В первую очередь сантехнические крепежные хомуты предназначены для фиксации трубопровода на твердом основании. Впрочем, им нашли применение и при сборке различных, не только сантехнических, конструкций.

Существует множество исполнений крепежных хомутов, различающихся как материалом, так и конструкцией. В зависимости от условий работы хомуты можно разделить на следующие группы:

  • для бытовых и легких инженерных систем или в узлах, работающих без нагрузки, чаще всего применяют быстроразъемные и легко устанавливаемые пластиковые хомуты;
  • для ремонтных работ и в узлах, работающих без вибрации, часто используют седловидные хомуты и U-образные болты по ГОСТ 24137–80 [1];
  • в условиях повышенных нагрузок требуются усиленные тяжелые крепежные хомуты различных конструкций;
  • хомуты, конструктивно подходящие для большинства условий эксплуатации, — назовем их универсальными.

В этой статье мы подробно рассмотрим наиболее часто применяемые универсальные хомуты типа RSK-E (табл. 1).

Состав

Хомут RSK-E состоит из двух полукруглых стальных пластин, представляющих собой скобы шириной 20–25 мм и толщиной 1,5–2,5 мм, соединенные между собой зажимными винтами. Для надежной фиксации трубопровода по внутреннему радиусу пластин расположена резиновая прокладка. К верхней скобе хомута приварена гайка для крепления к монтажным системам посредством резьбовой шпильки или болта.

Функционал

При установке систем ОВиК или водоснабжения необходимо учитывать ряд факторов, прежде чем принять решение о необходимых крепежных элементах. В зависимости от характера потока, нагружающих элементов конструкции, а также характеристик рабочей и окружающей среды, эксплуатация трубопроводов сопряжена с рядом проблем:

  • линейное тепловое расширение;
  • коррозионное разрушение;
  • вибрация.

Рассмотрим их подробнее.

Линейное тепловое расширение

При проектировании трубопровода важно учитывать изменение длин труб из-за температурных колебаний, возникающих при запуске системы или изменении рабочего режима.

Коэффициент линейного теплового расширения стали составляет величину α = 0,0116 мм/(м·°C). Это означает, что при увеличении температуры на 1°C трубопровод удлиняется на 0,0116 мм на каждый метр длины. Например, если стальной трубопровод длиной L = 100 м нагреется с 15°C до 65°C, его длина увеличится на 

∆L = (65–15) × 0,0116×100 = 58 мм.

Коэффициент линейного теплового расширения для каждого материала различен (табл. 2).

Отсутствие мер по компенсации линейного температурного расширения способно привести к значительным напряжениям и нагрузкам на оборудование, трубопроводы и арматуру. Что в критических случаях может вызвать деформацию и разрушение как крепежа, так и всей системы в целом.

Трубные хомуты первые во всей системе крепления принимают на себя нагрузки, вызванные изменением длин труб при температурных колебаниях. Для правильного распределения деформирующих сил необходимо точно рассчитывать расстояние между крепежными элементами. Фактические значения интервала между средствами крепления, в зависимости от диаметра трубы, должны приводиться в сопроводительной документации с учетом нормативных требований.

Например, для стальных труб это расстояние регламентируется в СП 73.13330.2016 (СНиП 3.05.01–85) [3] (табл. 3): «Расстояние между креплениями стальных трубопроводов на горизонтальных участках должно соответствовать размерам, указанным в таблице 2, если иное не указано в рабочей документации. При использовании теплоизоляционных материалов с плотностью до 70 кг/м³ расстояние между креплениями изолированных трубопроводов может быть уменьшено до 0,8–0,9 от расстояния для неизолированных трубопроводов».

Тщательно рассчитанное размещение креплений равномерно распределяет нагрузку по всей длине трубопровода. Это помогает снизить риск концентрации напряжений и уменьшить вероятность деформации и разрушения системы.

Коррозионное разрушение

Коррозия металлических труб представляет серьезную проблему, особенно в системах с агрессивной средой.

Один из способов для борьбы с контактной коррозией — использование крепежных хомутов для труб. Применение хомута типа RSK-E с прокладкой из EPDM позволяет избежать контакта разнородных металлов, тем самым снижая риск электрохимической коррозии. Однако важно убедиться в том, что и сами хомуты изготовлены из материалов, которые не будут корродировать или вызывать ржавление труб.

Простой способ защиты как трубы, так и хомута — это применение защитных покрытий. Но при этом требуется учитывать ряд факторов. Надежность покрытия сохраняется только при условии его целостности. Появление неизбежных при транспортировке и монтаже царапин и задиров или тепловое расширение трубы может вызвать повреждение сплошности защитного покрытия, что влечет за собой коррозию и разрушение изделия.

В связи с этим наиболее надежным решением представляется использование трубных хомутов из нержавеющих сплавов, устойчивых к воздействию агрессивной среды. Рекомендации по применению тех или иных сплавов приводятся в соответствующих стандартах.

Например, рекомендации по применению крепежных изделий из коррозионно-стойких сплавов А2 или А4 приведены в ГОСТ ISO 3506–1-2014 [4] в Приложении В, пункты В. 2.3 и В. 2.4:

  • «Стали марки А2 являются наиболее часто применяемыми нержавеющими сталями. Они применяются для кухонного оборудования и аппаратов для химической промышленности. Стали этой марки неприменимы при использовании неокисляющей кислоты и хлоросодержащих соединений, как например в морской воде и плавательных бассейнах».
  • «Стали марки А4 кислотоустойчивые, легированы молибденом и более коррозионно-стойкие. Стали марки А4 наиболее востребованы в бумажной промышленности, так как эта марка разработана для работы с серной кислотой (отсюда и название «кислотоустойчивые»), а также в некоторой степени подходят для работы в хлорсодержащей среде».

Однако в Приложении F [4] есть важное примечание: «Потребители должны понимать, что фактически химическая среда, нагружение установленных крепежных изделий и окружающая среда могут значительно отличаться. Если нагрузки непостоянны и период действия повышенных температур значительный или высока возможность коррозионных напряжений, то потребитель должен консультироваться с изготовителем».

Хомуты из грамотно подобранной для ваших условий нержавеющей стали обладают высокой устойчивостью к коррозии, что делает их надежным и долговечным выбором для эксплуатации в агрессивных средах.

Вибрация

Еще одной важной проблемой, возникающей при эксплуатации трубопроводов, являются вибрация. В зависимости от проекта они могут быть вызваны различными факторами: турбулентный поток жидкости, колебания давления и механические воздействия. Характеристики вибраций труб, передающих жидкость, чрезвычайно сложны и демонстрируют богатые нелинейные динамические явления, способные вызывать серьезные проблемы, такие как механические повреждения, шум и сокращение срока службы компонентов системы.

Для оценки и контроля вибраций трубопроводов применяется нормирование по значению амплитуды виброперемещения — максимальному расстоянию [м], на которое перемещается любая точка вибрирующего тела.

Согласно ГОСТ 32388–2013 [5], неравномерность пульсаций потока ограничивают в зависимости от рабочего давления (табл. 4). В табл. 5 приведены дискретные значения допускаемых значений вибрации трубопроводов для фиксированных частот пульсаций.

Один из способов компенсации нагрузок, вызванных вибрацией, — применение специализированных крепежных элементов. Фиксированное крепление труб хомутами типа RSK-E существенно снижает амплитуду колебаний, а предусмотренная конструкцией хомута прокладка из эластичных материалов оказывает демпфирующий эффект.

Таким образом, применение сантехнических хомутов позволяет значительно снизить риск повреждений от вибрационных нагрузок и продлить срок службы вашей трубопроводной системы.

Заключение

Сантехнические хомуты являются ключевым элементом при монтаже и эксплуатации трубопроводных систем, обеспечивая их надежность и долговечность. Правильный выбор материала и тщательно рассчитанная установка хомутов позволяет значительно уменьшить возможность повреждения трубопроводной системы от вибраций, коррозии и механических воздействий. Понимание причин этих проблем и применение соответствующих решений существенно повысят эффективность и безопасность вашего предприятия.

Учитывая все вышесказанное, компания «BEST-Крепеж» приняла решение поставлять трубные хомуты типа RSK-E, произведенные из коррозионно-стойкой стали А4 по стандарту ГОСТ ISO 3506–2014 [4], с резиновой прокладкой из EPDM.

Это позволяет использовать их во всех зонах влажности по СП 131.13330.2012 [6] и на предприятиях с среднеагрессивной средой по СП 28.13330.2017 [7].