ОПОРА ТРУБОПРОВОДА

Область техники
Полезная модель относится к опорным устройствам, предназначенным для поддержки трубопроводов, и может быть использована в качестве опорного устройства для установки и крепления труб трубопроводов всех типов, включая магистральные трубопроводы: газопроводы, нефтепроводы, водопроводы; городские коммунально-сетевые трубопроводы: водопроводы, газовые сети, теплофикационные сети, канализационные сети; технологические трубопроводы: межцеховые, внутрицеховые, обвязочные, судовые, машинные, трубопроводы систем охлаждения установок, оборудования, реакторов, а так же трубопроводов, построенных с применением полимерных и композитных труб для перекачки и транспортирования агрессивных жидкостей и морской воды.
Уровень техники
Из уровня техники известны композитные материалы на основе базальтового, органического, углеродного, полиэфирного, параарамидного, метаарамидного, полиакрилонитирильного волокна, стекловолокна и латексного связующего, эпоксидного связующего, полиэфирного связующего, кремнийорганического связующего, винилэфирного связующего, фенольного связующего, связующего на основе полиуретана, связующего на основе термопластов, связующего на основе эластомеров. Подобные материалы получают широкое распространение при изготовлении различных элементов трубопроводов, поскольку они обладают рядом преимуществ по отношению к традиционным материалам (металлам), такими как прочность при растяжении, низкий вес, коррозионная стойкость, теплоизолирующие свойства, продолжительным сроком службы. Недостатком, проявляющимся при изготовлении указанных композитных материалов, является высокая технологичность процесса и его низкая скорость производства, по сравнению с изготовлением деталей из металлов традиционными методами - штамповка, резка, сварка.
Также, из уровня техники известны негорючие минеральные наполнители - кальция карбонат, доломит, каменная пыль, тальк, гидроксид алюминия. Кроме того, из уровня техники известны снижающие горючесть покрытия - лакокрасочные покрытия, покрытия в виде пленки, покрытия в виде порошкового окрашивания в форме, которые под воздействием высокой температуры вспучиваются (пластифицируются, после чего расширяются путем пенообразования, а затем затвердевают, образовывая слой выгоревшей пены), либо превращаются в стекловидное покрытие, которое препятствует дальнейшему процессу горения.
Из уровня техники известна опора трубы скользящего типа (международная заявка РСТ № WO/2013/122481 от 22.08.2013 года МПК F16L 3/02), состоящая из ложемента, в частности имеющего поверхность, обращенную к поддерживаемой им трубе, повторяющую или незначительно превышающую сектор внешнего радиуса поддерживаемой трубы (седлообразный ложемент). Седлообразный ложемент выполнен из полимерных материалов, в частности из стекловолокна и полиэфирной смолы (стеклопластика). Поверхность седлообразного ложемента указанной опоры имеет волнистую поверхность для снижения площади контакта поверхности трубы и седлообразного ложемента. Седлообразный ложемент крепится с помощью болтов к металлическому основанию, которое, в свою очередь, с помощью болтов крепится к несущим системам трубопроводов. Указанное металлическое основание призвано упростить процесс ремонта. Выполнение опоры трубы из стеклопластика обеспечивает высокую прочность и отличные механические свойства, а также снижает вес при сопоставимых прочностных характеристиках. Тогда как недостатки указанной опоры трубы проявляются при ее эксплуатации в виде подверженности горению и разрушению в результате солнечного УФ излучения.
Также из уровня техники известна опора трубы скользящего типа (патент на изобретение Великобритании №1530284 от 25.10.1978 года МПК F16L 3/04), выполненная в виде седлообразного ложемента из стеклопластика. Труба, уложенная на опору, крепится к ней с помощью металлических лент, охватывающих закрепляемую трубу, натяжение которых можно регулировать с помощью болтов крепления лент. Недостатками данной опоры являются горючесть материала, из которого выполнен ложемент, а также низкой стойкостью стеклопластика к УФ-излучению. Кроме того, в результате применения металлических лент, проявляются недостатки, связанные с использованием металла, в частности, низкая прочность на растяжение при аналогичном композитным материалам весе охватывающей ленты, и необходимость повышения коррозионной стойкости, например, путем окраски.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве ближайшего аналога, является экологически безопасная подпорка, обладающая функциями огнестойкости и снижения вибрации, известная из патента на изобретение Китайской Народной Республики №106949309 А от 14.07.2017 года МПК F16L 3/10, F16F 15/02, которая включает в себя верхнюю часть подпорки, нижнюю часть подпорки, антивибрационную подкладку и замыкающую часть подпорки. Верхняя часть подпорки и нижняя часть подпорки изготавливаются из полимерного материала из резины и пластика (композитный материал). В указанный полимерный материал при смешивании компонентов добавляют ингибитор горения (повышающий огнестойкость наполнитель), в качестве которого применяют гидроокись алюминия, являющуюся экологически безопасным материалом. Крепления указанной подпорки осуществляют путем вставки верхней части подпорки в нижнюю часть подпорки, таким образом на закрепляемом трубопроводе образуется охватывающее его кольцо из полимерного материала, которое способно снижать вибрации, при этом между верхней и нижней частями подпорки располагается антивибрационная подкладка, которая уменьшает щель между ними, а также повышает герметичность их уплотнения. Для того чтобы скрепить верхнюю часть подпорки и нижнюю часть подпорки между собой и закрепить их на каком-нибудь несущем элементе здания или сооружения используется замыкающая часть подпорки, которая охватывает указанные части по их внешней стороне (фигура 1) и с помощью болтового соединения прижимает их к несущей конструкции и закрепляет их на несущей конструкции. Указанное изобретение не поясняет из какого материала изготовлена замыкающая часть подпорки. При этом цели указанного патента - предоставление экологически безопасной подпорки с хорошей устойчивостью, которая обладает функциями огнестойкости с снижения вибрации; достигаются за счет использования верхней и нижней частей подпорки, выполненных из полимерного материала из резины и пластика с ингибитором горения. Недостатками указанного изобретения являются низкий возможный вес поддерживаемого трубопровода ввиду использования эластичных элементов, сложность его конструкции, сложность его монтажа, а также низкий срок эксплуатации при работе с максимально возможным весом поддерживаемого трубопровода ввиду использования эластичных элементов.
Раскрытие полезной модели
Технический результат настоящей полезной модели заключается в повышении огнестойкости опоры трубопровода из композитного материала на основе связующего и волокна за счет применения наполнителя, снижающего горючесть готового изделия.
Указанный технический результат достигается с помощью опоры трубопровода, включающей седлообразный ложемент, состоящий из композитного материала, и скобу, соединенную с седлообразным ложементом элементами скрепления. Согласно заявленному решению, седлообразный ложемент и скоба состоят из композитного материала на основе связующего и волокна, при этом композитный материал седлообразного элемента и скобы включает повышающий огнестойкость наполнитель.
2
3
2
2
3
2
8
4
3
12
10
12
18
6
4
2
4
4
4
3
n
2
1
n
2-n
6
5
3
3
6
4
3
6
15
4
2
3
4
2
4
4
2
3
3
2
6
6
3
5
12
4
2
4
3
6
6
5
10
2
2
5
9
3
8
4
3
При этом, в качестве повышающего огнестойкость наполнителя может быть использовано соединение брома - 2ВаО⋅ЗBrO⋅nHO, 2ZnO⋅ЗBrO⋅nHO; CBrO; CBrO; CHBr; соединение фосфора - диаммоний фосфат (NH)HP0, ТРИС (2,3-ДИБРОМПРОПИЛ) ФОСФАТ, красный фосфор (Р)n, полифосфат аммония [NH РО](ОН), фосфонаты - сложные эфиры фосфоновых кислот общей формулы RP(O)(OR)(OH), фосфинатные и дифосфинатные соли металлов; (CHO)РО; (CHCHO)РО; СНОР; соединение сурьмы - SbO; сульфат аммония - (NH)SO; карбонат аммония - (NH)СО; гидроксид алюминия - AL(ОН); гидроксид магния - Mg(OH); гексабромбензол - CBr; трехокись молибдена - MoO; пентаэритрит - СНОили С(СНОН)); меламин - CHN; дибромнеопентил гликоль - CHBrO; пентаэритрит трехбромистый - CHBrO; тетрахлорфталевый ангидрид - CClO; хлорированный парафин - СР-70 - химическое соединение с содержанием хлора свыше 70% или их комбинации.
Также, на поверхностях седлообразного ложемента и скобы может быть расположено повышающее огнестойкость покрытие, в качестве которого использовано лакокрасочное покрытие, или покрытие в виде пленки, или покрытие в виде порошкового окрашивания в форме.
Кроме того, седлообразный ложемент может включать по меньшей мере два монтажных отверстия, а на его поверхности, находящейся в контакте с трубопроводом, может быть расположено полимерное уплотнение.
Преимущественно седлообразный ложемент выполнен в виде полого тела с основанием и внутренними ребрами жесткости, а скоба включает внешние ребра жесткости.
Помимо этого, в элементах скрепления могут быть использованы следующие типы соединений - болтовое соединение, и/или винтовое соединение, и/или шпилечное соединение, и/или клепочное соединение, и/или зажимное соединение. Также в качестве элементов скрепления могут быть использованы элементы взаимной фиксации в виде отверстий, и/или пазов, и/или углублений и ответных им частей, или закладных элементов. Кроме того, в качестве элементов скрепления могут быть использованы клеевое соединение в виде связующего и/или в виде элемента, имеющего клеевое покрытие в виде связующего, по меньшей мере, с одной стороны. В качестве элементов скрепления может быть использовано петлевое крепление.
При этом, в качестве волокна может быть использовано базальтовое, органическое, углеродное, полиэфирное, параарамидное, метаарамидное, полиакрилонитирильное волокно, стекловолокно, а также их комбинации.
В качестве связующего может быть использовано латексное связующее, эпоксидное связующее, полиэфирное связующее, кремнийорганическое связующее, винилэфирное связующее, фенольное связующее на основе полиуретана, связующее на основе термопластов, связующее на основе эластомеров, а также их комбинации.
В отличии от ближайшего аналога опора трубопровода является более огнестойкой, поскольку содержит наполнитель, и может иметь покрытие, а также является менее материалоемкой, поскольку выполнена в виде полого тела с основанием и внутренними ребрами жесткости, что обеспечивает достижение заданного технического результата.
Краткое описание чертежей
Сущность заявленной полезной модели и возможность ее практической реализации поясняется приведенными ниже фигурами и описанием.
На фиг. 1 показано сечение опоры трубопровода.
На фиг. 2 показан вид сверху опоры трубопровода.
На фиг. 3 показан общий вид опоры трубопровода с сечением.
Осуществление полезной модели
Предлагаемое техническое решение полезной модели поясняется конкретным исполнением предложенной опоры трубопровода, однако, приведенный пример не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью существенных признаков заявленного технического результата.
2
3
2
Опора трубопровода включает седлообразный ложемент 1 и скобу 2, соединенную с седлообразным ложементом 1 с помощью болтового соединения 3. Седлообразный ложемент 1 выполнен в виде полого тела с основанием 4 и внутренними ребрами жесткости 5, которые позволяют снижать материалоемкость седлообразного ложемента 1 без снижения его прочности. Седлообразный ложемент 1 и скоба 2 состоят из композитного материала на основе эпоксидного связующего и стекловолокна, включающего повышающий огнестойкость наполнитель - соединение брома 2ВаО⋅ЗBrO⋅nHO, а на поверхностях седлообразного ложемента 1 и скобы 2 расположено покрытие - порошковое окрашивание в форме, в состав которого введены вспучивающиеся вещества, препятствующие горению.
При этом, вместо эпоксидного связующего могут быть использованы следующие связующие - латексное связующее, полиэфирное связующее, кремнийорганическое связующее, винилэфирное связующее, фенольное связующее, связующее на основе полиуретана, связующее на основе термопластов, связующее на основе эластомеров, а также их комбинации, выбираемые в зависимости от требуемых свойств (времени, температуры) застывания связующего и применяемой технологии производства изделия.
Тогда как вместо стекловолокна могут быть использованы следующие волокна - органическое волокно, углеродное волокно, полиэфирное волокно, параарамидное волокно, метаарамидное волокно, полиакрилонитирильное волокно, базальтовое волокно, а также их комбинации, выбираемые в зависимости от требуемой прочности и экономичности готового изделия.
2
3
2
2
3
2
8
4
3
12
10
12
18
6
4
2
4
4
4
3
n
2
1
2-n
6
5
3
3
6
4
3
6
15
4
2
3
4
2
4
4
2
3
3
2
6
6
3
5
12
4
2
4
3
6
6
5
10
2
2
5
9
3
8
4
3
2
Вместо соединение брома - 2ВаО⋅ЗBrO⋅nHO могут быть использованы следующие наполнители - соединение брома - 2ZnO⋅ЗBrO⋅nHO; CBrO; CBrO; CHBr; соединение фосфора - диаммоний фосфат (NH)HP0, ТРИС (2,3-ДИБРОМПРОПИЛ) ФОСФАТ, красный фосфор (Р)n, полифосфат аммония [NH РО](ОН), фосфонаты - сложные эфиры фосфоновых кислот общей формулы RP(O)(OR)n(OH), фосфинатные и дифосфинатные соли металлов; (СНО)РО; (CHCHO)РО; СНОР; соединение сурьмы - SbO; сульфат аммония - (NH)SO; карбонат аммония - (NH)CO; гидроксид алюминия - AL(ОН); гидроксид магния - Mg(OH); гексабромбензол - CBr; трехокись молибдена - MoO; пентаэритрит - СНО или С(СНОН)); меламин - CHN; дибромнеопентил гликоль - CH BrO; пентаэритрит трехбромистый - CHBrO; тетрахлорфталевый ангидрид - CClO; хлорированный парафин - СР-70 - химическое соединение с содержанием хлора свыше 70%, оксид титана TiO, или их комбинации, в зависимости от вязкости связующего, скорости застывания связующего и экономичности наполнителя.
5
10
2
2
8
4
3
2
При этом, следующие указанные наполнители - дибромнеопентил гликоль - CHBrO; пентаэритрит трехбромистый - C5H9Br3O; тетрахлорфталевый ангидрид - CClO, оксид титана TiO, кроме повышения огнестойкости одновременно повышают УФ-стойкость, что является дополнительным техническим результатом, в случае использования указанных наполнителей. Кроме того, для повышения УФ-стойкости могут быть дополнительно введены в состав следующие наполнители - пигменты; сажа; светостабилизаторы - 2-(2-гидроксифенил) бензотриалозы; 2-гидроксибензофеноны; арилбензоаты; арилслицилаты; анилиды щавеливой кислоты.
Также, вместо порошкового окрашивания в форме могут быть использованы - лакокрасочное покрытие или покрытие в виде пленки, выбираемые в зависимости от применяемой технологии и наличия оборудования.
Скоба 2 включает внешние ребра жесткости 6, которые позволяют снижать материалоемкость скобы 2 без снижения ее прочности.
Седлообразный ложемент 1 включает три монтажных отверстия 7, позволяющих крепить седлообразный элемент 1 к основанию (на фигуре не показано). На поверхности седлообразного ложемента 1, находящейся в контакте с трубопроводом (на фигуре 1 пунктирной линией показан условный контур трубопровода), расположено полимерное уплотнение 8, обеспечивающее возможность движения трубы в результате температурных колебаний и колебаний, вызванных перепадами давления передаваемых сред.
Также, вместо элементов скрепления, в которых используется болтовое соединение 3, могут использоваться следующие типы соединений - винтовое соединение, и/или шпилечное соединение (выбор резьбовых соединений позволяет производить простой разбор собранных элементов), и/или клепочное соединение, и/или зажимное соединение (выбор подобных соединений обеспечивает более быструю скорость сборки), либо использоваться элементы взаимной фиксации в виде отверстий, и/или пазов, и/или углублений и ответных им частей, или закладных элементов, расположенных в элементах жесткости (выбор подобных соединений позволяет соединять элементы без использования, либо с меньшим использованием дополнительных элементов скрепления), либо в качестве элементов скрепления может использоваться клеевое соединение в виде связующего или в виде элемента, имеющего клеевое покрытие по меньшей мере с одной стороны, например односторонняя или двусторонняя клейкая лента (выбор которой обеспечивает быстрое неразъемное скрепление элементов), и их комбинации, либо в качестве элементов скрепления может использоваться петлевое крепление (при котором на одной из сторон соединения крепится петлевое соединение, обеспечивающее неразъемное соединение седлообразного ложемента 1 и скобы 2 при одновременной возможности открывания указанных элементов друг относительно друга, что позволяет производить быструю установку опоры трубопровода, тогда как с другой стороны соединения используется соединение одним из перечисленных методов - резьбовое, клепочное, клеевое соединения). Выбор конкретного типа соединения производят исходя из требований и места установки. При этом, в качестве клеевого соединения могут использоваться следующие типы связующих - эпоксидное связующее, и/или полиэфирное связующее, и/или винилэфирное связующее.
Опора трубопровода используется следующим образом: седлообразный ложемент 1 устанавливается на поверхность, оборудованную возможностью установки ответного крепежного соединения, преимущественно болтовым соединением, после монтажа которого на седлообразный ложемент 1 устанавливается полимерное уплотнение 8, на которое устанавливается труба, сверху которой устанавливается скоба 2, закрепляемая на седлообразном ложементе 1.
Реализация полезной модели возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических процессов и материалов.
Проведенные патентные исследования показали, что совокупность существенных признаков полезной модели не известна из уровня техники.