НЕПОДВИЖНАЯ ОПОРА ДЛЯ ТЕПЛОИЗОЛИРОВАННЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Предложение относится к области обеспечения строительства трубопроводов, к изготовлению с высокой степенью заводской готовности одной из их частей - неподвижной опоре и предназначено для трубопроводов, преимущественно, в полимерной оболочке из предварительно теплоизолированных труб для тепловых сетей, водопроводов и нефтяных трубопроводов.
Известна неподвижная щитовая опора трубопровода, включающая щит, заглубленный в грунт, трубопровод с упорами и зазором между щитом и трубопроводом, при этом зазор между трубопроводом и щитом заполнен прокладкой из четырех слоев паронита, фиксированных бетоном, а между щитом и упорами расположена упругоподатливая прокладка из термостойкой резины. Щит опоры выполнен из бетона (RU2396, 1996).
Известная неподвижная опора не предназначена для строительства трубопроводов в оболочке из предварительно теплоизолированных труб.
Известна неподвижная опора для теплоизолированных трубопроводов в полимерной оболочке, включающая патрубок, пропущенный через плиту (упорный элемент) и соединенный жестко с ней, защитные оболочки, охватывающие концентрично патрубок по обе стороны плиты и соединенные жестко с ней, и теплоизоляционный материал, заполняющий кольцевые пространства между патрубком, защитными оболочками и плитой (RU38886, 2004).
Недостатком известной неподвижной опоры является то, что патрубок в ней - пластмассовый. Это обстоятельство вызывает необходимость его усиления для воспрепятствования радиальным расширениям под действием температуры прокачиваемой среды и, как следствие, ведет к усложнению конструкции и снижению надежности.
Известна неподвижная опора для теплоизолированных трубопроводов в оболочке, включающая патрубок, пропущенный через плиту и соединенный жестко в средней части с ней, защитные оболочки, охватывающие концентрично патрубок по обе стороны плиты и соединенные жестко с ней, и теплоизоляционный материал, заполняющий кольцевые пространства между патрубком, защитными оболочками и плитой (АЛЬБОМ ПС - 326. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ НЕПОДВИЖНЫХ ОПОР НА УСТИЛЯ ≥ 50 тн С ЗАВОДСКОЙ ТЕПЛОГИДРОИЗОЛЯЦИЕЙ ИЗ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА В ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ ОБОЛОЧКЕ ДЛЯ ПРОКЛАДКИ ТЕПЛОПРОВОДОВ Ду=150÷1000 мм, проектный институт МОСИНЖПРОЕКТ, Москва, 1995 г.).
Недостатками известной неподвижной опоры является низкая надежность в эксплуатации и большая материалоемкость в изготовлении. Низкая надежность обусловлена тем, что защитные оболочки выполнены из полимера и при концентрации нагрузок, которые воспринимает опора, в области жесткого закрепления защитных оболочек развиваются деформации, которые приводят к нарушению герметичности полимерной защитной оболочки, соединяющей оболочку трубопровода с защитной оболочкой. Большая материалоемкость является следствием больших ее линейных размеров, вызванных необходимостью надежного закрепления защитных оболочек, выполненных из полимера, внутри дополнительного элемента неподвижной опоры - металлического защитного кольца.
Техническим результатом предложенной неподвижной опоры является повышение надежности за счет возможности длительной эксплуатации опоры без нарушения герметичности при концентрации нагрузок, которые она воспринимает, в области жесткого закрепления защитных оболочек, появления у нее возможности опрессовки соединения защитных оболочек с плитой в заводских условиях. Уменьшаются линейные габаритные размеры, упрощается монтаж соединений с ней на трассе строительства трубопровода.
Технический результат достигается тем, что в неподвижной опоре для теплогидроизолированных трубопроводов, включающей патрубок, пропущенный через плиту и соединенный жестко в средней части с ней, защитные оболочки, охватывающие концентрично патрубок по обе стороны плиты и соединенные жестко с ней, и теплоизоляционный материал, заполняющий кольцевые пространства между патрубком, защитными оболочками и плитой, в соответствии с предложением защитные оболочки выполнены металлическими с возможностью установки на каждую из них с охватом защитной муфты, соединяющей оболочку трубопровода с защитной оболочкой.
Способствует достижению технического результата то, что:
- металлические защитные оболочки имеют возможность быть охваченными термоусадочными манжетами, способными охватить одновременно и защитную муфту, предназначенную для соединения оболочки трубопровода с защитной оболочкой;
- теплоизоляционный материал со стороны свободных торцев защитных оболочек неподвижной опоры закрыт кольцевыми заглушками, причем последние могут быть фигурными и жестко и герметично связанными с патрубком и/или с защитными оболочками;
- патрубок, пропущенный через плиту, соединен жестко в средней части с ней при помощи косынок;
- в кольцевых пространствах между патрубком и защитными оболочками установлены центрирующие опоры;
- там же (в кольцевых пространствах между патрубком и защитными оболочками) размещены проводники системы оперативного дистанционного контроля состояния изоляции, помещенные в защитные трубки, которые пропущены через отверстия, выполненные в плите и оснащенные направляющими втулками;
- в случае наличия кольцевых заглушек, закрывающих теплоизоляционный материал со стороны свободных торцев защитных оболочек неподвижной опоры, проводники системы оперативного дистанционного контроля состояния изоляции пропущены также и через отверстия, выполненные в кольцевых заглушках, которые также оснащены направляющими втулками;
- направляющие втулки и защитные трубки выполнены из полимера, причем защитные трубки имеют сквозные отверстия, ориентировочно, через 100 мм и изготовлены, преимущественно, из фторопласта.
В конкретных воплощениях плита неподвижной опоры в плоскости, перпендикулярной продольной оси патрубка, может иметь форму:
- прямоугольника;
- прямоугольника с закругленными углами;
- круга.
Целесообразно, чтобы плита снаружи имела изолирующее покрытие, например, термоусадочное, которое будет способствовать предотвращению перетоков блуждающих электрических токов на элементы неподвижной опоры, что также повысит надежность ее работы.
На фиг.1 показана неподвижная опора, продольный разрез; на фиг.2 показан фрагмент А, поясняющий фигурное выполнение кольцевой заглушки.
Неподвижная опора для теплогидроизолированных трубопроводов включает патрубок 1, пропущенный через плиту 2 и соединенный жестко в средней части с ней. Защитные оболочки 3 охватывают концентрично патрубок 1 по обе стороны плиты 2 и соединены жестко с ней. Теплоизоляционный материал 4, например, пенополиуретан, заполняет кольцевые пространства между патрубком 1, защитными оболочками 3 и плитой 2. Патрубок 1 соединен жестко в средней части с плитой 2 при помощи косынок 5. В кольцевых пространствах между патрубком 1 и защитными оболочками 3 установлены центрирующие опоры 6.
В плите 2 выполнены отверстия, оснащенные направляющими втулками 7. Через направляющие втулки 7 пропущены защитные трубки 9. Проводники 10 системы оперативного дистанционного контроля состояния изоляции размещены в кольцевых пространствах между патрубком 1 и защитными оболочками 3 и помещены в защитные трубки 9. Обычно два проводника 10 располагаются диаметрально друг другу. На фиг.1 показан один проводник 10. Защитные оболочки 3 могут иметь отверстия, закрываемые пробками (не показаны). В этом случае проводники 10 в плоскости, перпендикулярной продольной оси патрубка 1, также расположены диаметрально друг другу и под углом 90° по отношению к отверстиям, выполненным в защитных оболочках 3.
Отверстия в кольцевых заглушках 8, при наличии последних в комплекте опоры, оснащены направляющими втулками 11, способными герметично уплотнить проводники 10 системы оперативного дистанционного контроля состояния изоляции.
Направляющие втулки 7 и защитные трубки 9 выполнены из полимера, причем защитные трубки 9 имеют сквозные отверстия, ориентировочно, через 100 мм и изготовлены, преимущественно, из фторопласта.
Защитные оболочки 3 выполнены из металла, их наружный диаметр соответствует наружному диаметру оболочки 12 трубопровода, включающего теплоизоляционный материал 13, например, пенополиуретан.
Изготовленная неподвижная опора предлагаемой конструкции позволяет провести ее опрессовку в заводских условиях, т.е. ее замкнутых кольцевых пространств между патрубком 1, защитными оболочками 3, плитой 2 и кольцевыми заглушками 8, поскольку защитные оболочки 3 имеют отверстия, закрываемые пробками (не показаны).
Использование неподвижной опоры связано с необходимостью соединения ее патрубка 1 с трубой 14 трубопровода, например, сварочным швом 15. Полученный стык изолируют с помощью защитной муфты 16, выполненной, например, из полимера и имеющей отверстия 17 для заливки пространства 18 пенополиуретановой композицией, используемой в качестве теплоизоляционного материала. Впоследствии отверстия 17 закрывают пробками.
Металлические защитные оболочки 3 выполнены с возможностью установки на каждую из них с охватом защитной муфты 16, соединяющей, например, полимерную оболочку 12 трубопровода с защитной оболочкой 3 и имеют возможность быть охваченными термоусадочными манжетами 19, охватывающими одновременно и защитную муфту 3, соединяющую полимерную оболочку 12 трубопровода с защитной оболочкой 3. В качестве полимера защитной муфты 16, оболочки 12 трубопровода может быть применен полиэтилен. Наличие оболочки 12, например, полимерной (полиэтиленовой) у теплоизолированного трубопровода позволяет выполнить его гидроизолированным.
Плита 2 снаружи может иметь изолирующее покрытие 20, наличие которого будет противодействовать вредному влиянию перетоков блуждающих электрических токов на элементы неподвижной опоры, что также будет способствовать повышению надежности ее работы. Изолирующее покрытие 20 технологически проще может быть установлено в случаях, когда плита 2 неподвижной опоры в плоскости, перпендикулярной продольной оси патрубка, имеет форму прямоугольника с закругленными углами или круга.
Возможен, показанный на фрагменте А (фиг.2), вариант выполнения кольцевых заглушек 8 фигурными, т.е. когда их профиль в плоскости, проходящей через продольную ось патрубка 1 не прямолинеен. При таком выполнении кольцевых заглушек 8, зона их соприкосновения с защитными оболочками 3 будет несколько удалена от свободных торцев защитных оболочек 3, что, предположительно, будет способствовать снижению вредного температурного влияния на защитную муфту 16 вследствие более равномерного распределения тепла по металлическим защитным оболочкам 3.
Неподвижная опора для теплогидроизолированных трубопроводов в полимерной оболочке работает следующим образом. Плита 2 неподвижной опоры, как правило, заделывается в бетон 21 основания, включающего арматуру. В процессе монтажа неподвижная опора становится частью трубопровода. При прокачивании по трубопроводу текучей среды вследствие изменений ее температуры, давления, внешнего температурного фона в трубопроводе возникают нагрузки, которые воспринимает неподвижная опора. Поэтому от надежности ее работы, как составной части, во многом зависит надежность эксплуатации всего трубопровода.