Выбор опорных конструкций и П-образных компенсаторов для надземных теплосетей

Для защиты и минимизации затрат надземные тепловые сети монтируются на опорные конструкции. Применение компенсаторов позволяет уменьшить влияние теплового расширения трубопровода, повышает срок эксплуатации. В комплексе эти элементы формируют надежную теплотрассу.

Назначение опор и компенсаторов

Опорные конструкции и компенсаторы нужны для минимизации влияния внешних факторов на трубопровод. Они удерживают магистраль в определенном положении, исключают ее смещение. Применяются для надземных бесканальных коммуникаций, в том числе – для обустройства тепловых трасс. Отличаются по типам конструкции, максимальной нагрузке, методам монтажа и обслуживания.

При выборе опор и компенсаторов учитывают такие факторы:

• диаметр труб, их количество;
• допустимые значения провисания магистрали;
• нагрузка на участках;
• состояние грунта – уровень подземных вод, сезонное смещение почвы;
• ветровые нагрузки;
• периодичность эксплуатации в отопительный сезон.

Для обустройства системы создается проект, в котором рассчитываются характеристики каждого элемента, описываются подготовительные мероприятия по монтажу. К последним относят формирование ж/б фундамента, геодезические изыскания. После этого полученные данные сверяют с фактическими характеристиками опор и П-образных компенсаторов.

Виды опорных конструкций

Для выбора типа опор нужно руководствоваться требованиями СНиП 3.05.03-85 (СП 74.13330.2011) и СНиП 41-02-2003. В них описываются требования к конструкции, есть ссылки на другие нормативные документы. На поворотных участках и местах резкого перепада высот устанавливают подвижные опорные мачты – катковые, шариковые или пружинные.

Предотвращение осевого смещения происходит за счет монтажа направляющих охватывающего типа – рамочные, хомутовые или трубообразные. Они не должны жестко крепиться к магистрали, нужны для свободного скольжения вдоль продольной оси при тепловом расширении, сдвига конструкции из-за внешних факторов.

Мачты

Представляют собой Т-образный столб из ж/б с большой площадью верхней части. Удобны для прокладки труб диаметром более 500 мм. К ним можно подсоединить трубопроводы меньшего диаметра, условие – соблюдение равномерной нагрузки на основание. Расстояние между ними зависит от коэффициента провисания трубопровода в рабочем состоянии. Преимущество – выдерживают большие нагрузки. Недостатки – большая масса и габариты, трудоемкий монтаж.

Виды мачт для надземной прокладки тепловых сетей:

• Для подвижных опор. Они нужны для компенсации сдвигов, называются промежуточными.
• Для неподвижных конструкций. На них распределяется основной вес трубопровода. Отдельная категория – монтируемые в начале и конце пути.
• Поворотные. Монтируются на угловых участках.
• Для установки компенсаторов.

В магистралях, проходящих по пересеченной местности с большими перепадами высот выбирают несколько моделей. Они отличаются конфигурацией и высотой. Это нужно для соблюдения уклона теплотрассы.

Эстакады

Это сеть попарно установленных опор, между которыми располагаются решетчатые конструкции. Метод применяется для магистралей с большим количеством труб – от 5 и более. Такая схема влияет на утяжеление, повышаются требования к парусности и механической прочности. Преимущества – возможно увеличение расстояния между опорными элементами.

Особенности обустройства эстакад:

• Самый дорогой тип надземных тепловых сетей. Требуются дополнительные затраты на расчет, изготовление и монтаж стальных подконструкций.
• Удобна при обязательном условии постоянных визуальных проверок. Трубы видны со всех сторон, есть доступ для их обслуживания, ремонта, замены утеплителя и гидроизоляции.
• Применяется для магистралей, у которых трубопроводы одинакового или близкого друг к другу диаметра.

Недостаток – защита стальных компонентов от ржавления. Их нужно проверять на целостность, механическую прочность, отсутствие дефектов. Это влечет дополнительные траты на обслуживание.

С подвеской на тягах

При прокладке трубопроводов разных диаметров рекомендуется использовать вантовую конструкцию. Между стойками находятся швеллера, подвешенные на тяги. Такая методика применяется только в промышленных зонах, в местах, где нет сильных порывов ветра. Иначе парусность и отсутствие жесткой фиксации швеллеров приведет к частичной деформации труб.

Что нужно учесть при выборе схемы с подвеской на тягах:

• удорожание проекта;
• сложность реализации;
• влияние внешних факторов на целостность;
• дополнительные расходы на обслуживание.

Преимущество – возможность увеличения расстояния между стойками. Условие – это не должно привести к провисанию, возрастанию нагрузки на ванты. Рассчитывается не только вес теплотрассы, но и влияние других факторов – температурное расширение, вибрация системы во время работы.

П-образные компенсаторы

Установка П-образных компенсаторов на участках надземных тепловых трасс – обязательная мера для нивелирования осевых смещений. При нагревании и остывании в стальных трубах происходит температурное расширение. Подобное изменение линейных размеров приводит к разрушению стыков, фланцевых соединений, запорно-регулирующей арматуры. Поэтому в проекте предусматривают участки для самокомпенсации этих явлений. Наиболее простая и эффективная форма элементов – П-образная.

Их делают из цельных отрезков, которые изгибают в заводских условиях. Допускается формирование с помощью сварки двух, трех или семи частей. Это актуально, если общая длина отрезка превышает 9 м. Можно делать конструкции из отводов. Выбор зависит от диаметра труб, доступных технологий. Дополнительная мера – покрытие полиэтиленовыми оболочками.

Что нужно знать о П-образных компенсаторах:

• У компенсатора из двух частей шов должен быть на «вылете».
• Трехчастная состоит из цельной гнутой трубы, к которой приваривается два патрубка.
• Допустимый радиус изгиба – не более 4 диаметров трубопровода.
• Сварные швы располагаются только на прямых участках.
• П-образные компенсаторы применяют для магистралей диаметром не более 600 мм.
• Расчеты выполняются для каждого проекта индивидуально.

Эти компенсаторы не нуждаются в специальном уходе во время эксплуатации, ослабление поверхностного натяжения происходит без внешнего влияния. Они работают автоматически, при изменении линейных размеров тепловой сети. Этим они отличаются от сальниковых аналогов, для которых необходимо проводить обслуживание.

Недостатки – увеличение протяженности магистрали, возникает дополнительное сопротивление жидкости. Для установки нужны специальные опоры, происходит удорожание обслуживания. Но это не больше стоимости ремонта отдельных элементов, экстренной герметизации отрезков трубопровода, повредившегося из-за температурного расширения.

Опоры и компенсаторы для надземных теплосетей сельского хозяйства

Основные задачи при разработке проекта надземных теплосетей для сельскохозяйственных предприятий – оптимизация расходов, минимальные требования к обслуживанию. Поэтому к выбору опор и конструкций компенсаторов нужно переходить только после расчета параметров теплоснабжения.

Для этого нужно знать:

• диаметр используемых труб, их количество в теплотрассе;
• общую протяженность магистрали;
• рельеф местности, где будут проходить линии;
• уровень грунтовых почв, анализ слоев почвы;
• выбор высоты опор с учетом соблюдения уклона труб.

В сельскохозяйственных организациях объем передаваемого тепла потребителям небольшой. Поэтому при планировании надземных тепловых сетей используют трубы диаметром до 500 мм. Это позволяет уменьшить несущую конструкцию опор, использовать стандартные мачты без дополнительных навесных, удерживающих элементов.

Применение П-образных компенсаторов самостоятельного изготовления также сказывается на уменьшении бюджета. Однако их конструкция и количество должны полностью компенсировать температурное расширение труб. Отдельно выбирается теплоизоляция, устройство защиты от влаги.

Установка надземных теплосетей

Первый этап – разработка проекта тепловых магистралей. Нужно рассчитать параметры системы теплоснабжения, объем передаваемого теплоносителя по каждой ветке. Это будет основой для выбора диаметра труб, конфигурации опор, конструкции П-образных компенсаторов.

Следующая стадия – определение маршрута установки надземной тепловой сети. Для сельскохозяйственного предприятия важно, чтобы она не пересекала поля орошения, не мешала передвижению спецтехники.

После согласования проекта, выбора материалов и составление схемы прохождения трассы можно приступать к реализации схемы. Работы рекомендуется проводить в теплое время, это снизит трудозатраты. Для каждой опоры подготавливается основание – заливается бетонной смесью, выравнивается поверхность. Затем выполняется монтаж конструкций, в том числе – для установки П-образных компенсаторов.

Прокладка труб начинается после проверки всех конструкций на устойчивость. Закончив этот этап можно приступать к установке утеплителя и влагозащитного слоя. Контролируется их однородность, доступ к трубам полностью закрыт. Исключение – ревизионные места для проверки состояния магистралей, подсоединения запорной и регулирующей арматуры.

Создание и реализация проекта по обустройству надземных тепловых сетей выполняются комплексно. Важен контроль на каждой стадии, соблюдение правил из нормативных документов. Итогом будут минимальные расходы на обслуживание системы, ее долговечность.