ساپورتینگ سیستم بخار

در سده اخیر تأسیسات فنی و مصالح ساختمانی تأثیرات فراوانی در سازه های صنعتی دارند. از این رو استفاده از تجهیزات تأسیساتی نیاز به دانش فنی مهندسی طراحی و تولید و پشتیبانی فروش و اجرایی شرکت های صنعتی تولیدکننده و تأمین کننده دارد.

در مقالات گذشته به تفصیل دربازه محصولات و تأسیسات صنعتی و ساختمانی اعم از عایق الاستومری ، لرزه گیر ، اکسپنشن جوینت ، انکربولت و راد گالوانیزه صحبت شده است. و در این مقاله به بررسی ساپورتینگ سیستم بخار ، اتصال و انعطاف سیستم لوله کشی و نحوه اجرای آن می پردازیم.

انبساط سیستم بخار

انواع سیستم بخار باید بطور کامل دارای سیستم ساپورت هایی باشند. که بتوانند در حین کار به میزان کافی انبساط یابند. و به اندازه لازم انعطاف پذیر باشند. تا بر اثر حرکات و تنش های سیستم دچار تخریب نشوند.
تمام لوله ها به صورت اولیه در دمای محیط نصب می شوند. اما لوله های حامل سیالات گرم مانند آب یا بخار در دمای بالاتر از دمای محیط کار می کنند. در نتیجه این لوله ها با افزایش دما از دمای محیط به دمای کار، به ویژه در طول، انبساط می یابند. این امر باعث ایجاد تنش در مناطق خاصی از سیستم مانند اتصالات لوله ها می شود. که در نهایت ممکن است باعث بروز شکستگی شود.

سیستم لوله کشی باید به اندازه کافی انعطاف پذیر باشد. تا بتواند در مقابل حرکات اجزای سازنده منعطف باشد. در بسیاری از موارد، انعطاف پذیری سیستم لوله کشی، بر اثر طول لوله و تعداد خمش ها و تکیه گاه ها، باعث می شود. که هیچ تنش ناخواسته ای ایجاد نشود. با این حال، در موارد دیگر، استفاده از برخی از ابزارها برای دستیابی به این انعطاف پذیری الزامی است.

به عنوان مثال در یک سیستم بخار معمولی، تخلیه میعانات توسط یک تله بخار انجام می شود. که میعانات حاصله را به داخل خط برگشت میعانات که در امتداد خط بخار جریان دارد هدایت می کند. در اینجا، تفاوت بین انبساط دو سیستم لوله کشی باید در نظر گرفته شود. شبکه اصلی بخار در دمایی بالاتر از خط جریان میعانات کار خواهد کرد. و دو نقطه اتصال در هنگام گرم شدن سیستم نسبت به یکدیگر حرکت خواهند کرد.

میزان جابجایی سیستم لوله کشی و تجهیزات

میزان جابجایی سیستم لوله کشی و تجهیزات گنجانده شده در آن، می تواند با “کشش سرد” کاهش یابد. مقدار کل انبساط برای هر قسمت، ابتدا بین نقاط ثابت کننده محاسبه می شود. با این روش طول لوله ها به نصف کاهش می یابد، به طوری که در دمای محیط، سیستم از یک جهت تحت فشار قرار می گیرد. هنگامی که نیمی از کل دما افزایش می یابد. لوله کشی تحت فشار قرار  نمی گیرد. در دمای کار و انبساط کامل، سیستم لوله کشی در جهت مخالف تحت فشار قرار می گیرد.

در نتیجه به جای اینکه سیستم تحت فشار نیروی از ۰ F تا +۱ F قرار گیرد. لوله کشی تحت فشار نیروی از -۱/۲ F تا +۱/۲ F قرار می گیرد. از نظر عملی، لوله ها به طول برابر با نیمی از کل انبساط، بین دو نقطه اتصال تغییر طول می دهند. وقتی سیستم لوله کشی کاملاً نصب شده و از دو طرف کاملاً ثابت شود. قطعه فاصله دهنده عملاً حذف شده و اتصالات به سمت هم کشیده می شوند.

باقیمانده انبساط، در صورتی که توسط انعطاف پذیری طبیعی سیستم لوله کشی از بین نرود. نیاز به استفاده از اتصالات انبساطی را می طلبد. در عمل، ساپورت های انبساطی سیستم های لوله کشی را می توان به سه قسمت تقسیم کرد.

نقاط ثابت کننده “A”  موقعیت مکانی را فراهم می کنند که انبساط از آن آغاز می شود.نقاط ساپورت های کشویی “B” امکان حرکت آزاد برای انبساط لوله را فراهم می کنند، در حالی که خط لوله را در یک راستا قرار می دهند.قطعه انبساطی قرار گرفته در نقطه ”C” برای انبساط و انقباض لوله است.

لوپ های انبساطی

لوپ های انبساطی را می توان با استفاده از لوله های مستقیم و زانویی های جوش داده شده نیز ساخت.

اتصال کشویی

این اتصالات گاهی اوقات مورد استفاده قرار می گیرند زیرا فضای کمی را اشغال می کنند، اما ضروری است که در هنگام استفاده از آنها نقاط ثابت کننده و هدایت خط لوله کاملاً مطابق با دستورالعمل های سازندگان اجرا شود. درغیر اینصورت فشار بخار که بر سطح مقطع قسمت اسلیو وارد می شود، در تقابل با نیروهای تولید شده توسط انبساط لوله، اتصال را از هم جدا می کند (تصویر زیر را ببینید). عدم انطباق باعث خم شدن اسلیو کشویی می شود، و ممکن است به اتصال کشویی و کل سیستم صدماتی وارد کند.

بیلوهای انبساط

در بیلوهای انبساطی، تصویر زیر، این مزیت وجود دارد که نیازی به مهار بندی ندارد. (مثل اتصال کشویی). اما همان معایبی که در مورد اتصال کشویی در مبحث فشارهای داخلی وجود دارد. در اینجا نیز وجود دارد، بنابراین نقاط ثابت کننده و متحرک باید بتوانند در برابر این نیرو مقاومت کنند.

بیلوها ممکن است دارای میله های محدود کننده باشند. که باعث می شود افزایش فشار بیش از حد محدود شود. اینها ممکن است در شرایط عملکرد عادی کارآیی کمی داشته باشند. زیرا اکثر بیلوهای ساده قادر به تحمل حرکات کوچک جانبی و زاویه ای هستند. اما، در صورت نقصان در نقاط ثابت کننده، آنها به عنوان میله های مهار کننده رفتار می کنند. و با مهار نیروهای فشار رانشی، از آسیب رسیدن به کل سیستم جلوگیری می کنند و احتمال آسیب بیشتر به سیستم لوله کشی، تجهیزات و پرسنل را کاهش می دهند.

در صورت احتمال بروز نیروهای بزرگتر، باید نوعی تقویت کننده مکانیکی اضافی مانند میله های نگهدارنده لولایی در دستگاه تعبیه شود (تصویر زیر: حرکت زاویه ای و محوری بیلوز).
بسته به موقعیت نسبی نقاط ثابت بیلوز و هدایت کننده ها، بیش از یک راه برای حرکت نسبی بین دو لوله جانبی وجود دارد. جابجایی محوری بهتر از جابجایی زاویه ای است که به نوبه خود، از جابجایی جانبی بهتر است. تا جایی که امکان دارد باید از حرکت زاویه ای و جانبی خودداری شود.
در تصویر زیر، تأثیرات این حرکات به طور تقریبی مشخص شده است، اما تحت هر شرایطی، توصیه می شود که در مورد هرگونه نصب بیلوهای انبساطی، از مشاوره های تخصصی تولید کننده بیلوز استفاده کنید.

فاصله ساپورت های لوله

توالی و چیدمان ساپورت های لوله می تواند بر اساس نوع و جنس لوله، مواد سازنده لوله (به عنوان مثال فولاد یا مس)؛ و اینکه آیا لوله افقی است یا عمودی، متفاوت باشد.برخی از نکات عملی قابل تأمل به شرح زیر است:

• ساپورت های لوله نباید در فواصلی بیشتر از آنچه در جدول زیر نشان داده شده است، طراحی شود و هر جا که ممکن است ساپورت مناسب باید در امتداد سازه ها نصب شود.

• در جایی که دو یا چند لوله بر روی یک براکت یا ساپورت مشترک قرار می گیرند، فاصله بین ساپورت ها باید بر اساس کوچکترین لوله باشد.

• هنگامی که حرکت قابل توجهی اتفاق می افتد، یعنی در مواردی که طول مستقیم لوله ای از ۱۵ متر بیشتر باشد، همانطور که قبلاً توضیح داده شد، ساپورت ها باید از نوع غلتکی یا کشویی باشند.

• لوله های عمودی باید دارای ساپورت های کافی متصل به سازه باشند، تا بتوانند وزن کلی لوله عمودی و مایع درون آن را تحمل کنند. شاخه های انشعابی لوله های عمودی نباید به عنوان حامی لوله مورد استفاده قرار گیرند، زیرا این امر باعث وارد آمدن فشار بیش از حد به اتصالات و سه راهی ها می شود.

• کلیه ساپورت های لوله باید به طور خاص متناسب با قطر لوله مورد نظر طراحی شوند. استفاده از براکت ها،ساپورت های سینی کابل و ساپورت های بزرگ تر از اندازه لازم اصولاً کار درست و مقرون به صرفه ای نیست.

نویسنده : مهندس پدرام بداقی