شماره تماس : 09124808646
شماره تماس : 65010798

اجزای تکیه گاه لوله ها

برای هر عملکرد پشتیبانی سیستم لوله کشی ، بسته به محدودیت های طراحی فیزیکی و اندازه بارهای موجود در سیستم ، گزینه های مختلفی از نظر نوع و اندازه برای انتخاب وجود دارد. پشتیبانی همچنین برای حفظ تعادل شیرآلات و ویبراتورها مهم است.

اتصالات فلزی را می توان در اندازه های بزرگ نیز پشتیبانی کرد.

اصطلاح سخت افزار تکیه گاه لوله به عناصر ساختاری فیزیکی مانند تجهیزات از پیش طراحی شده (شافت ، فنر ، بسته بندی و …) و فولاد سازه ای اطلاق می شود.
در این مقاله ، انواع مختلفی از ساپورت های از پیش طراحی شده که توسط فروشندگان کالاهای لوله کشی به همراه مدل های ارائه شده توسط طراحان سیستم لوله کشی ، مانند پایه لنگر بتونی صفحه ، در بازار ارائه می شود. ) صفحات تعبیه شده و اتصالات جوش داده شده به لوله هستند.
مهمترین معیار برای انتخاب سخت افزار یک پشتیبانی ، عملکرد مورد نیاز پشتیبانی ، اندازه بارهای موجود و محدودیت های فضا است.

با این حال موارد زیر نیز باید مد نظر گرفته شود :

1-دمای طراحی مورد استفاده برای انتخاب مجموعه ای متشکل از یک تکیه گاه U شکل و پیچ و مهره های مورد نیاز ، تسمه ها  و سایر سازه هایی که در تماس مستقیم با لوله هستند ، دمای سیال درون لوله است.
انتظار می رود با افزایش دما مقاومت این موارد کاهش یابد. همچنین ، اثرات انبساط حرارتی لوله باید در تعیین اندازه تاخیر فضایی (Gap) و طراحی نیروهای اصطکاک در نظر گرفته شود.

2- سیستم های لوله کشی که در معرض دمای بالا قرار دارند یا سطح خارجی آنها تقطیر می شود باید عایق بندی شود. طراحی سخت افزار پشتیبانی باید به گونه ای باشد که وجود عایق نیز در نظر گرفته شود. نکته ای که در اینجا باید مورد توجه قرار گیرد این است که ضخامت عایق لوله باید قبل از انتخاب نرم افزار پشتیبانی تعیین شود.

3- سیستم لوله کشی اتصالات و سازه های تکیه گاه که در تماس مستقیم با یکدیگر هستند باید از نظر سازگاری مواد آنها بررسی شود زیرا همانطور که می دانیم انتخاب نامناسب مواد غیر ناهمگن که در تماس مستقیم با یکدیگر هستند باعث خوردگی گالوانیک می شود.
در بعضی موارد ، ممکن است لازم باشد از یک لفاف خنثی بین لوله و مواد ناهمگن استفاده شود. علاوه بر این ، مواد پشتیبانی باید متناسب با شرایط محیطی انتخاب شود.

4-کلیه پشتیبانی ها باید به صورت دوره ای مورد بازبینی قرار گیرند. زمان این بازرسی ها به پارامترهایی مانند اهمیت سیستم ، نوع تکیه گاه و شدت شرایط محیطی سرویس بستگی دارد. تا آنجا که ممکن است ، باید از تکیه گاه هایی که بازرسی کمتری دارند استفاده شود.

 

رایج ترین انواع تکیه گاه استفاده شده در ذیل لیست شده است

1- تکیه گاه های وزنی (قلاب میله ای) ، تکیه گاه های لغزشی ، قلاب های فنر ثابت ، قلاب های فنر متغییر

2- مهارها و قیدهای صلب (بست ها) ، میل مهارها ، فولادهای تکیه گاهی و اتصالات جوشی

3- کمک فنرها (هیدرولیکی و مکانیکی )

4- نوسان گرها

تکیه گاه های وزنی

از تکیه گاه های وزنی فقط برای تحمل بارهای اعمال شده به صورت عمودی رو به پایین (به دلیل وزن سیستم) بر روی سیستم لوله کشی استفاده می شود.

این پشتیبانی ها در سیستم هایی مورد استفاده قرار می گیرند که یا بار طراحی به تنهایی بار مرده است یا بارهای رو به بالا مانند بارهای گرمایی و لرزه ای به اندازه کافی بزرگ نیستند تا بارهای وزن رو به پایین غلبه کنند.

تکیه گاه های صلب

تکیه گاه های صلب

انتخاب نوع پشتیبانی از وزن براساس وقوع انتقال حرارت است که در محل کار در حین کار یک فرآیند یا سیستم نصب انتظار می رود.

هنگامی که انتظار می رود جابجایی حرارتی عمودی نادیده گرفته شود (مانند یک خط سرد یا هنگامی که جابجایی حرارتی با موفقیت به جهات دیگر هدایت می شود) ، پشتیبانی کافی از لوله های بدون ارتعاش را می توان به راحتی توسط لوله تنظیم کرد می توان لوله را بر روی تکیه گاه انجام داد. سپس بار به فولاد سازه منتقل می شود.
رایج ترین و اقتصادی ترین روش برای انتقال بارهای وزنی به فولاد ساختمانی ، استفاده از اجزای کامپوزیت شامل قلاب و میله است. میله ها از نظر مقاومت کششی هستند در حالی که شعاع چرخش کوچک آنها را برای بارگذاری فشاری متناسب نمی کند. بنابراین میله ها باید در بالای لوله قرار گیرند تا لوله از سازه های فولادی آویزان شود.
میزان بار مجاز پشتیبانی ها بر اساس اندازه های مختلف است. مقادیر بار ارائه شده با ایجاد یک پشتیبانی لوله از پیش تأیید شده ، روند طراحی را تسهیل می کند.

هرگاه از تکیه گاه با نام خاص استفاده شود ، مراحل تجزیه و تحلیل مورد نیاز برای طراحی حذف شده و در زمان طراحی مهندسی صرفه جویی می شود. صرف نظر از ظرفیت بار ، طراح باید تعدادی نکات اضافی را هنگام طراحی تکیه گاه از نوع قلاب میله ای در نظر بگیرد :

 

 

1-انتقال گرمای افقی نباید زاویه ای بیش از ± 4 درجه نسبت به افق ایجاد کند. انتقال گرما در مقیاس بزرگ ، در حالی که لوله را بلند می کند ، باعث ایجاد تنش های زیاد در لوله می شود و همچنین یک سری بارهای افقی تولید می کند که می تواند باعث عدم تعادل سیستم لوله کشی شود.

برای محدود کردن این زاویه ، ممکن است مجبور شویم تکیه گاه را در موقعیت “سرد” قرار دهیم. در مواردی که این امکان وجود ندارد ، می توان از یک تکیه گاه کشویی یا یاتاقان غلتکی استفاده کرد.

2-اگرچه ترکیب قلاب و میله به عنوان یک پشتیبانی از وزن در نظر گرفته می شود ، اما ممکن است در برابر بارهای اضافی مانند بارهای گرمایی و لرزه ای در حداکثر بار مقاومت کند. بنابراین ، پشتیبانی باید بر اساس حداکثر بار کمتری که انتظار می رود ، طراحی شود.

در دستگاه های براکت یا ذوزنقه ای (آرایش مستطیلی که توسط دو میله به سازه بالای دستگاه متصل شده و لوله ها در قسمت پایین مستطیل قرار می گیرند) ، میله ها باید به گونه ای طراحی شوند که توزیع بار ناشی از در حین کار با بلند کردن لوله با ظرفیت بیش از 50٪ (یعنی حدود 75٪) از کل بار ، مقاومت کنید.

3- به عنوان یک پیشنهاد باید از یک میله به قطر 3.8in برای لوله های کوچک (قطر 2 in و پایین تر ) و 1.2 in برای لوله های بزرگ ( قطر 2.1/2 in و بالاتر ) استفده شود .

4-تکیه گاه از نوع قلاب و میله قابلیت تنظیم قلاب را دارد. مدل های دیگر دارای قابلیت کم هستند ، در حالی که مدل 1 یک طراحی معمول برای شرایط با قابلیت تنظیم بالا است.

روش های مختلفی برای اتصال میله به سازه ساختمان وجود دارد. این ابزارها بر اساس نقطه اتصال ، میزان تنظیم و میزان انبساط حرارتی استفاده می شوند. پس از تعیین نوع اتصال در جهت آن ، باید اندازه اتصال نیز با مراجعه به مقادیر بار مشخص شود.
اتصالات لوله توصیه شده برای پشتیبانی از وزن در خطوط لوله افقی ، اتصالات یا قلاب های مخفی هستند. گیره های لوله با میله ها و همچنین با قلاب های فنر و مهارهای سخت استفاده می شوند.

اولین ملاحظاتی که هنگام انتخاب گیره باید در نظر گرفت ، قطر لوله ، درجه حرارت طراحی و ظرفیت بار مورد نیاز است. گیره ها ممکن است دو پیچ یا سه پیچ باشند.

گیره های دو پیچ در سیستم های با عایق 1 یا کمتر استفاده می شود ، در حالی که گیره های سه پیچ باعث می شوند که پایه بارگیری نسبت به عایق ضخیم تر ، بیرون بیاید.

سازندگان سخت افزار براکت لوله کشی معمولاً برگه های مربوط به ظرفیت بار را به مشتری ارائه می دهند.
اگر یک تکیه گاه استاندارد نتواند الزامات طراحی تکیه گاه را برآورده کند ، از تکیه گاه غیر استاندارد استفاده می شود.

اتصال دهنده های غیر استاندارد ممکن است از فلزات با کیفیت بالاتر ساخته شده تا بتوانند وزن اضافه شده را داشته باشند ، ممکن است کوچک تر شوند تا در جایی که فاصله پشتیبانی کوچک در نظر گرفته شود نصب شوند ، یا ممکن است از مواد مختلفی برای مطابقت با مواد سیستم لوله کشی ساخته شده باشند ، سازگاری داشته باشند.

هنگامی که سیستم لوله کشی به صورت عمودی اجرا می شود ، نمی توان از گیره های معمول برای ذخیره سازی عمودی استفاده کرد. در این حالت از گیره بالابر استفاده می شود.
گیره های بالابر لوله را در جهتی موازی با محور پشتیبانی می کنند. در خطوط لوله افقی ممکن است از گیره های بالابر بر روی تکیه گاه های محوری استفاده شود. از آنجا که انتظار نمی رود نیروهای اصطکاک بین گیره و لوله باعث افزایش نیروی وارد شده به تکیه گاه شود ، باید از گیره های بالابر در ترکیب با شاخه های برشی استفاده شود.

 

صفحات داده ظرفیت بار برای بلند کردن گیره ها ، بار کل وارده به هر دو بازو را نشان می دهد. بیشتر کدهای لوله کشی بیان می کنند که بازوها باید به گونه ای طراحی شوند که هرکدام به تنهایی بتوانند در برابر بار کلی مقاومت کنند.

در حالت ایده آل ، با در نظر گرفتن بارهای اعمال شده برابر در دو طرف گیره ، از بارهای هم محور روی سیستم لوله کشی جلوگیری می شود.
هنگام استفاده از گیره های بالابرنده ، اتصالات لوله باید از نظر ظرفیت بار و شرایط تنش محلی در نظر گرفته شوند.
در صورت موجود نبودن سازه های فولادی هوایی (سقف سقف) ، استفاده از تکیه گاه کشویی برای حمایت از لوله از پایین یک پیشنهاد عملی است.

ساپورت های کشویی از بار وارد شده از طریق یاتاقان ها پشتیبانی می کنند و به لوله اجازه می دهند تا شیفت های حرارتی افقی را جذب کند. پشتیبانی ممکن است شامل انواع مختلفی از زین ، مفصل بازو و غلتک باشد. نوع تکیه گاه کشویی بر اساس انتقال حرارت لوله ، ضخامت عایق لوله و فاصله لوله از فولاد تکیه گاه انتخاب می شود.

هنگامی که از یک تکیه گاه کشویی استفاده می شود ، علاوه بر بارهای طراحی شده محاسبه شده ، بارهای اصطکاکی نیز باید در طراحی تکیه گاه در نظر گرفته شوند. نیروی اصطکاک را می توان با ضریب اصطکاک (معمولاً بین 0.3 تا 0.7 برای لغزش بین دو بدنه فولادی) و نیروی عمود بر صفحه حرکت (در این مورد نیروی تحمل) اعمال کرد.

برای تکیه گاههای بسیار انعطاف پذیر ، استفاده از این نیروی اصطکاک ممکن است واقع بینانه تر کاربرد داشته باشد. جابجایی برابر با انتقال حرارت لوله در نقطه تکیه گاه به ساختار تکیه گاه (از آنجا که تکیه گاه تکیه گاه حرکت لوله را محدود می کند)
برای کاهش نیروهای اصطکاک می توان از صفحات روانکاری بین لوله و تکیه گاه استفاده کرد. هنگام استفاده از این صفحات ، باید اطمینان حاصل کنید که مواد صفحات با محیط سازگار است.

به عنوان مثال تفلون که معمولاً به عنوان ماده ای برای صفحات کشویی استفاده می شود ، در معرض تابش شدید آسیب می بیند و باید به صورت دوره ای جایگزین شود.

تکیه گاه های فنر متغیر

تکیه گاه های فنر متغیر

همانطور که قبلاً گفته شد ، در جایی که جابجایی حرارتی عمودی کمی وجود داشته باشد ، از یاتاقان های میله ای و یاطاقان های کشویی استفاده می شود.

با این وجود ، در مکانهایی که جابجایی حرارتی زیاد است ، استفاده از یک تکیه گاه سخت باعث بلند شدن لوله از تکیه گاه می شود ، بنابراین با مسدود کردن طولی لوله در برابر انبساط حرارتی ، از دست دادن وزن یا ایجاد تنش های گرمایی بالا باعث می شود. لوله کشی در سیستم.

در چنین شرایطی لازم است که از سیستم لوله کشی با استفاده از قلاب های فنر که باعث ایجاد حرکت لوله با ایجاد نیروی رو به بالا می شود ، حمایت کنید.
قلاب های متغیر فنر به این دلیل نامگذاری شده اند که نیروهای پشتیبانی متفاوتی را برای حرکت عمودی لوله فراهم می کنند.

سیستم فنر این پشتیبانی باعث کشش و تراکم و در نتیجه حرکت بالا و پایین سیستم لوله کشی می شود. در ابتدا فنر قبل از نصب بر روی سیستم از قبل فشرده می شود.
حرکت لوله به سمت بالا باعث کشش فنر و در نتیجه کاهش نیروی فنر می شود. همچنین ، حرکت به سمت پایین لوله باعث افزایش تراکم فنر و در نتیجه افزایش مقاومت می شود.
یکی از مواردی که باید در طراحی سیستم لوله کشی مورد توجه قرار گیرد این است که تفاوت بین بارهای غیر عملیاتی ، “بار سرد” و “بار گرم” عملیاتی نباید زیاد باشد تا از عدم تعادل 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

جایی که Cold Load بار نصب در واحد N (ib) است و Hot Load بار وزنی روی تکیه گاه است که با محاسبه ترازوی وزن به اضافه وزن تکیه گاه پشتیبانی شده توسط فنر بدست می آید (N (ib
انتقال حرارت عمودی لوله در نقطه تکیه گاه ، از شرایط غیر عملیاتی تا عملیاتی ، که در آن حرکت رو به بالا مثبت فرض می شود (میلی متر)
از رابطه فوق مشخص است که هنگام حرکت لوله به سمت بالا ، یک فنر دارای بار سرد بیشتری نسبت به گرم در موقعیت است و اگر به سمت پایین حرکت کند ، بار سرد آن کمتر است.
لازم به ذکر است که جهت جریان سیال در سیستم لوله کشی تأثیر زیادی در جهت انبساط حرارتی ندارد که بیشتر تابعی از هندسه سیستم و شکل محدود کننده آن است.
همانطور که قبلاً ذکر شد ، هدف از آن این است که همیشه اختلاف نیروی فنر بین شرایط گرم و سرد را محدود کند. این اختلاف را می توان از معادله زیر محاسبه کرد.

V=KΔ/Hot Load

مقادیر قابل قبول در استاندارد ایالات متحده معمولاً این تفاوت را به 25 درصد محدود می کند ، در حالی که برای سیستم های لوله کشی حیاتی ممکن است این حد به 10 درصد محدود شود.
از آنجا که بار گرم و انتقال حرارت توسط طراحی کلی سیستم لوله کشی تعیین می شود ، اختلاف نیروی فنر تنها با استفاده از نرخ فنر قابل کنترل است.

اکثر تولیدکنندگان فنرها با سه نرخ مختلف فنر بر اساس اندازه بار ، با پیشنهاد انتقال گرما در دامنه کوتاه (0 تا 0.5 حرکت) ، دامنه متوسط ​​(0.5 تا 1 حرکت) و برد بلند (1 تا 2 در حرکت) ، به ترتیب. آنها نسبت نسبت فنر 4: 2: 1 را فراهم می کنند. انتخاب فنرهای متغیر با استفاده از جداول انتخاب شده توسط سازندگان انجام می شود.

تکیه گاه های فنر ثابت

تکیه گاه های فنر ثابت

هنگامی که انتقال حرارت بسیار بزرگ است (اساساً بالاتر از 2 اینچ) ، یک مهندس ممکن است ترجیح دهد هنگام پشتیبانی از فنر متغیر ، از یک پشتیبانی فنر ثابت استفاده کند.

آنها همچنین هنگامی که غلظت تنش در لوله بحرانی است یا نزدیک به تجهیزات است که باید بار نازل در آن بسیار کم نگه داشته شود ، از فنرهای ثابت استفاده می کنند.
این پشتیبانی ها از طریق دامنه حرکت لوله ، یک نیروی پشتیبانی مجازی واحد ایجاد می کنند. یکی از راه های دستیابی به این بار واحد استفاده از سیستم وزنی و پولی یا سیستم وزن و اهرم است.

با این حال ، علاوه بر وزن اضافی مورد نیاز برای تکیه گاه و نشت معمول ناشی از تراکم ، چنین پشتیبانی هایی معایب زیادی دارند.
طبق اصول مکانیک ، این نوع تکیه گاه فنر از نظر دامنه حرکتی ، با اختلاف بار حدود 5٪ ، یک سنبله نسبتاً صاف را فراهم می کند.

طراحی هندسی قلاب های ساپورت ثابت منجر به پشتیبانی کاملاً ثابت می شود. این عدم تعادل بار و لحظه های فنر در اطراف لولای اصلی با استفاده از فنرهای بار فشار ، اهرم ها و میله های کشش فنر حاصل می شود.

    تماس با ما