опоры трубопроводов по ОСТ и ГОСТ» (http://neva-zmk.ru/industryoffers/electroindustry), из них опоры неподвижные. Такие опоры представляют собой это металлические конструкции в виде стальной трубы, расположенной на стальном листе. Последний принимает на себя основную нагрузку, и стаканов стальной трубы, которые защищают от повреждений оцинкованную или полиэтиленовую оболочку, а также выполняют функцию теплоизолятора. Между опорами расположены компенсаторы, воспринимающие нагрузки от удлинения труб при изменении температурного режима. Это важно для северных регионов, где колебания температур могут вывести трубопровод из строя раньше эксплуатационного срока.
Надземная прокладка магистральных нефте- и газопроводов на линейных участках осуществляется с применением двух типов фундаментов - железобетонных опор или свайных фундаментов, в зависимости от типа грунта и климатических факторов. Так, на вечномерзлых грунтах используются винтовые свайные фундаменты.
Неподвижные опоры в свою очередь могут запрещать любые перемещения трубопровода («мертвые» опоры), либо имеющие в своей конструкции ось вращения, запрещающие смещение трубопровода во всех направлениях, но допускающие наклон оси трубопровода
Необходимо отметить, что опоры подлежат изоляции в случае, если рабочая температура трубопровода достигает 300 градусов или превышает эту отметку. С целью изоляции могут использоваться различные материалы. Как правило, применяется цинковая оболочка при наземной прокладке, а под землей в качестве изолирующего материала чаще применяется полиэтилен.
• Неподвижные виды устанавливаются на больших промежутках друг от друга по сравнению с подвижными, поэтому дополнительно между ними устанавливают так называемые компенсаторы, чтобы обеспечить меньшую механическую нагрузку. Необходимо обеспечить плотное прилегание деталей к трубопроводу, минимальные отклонения допустимы, однако они не могут превышать определенных нормами значений. Во время установки, а также при проведении испытания системы крепеж следует разгрузить за счет применения распорных элементов.
• Всегда следует учитывать уклон трубопровода, если он имеет место быть. Уровень уклона должен быть измерен нивелиром и учтен при осуществлении монтажа.
• Верхний конец элемента опоры должен быть смещен в сторону, куда будет происходить тепловое расширение материала, по оси, при этом необходимо учитывать изменение размеров отдельных участков труб.
Если предполагается статический размер и форма трубопровода, то установка опоры осуществляется перпендикулярно ходу трубы.
Известна компания «Новатор-ТК», которая предлагает большой выбор неподвижных опор для труб, теплоизолированных пенополиуретаном (ППУ), предназначенных для качественной прокладки подземных трубопроводных магистралей. С их помощью становится возможным надежно закрепить отдельные участки магистралей с возможностью компенсации горизонтальных и вертикальных нагрузок, возникающих в процессе работы, (см. рис. 1, http://novator-tk.ru/) Такая опора содержит стальную трубу, проводящую соответствующую среду. Эта труба обхвачена полиэтиленовой оболочкой, обволакивающей термоэлектрическую изоляцию, намотанную на стальную трубу. Имеется центрирующая неподвижная опора, расположенная по середине узла опоры трубы.
Эта известная конструкция выбирается в качестве прототипа, так как содержит наибольшее число существенных признаков, совпадающих с существенными признаками заявляемой полезной модели. Однако прототип имеет существенный недостаток, а именно, ограниченную функциональное применение. Как отмечено в рекламе, данная известная неподвижная опора предназначена для качественной прокладки подземных трубопроводных магистралей и она не может быть применена для прокладки надземных трубопроводов.
Задачей настоящей полезной модели является создание новой опоры неподвижной наклонной для теплоизолированного трубопровода, позволяющей достичь следующего технического результата, как-то расширить функциональные возможности. Поставленная задача решена следующим. Опора неподвижная наклонная для теплоизолированного трубопровода, содержащая продуктотранспортирующий элемент (патрубок или трубу), имеющий фланец опорный, закрепленный на втулке опорной, размещенной на упомянутом патрубке, обхваченном термоизоляцией, на внешней стороне которой закреплены два кольца, разделенные фланцем опорным и сваренные с ним, при этом под упомянутым патрубком установлена стойка с ребром жесткости, упирающаяся своим нижним концом в подошву, взаимодействующую с ложементом с возможностью продольного наклона патрубка, и после монтажа трубопровода ложемент приварен к подошве, причем опора выполнена с возможностью установки ее на 2- или 4-свайные ростверки, установленные на винтовых сваях.
Такое новое техническое решение всей своей совокупностью существенных признаков позволяет расширить функциональные возможности, так как появляется возможность улучшить монтаж прокладки надземного трубопровода, В частности, это удается достичь за счет введения в опору опорного фланца, закрепленного с одной стороны жестко на втулке опорной, размещенной на продуктотранспортирующем патрубке, и зафиксированного двумя кольцами, уложенными на теплоизоляцию, а также за счет введения стойки с ребром жесткости, опирающимися на подошву, связанной с ложементом, позволяющим раскачивать патрубок вдоль трубопровода на допустимую для этого величину.
Заявителем проведен патентный поиск, который показал, что заявляемая совокупность существенных признаков предлагаемой полезной модели не известна. Поэтому ее можно считать новой.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, на котором:
Фиг 1 - Поперечное сечение заявляемой опоры;
Фиг. 2 - Продольное сечение опоры при горизонтальном положении патрубка;
Фиг 3 - Продольное сечение опоры при наклоне патрубка от горизонтального положения;
Фиг 4 - Общий вид в актинометрии опоры:
Фиг. 5 и 6 - Узлы крепления ложемента опоры на основании, данные в поперечном сечение.
На чертежах приведены следующие позиции:
1 - продуктотранспортирующий элемент (патрубок); 2 - фланец опорный; 3 - втулка опорная; 4 - кольцо (2 шт); 5 - стойка; 6 - ребро; 7 - подошва; 8 - ложемент; 9 - ребро; 10 - основание; 11 - ребро жесткости; 12 - трубка системы обогрева (скин-трубка); 13 - такелажная проушина; 14 - стальная закладная пластина строительной металлоконструкции (типа свайного ростверка) либо железобетонного фундамента.
Опора предназначена для трубопроводов для транспортировки нефти и газа, а также технологических трубопроводов. Опора применяется на участках с переменным рельефом местности. Основное применение данных опор в магистральных трубопроводах, проложенных в районах вечномерзлых грунтов. Для установки опор предусматриваются 2- либо 4-свайные ростверки, устанавливаемые на винтовых сваях(на чертеже не показано).
В случае, когда есть наклон до 6 градусов (Фиг 3), то ложемент 8 на ребре 9 качается. Это ребро имеет ответную для ложемента поверхность или ложемент на самом ребре качается. Ведь два ребра, как минимум параллельные друг другу, и на верхней их кромке сделана такая полуовальная вырезка в ребре. Под ложементом может быть фторопластовая прокладка (на чертеже не показано). Это улучшит скольжение.
Таким образом, удалось обеспечить условия, при которых опора применяется на участках с переменным рельефом местности. После монтажа поз. 7 подошва приваривается к поз. 8, ложемент (Фиг. 4, 5, 6). Слева и справа от неподвижки свободно-подвижные опоры находятся на разной высоте, что еще больше расширяет функционанальные возможности заявляемой опоры.
Монтаж и эксплуатация такой опоры не требует подробного пояснения, так как для специалистов она не вносит вопросов и не отличается от известного применения такого типа опор.