Длина трубопровода, свободно лежащего на опорах, меняется с изменением температу­ры стенки трубы в зависимости от температуры перекачиваемой жидкости и окружающей среды. Если концы трубопровода жестко закреплены, то от температурных воздействий в нем возникнут термические напряжения растяжения или сжатия. Возникшие в трубе терми­ческие напряжения вызывают в точках закрепления трубопровода усилия, направленные вдоль оси трубопровода и не зависящие от длины.

Термические напряжения могут достигать больших значений и приводить к разрушению трубопроводов, опор и арматуры. Поэтому предусматривается компенсация термических напряжений путем применения специальных устройств — компенсаторов. По конструкции они делятся на линзовые, сальниковые и гнутые (П; Z и лирообразные).

Компенсатор трубопровода – специальное устройство в составе трубопровода, которое позволяет компенсировать движения трубопровода при прохождении различных сред внутри труб, а также компенсировать изменение длины трубопровода при нагреве или охлаждении. Компенсатор компенсирует тепловое расширение вследствие нагрева рабочей средой стенок трубопровода, гасит вибрации возникающие при работе насосного оборудования, позволяет сохранить работоспособность трубопровода при прооседании фундаментов опор. Установка компенсаторов по длине трубопровода продлевает его срок службы.
 
Компенсаторы круглого, квадратного и прямоугольного сечений на нашем производстве изготавливаются из различных типов стали. Это одно-, двух-, трёх- и четырёхлинзовые компенсаторы. Линзовые компенсаторы применяются в коксохимической, химической и газовой отраслях промышленности. Основное назначение —  компенсация температурного удлинения корпусов теплообменного и газотурбинного оборудования, газоходов, воздуховодов и систем вентиляции. Крепления линзового компенсатора осуществляется путем жесткой фиксации компенсатора к трубопроводу круглого или иного сечения с последующим свариванием конца трубопровода с элементами компенсатора. Возможен также способ крепления компенсатора путем приварки самой линзы к элементам трубопроводной арматуры. Такой вид крепления обеспечивает надежное герметичное соединение трубопровода и компенсатора. Кроме того может использоваться фланцевое крепление компенсатора к ответному фланцу трубопровода. Фланцевое крепление позволяет обеспечить разъемное соединение компенсатора и трубопровода и быструю их замену, но требует контроля состояния уплотнителя.

При прокладке трубопровод устанавливается на опоры

Опоры в зависимости от их назначения делят на подвижные и неподвижные («мертвые»). Подвижные опоры могут быть скользящие и направляющие. Скользящие опоры (катковые, роликовые, подвесные и др.) должны обеспечивать свободное перемещение трубопровода при изменении температуры. Направляющие опоры должны обеспечивать перемещение трубопровода только в осевом направлении. Неподвижные опоры должны обеспечивать же­сткое неподвижное закрепление трубопровода. Неподвижные опоры по месту установки де­лят на концевые, на перегибе трубопровода и промежуточные. Конструкции неподвижных опор следует принимать по нормалям машиностроения, а также по ГОСТ.

Опоры трубопровода являются обязательным элементом любого трубопровода. Подвижные опоры необходимы для того, чтобы напряжения, возникающие в металле в результате температурных деформаций трубопровода, не превышали допустимых пределов и не смогли привести к преждевременному разрушению магистрали трубопровода. От опор во многом зависит надежность и долговечность работы трубопровода. Для этого необходимо выбирать надежные опорные элементы трубопроводов, изготовленные из качественной стали, прошедшей контроль и сертификацию.

Подвижные опоры трубопровода подразделяются на скользящие и катковые. Основные нагрузки на опоры  — это вес теплопроводов и их изоляционных оболочек трубопроводов. Подвижные опоры обеспечивают перемещения труб, происходящих вследствие изменения их длины при изменениях температуры теплоносителя. Для трубопроводов большого диаметра труб от 200 мм и больше на опорах применяют катки, ролики, шарики для уменьшения сил трения.

Неподвижные опоры трубопровода устанавливаются путем жесткого, неподвижного соединения с трубопроводом и служат для передачи веса трубопровода на опорную стойку. Компенсации изменения длины трубопроводов от температурных деформаций и внутреннего давления осуществляется за счет установки компенсатора. Устанавливают неподвижные опоры таким образом, чтобы между каждыми двумя компенсаторами была одна неподвижная опора, а между двумя неподвижными опорами находился один компенсатор.

Расстояние между опорами трубопровода рассчитывается в зависимости от характеристик компенсаторов, устанавливаемых между ними. Компенсаторы принимают на себя нагрузки направленные вдоль оси трубопровода, вызванные удлинением элементов под действием температурных перепадов. Опоры же воспринимают нагрузки от веса трубопровода и изоляции.

Опоры и подвески трубопроводов

Опоры и подвески трубопроводов — это детали, предназначенная для крепления и установки стационарных трубопроводов. Опоры являются одним из основных элементов, который присутствует практически на всех видах трубопроводов:
-газопроводах;
-нефтепроводах;
-инженерных коммуникациях ЖКХ;
-трубопроводах промышленных предприятий.
Существует несколько видов опор, которые применяются в зависимости от вида трубопровода и необходимости обеспечить восприятие весовой нагрузки трубопровода, или фиксацию, или свободное перемещения трубопровода по опорной площадке.

Классификация опор:
-подвижные опоры (скользящие, катковые, шариковые, пружинные, лобовые направляющие). Опоры подвижные поддерживая трубопроводную систему, не препятствуют смещениям труб, способствуя естественным распределениям температурных деформаций.
-неподвижные опоры (приварные, хомутовые, упорные). Неподвижные опоры трубопроводов используются для установки трубопроводов надземной и подземной прокладки, и предназначены для восприятия вертикальных, горизонтальных и вибрационных нагрузок от трубопроводов.

В зависимости от условий эксплуатации опоры изготавливаются из различных материалов. В районах с умеренным климатом по ГОСТ 15150-69 основной материал – углеродистая сталь. В случае применения опор в районах с холодным климатом по ГОСТ 15150-69, для изготовления используется конструкционная низколегированная сталь.

Существует большое количество нормативных документов (Серия 5.903-13 Выпуск 8-95 Опоры трубопроводов подвижные, Серия 5.903-13 Выпуск 7-95 Опоры трубопроводов неподвижные), по которым изготавливаются опоры и подвески трубопроводов. Как правило, в них прописаны виды трубопроводов, для которых предназначены данные опоры, размеры опор под трубопроводы, допустимые нагрузки на опоры, в том числе коэффициенты трения опор скользящих.

Основные стандарты на опоры трубопровода:

ОСТ 36 94-83 Детали стальных трубопроводов. Опоры подвижные.
ОСТ 36-146-88 Опоры стальных технологических трубопроводов на Ру до 10 МПа
ГОСТ 14911-82 Опоры подвижные.
ГОСТ 16127-70 Подвески трубопровода
Серия 4.903-10 Выпуск 1 Накладка — Т.94
Серия 4.903-10 Выпуск 4 опоры трубопроводов неподвижные
Серия 4.903-10 Выпуск 5 опоры трубопроводов подвижные
Серия 4.903-10 выпуск 6 опоры трубопроводов подвесные
Серии 5.900-7 Опоры конструкции стальных трубопроводов
Серия 5.903-13 Выпуск 8-95 Опоры трубопроводов подвижные
Серия 5.903-13 Выпуск 7-95 Опоры трубопроводов неподвижные
ОСТ 34-10-610-93 Неподвижные опоры для вертикальных коробов.
ОСТ 34-10-611-93 Двухкатковый блок.
ОСТ 34-10-612-93 Катковый пружинный блок.
ОСТ 34-10-615-93 Неподвижные и скользящие опоры.
ОСТ 34-10-616-93 Неподвижные и приварные скользящие опоры.
ОСТ 34-10-617-93 Хомутовые скользящие опоры.
ОСТ 34-10-618-93 Хомутовые неподвижные опоры.
ОСТ 34-10-619-93 Катковые опоры.
ОСТ 34-10-620-93 Неподвижные и скользящие опоры с направляющим хомутом.
ОСТ 34-10-621-93 Опоры сварных отводов.
ОСТ 34-10-622-93 Трубчатая опора крутоизогнутых отводов.
ОСТ 34-10-623-93 Скользящие неподвижные опоры.
ОСТ 34-10-724-93 Приварной блок подвески для горизонтальных трубопроводов.
ОСТ 34-10-725-93 Хомутовый блок подвески для горизонтальных трубопроводов.
ОСТ 34-10-726-93 Блок подвески с опорной балкой.
ОСТ 34-10-727-93 Приварной блок.
ОСТ 34-10-728-93 Хомутовый блок.
ОСТ 34-10-729-93 Блок подвески с проушиной.
ОСТ 34-10-730-93 Блок подвески с серьгой.
ОСТ 34-10-731-93 Блок подвески.
ОСТ 34-10-732-93 Блок с траверсой.
ОСТ 34-10-735-93 Хомуты.
ОСТ 34-10-736-93 Хомуты.
ОСТ 34-10-737-93 Балки опорные.
ОСТ 34-10-739-93 Тяги резьбовые с муфтой.
ОСТ 34-10-740-93 Блоки крепления.
ОСТ 34-10-742-93 Тяги шарнирные.
ОСТ 34-10-743-93 Пружинные блоки.
ОСТ 34-10-744-93 Сдвоенные пружинные блоки.
ОСТ 34-10-745-93 Пружинные блоки.
ОСТ 24.125.111-01 Подвесной пружинный блок.
ОСТ 24.125.112-01 Подвесной пружинный блок.
ОСТ 24.125.113-01 Хомутовый блок.
ОСТ 24.125.114-01 Полухомуты.
ОСТ 24.125.116-01 Хомутовые блоки с траверсой.
ОСТ 24.125.117-01 Хомуты сварные.
ОСТ 24.125.118-01 Хомутовые подвески с проушинами на опорной балке.
ОСТ 24.125.124-01 Опорные балки для пружин.
ОСТ 24.125.119-01 Корпуса на опорной балке с проушинами.
ОСТ 24.125.120-01 Полухомуты для хомутовых опор.
ОСТ 24.125.122-01 Хомутовые пружинные подвески на опорной балке.
ОСТ 24.125.123-01 корпуса для пружин на опорной балке.
ОСТ 108.275.24-80 — ОСТ 108.764.01-80 Группа стандартов опор для ТЭС и АЭС
НТС 65-06 Выпуск 1 опоры подвижные и неподвижные для трубопроводов в ППУ
012. РД-001.003.04 Опоры скользящие для прокладки трубопроводов в каналах или надземно.
Альбом ППЧ 1-96
СК 2109-92 Опора хомутовая
СК 2410-94 Опора хомутовая
ТС-730.00 Опора скользящая хомутовая
ТС-731.00 Опора скользящая хомутовая
ТС-732.00 Опора скользящая хомутовая диэлектрическая
ТС-733.00 Опора скользящая хомутовая диэлектрическая
ТС-734.00 Опора скользящая хомутовая диэлектрическая
313.ТС-008.000 Скользящая хомутовая опора
Серия 1-487-1997.00.00 для опор трубопроводов в ППУ изоляции
Стандарт СТО 79814898 Опоры трубопроводов.