پشتیبانی و انجام سایر خدمات در زمینه کامپوزیت، اپوکسی و …
خدمات مهندسی
شرکت پیشرو سازه پیوند بارثاوا با استفاده از دانش مهندسی خود در زمینة کامپوزیت ها، استانداردهای مربوط به آن و نرم افزار های طراحی و تحلیل کامپوزیتها قابلیت و توانایی طراحی و تولید انواع قطعات کامپوزیتی را دار میباشد. تجربیات و فعالیتهای این شرکت در زمینة طراحی هیدورلیکی خطوط لوله و لولههای کامپوزیتی، تعیین ضخامت و نوع الیاف مورد نیاز در ساخت یک قطعة کامپوزیتی، نحوة لایه چینی جهت دستیابی به حداکثر استحکام، تحلیل و صحه گذاری طراحی انجام شده با استفاده از نرم افزار Abaqus میباشد. از جمله توانایی های این شرکت در زمینة طراحی کامپوزیت ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- انجام محاسبات هیدرولیکی خطوط لوله کامپوزیتی
- محاسبات مربوط به ضربة قوچ در خطوط لوله کامپوزیتی
- محاسبات سفتی لوله ها و کامپوزیت ها
- محاسبات مربوط به کمانش و Buckling
- تحلیل تنش و صحه گذاری با استفاده از نرم افزار های معتبر نظیر abaqus
- طراحی و انجام محاسبات مربوط به تعیین ضخامت لوله ها و مخازن کامپوزیتی و سایر قطعات پیچیده
- طراحی تست های کوتاه مدت و بلند مدت جهت تعیین خواص قطعات ساخته شده بر اساس استاندارد های معتبر
- انجام محاسبات و تست های لازم جهت تعیین نمودار طراحی لوله ها pipe envelop
- محاسبات و طراحی های مربوط به تکیه گاه ها مورد استفاده در خطوط لوله کامپوزیتی
- محاسبه و طراحی انکر بلاک های مورد استفاده در خطوط لولة کامپوزیتی
- تعیین روش تولید قطعات با توجه به خواص مکانیکی مورد انتظار از محصول
آنالیز تنش خطوط لوله کامپوزیتی با استفاده از نرم افزار Caesar II
آنالیز تنش خطوط لوله
برای طراحی خطوط لوله باید بتوان تمام بارهای وارد بر سیستم لوله کشی را به درستی در نظر گرفت و سیستم را به گونهای طراحی کرد که تحت کمترین تنش قرار گیرد تا طول عمر سیستم و کارایی آن افزایش یابد. نرم افزار CEASAR ΙΙ در زمان طراحی سیستم های لوله کشی با دماهای بالا کمک بسیار زیادی به مهندسان طراح می کند. نرم افزار CEASAR ΙΙ با ترکیب و مد نظر قرار دادن بسیاری از محدودیت های مندرج در کدهای استاندارد، محدودیت های خود سیستم و محدودیت های تجهیزات اضافه و نصب شده در سیستم، آنالیز سیستم را آسانتر و مطمئن تر انجام خواهد داد. این نرم افزار علاوه بر مدل سازی بارهای استاتیکی، همچنین توانایی مدل سازی بارهای دینامیکی و انبساطی را نیز خواهد داشت.
هدف از تحلیل تنش خطوط لوله
- نگه داشتن مقدار تنش در لولهها و اتصالات موجود در سیستم پایین تر ار مقادیر مجاز ارائه شده در کدهای استاندارد.
- نگه داشتن بار وارد بر نازل تجهیزات، که به سیستم لوله کشی متصل است، پایین تر از مقادیر مجاز ارائه شده از سوی سازندگان و کدهای استاندارد.
- نگه داشتن تنش ایجاد شده در نازل مخازن در محل اتصال به سیستم لوله کشی بر اساس مقادیر مجاز ارائه شده از سوی سازندگان و کدهای استاندارد.
- محاسبه و طراحی بار وارد بر تکیه گاه به منظور انتخاب نوع و سایز کردن تکیه گاهها.
- تعیین جابجایی های سیستم لوله کشی برای بررسی این مقادیر در نقاط اتصال به تجهیزات و سایر نقاط.
- بررسی مسائل دینامیکی موجود در سیستم لوله کشی.
- کمک به بهبود طراحی سیستم.
تحلیل تنش در لوله های FRP
با توجه به تجربه به دست آمده در طی 100 سال و همچنین تکنولوژی رو به رشد، مهندسان می توانند با اعتماد به نفس کامل، لولههای فلزی و فولادی را انتخاب، طراحی و آنالیز کنند و به نتایج قابل قبولی برسند. برای لوله های FRP و سایر لوله هایی که از مواد کامپوزیتی ساخته شده اند مسئله فرق میکند. در مورد FRP، تجربه کافی در تحلیل تنش به دست نیامده است. بسیاری از سازندهگان تستهای تنش متعددی را مثل تستهای فشار سیکلی و هیدرواستاتیکی، کشش و فشار تک محوری، خمش و همچنین تست بارگذاری ترکیبی و تست های بلند مدت روی قطعات FRP انجام میدهند. بر اساس آزمونها و تست های بلند مدت و کوتاه مدتی که توسط سازندگان انجام می شود و با استفاده از نظیر BS 7159, UKOOA و BS14692 می توان تحلیل تنش خطوط لولة کامپوزیتی را با استفاده از نرم افزار Caesar II انجام داد. آنالیز اجزای FRP در مراحل مختلف Micro، Mini و Macro اتجام میشود.
کد UKOOA از بسیاری جهات، شبیه کد BS 7159 میباشد و تفاوت در اینجاست که ملزومات محاسباتی را ساده تر می کند و در عین حال، محدودیت بیشتری برای شرایط کاری سیستم لوله کشی قائل میشود. کد UKOOA به جای اینکه تنشی ترکیبی را به صورت صریح محاسبه کند، با ترکیب تنشهای محیطی محوری، نمودار دو بعدی بستهای را تعریف میکندکه شکست در خارج آن اتفاق میافتد. این نمودار بستهIdealized Envelope نام دارد و بر اساس این رابطه است:
کد UKOOA با دیدگاهی محافظه کارانه، کاربر را به محدودهای از منحنی که زیر خط بین (که با نام (0:1) شناخته میشود) نقطه تقاطعی روی منحنی، جایی که دو برابر است ( یعنی شرایط طبیعی برای یک لوله تحت فشار) محدود میکند. برای درک بهتر به شکل زیر توجه کنید
شکل (5): نمودار Idealized Envelope
اختصاص یک ضریب اطمینان (معمولا ) به تنش های فشاری، تغییر ضمنی داده شده در این محدوده است. این ضریب به سایر بارها اختصاص داده نمی شود. تغییر گفته شده، این شرایط را برقرار می کند:
Pdes= |
فشار طراحی مجاز |
F1= |
ضریب اطمینان معمولا 85 /0 |
F2= |
ضریب اطمینان معمولا 67 /0 |
F3= |
نسبت تنش پسماند مجاز، پس از اعمال بارهای مکانیکی معادل |
σba= |
تنش خمشی محوری ناشی از بارهای مکانیکی |
r= |
σ_aa (0:1)/σ_a (2:1) |
σ_a^b (0:1)= |
مقاومت کششی محوری در طولانی مدت بدون حضور بار فشاری |
σ_a^b (0:1)= |
مقاومت کششی محوری در طولانی مدت تنها با حضور بار فشاری |
LTHS= |
مقاومت هیدرو استاتیک طولانی مدت (تنش مجاز محیطی) |
LTHP= |
فشار هیدرو استاتیک مجاز طولانی مدت |
ساپورتینگ در خطوط لوله کامپوزیتی
ساپورتینگ، در عمل به فرایند تعیین، انتخاب نوع و محل قرارگیری تکیه گاهها در سیستم لوله کشی برای تحمل بارهای وارده، کنترل تنش و بار وارد بر نازل ها اطلاق میشود. یک تحلیلگر و طراح تکیه گاه، در واقع، دانش قرار دادن تکیه گاهها و قیود مختلف را در سیستم لوله کشی دارد. این کار از فرایندهای حساس و مهم طراحی مهندسی در طراحی سیستم لوله کشی است و دانش و تجربه فراوانی را میطلبد. اولین هدف از فرایند ساپورتینگ، تحمل نیروی وزن است. اعمال اولین تکیه گاه در سیستم به معنای مقید کردن آن و ایجاد تنش در سیستم است. تجهیزات موجود در یک سیستم شاید مهمترین، گرانترین و حیاتی ترین بخشهای هر پروژه باشند. حفظ سلامت، ایمنی و افزایش طول عمر آ نها بسیار مهم است. سیستم لوله کشی به عنوان سیستمی واسط بین تجهیزات باید به گونه ای طراحی شود که در تقابل با این مجموعه، از ایجاد مخاطرات برای آنها جلوگیری کند. کاهش نیروها و ممانهای وارد بر تجهیزات از سوی سیستم لوله کشی، از دیگر اهداف و وظایف ساپورتینگ است. افزایش ایمنی و نگهداری سیستم، در واقع مهمترین مسئله در سیستم است. تضمین ایمنی در سیستم لوله کشی به عنوان بخشی از یک پروژه از نظر نیروها و تنشها در سیستم، به عهده ساپورتینگ است.
انواع تکیه گاهها
تکیه گاه وزنی (Rest)
از این نوع تکیه گاه برای تحمل نیروی وزن استفاده می شود و خط عمل آن در جهت نیروی وزن قرار دارد. نیروی وارد بر این نوع تکیه گاه در دو جهت چپ و راست صفحه و فقط به اندازه نیروی اصطکاک است.
ساپورتینگ در خطوط لوله کامپوزیتی
ساپورتینگ، در عمل به فرایند تعیین، انتخاب نوع و محل قرارگیری تکیه گاهها در سیستم لوله کشی برای تحمل بارهای وارده، کنترل تنش و بار وارد بر نازل ها اطلاق میشود. یک تحلیلگر و طراح تکیه گاه، در واقع، دانش قرار دادن تکیه گاهها و قیود مختلف را در سیستم لوله کشی دارد. این کار از فرایندهای حساس و مهم طراحی مهندسی در طراحی سیستم لوله کشی است و دانش و تجربه فراوانی را میطلبد. اولین هدف از فرایند ساپورتینگ، تحمل نیروی وزن است. اعمال اولین تکیه گاه در سیستم به معنای مقید کردن آن و ایجاد تنش در سیستم است. تجهیزات موجود در یک سیستم شاید مهمترین، گرانترین و حیاتی ترین بخشهای هر پروژه باشند. حفظ سلامت، ایمنی و افزایش طول عمر آ نها بسیار مهم است. سیستم لوله کشی به عنوان سیستمی واسط بین تجهیزات باید به گونه ای طراحی شود که در تقابل با این مجموعه، از ایجاد مخاطرات برای آنها جلوگیری کند. کاهش نیروها و ممانهای وارد بر تجهیزات از سوی سیستم لوله کشی، از دیگر اهداف و وظایف ساپورتینگ است. افزایش ایمنی و نگهداری سیستم، در واقع مهمترین مسئله در سیستم است. تضمین ایمنی در سیستم لوله کشی به عنوان بخشی از یک پروژه از نظر نیروها و تنشها در سیستم، به عهده ساپورتینگ است.
انواع تکیه گاهها
تکیه گاه وزنی (Rest)
از این نوع تکیه گاه برای تحمل نیروی وزن استفاده می شود و خط عمل آن در جهت نیروی وزن قرار دارد. نیروی وارد بر این نوع تکیه گاه در دو جهت چپ و راست صفحه و فقط به اندازه نیروی اصطکاک است.
ساپورت وزنی
مهندسان طراح تکیه گاهها باید در ابتدا، محل تکیه گاههای وزنی را تعیین کنند و به عنوان اولین نکته در نظر داشته باشند که مکان برخی از تکیه گاه ها تا حد ممکن، نزدیک بارهای متمرکز باشند. ماكزيمم فاصله بين دو ساپورت وزني بر روي لوله هاي افقي به ماكزيمم خيز (Deflection) لوله وابسته می باشد. که فاصله مجاز بین ساپورت وزنی برای لولههای GRP بر اساس سایز لوله مطابق جدول ذیل میباشد
فاصله مجاز بین ساپورت های وزنی براي لولههايGRP (UKOOA)
تکیه گاه وزني لوله هاي عمودي
باید توجه داشت که بر روی خطوط عمودی تنها يك ساپورت وزني اجرا مي شود. ولی میتوان به تعداد مورد نياز از ساپورت گاید
روي خطوط عمودي استفاده نمود.
ب) اجرای ساپورت وزنی دز زیر شیر عمودی
الف) اجرا های مختلف ساپورت وزنی بر روی لوله¬های عمودی
مقید کننده (Guide)
این نوع تکیه گاه برای مهار حرکتها و جابجایی ها جانبی در صفحه لوله به کار میرود. فاصله ساپورت هاي گاید با توجه به آناليز تنش توسط آناليزور انتخاب ميشود. جهت ساپورت گذاري اوليه ميتوان به فاصله هر دو ساپورت وزني از يك ساپورت گاید استفاده نمود. كاربرد ساپورت گاید عمدتاً به بخش عمده تقسیم میشود:
- مهار نيروي زلزله.
- هدايت انبساط.
اجرای ساپورت گاید در زیر فلنج شیر
قید طولی لوله (line Stop)
از این نوع تکیه گاه، برای جلوگیری از حرکت لوله در جهت محوری و جابجایی های آن استفاده می شود. توجه داشته باشید که یک یا چند قید طولی در یک خط و به دنبال هم به کار نمی روند. در صورت طولانی بودن خط، استفاده از چند قید طولی، البته با تعبیه یک حلقه انبساطی بین هر جفت قید طولی، ممکن است.
اجرای ساپورت Stopper
Semi-Anchor
اگر تکیه گاه مقید کننده، همراه یک تکیه گاه قید طولی لوله در نقطه ای بکار رود، از حرکت و جابجایی لوله در جهات جانبی و محوری جلوگیری خواهد شد. به این نوع تکیه گاه، Semi Anchor گویند. در واقع این ساپورت ترکیبی از ساپورت های وزنی، گاید و استاپر می باشد.
Fully Anchor
اگر توسط تکیه گاهیف تمام درجات ازادی لوله را در یک نقطه مقید کنیم (یعنی جابجایی و دوران را در هر سه جهت فضا جلوگیری کنیم)، به این تکیه گاه و نقطه متناظر آن روی لوله، Fully Anchor گویند. برای مثال اگر کفشک و یا پای کاذب متصل به لوله را به سازه فلزی جوش دهیم یا اینکه ا ن را به پی پیچ کنیم، این نوع تکیه گاه حاصل می شود.
اجرای ساپورت انکر دز زیر فلنج شیر
Hold Down
به تکیه گاهی که اجازه حرکت لوله در خلاف جهت وزن را نمی دهد یا به عبارت دیگر از بلند شدن لوله جلوگیری می کند، Hold Down گفته می شود.
ساپورت Hold Down