В предыдущей статье мы затронули вопросы неправильного монтажа запорной арматуры, в частности, описали влияние перекосов трубопровода на работоспособность шарового крана. Одним из решений этой проблемы является правильная установка опор трубопровода. Когда же действительно необходимы опоры и только ли для трубопровода они устанавливаются?
Опоры служат для крепления горизонтальных и вертикальных трубопроводов различного назначения. По назначению и устройству опоры подразделяют на неподвижные и подвижные. Неподвижные опоры жестко удерживают трубу и не допускают ее перемещения во всех направлениях. Такие опоры воспринимают вертикальные нагрузки от массы трубопровода с продуктом и горизонтальные нагрузки от температурной деформации трубопроводов, гидравлических ударов, вибраций и др. Подвижные опоры поддерживают трубопровод, но не препятствуют его перемещению от температурных деформаций. Они воспринимают только вертикальные нагрузки от массы трубопровода с продуктом.
Выбор вида опор, их расположение и необходимые расчеты прописаны в соответствующих нормативных документах, таких как строительные нормы и правила, а также сводах правил по проектированию и строительству трубопроводов. Поэтому проект любого надземного трубопровода обязательно предусматривает установку опор. Однако при реализации проектов нередко отходят от обязательных требований.
Рассмотрим несколько случаев.
1. Установка шаровых кранов без опор в местах крепления при наличии перекоса трубопровода приведет к его выравниванию за счет арматуры и возникновению постоянно действующей изгибающей нагрузки. Работа шарового крана в таких условиях может привести к несвоевременному выходу из строя: потере герметичности, заклиниванию или значительному сокращению ресурса.
Зачастую это является результатом замещения одного вида трубопроводной арматуры на другой, при этом дополнительные подготовительные работы не производятся. Например, такие виды запорной арматуры, как задвижки, в силу своих особенностей обладают большей жесткостью конструкции, что позволяет сгладить некоторые огрехи при монтаже. Шаровые краны обладают меньшей металлоемкостью и, как следствие, меньшей жесткостью, и такие проблемы, как перекосы трубопровода, являются критичными для данного вида арматуры.
2. При строительстве новых трубопроводов регулярно встречается такая проблема, как установка одной опоры под корпус крана либо с одной стороны трубопровода.
При установке опоры под корпус крана последний начинает испытывать нагрузку от массы трубопровода, а также изгибающие нагрузки от перекоса трубопровода. При установке опоры с одной стороны трубопровода кран работает как консоль: с одной стороны он жестко закреплен, а с другой воспринимает вес трубопровода.
Данный вариант приводит к возникновению еще больших напряжений, когда горизонтальный трубопровод переходит в вертикальный, а перед переходом установлена запорная арматура и отсутствует опора. В этом случае возникнут значительные изгибающие напряжения, которые могут привести к заклиниванию шаровой пробки.
3. На шаровых кранах с приводом также могут возникать проблемы функционирования, связанные с отсутствием опоры, даже если кран смонтирован правильно. Это происходит при монтаже крана на вертикальном трубопроводе либо в положении, когда горловина наклонена. В данном случае горловина и шпиндель крана воспринимают изгибающие нагрузки от веса привода, так как сам шаровой кран жестко закреплен, а привод консольно висит. Это особенно критично, когда привод устанавливается на краны очень малых типоразмеров или в случае применения тяжелых приводов.
Для правильной эксплуатации шарового крана необходимо предусмотреть опору под привод. В таком случае он не создает дополнительной нагрузки ни на шаровой кран, ни на трубопровод, а только передает крутящий момент. Как ни странно, у многих производителей шаровых кранов подобная информация отсутствует в паспорте и руководстве по эксплуатации.
Зачастую эксплуатирующие организации обращаются к производителям запорной арматуры с претензиями о неправильной/некорректной работе шаровых кранов, установленных на трубопроводе, но в большинстве случаев заклинивание шаровой пробки либо не герметичность крана обусловлены возникновением излишних нагрузок, вызванных отсутствием необходимых опор трубопровода либо опор под приводом крана.
Таким образом, для обеспечения правильного функционирования трубопроводной арматуры и бесперебойной эксплуатации на весь срок службы крана следует обратить особое внимание на подготовку системы к установке арматуры, в частности, на сооружения всех опор трубопровода, предусмотренных проектной документацией.
