A csővezetéktartó olyan szerkezeti elem, amely megvédi a csövet a sérülésektől a tartószerkezettel való érintkezési ponton, és a csővezeték tervezési helyzetben tartására szolgál. A támasztékok a csővezetékre ható terhelések felvételére és az épületszerkezetekre való átadásra szolgálnak. Egyes esetekben támasztékokat használnak a rezgések kiküszöbölésére, valamint a csővezetékben lévő erők és feszültségek szabályozására [1] .
A cikk tárgyának megjelölésére a legtöbb forrás a "támogatás" kifejezéssel dolgozik. Mások [2] [3] a "támasztékot" használják, a " támaszték " kifejezést használva az épület szerkezetének meghatározására az alapozástól a csővezetékig. Ebben a cikkben a "támogatás" kifejezés a csővezeték szerkezeti elemét jelenti, amelyet a GOST 22130-86 követelményei határoznak meg.
A célnak megfelelően a támasztékokat leggyakrabban mobil [4] és fix [5] részekre osztják , de a csővezeték mozgatható és rögzített rögzítésére is számos szerkezeti típusú támaszt alkalmaznak [6] .
A rögzített támasztékok alatt általában csuklósan rögzített és teljesen mozdulatlan ("halott") támaszokat értünk. Az előbbi megakadályozza a csővezeték lineáris mozgását, az utóbbi - lineáris és szögletes [1] .
A mozgatható támasz az adott mobilitási jellemzők mellett biztosítja a csővezeték tervezési helyzetét és a tartószerkezethez viszonyított számított mozgást (lásd lent ). A csővezeték felfüggesztése a csővezeték tengelye felett elhelyezkedő, a tartószerkezethez való rögzítési hellyel rendelkező felfüggesztő tartó.
A tartószerkezeti típusok jelölésére a rövidített neveket használják. A leggyakoribb elnevezések:
A támasztékok alkalmazását, kialakítását és jellemzőit szabályozó dokumentumok szabályozzák.
| Szabályozó dokumentum | Alkalmazási terület | Támogatás típusai |
|---|---|---|
| GOST 14911-82 (nem érvényes az Orosz Föderációban) | Acél technológiai csővezetékek acél mozgatható tartói különböző célokra 18-1620 mm külső átmérővel, 0 és plusz 450 ° C közötti hőmérsékletű és legfeljebb 10 MPa nyomású munkaközeg szállítására. | OPP1, OPP2, OPP3, OPP1, OPP2, OPP3, OPB1, OPB2 |
| GOST 16127-78 (nem érvényes az Orosz Föderációban) | Különböző célokra szolgáló acél csővezetékek felfüggesztései 25-500 mm névleges furattal, 0-450°C hőmérsékletű és legfeljebb 100 kg/cm2 nyomású munkaközeg szállítására. | PG, PM, PM2sh, PG2u, PM2u, PGV, PMV |
| OST 108.275.24-80 | Varrat nélküli és elektromosan hegesztett, 57–1420 mm külső átmérőjű acélból készült, 0,98–37,3 MPa nyomáson, 145–560 ° C munkaközeg-hőmérsékleten működő TPP és Atomerőmű csővezetéktartók; tól től . | Minden típus |
| OST 24.125.154-01 | Csúszótámaszok hőerőművek és atomerőművek csővezetékeihez króm-molibdén-vanádium acélból, 57-920 mm külső átmérővel, legfeljebb 560 ° C-os munkaközeg hőmérséklettel; 57-820 mm külső átmérőjű szén- és szilícium-mangán acélokból, legfeljebb 440 °C-os munkaközeg hőmérséklettel; 57-325 mm külső átmérőjű ausztenites acélokból 440°C-ig terjedő munkaközeg hőmérséklettel. | Szorítótámaszok típusok szerinti megkülönböztetés nélkül |
| OST 36 94-83 | Acél technológiai csővezetékek acél mozgatható tartói különböző célokra 18-1620 mm külső átmérővel, 0 és plusz 450 ° C közötti hőmérsékletű és legfeljebb 10 MPa nyomású munkaközeg szállítására. | Ugyanaz, mint a GOST 14911-82-ben |
| OST 36 104-83 | Acél hideg csővezetékek mozgatható acél tartói 133-760 mm külső átmérővel, mínusz 70°С és plusz 10°С közötti hőmérsékletű és 9,81 MPa nyomású munkaközeget szállítanak. | Szorítótámaszok típusok szerinti megkülönböztetés nélkül |
| OST 36-146-88 | Acél technológiai csővezetékek mozgatható és rögzített tartói Ru-on 10 MPa-ig (kivéve a hűtő- és hűtőközeg-vezetékeket, az erőművek csővezetékeit, valamint a permafrost és hullámzó talajba fektetett csővezetékeket) [6] . | TP, TH, KP, KH, TP, ShP, UP, HB, TO, VP, KN |
| TU 1468-002-92040088-2011 | Tartók, felfüggesztési rendszerek és blokk-moduláris szerkezetek technológiai, fő- és terepi csővezetékekhez 18-1620 mm átmérővel, akár 32 MPa üzemi nyomással | Gázkompresszorok, fővezetékek, technológiai vezetékek csővezetékeinek támasztékai. |
| TU 1468-012-04698606-14 (a lejárt TU 3680-001-04698606-04 helyett) | Acél technológiai csővezetékek különféle célú mozgatható acél tartói 18-1620 mm külső átmérővel, 0-tól plusz 450°C hőmérsékletű és 10 MPa nyomású munkaközeget szállítanak mínusz környezeti hőmérsékleten 70°C. | Ugyanaz, mint az OST 36-146-88, GOST 14911-82, OST 36 94-83, 4.903-10 sorozat 4. és 5. kiadásában |
| TU 1468-001-00151756-2015 | Alacsony súrlódású csúszócsapágyegységek technológiai csővezetékekhez, gőz- és melegvíz-vezetékekhez 100-1400 mm névleges átmérővel, 0 és plusz 450 ° C közötti hőmérsékletű és legfeljebb 10 MPa nyomású munkaközeget szállítanak környezeti körülmények között hőmérséklet mínusz 70 ° C-ig, súrlódási együtthatóval - legfeljebb 0,06. | Ugyanaz, mint az OST 36-146-88, OST 24.125.154-156 |
| 4.903-10 sorozat, 4. szám | Rögzített tartók 57-1420 mm külső átmérőjű fűtési hálózatok csővezetékeihez. | T3-T12, T44, T46 |
| 4.903-10 sorozat, 5. szám | Mozgatható (csúsztatható, görgős és golyós) tartók fűtési hálózatok csővezetékeihez 32-1420 mm külső átmérővel. | T13-T21, T43 |
| 4.903-10 sorozat, 6. szám | Függesztett (merev és rugós) tartók fűtési hálózatok csővezetékeihez 32-1420 mm külső átmérővel. | T22-T29, T41, T42 |
| T-MM-26-99 | Mozgatható, rögzített és függesztett támasztékok 15-1000 mm névleges átmérőjű acélcsővezetékekhez, amelyek 0 és mínusz 150 °C közötti hőmérsékletű és legfeljebb 10 MPa nyomású munkaközeget szállítanak legalább mínusz 50 °C környezeti hőmérsékleten °C. | OSS, ONS, PS |
| NTS 65-06 | Mozgatható és vezető támasztékok csatornafektetésű hőhálózatok 100-1000 mm névleges átmérőjű csővezetékeihez poliuretánhab szigeteléssel, polietilén köpennyel. | Szoftverek, civil szervezetek |
A csővezeték-tartók szinte minden szerkezeti típusa lehetővé teszi rögzített tartóként történő használatát. Ez alól kivételt képeznek a görgős, golyóscsapágyak, a TU 1468-001-00151756-2015 szerinti tartóegységek és a függőlegesen mozgatható csapágyak. A különböző szabályozási dokumentumokban számos tervezési megoldás hasonlít a megkülönböztethetetlenséghez. A későbbi szabályozási dokumentumokban számos „új” strukturális támogatási típus került bevezetésre a korábbi KTF-ekre való hivatkozás nélkül. [7] .
A mozgatható tartórészeknek egyszerre több funkciót kell ellátniuk. Először is átadják a cső támasztóreakciójának erőit a tartószerkezetre. Kívánatos, hogy a hordozóreakció függőleges komponensének alkalmazási helye ne változzon. Ellenkező esetben meg kell bonyolítani a tartószerkezet megoldását. Ezenkívül a tartórész kialakításánál biztosítani kell a cső megtámasztását úgy, hogy az utóbbi falaiban a feszültségek minimálisak legyenek [8] .
A támaszok mozgathatóságának szükségességét a csővezeték hőtágulás hatására bekövetkező mozgása okozza . A rögzített támasztékok a hosszirányú terheléseket a csővezetékről a horgonyzó csapágyszerkezetekre adják át. A mozgatható támasztékokat a függőleges terhelések átvitelére tervezett közbenső tartószerkezetekre szerelik fel. A közbenső tartószerkezetekre ható vízszintes terhelések arányosak a csővezeték mozgatható támaszaiban lévő súrlódási együtthatóval .
A hosszirányban mozgatható támasztékok (görgő és csúszóvezetők) biztosítják a csővezeték mozgását a tengely mentén. A golyós- és csúszócsapágyak mobilitást biztosítanak a csővezeték tengelyéhez képest mind hossz-, mind keresztirányban.
Az egyik csővezeték számított súrlódási erejét a tartó mentén úgy határozzuk meg, hogy a csővezeték számított függőleges terhelését megszorozzuk a súrlódási együtthatóval, amely egyenlő a tartórészekben [9] :
Az „acél az acélon” csúszócsapágyak mozgási ellenállási erőinek részletes vizsgálata azt mutatta, hogy a súrlódási együttható átlagos értéke 0,5–0,6 tartományban van, és a maximális érték meghaladhatja a 0,7-et. A tesztelés során megállapították, hogy a cipő rendkívül egyenetlenül fekszik az alaplapon; ez nagy érintkezési feszültségek megjelenéséhez vezet, ami a fém karcolódását, súrlódását okozza, és természetesen nagymértékben növeli a nyírási ellenállást [10] .
Speciálisan tervezett kísérletek kimutatták, hogy a görgő tervezési helyzetében a súrlódási tényező értéke 0,01-0,03, ami egy nagyságrenddel alacsonyabb a normalizált értéknél (0,1). A tartólemez rozsdásodása és eltömődése homokkal a súrlódási együttható 0,04–0,08-ig történő növekedéséhez vezet. A ferdeség és a vezetők hangsúlyozása nem állítja meg a görgőt, és nem fordítja a helyére; a görgő tovább mozog az alaplemezhez képest, de a súrlódási tényező 0,1-0,17-re nő [11] .
A PTFE -4 súrlódási együtthatója szilárd ellentesttel párosítva az eltűnően kicsi értékektől 0,3-ig változik. A súrlódási együttható értéke növekszik a csúszási sebesség növekedésével, a nyomás csökkenésével és a hőmérséklet csökkenésével. Legfeljebb 1 mm/s csúszási sebességnél , 100-400 kg/cm2 nyomásnál és mínusz 60°C és 40°C közötti hőmérséklet-tartományban a szakirodalom a súrlódási együttható értékek tartományát jelzi. 0,008–0,15 [12] . A TU 1468-001-00151756-2015 szabvány az alacsony súrlódású csúszócsapágyegységek (LLSS) súrlódási tényezőjét 0,06-ra korlátozza bármilyen üzemi terhelés esetén.
A technológiai csővezetékrendszerekben, amelyekre nemcsak vízszintes, hanem függőleges elrendezés is jellemző, a hőtágulás a csővezetékek függőleges irányú elmozdulásához vezet. A függőleges mozgékonyságot változó erejű rugós rugalmas támasztékok és állandó erejű támasztékok biztosítják.
A rugalmas támasztékok rugói úgy vannak beállítva, hogy a csővezeték üzemállapotában a támasztékok felvegyék a csővezeték saját súlyát (szigeteléssel és termékkel). A gyakorlatban ez a követelmény arra vonatkozik, hogy a forró csővezetékben nulla súly miatti elhajlást kell biztosítani [13] . Rugalmas támaszoknál a függőleges erő a teherhordó rész mozgásával arányosan változik.
Az egyik általánosan elterjedt állandó erejű támaszték fő eleme az emelőrugós mechanizmus, amely bizonyos elmozdulások tartományában enyhe változást biztosít a rugóösszenyomás mértékében [14] . Az állandó erejű támasztékok egyéb konstrukciós megoldásai a teherhordó részre bütyökön és ívelt felületű karokon keresztül ható kiegészítő rugók alkalmazásán alapulnak. A további hatás a főrugó lineáris karakterisztikájának beállításához vezet: a teherhordó erő egy bizonyos elmozdulási tartományában a teherhordó rész állandóvá válik.
2019-ben az Orosz Tudományos Akadémia Szibériai Kirendeltsége Kőolajföldtani és Geofizikai Intézetének (INGG) orosz tudósai olyan technológiát fejlesztettek ki, amely lehetővé teszi a csővezeték-tartók állapotának nyomon követését az akusztikus zaj tanulmányozásával. Ez a módszer alkalmas hídtartók és épületgerendák megbízhatóságának felmérésére is [15] . A csővezeték falairól vett akusztikus zaj tanulmányozása lehetővé teszi a csővezetéket lefektető tartószerkezetek esetleges gyengülésének nyomon követését, és az esetleges balesetek időben történő megelőzését. Az orosz tudósok által kidolgozott módszer lehetővé teszi a támasztékok stabilitásának csökkenését már nagyon korai stádiumban [16] . A módszer az akusztikai jellemzők mérésén alapul csőnyílásokban függőleges geofon és egycsatornás digitális rögzítők segítségével. Az elemzési technika egyszerű, olcsó és nem igényel jelentős számítási teljesítményt [17] .