Крепление технологических трубопроводов к строительным конструкциям

размещено: 09 Октября 2016

Сборник нормалей крепления трубопроводов к ЖБ конструкциям. М.1965 г.
Раздел 1 Крепления к ЖБ плитам прекрытия.
Раздел 3 Крепления к ЖБ колоннам
Раздел 4 Крепления к ЖБ конструциям с закладными частями.

III Раздел:
НТ177-64 Консоль на шпильках
НТ179-64 Консоль на самозаанкеривающихся болтах
НТ138-64 Кронштейн для неподвижной опоры на самозаанкеривающихся болтах
НТ169-64 Кронштейн для неподвижной опоры на шпильках
НТ170-64 Кронштейн для неподвижной опоры
НТ134-64 Кронштейн закрепленный к ж.б. колонне при помощи шпилек
.

Правильное крепление к строительным конструкциям трубопроводов обеспечивает их эксплуатационную надежность. Если же существующие нормативы монтажа будут нарушены, трубопровод может получить повреждения, а его долговечность снижена. При этом следует учитывать специфику материалов, из которых изготовлены трубы. В частности, возможность их расширения при изменении температуры окружающей среды. Именно физические свойства материалов обуславливают перечень технических требований, предъявляемых к крепежным элементам.

Основные и специальные свойства крепежа

Вертикальные и горизонтальные трубопроводы прикрепляются к строительным конструкциям посредством крепежных элементов – подвесок и опор. В процессе монтажа участвуют кронштейны, планки, хомуты, консоли и закладные детали крепления трубопроводов.
Крепеж должен соответствовать следующим основным требованиям:

• сохранять высокое качество и надежность даже в процессе неоднократного использования по назначению;
• обеспечивать свою функциональность при разных условиях монтажа трубопровода, в том числе при повышенных нагрузках;
• быть унифицированным и универсальным;
• иметь обязательную высокую механическую и коррозийную стойкость, способную противостоять агрессивным воздействиям окружающей среды.

Кроме того, монтаж опорных конструкций для крепления трубопроводов не должен вызывать затруднений. Нужно, чтобы работать с подвесками и опорами было легко и просто. Выполнение этого требования обеспечивает отличную эргономичность рабочих процессов.

Специальные требования предъявляются к несущим конструкциям, когда нужно учитывать специфику материала, из которого изготавливаются трубы. При закреплении полимерных трубопроводов необходимо брать в расчет такие особые требования.

• На прямолинейных участках полимерные конструкции могут изменять свою протяженность из-за высокого коэффициента линейного расширения этого материала. В этом случае опорные конструкции не должны препятствовать свободному перемещению трубопровода. А это значит, что следует применять компенсаторы, имеющие специальную конструкцию фиксирующих хомутов.
• В отличие от металла, полимеры особо чувствительные к механическим повреждениям. Поэтому детали, которые соприкасаются с таким материалом, должны быть гладкими, лишенными острых кромок и заусенцев. Хомут металлический с шурупом чаще применяют в отношении стальных конструкций, а в случае с полимерами используются плоские хомуты с гладкой внутренней поверхностью, скругленными краями и с прокладками. Популярностью пользуются пластиковые хомуты для крепления трубопроводов «Фузиотерм».
• Прочность, теплостойкость и твердость полимеров, если рассматривать их в сравнении со сталью, невысока. Поэтому трубопроводы из них нельзя использовать как несущие конструкции.
  Полимерные трубы не закрепляют в хомутах на неподвижных опорах. Это приводит к их повреждению.

Элементы для крепления гидравлических трубопроводов производят в двух конструктивных вариантах. Без сплошного основания, если температура окружающей воздушной среды или перемещаемой жидкости не превышает 30°С, и с основанием при более высоких температурах.

Расчет креплений для трубопроводов

Если конструкция не требует наличия сплошного основания, то промежутки между элементами крепления устанавливаются расчетным путем. При этом сама конструкция креплений должна выдерживать не только вес трубопровода, но и жидкости, которая будет по нему транспортироваться. А это значит, что она должна быть достаточно прочной и надежной.

В отсутствии единой технической документации следует руководствоваться конструкторскими нормативами, которые были разработаны рядом специализирующихся в этой области организаций. Пользователям они представлены в виде альбомов чертежей и ОСТов. Расчет креплений производят на основании:

В этих документах расстояние между подвесками и опорами указано в зависимости от диаметра трубопроводов, давления, температуры транспортируемой жидкости и внешней среды. В СН 527-80 учтено и рекомендуемое расстояние до поверхности галерей, тоннелей, каналов и стен при креплении трубопровода к стене. При повышенной плотности перемещаемой жидкости необходимо применять поправочные коэффициенты.

Виды крепежных конструкций

Несущие крепежные конструкции подразделяются на следующие типы:

• Неподвижные опоры. При использовании этого крепежа не допускается угловое или линейное перемещение зафиксированных участков.
• Направляющие опоры. Применение этой конструкции позволяет смещение только в одном направлении. Как правило, только вдоль горизонтальной оси.
• Жесткие подвески. Перемещения допустимы, но исключительно в горизонтальной плоскости.
• Пружинные подвески и опоры. И в вертикальной, и в горизонтальной плоскости перемещения возможны.

Требования к опорам и подвескам

Если фиксация происходит между двух неподвижных опор, перемещения, которые могут происходить в результате смены температурных режимов, монтажных растягов или смещения опор, должны самокомпенсироваться. Но такой компенсирующей способности, как показывают расчеты, подчас бывает недостаточно. В этом случае должны устанавливаться специальные компенсаторы.

Изготавливают их из труб такого же вида и диаметра, что и сооружение в целом. Чаще всего их выполняют в форме букв «П» или «Г».

Если конструкция закреплена неподвижно, крепления должны выдерживать вес самого трубопровода, жидкости, которая по нему перемещается, а также осевые нагрузки, порожденные тепловой деформацией, вибрациями и гидравлическими ударами. При выполнении монтажа изделий из полимеров чаще всего используют подвижные опоры.

Если же монтаж осуществляется в неподвижных опорах, к трубам приваривают ограничительные кольца или сегменты в 10-20 мм шириной, которые выполняют из кусков труб такого же пластика. Эти сегменты или кольца должны располагаться по обеим сторонам от опоры.

Выбор элементов крепления

Подходящие крепления подбирают с учетом многих факторов. Выбор зависит от местоположения участка монтажа, от предназначения конкретной системы и так далее.

Иногда трубу следует изолировать от источника холода или тепла. Если использовать простой зажим, фиксирующий участок, то необходимого для решения поставленной задачи промежутка от прилегающей поверхности он не обеспечит. Зато, например, кольцевая опора, у которой имеется резьбовой удлинитель и пластина для закрепления на опорной поверхности, полностью устранит возникающую проблему.

Если закреплять приходится тяжелые чугунные трубы, то используют специальный крепеж, который выдерживает большие нагрузки. Для вертикально расположенных систем его устанавливают на перекрытиях. Горизонтально ориентированные системы закрепляют даже не по одной, а группами труб, уложенных на консоль.

Грамотный подход к выбору и размещению крепежных элементов позволяет долго и эффективно эксплуатировать трубопровод, не опасаясь возникновения аварийных ситуаций. Но не стоит забывать и об экономической составляющей данной проблемы. Ведь превышение необходимого и достаточного числа элементов может привести к неоправданному удорожанию конструкции и усложнению монтажных работ.

Видео: расчет креплений трубопроводов

Типы и маркировка креплений

В данном материале предусмотрены следующие типы креплений и их обозначения:

• КСП — крепление к стеновым панелям;
• КСК — крепление к стенам кирпичным;
• ККЖ — крепление к колоннам железобетонным;
• ККМ — крепление к колоннам стальным;
• КПП — крепление к плитам покрытия;
• КП — крепление к полам;
• КПМ — крепление к площадкам металлическим;
• КРП — крепление к ригелям на подвесках;
• КБП — крепление к балкам перекрытия на подвесках.

Маркировка креплений произведена следующим образом. При конструктивном отличии креплений данного типа после обозначения ставится цифра, например: КСК1, КСК2 и т.д. Далее через тире обозначаются основные конструктивные данные крепления и нагрузка. В конце в виде заглавной буквы обозначается шифр материального исполнения в соответствии с таблицей 1.

Обозначение	Расчетная температура окр. среды *С ПБ 03-585-03	Сталь по ГОСТ 27772-88	Сталь по ГОСТ 1050-88
прокат	крепежные изделия и метизы
А	t >-30	С235 (СтЗкп2)	20
Б	-30 > t >-40	С275 (СтЗпс)
В	-40 > t >-45	С345 (09Г2С)

1) Маркировка ККЖ2-120-80А означает односторонний кронштейн, приваренный к закладным деталям железобетонной колонны с вылетом 120 см и моментом 80 кН-м, используемый при температуре наружного воздуха не ниже минус 30"С (1 кН-м*Ю,1 кг-м);

2) Маркировка КПМ2-40-20Б означает вертикальную стойку, приваренную к площадке, высотой 40 см с вертикальной нагрузкой 20 Н, используемую при температуре наружного воздуха в интервале от минус 30′ до минус 40’С (1 H

0,1 кг). Марки сталей проката и крепежных изделий в зави симости от температуры окружающего воздуха приняты по СНиП 11-23-81.

Нагрузки и воздействия

• Конструкции креплений рассчитаны на одновременное воздействие вертикальных и горизонтальных расчетных нагрузок. Расчетные нагрузки указаны в таблицах для выбора типа креплений. Они определены умножением нормативных нагрузок на усредненный коэффициент перегрузки К=1,2.
• При определении горизонтальных продольных нагрузок от температурных перемещений трубопроводов коэффициент трения принимался равным 0,1 для креплений с катковыми опорами и 0,3 — со скользящими опорами.
• Горизонтальные нагрузки от неподвижного закрепления трубопроводов определены из условия самокомпенсации трубопроводов Ду50-:-250 мм при достижении в наиболее опасных сечениях напряжений, равных допустимым.
• Расчет конструкций креплений произведен в соответствии с требованиями СНиП 11-23-81* "Стальные конструкции".

В альбоме разработано по два варианта креплений трубопроводов к стенам (с заделкой В гнездах или шпильках) и железобетонным колоннам (с закладными деталями или без них). Выбор способа закрепления кронштейнов должен производиться, исходя из технико-экономической целесообразности, с учетом условий строительства, монтажа и эксплуатации.