Jdi na obsah Jdi na menu
 


Výběr vhodného uložení

30. 4. 2013

 

1. Všeobecně

Výběru vhodného uložení je třeba se věnovat již v projektové přípravě. V mnoha případech je třeba znát konkrétní typ uložení ještě před začátkem pevnostního a dilatačního výpočtu potrubní trasy a to z důvodu správného zadání míst, kde vyhoví pevná uložení. Tam, kde nevyhoví, je třeba zadat do výpočtu správné tuhosti pružin. Naopak síly pro konstantní závěsy se určují právě na základě výpočtu. Zvýšenou pozornost je nutno věnovat správným délkám táhel. Pokud totiž například dilatace potrubí v místě závěsu bude relativně veliká, pak je třeba potrubí zavěsit na tak dlouhé táhlo, aby nebyla překročena úhlová výchylka táhla cca 4°. Při větší výchylce se začnou významným způsobem projevovat i vodorovné síly, které jsou nepříjemné jak z hlediska přenosu na stavbu, tak i z hlediska výpočtu, protože zvyšují napjatost trasy. Tam, kde je to nutné, je třeba aplikovat speciální uložení.
Volbu jednotlivých typů uložení také často předurčují i jiná zařízení v okolí uložení (kolize).
 

2. Podpěry anebo závěsy

V zásadě je možné se rozhodnout mezi dvema základními typy uložení. Jde o podpěry a závěsy. Podpěry používáme tam, kde v blízkém okolí potrubí je vhodné místo na přenos reakcí od potrubí. Dále je výhodné používat podpěry vtech místech, kde jetřeba zamezit příčný posuv potrubí v kombinaci s bočním vedením. Závěsy navrhujeme do tech míst, kde se předpokládají pouze svislé reakce a kde není v místě uložení vhodné místo pro přenos sil. Pak pusobiště reakce presouváme pomocí táhla na stavební konstrukci nad místem objímky. Jsou pochopitelně i jiné konstrukce - napríklad tlumice, které využívají např. systém vzperných tycí. Tato uložení bývají konstruována na zakázku. Na základě znalosti o dilataci potrubí pak musíme rozhodnout, zda postací pevné závěsy nebo podpěry, nebo zda je třeba použít pružné, nebo dokonce konstantní komponenty. Nejlevnejší je provedení pevné, nejdražší provedení konstantní.
Pružinové závěsy pripadají v úvahu u malých vertikálních posuvů až do 180 mm, a pokud zmena zatížení pružinového závěsu na základě jeho pružinové konstanty muže být prenesena potrubím nebo pripojenými součástmi zarízení. Zmena zatížení mezi zatížením za studena a za tepla je bežně omezena na cca 25 % zatížení za tepla. Pokud mohou být akčeptovány vetší zmeny zatížení, jsou přípustné i vetší posuvy. U pružinových závěsů je pro určení nosnosti nutno předem rozhodnout, zda síly od hmotnosti mají být vyrovnány ve stavu potrubí za studena nebo za tepla.
Konstantní závěsy jsou používány u vetších vertikálních posuvů, nebo když je nutná konstantní nosná síla. Přípustná odchylka zatížení konstantního závěsu je v normálním případě až do ± 5 % jmenovitého zatížení, pricemž konstrukce konstantního závěsu umožnuje prenastavení síly ± 15% jmenovité nosnosti.

             Únosnost podpěr a závěsů v závislosti na teplotě média v potrubí U kluzných podpěr a kotevních stojanů se jejich únosnost se snižující teplotou média zvyšuje. U závěsů ale je situace jiná. Sestava závěsu se skládá z vlastní objímky, která je zpravidla vystavena vysokým teplotám. U objímek také dochází k efektu zvyšování maximální únosnosti v závislosti na nižší teplote, ale sestava je vždy limitována maximální únosností táhla a ostatních komponent, které ale se snižováním teploty média svojí pevnost již nezvyšují.

 

3. Jednoduché anebo dvojité závěsy

V normálním případě se volí z duvodů ceny a pracnosti montáže u závěsů pro vodorovné potrubí jednotáhlové provedení. Dvoutáhlové provedené volíme v následujících případech:
a).Nutnost použití dvou táhel z duvodu dispozicních možností. (např. pokud potrubí a jiné zarízení leží nad objímkou.)
b) Pokud je malý výškový rozdíl mezi ocelovou konstrukcí a stredem potrubí, které nedovolí, aby se zde daly uložit díly pro přenos zatížení. Nebo v případe, kdy by výchylka táhla presáhla 4°, je vhodné použít dvoutáhlový závěs se spodní traverzou.
c) Předpoklad vysokého zatížení, které nosná konstrukce nemuže prenést v jednom bodě nebo které nemuže být zachyceno nejvetším možným závěsem z programu.
 

4. Volba stropního uchycení

Další zásadní rozhodnutí musí projektant provést pri výběru vhodného zpusobu stropního uchycení a zároveň zkontrolovat, zda vybrané rešení je dostatecně pohyblivé ve vodorovném smeřu, kde se uložení také pohybuje od dilatace potrubí.
 
 

5. Rozdělení podpěr podle zachycování reakcí

           Podpěra je zatížena potrubím a sama zatěžuje konstrukci stavby. Proto je důležité předavání zatížení od potrubí na základě výpočtu.

Závislost typu podpěry a zachycení síly či momentu:
Orientace os:           x - v ose trubky,
                               y – vodorovná, kolmá na osu potrubí
                               z – svislá
 

bez-nazvu.jpg

Obrázek  Směr a orientace os
 
 
Popis reakce
Zkratka
Zachycení pohybu tuhé
R
Zachycení pohybu s určitou vůlí (tj. umožňující pohyb v určitém rozsahu)
G
Zachycení pohybu pružné (s proměnlivou silou danou tuhostí pružiny)
S
Zachycení pohybu konstantní silou (tj. konstantní síla při různém zdvihu)
C
Zachycení tlumící vibrace
V
Odpor proti pohybu třecí silou (momentem)
F
Nezachyceno (Neexistuje odpor proti pohybu - u závěsu bráno do výchylky 4°)
N
 
 
Anchor – kotvení (pevný bod)- zachycuje všechny síly a momenty
Guide – vedení - zachycuje všechny síly kromě síly v ose potrubí
Support – prostá podpora - zachycuje pouze svislou sílu, vodorovné síly jsou generovány třením
Spring hanger – pružný závěs
Rod hanger – pevný závěs
Limit stop – zachycuje pevně vodorovné síly
 

Typ podpěry

Posun směrem x

Posun směrem y

Posun směrem z

Rotace okolo x

Rotace okolo y

Rotace

okolo z

Kotvení / Pevný bod

R

R

R

R

R

R

Směrová zarážka ve všech směrech, (pevný bod)

R

R

R

N

N

N

Směrová zarážka ve všech směrech, s vůlemi

R, G

R, G

R, G

N

N

N

Směrová zarážka směr x

R, G

F

F

N

N

N

Směrová zarážka směr y

F

R, G

F

N

N

N

Směrová zarážka směr z

F

F

R, G

N

N

N

Vedení

F

R, G

R, G

N (R,G)

N (R,G)

N (R,G)

Kluzná tuhá podpěra

F

F

+R

N

N

N

Kluzná pružná podpěra

F

F

+S

N

N

N

Kluzná konstantní podpěra

F

F

+C

N

N

N

Tuhý závěs

N

N

+R

N

N

N

Pružný závěs

N

N

+S

N

N

N

Konstantní závěs

N

N

+C

N

N

N

Tlumič rázů

V

V

V

N

N

N

Omezovač kmitání

V

V

V

N

N

N

Tabulka  Zatížení podpěr v závislosti na jejich typu

 

6. Vzdálenost podpěr

             Bližší údaje o vzdálenosti podpěr jsou uvedeny  v kapitolách 9. a 19. publikace "Jak na potrubí? E-kniha o pevnostních výpočtech potrubí", kterou si můžete stáhnout na těchto stránkách.  Teorie výpočtu vzdálenosti podpěr je uvedena v ČSN EN 13480-3 Kovová průmyslová potrubí Část 3: Konstrukce a výpočet, Příloha Q, tato teorie je aplikována v excelovské aplikaci v kapitole "Ke stažení"

 

7. Pravidla pro umístění podpěr
 
·       Pevný bod
           V potrubní větvi by měl být použit aspoň jeden pevný bod. Je-li použito více pevných bodů, musí být od sebe tak daleko, aby pružnost trubky mezi pevnými body pohltila tepelnou dilataci mezi uvedenými body. Za pevný bod může být chápán i přírubový spoj.
 
·      Uspořádání podpěr u kompenzátorů má takováto pravidla:
a)             Pevné body se umisťují zpravidla doprostřed, tj.mezi tvarové kompenzátory.
b)             Vlnovcové kompenzátory umístěné u aparátu z důvodů zmenšení zatížení hrdla aparátu, musí být ze strany potrubí uchyceny pevným bodem (kotvením)
c)             Vlnovcové kompenzátory uprostřed potrubní větve musí být uchyceny z obou stran vedením a uprostřed pevným bodem nebo z jedné strany vedením a z druhé strany pevným bodem.
d)            Mezi pevnými body musí být taková vzdálenost, aby umožňovala zejména v místech přirozených kompenzátorů tvarem potrubí, tepelnou dilataci potrubí bez překročení dovoleného namáhání.
e)             Trasa potrubní větve by měla být volena tak, aby tvořila maximální počet přirozených kompenzátorů tvarem potrubí (co nejvíce změn směru, co největší členitost)
f)              V případě průchodu stěnou musí otvory umožňovat posuvy potrubí ve všech směrech
 
 ·        Uspořádání podpěr u pojišťovacího ventilu či průtržné membrány:
          U odbočky pro instalaci pojišťovacího ventilu či průtržné membrány má být instalována podpěra, nejlépe však pevný bod, který má být nadimenzován na reakční sílu vznikající v sedle ventilu při jeho odfuku.
          Uložení výfukového potrubí má umožňovat tepelnou roztažnost v případě jeho zahřátí a má být nadimenzováno na reakční sílu v ústí výfukového podtrubí do atmosféry při odfuku ventilu.

 

 

Náhledy fotografií ze složky Vzdálenost podpěr