Простой ответ: для того, чтобы снизить стоимость опорных конструкций. Но поскольку далеко не в каждой опоре проектировщики стремятся снизить трение, должен существовать и более сложный ответ.
|
В процессе температурных перемещений трубопровод действует на опорную конструкцию горизонтальной силой, которая пропорциональна коэффиценту трения в опоре. В стандартных подвижных опорах перемещение происходит за счет скольжения стальной подошвы опоры по стальному же опорному листу. Коэффициент трения "сталь по стали" теоретически равен 0,3. Это значит, что каждая тонна веса трубопровода, приходящаяся на одину опору, создает горизонтальную силу в 300 кг. Практически же, когда подошва опирается на опорный лист крайне неравномерно, отчего на стальных поверхностях возникают задиры, и эти места разъедает ржавчина, значение коэффициента трения возрастает до 0,5-0,6, а максимальное может превышать 0,7. |
 |
Для трубопроводов Ø 159 и более, которые наиболее характерны для технологических объектов энергетики и нефтепереработки, горизонтальные усилия в опорах измеряются тоннами, а высота магистралей достигает нескольких десятков метров. Эстакады для высотных трубопроводов получаются громоздкими и дорогими.
|
|
Стоимость конструкций с увеличением высоты магистрали растет в квадратной пропорции. На диаграмме (справа) приведен характер такой зависимости для горизонтального усилия всего в одну тонну. Для трубопроводов Ø1420 на высотах более 10 м (см. диаграмму слева) стоимость каждой стойки превышает 300 тыс. рублей (в ценах 2013 года). |
 |
Легко посчитать, что снижение коэффициента трения в пять раз, например, с 0,5 до 0,1, приведет к снижению стоимости несущих конструкций в 25 раз. В реальности так облегчить эстакаду не удается, поскольку главной нагрузкой становится вертикальная сила, но стоимость все равно снижается в разы.
Кроме того, трение в опорах снижают для уменьшения сил в местах присоединения трубопроводов к сосудам, аппаратам и другому оборудованию - "нагрузки на штуцера". В ряде случаев это позволяет обойтись без компенсаторов, в других - в сочетании с компенсаторами.