Опоры для труб: проблемы и решения

Nov 05, 2023

1 октября 2020 г. | Скотт Феллер, AMG Inc.

Опоры труб на промышленных предприятиях зачастую сложнее, чем принято думать. Здесь представлены некоторые проблемы, которые могут возникнуть, и способы их решения.

С одной стороны, тема опор для труб кажется простой: поддерживайте трубу. Иногда это так просто, но чаще всего это не так. На промышленных перерабатывающих предприятиях, независимо от технологического процесса или применения, существует множество факторов, связанных с опорами труб. Необходимо учитывать такие вопросы, как максимально допустимый диапазон напряжения, прогиба, вибрации, гармоник и теплового роста, а также взаимодействие между трубой, ее опорами и конструкциями, которые поддерживают эти опоры. Что произойдет, если трубы из разных материалов конструкции, с разными допускаемыми напряжениями и работающие при разных температурах, будут находиться на одной эстакаде? Если эти условия тщательно учитывать, правильная опора труб может стать более сложной.

В этой статье обсуждаются различные проблемы с опорами труб и некоторые способы их решения. Также будут указаны примеры опор, которые либо неэффективны в использовании, либо их установка намного дороже, чем мог бы обойтись более простой подход.

Ситуации, связанные с тепловым расширением и сжатием трубопроводов, очень распространены в паровых и конденсатных системах, системах охлажденной воды и криогенных системах, а также во многих других технологических трубопроводных системах. Эти участки труб могут представлять собой множество проблем, включая высокие нагрузки на анкеры, нагрузки на патрубки оборудования, геометрию компенсатора или выбор и размещение компенсаторов. Хитрость заключается в том, чтобы грамотно выбирать опорные точки. Часто необходимо создать анкеры близко (в пределах 20 футов или около того) к соединительному оборудованию, такому как резервуары или насосы, чтобы можно было свести к минимуму тепловое расширение или сжатие между анкером и оборудованием и чтобы их было легче контролировать с помощью гибких опор. ноги, гибкие суставы, пружины и так далее. Длинные пролеты между этими концевыми анкерами могут оказаться затруднительными, особенно в перегруженных эстакадах для труб. Если необходимы петли расширения, они могут блокировать маршрутизацию соседних линий. Использование подъемно-поворотной петли может решить эту проблему, но также может предотвратить дренаж труб, потребовать дополнительных конденсатоотводчиков или помешать другим трубам, воздуховодам или электрическим трассам, расположенным выше. Вариантом могут быть линейные или осевые компенсаторы, но необходимо принять меры для устранения возможного давления, вызванного давлением. Компенсаторы с разгрузкой (или компенсацией) являются хорошим вариантом, но могут быть дорогими. В идеале, если участок трубы меняет направление, их можно использовать в качестве гибких опор, позволяющих расширяться или сжиматься, как показано на рисунке 1. Необходимо определить расстояние расширения или сжатия, чтобы обеспечить правильное расстояние между соседними трубами.

Рисунок 1. Длинные участки труб могут осложняться тепловым расширением и сжатием, поэтому необходимо определить расстояния.

Технологическое оборудование, особенно устройства с вращающимися компонентами, такие как насосы и компрессоры, чувствительно к силам, приложенным к трубопроводам. Большие силы, приложенные к форсункам, могут привести к сокращению срока службы уплотнений и преждевременному износу подшипников. Атмосферные резервуары и сосуды под давлением также имеют пределы нагрузки. Нагрузки под действием силы тяжести от трубопроводов малого диаметра, как правило, не являются серьезной проблемой, но нагрузки, вызванные тепловым расширением, могут быть огромными. Существует несколько стратегий снижения нагрузки на сопла:

1. Измените направление конструкции трубопровода, чтобы обеспечить гибкость и снизить силы.

2. Рассмотрите возможность установки холодного источника в трубопровод во время установки.

3. Оценить использование пружинных подвесок или опор для снижения термических и гравитационных нагрузок в различных вариантах нагрузки.

4. Рассмотреть возможность гибкого монтажа технологического оборудования. Часто на всасывающем патрубке насоса могут возникать большие силы — например, при его прямом соединении с баком прямым отрезком трубы. Хотя термическое расширение или сжатие сегмента трубы может составлять лишь небольшую долю дюйма, сила, необходимая для противодействия силе, создаваемой расширением, может составлять десятки тысяч фунтов. Если позволить насосу всплывать на 1/16 дюйма, реакция может снизиться до незначительного уровня. Этого можно добиться, установив насос на пружинных креплениях, на скользящем основании или на резьбовых шпильках, позволяющих им изгибаться.