Вибрации трубопроводов. Причины колебаний трубопроводов. Собственные частоты колебаний трубопроводов. Экспериментальные исследования колебаний трубопроводов нагнетательных установок, страница 15

Следует иметь в виду, что при просадке одной свободной опоры пролет увеличивается вдвое, а изгибающие напряжения от собственного веса трубопровода могут возрасти в четыре раза.

Свободные опоры в зависимости от их назначения и устройства делятся на: скользящие, роликовые, катковые и подвесные.

Неподвижные опоры располагают в определенных точках трассы в зависимости от принятой схемы компенсации температурных удлинений. Усилия, воспринимаемые неподвижными опорами, состоят из собственного веса трубопровода, неуравновешенных сил инерции, внутреннего давления, сопротивления свободных опор и реакций компенсаторов. Усилия последних, воздействующие на неподвижную опору с двух противоположных сторон, могут взаимно уравновешиваться; такие опоры называются разгруженными. Неподвижные опоры, воспринимающие температурную нагрузку только с одной стороны (концевые или угловые опоры), являются неразгруженными.

Таблица 7.2

Поправочные коэффициенты к номограмме на рис. 7.15

Характер опирания	Эпюра момента	Максимальный момент	Максимальный прогиб	Fb	Fs
Погонная нагрузка				1,0	1,0
0,1ql2   0,1ql2				1,0	0,05
				1,25	1,31
				0,833	0,26
				1,25	0,54
				5,0	12,6

При сложной конфигурации трубопроводов расположение опор и расстояние между ними зависят не только от геометрических размеров участков трубопроводов, но и от наличия различных узлов (вертикальные ответвления, задвижки, клапаны, компенсаторы и т.п.). В этих случаях опоры рекомендуется устанавливать на прямых участках труб, а также рядом с сосудами и узлами сосредоточенных грузов.

Согласно правилам Котлонадзора участок трубопровода между неподвижными опорами должен быть рассчитан на компенсацию температурных удлинений.

Поглощение температурных удлинений трубопровода может быть осуществлено самокомпенсацией (естественной компенсацией) с использованием поворотов и изгибов, встречающихся на трассе. В этом случае температурные удлинения компенсируются в результате деформации труб на отдельных участках, состоящих из колен и прямых труб (рис. 7.17). Деформация труб сопровождается поперечным перемещением деформируемых участков. Величина поперечного перемещения трубопровода в некоторых случаях (например, при тупых углах) может существенно превышать величину теплового удлинения. Компенсирующая способность трубопровода зависит от конфигурации трассы и схемы расстановки па ней неподвижных опор.

Рис. 7.17: 1 - неподвижные опоры;  2 – расположение холодных труб; 

3 - расположение горячих труб

Наличие на трубопроводе гнутых колен повышает его гибкость и увеличивает компенсирующую способность.

При самокомпенсации необходимо обеспечить свободу поперечных перемещений труб. Так как при подземной бесканальной прокладке поперечные перемещения труб невозможны, то часть трассы вблизи компенсирующих углов нужно прокладывать в каналах. Длина участка канала определяется расчетом.

На газопроводах высокого давления специальные компенсаторы обычно не ставят. Необходимая эластичность обеспечивается только самокомпенсацией.