ساپورت لوله -بخش دوم

۱۳۹۹/۰۲/۲۲ ۱۰:۴۳:۲۲
ساپورت لوله -بخش دوم

در بخش اول مقاله ساپورت گذاری لوله ها به بررسی موارد اولیه پرداختیم ، حال در ادامه مقاله به بررسی تکمیلی موضوعات خواهیم پرداخت .
تهیه کنندگان سخت افزارهای تکیه گاه های سیستم های piping معمولا برگه های اطلاعاتی مربوط به ظرفیت بار را به کارفرما ارائه می نمایند .
هرگاه یک تکیه گاه استاندارد نتواند ملزومات طراحی تکیه گاه را برآورده کند، از یک بست غیر استاندارد استفاده می گردد .

بست های غیر استاندارد ممکن است برای ارضای وزن افزوده شده از فلزات مرغوب تر ساخته شوند ، ممکن است کوچکتر ساخته شوند تا در جاهایی که فواصل تکیه گاه ها کوچک در نظر گرفته شده است نصب شود ، یا ممکن است از مواد متفاوت ساخته شوند تا با ماده سیستم piping ، سازگاری داشته باشند .

بست لوله

هرگاه سیستم piping به صورت عمودی اجرا شود ، بست های معمول برای نگهداری در حالت عمودی قابل استفاده نیستند . در این حالت استفاده از یک بست بلند شونده استفاده می گردد .
بست های بلند شونده لوله را در راستای موازی با محور حمایت می کنند . در خطوط لوله افقی ، بست های بلند شونده ممکن است در تکیه گاه های محوری مورد استفاده قرار گیرند . با توجه به اینکه انتظار نمی رود نیروهای اصطکاکی بین بست و لوله نیروی اعمالی به تکیه گاه را افزایش دهند بست های بلند شوند باید در ترکیبی با پایه های برشی (Shear lugs) مورد استفاده قرار گیرند .

 

بست گذاری اتصالات

برگه های اطلاعاتی مربوط به ظرفیت بار برای بست های بلند شونده بار کلی اعمالی به هر دو بازو را نشان می دهند . اغلب کدهای piping بیان می کنند که بازوها باید طوری طراحی شوند که هرکدام به تنهایی بتوانند در برابر بار کل مقاومت کنند .

به طور ایده ال باید با مد نظر قرار دادن بار اعمالی مساوی در هر دو طرف بست از بارهای هم محور برروی سیستم piping جلوگیری شود .
هنگام استفاده از بست های بلند شونده پایه های اتصالی به لوله باید از نظر ظرفیت بار و ملزومات تنش موضعی مورد بررسی قرار گیرند.
هنگامی که هیچ سازه فولادی هوایی (بالا سقفی) در دسترس نباشد ، استفاده از یک تکیه گاه لغزشی جهت ساپورت لوله از پایین ، یک پیشنهاد کاربردی می باشد .

تکیه گاه های لغزشی بار اعمالی را از طریق بیرینگ ها گرفته و به لوله اجازه لغزش می دهند تا جابجایی های حرارتی افقی را جذب کنند . تکیه گاه ها ممکن است شامل انواع مختلف زین ، اتصال بازویی و غلتک باشند . نوع تکیه گاه لغزشی بر اساس جابجایی حرارتی لوله ، ضخامت عایق لوله و فاصله لوله از فولاد تکیه گاهی انتخاب می شود .

هنگامی که یک تکیه گاه لغزشی استفاده می شود در طراحی تکیه گاه علاوه بر بارهای طراحی محاسبه شده ، بارهای اصطکاکی نیز باید مد نظر قرار گیرند . نیروی اصطکاک ممکن است به صورت حاصل ضرب ضریب اصطکاک ( معمولا بین 0.3 و 0.7 برای لغزش بین دوجسم فولادی ) و نیروی اعمالی عمودی به سطح حرکت ( در این حالت نیروی بیرینگ ) محاسبه شود .

برای تکیه گاه های خیلی انعطاف پذیر ممکن است استفاده از این نیروی اصطکاک به نحو واقعی تری قابل اعمال باشد یک جابه جایی برابر با جابه جایی حرارتی لوله در نقطه تکیه گاه به سازه تکیه گاه ( از آنجایی که خیز تکیه گاه به حرکت لوله محدود می شود ) می توان اعمال نمود .
برای کاهش نیروهای اصطکاکی می توان از صفحه های روغن کاری شده بین لوله و تکیه گاه استفاده نمود . هنگام استفاده از این صفحات بایستی اطمینان کافی از سازگار بودن جنس صفحات با محیط اطراف حاصل گردد.

برای مثال تفلون که عموما به عنوان یک ماده برای صفحات لغزشی به کار می رود هنگامی که در معرض تشعشع قوی قرار می گیرد دچار تخریب شده و باید به صورت تناوبی تعویض گردد .

تکیه گاه های فنر متغیر

همان طور که قبلا گفته شد تکیه گاه های نوع قلاب میله ای و تکیه گاه های لغزشی جاهایی استفاده می شوند که جا به جایی حرارتی عمودی کوچک باشد .

با اینحال جاهایی که جا به جایی حرارتی بزرگ باشد نتیجه استفاده از یک تکیه گاه صلب باعث می شود که لوله از روی تکیه گاه بلند شود و بنابراین باعث اتلاف ساپورت وزنی شود یا با انسداد طولی لوله در برابر انبساط حرارتی باعث ایجاد تنش های حرارتی بالا در سیستم piping گردد .

در اینگونه موارد ضروری است سیستم piping با استفاده از قلاب های فنری که با ایجاد یک نیروی رو به بالا به لوله اجازه حرکت می دهد ساپورت شوند.
قلاب های فنر متغیر از این جهت به این نام اطلاق می شوند که نیروهای تکیه گاهی مختلفی را جهت جابه جایی عمودی لوله فراهم می کنند .

سیستم فنری این تکیه گاه اجازه کشش و تراکم و بنابراین حرکت رو به بالا و رو به پایین سیستم piping را می دهد . در آغاز قبل از نصب برروی سیستم ، فنر پیش متراکم می شود .
حرکت رو به بالای لوله باعث کشیدگی فنر شده و بنابراین نیروی فنر کاهش می یابد . همچنین حرکت رو به پایین لوله تراکم فنر را افزایش داده ، در نتیجه باعث افزایش نیروی مقاوم می گردد .
یکی از مسائلی که در طراحی سیستم piping باید مد نظر قرار گیرد این است که اختلاف بین بارهای غیر عملیاتی ، " بار سرد " و عملیاتی " بار گرم " خیلی زیاد نباشد تا از عدم توازن قابل توجه سیستم جلوگیری شود .

بار نصبی ، یا بار سرد ، برای یک فنر متغییر از رابطه زیر قابل محاسبه است :

Cold Load = Hot Load + KΔ

که در آن Cold Load بار نصبی است با واحد (N (ib می باشد و Hot Load بار وزنی در تکیه گاه ، که از محاسبه موازنه وزن بدست می آید به علاوه وزن تکیه گاه تحمل شده به وسیله فنر ،(N(ib
جابه جایی حرارتی عمودی مورد انتظار لوله در نقطه تکیه گاه ، از شرایط غیر عملیاتی به عملیاتی ، که در آن حرکت رو به بالا مثبت فرض می شود، (mm(in
از رابطه فوق به وضوح مشخص است که یک فنر در موقعیتی که لوله به سمت بالا حرکت می کند بار سرد بیشتری نسبت به بار گرم دارد ، و اگر به سمت پایین حرکت کند بار سردش کمتر است .
بایستی یادآوری گردد که راستای جریان سیال در سیستم piping ، تاثیر زیادی بر راستای انبساط حرارتی که بیشتر تابع هندسه سیستم و شکل مقید کننده آن است ، ندارد .
همانطور که قبلا گفته شد همواره نظر بر این است که اختلاف نیروی فنری بین شرایط سرد و گرم محدود گردد . این اختلاف از رابطه زیر قابل محاسبه است .

V=KΔ/Hot Load

مقادیر قابل قبول در استاندارد U.S معمولا این اختلاف را تا مقدار 25 درصد محدود می کنند ، در حالی که برای سیستم های piping بحرانی این مقدار شاید تا اندازه 10 درصد محدود گردد .
از آنجایی که بار گرم و جابه جایی حرارتی به وسیله طرح کلی سیستم piping دیکته می شوند ، اختلاف نیروی فنری فقط با استفاده از نرخ فنریت کنترل می شود .

اغلب سازندگان فنرهایی با سه نرخ فنری مختلف بر اساس اندازه بار ، با پیشنهاد برای جابه جایی حرارتی در محدوده کوتاه ( 0 to 0.5 in movement ) محدوده متوسط ( 0.5 to 1 in movement ) و محدوده بلند ( 1 to 2 in movement ) به ترتیب با نسبت های نرخ فنری 4:2:1 فراهم و عرضه می کنند . انتخاب فنرهای متغیر با استفاده از جداول انتخابی سازندگان انجام می گردد .

تکیه گاه های فنر ثابت

هرگاه جابه جایی های حرارتی خیلی بزرگ باشد ( اساسا بالاتر از 2 اینچ ) یک مهندس ممکن است ضمن مجاز بودن به انتخاب یک تکیه گاه فنر متغییر ، استفاده از یک تکیه گاه فنر ثابت را ترجیح دهد .

همچنین از فنرهای ثابت هنگامی که تمرکز تنش در لوله بحرانی باشد یا در نقاط نزدیک تجهیزات که در آنها باید بار نازل خیلی کم نگه داشته شود ، استفاده می کنند .
این تکیه گاه ها از طریق محدوده حرکت لوله ، یک نیروی تکیه گاهی مجازی واحد ایجاد می کنند . یک روش برای دستیابی به این بار واحد استفاده از یک سیستم وزنی و پولی یا یک سیستم وزنه و اهرم است .

با اینحال این گونه تکیه گاه ها علاوه بر وزن اضافی مورد نیاز تکیه گاه و نشتی معمول ناشی از تراکم ، دارای یک سری معایب هستند .
با توجه به اصول مکانیک ، این نوع از تکیه گاه های فنری یک اسخ نسبتا هموار از طریق محدوده حرکتشان ، با اختلاف بار حدود 5 درصد ارائه می کنند .

طراحی هندسی قلاب های تکیه گاهی ثابت منتج به تکیه گاه های کاملا ثابتی می شود این عدم توازن بار و ممان های فنری حول لولای اصلی با استفاده از فنرهای باری نوع تراکمی ، اهرم و میله های کششی فنری به دست می آید.

پایپ کالا ، حس بازاری متفاوت

عضویت در خبرنامه
با عضویت در خبر نامه پایپ کالا مگ ، هر هفته یک ایمیل حاوی مطالب جدید دریافت خواهید کرد.
ارسال نظر
ارتباط با کارشناسان پایپ کالا