انواع بست لوله و ساپورت

بست‌ و مهار کننده ( ساپورت ) لوله

برای تثبیت محل لوله های تاسیساتی نیاز به اتصالات و ابزارهای خاصی است که برای سفارش‌گذاری آن بهتر است به صورت تخصصی درباره آن اطلاعات کسب کنید. این اتصالات را با اصطلاحات مختلفی می‌شناسند. به عنوان مثال در صنایع به نام مهار کننده ( ساپورت ) لوله شناخته می‌شود.

انتخاب صحیح و منطقی بست‌ها و مهار کننده لوله برای موفقیت یک پروژه حیاتی است. برای اجرای صحیح عملیات نصب لازم است که در بخش‌هایی از لوله‌ها در محل نصب مهار کننده وجود داشته باشد. انتخاب بست یا مهار کننده مناسب در تمام مراحل طراحی و ساخت در فاز اجرایی درنظر گرفته می شود.

نكات مهم در طراحي و يا انتخاب مهار کننده

طراحي مهار کننده ها همانند بقيه بخشهاي لوله كشي نياز به مطالعه و تجربه دارد و بايد از ابتداي پروژه در مرحلة مقدماتي مـورد توجه قرار گيرد و مشخصات فني مورد نياز نيز بنابه مقتضاي هر پروژه در اختيار طراح لوله كشي قـرار داده شـود. در هـر حال نكات ذيل بايد در طراحي مهار کننده ها در نظر گرفته شود:

• مطالعه مشخصات فنی ارائه شده برای مهار کننده ها در ابتداي پروژه ( در صـورت موجـود بـودن ) بـه منظـور انتخـاب مناسب مهار کننده در هنگام طراحی
• در نظر گرفتن درجة حرارت طراحي لوله به منظور تعيين استحكام و نوع متريال مهار کننده و تمهيدات لازم جهت عايق كاري و غيره
•   داشتن اطلاعات كافي در مورد متريال سيستم لوله كشي و متعلقات ساپورت به منظور كاهش واكنشهاي گالوانيـك در نقاط اتصال مهار کننده به لوله
•  حداكثر استفاده از سازه هاي موجود بويژه سازه هاي اصلي به منظور كاهش تعـداد سـاپورت هـا و حـذف سـاپورتهاي پيچيده
• استاندارد كردن انواع مهار کننده ها (Standard Support Drawing )به منظور كاهش تعداد نقشه هاي مورد نيـاز مهار کننده ها
•  بررسي اجرايي بودن مهار کننده هاي طراحي شده و ساده نمودن طرح ، براي مثال مهار كردن آسان لوله ها و پرهيـز از اتصال مهار کننده ها به متعلقات لوله كشي نظير Fitting
• نزديك كردن مهار کننده ها تا حد امكان به اجزايي كه مانند نيروهاي متمركز در سيستم عمل مي كنند مانند شـيرآلات و فلنج ها ، لوله هاي عمودي ، نقاط اتصال دو لوله و تغيير جهت لوله ها در حالت افق
•  امكان تعميرات سيستم لوله كشی
• در نظر گرفتن تغيير مكانهاي لوله و تجهيزات و پرهيز از صلب كردن سيستم لوله كشي
• در نظر گرفتن نيرو هاي خارجي مانند باد، زلزله و نيروهاي داخلي همچون تخليه شيرهاي اطمينان
• توجه به تداخل فونداسيونهاي و ترنج ها

انواع مختلف مهار کننده ها ( ساپورت )

انواع مهار كننده ها: بطور كلي مي توان مهار كننده ها را به 4 دسته كلي تقسيم كرد

• تکیه گاههای وزنی (Weight Support) مثل ….., Sleeper, Saddle, Rod Hanger, Shoe
• مهار كننده هاي صلب (Rigid Restraint ) مثل Guide, Stop, U- Bolt و غيره
• مهار كننده هاي ديناميكي  ((Snubber  مثل  Shock Absorber, Spring ،….
• Sway Brace جهت كنترل ارتعاش

جهت تكميل مطالب فوق توجه به نكتة زير ضروري است . همانطوريكه ميدانيم هر المان در فضاي سه بعدي داراي 6 درجة آزادي است ، سه درجه انتقالي در امتداد محورهاي X,Y,Z و سه درجه دوراني حول محورهاي X,Y,Z درجات آزادي هر المان بصورت چرخشي درجات آزادي هر المان بصورت انتقالي توجه به اين نكته ضروري است كه هدف از Supporting مهار كامل حركتهاي انتقالي و دروني نمي باشد بلكه كنترل حركتهاي ياد شده در جهت دلخواه مي باشد و اين كار با توجه به شرايط هندسي خط ، دما ، طول ، قطر و …… صورت مي پذيرد ، تا بتوان Flexibility مناسب جهت سيستم لوله كشي را مهيا نمود.

در ادامه به بررسي بيشتر دسته بندي‌هاي ياد شده مي پردازيم.

تكيه گاه‌هاي وزني

وزني : نيروي عمودي از دو طريق كنترل مي گردد : كف لوله و بالاي لوله . در صورتيكه نيروي عمودي از كف لوله كنترل شود به آن Rest گويند و در صورتيكه آن نيرو از بالاي لوله كنترل گردد به آن Hanger گويند.

برخي از تكيه گاههايي كه بعنوان Rest بكار مي روند عبارتند از Shoe, Saddle, Dummy, Trunnion .

 Shoe : معمولاً از سپري يا ناوداني و گاهي اوقات Plate در ابعاد مختلف ساخته مي شود.

Saddle : در صورت بالا بودن وزن جهت گسترده كردن نيروي وارد بر لوله استفاده مي گردد.

Dummy : كه از جنس لوله بوده (معمولاً يك سايز كوچكتر از لوله) و در لوله هاي افقي و يا سر Elbow جهت كنترل نيروي عمودي بكار مي رود.

Trunnion  : نيز از لوله ساخته مي شود و در لوله ها عمودي به لولـه جـوش مـي شـود و وزن لولـه را كنتـرل مـي كنـد . از Trunnion بعنوان واسط جهت Guide كردن لوله در خطوط عمودي نيز استفاده مي گردد.

ساپورت بدون قطعات واسطه : دربسياري اوقات لوله بدون هيچگونه واسطي برروي تير و يا استراكچر مي نشيند.

تكيه گاه وزني كه بصورت Hanger است میلگرد مي باشد. اين تكيه گاه فقط در مقابل كشش مقاوم است و محل اتصال آن از بالاي لوله مي باشد. نكتة مهم در مورد اين تكيه گاهها اين است كه در مقابل نيروي فشاري مناسب نيستند و نبايد تغيير مكان لوله باعث تغيير زاويه بيش از 4 ±درجه در محور عمودي میلگرد  گردد .

Pipe Clip  : يكي از اجزايي است كه در تكيه گاههاي Rod Hanger مشاهده مـي گـردد Pipe Clip بـا توجه به سايز لوله و باری كه بايد تحمل كند انتخاب مي گردد . دو نوع عمدة آنها عبارتند Clip بـا دو پیچ و يـا سـه پیچ كه نوع دوم براي لوله هایی كه ضخامت عايق بيش از 1 اينچ (mm 25 (است مورد استفاده قرار مي گيرد.

مهار كننده هاي صلب

وظيفه اين مهاركننده ها مقاومت در مقابل نيروهاي وزني، تغيير مكان ناشي از حرارت، نيروهاي خـارجي مثـل بـاد و زلزلـه و غيره مي باشد . اين مهار كننده ها مي توانند از اشكال ساده فولاد هاي ساختماني مانند ناوداني ، نبـشي و يـا تيـرآهن و يـا از اشكال پيچيده اي مانند Rigid strut ساخته شوند. انتخاب هر يك از آنها براساس مقادير نيرو يا ممان و محدوديتهاي مـورد نياز جهت كنترل تغيير مكان خواهد بود.

يكي از عمومي ترين مهار كننده ها U- Bolt ها هستند كه از شكل دادن يك میلگرد ساخته مي شود. اين مهاركننده در مقابل تغيير مكان هاي لوله در دو جهت مقاومت مي كند و اصولاً ظرفيت برش آن بـسيار پـايين تـر از ظرفيـت كشـشي مـي باشـد U -Bolt ها معمولاً در مواقعيكه نيروي جانبي كم است مورد استفاده قرار مي گيرد (بعنوان Guide ( ولي بسته به نـوع قـرار گيري مهره هاي U-Bolt    از آن بعنوان Anchor براي نيروهاي كم و سايز هاي پائين نيز استفاده مي گردد.

در حاليتكه نيروهاي جانبي از مقادير مجـاز U- Bolt بيـشتر باشـد مـي تـوان از مهاركننـده هـاي تـسمه اي اسـتفاده كـرد و درصورتيكه بسيار بيشتر از رنج ياد شده باشد مي توان از فولادهاي ساختماني استفاده نمود.

مهار كننده هاي صلب بدون قطعات واسطه : مهاركننده هاي صلب گاهي مستقيماً با فولادي ساختماني صورت مي پذيرد ولي گاهي اوقات از يك اتصال واسطه نيـز جهـت مهار نيروها استفاده مي گردد

با استفاده از اتصالات واسطه مي توان محدوديتهاي مورد نياز را در تمام جهات محورهاي مختصات فـراهم كـرد. از انـواع ايـن اتصالات واسطه Bearing Lugs , Shear Lugs , Trunnion و Dummy را مي توان نام برد

همانطوريكه قبلاً اشاره شد، Bearing Lug  براي انتقال نيروهاي جانبي به مهـار كننـده هـاي اصـلي و از  Shear Lugs براي جلوگيري از حركتهای در جهت محوري لوله استفاده مي شود. اتصال واسطه Trunnionو Dummy نيز كـه از لولـه ساخته مي شوند به لوله اصلي جهت مهار بارهاي جانبي و يا محوري اسـتفاده مـي گـردد. در صـورتيكه اينگونـه اتصالات واسطه بمنظور محدود ساختن حركت انتقالي و چرخشي لوله در تمام جهات محورهاي مختصات اسـتفاده گـردد آن را Anchor مي نامند

Rigid Strut  نيز يكي از مهار كننده هاست كه نيرو را در يك جهت كنترل مي كند. اين مهـار كننـده شـامل يـك لولـه مياني است كه قابل تنظيم در هنگام نصب است كه با افزايش طول مقدار بار مجاز آن كاهش مي يابد . اين مهار كننده داراي محدوديت تغيير زاويه در محور مهاركننده مي باشد كه اين محدوديت حدوداً 4 ±درجه مي باشد.

مهار كننده هاي ديناميكی

از جمله مهار كننده هاي ديناميكي(Snubber ) Absorber Shock و Spring ها مي باشند.

(Snubber ) Absorber Shock يكي از مهار كننده هايي است كه در تغيير مكانهاي كه به آهستگي صورت مي گيرد تغيير طول داده ولي در نيروها و بارهاي ناگهاني به صورت مهار كنندة صلب عمل مي كند و از آن به هيچ وجه نبايد جهت نگهداري وزن سيستم لوله كشي استفاده كرد.

Spring ها نيز يكي از مهار كننده هاي ديناميكي است كه عملكرد الاستيكي داشته و در تغيير مكانهاي آهـسته بكـار مـي رود.

Sway Brace

اين مهاركننده جهت كنترل ارتعاش و جذب نيروي ضربه اي و يا گاهاً مقاومت در مقابل تغيير مكانهـا ناشـي از حـرارت بكار مي رود اين مهار كننده براي موارديكه كنترل دقيق نيروي ضربه اي مورد نظر نباشد بسيار مناسب مي باشـد. ايـن مهـار كننده ها باعث افزايش فركانس طبيعي سيستم شده و در نتيجه كاهش نيروي ديناميكي مي گردد.

سخن پایانی

حل مشکلات طراحی منحصر به فرد در هر ساختاری استفاده می‌شود. بند 321.1.1  طراحی لوله‌کشی از استاندارد لوله‌کشی ASME B 31.3 به وسیله عناصر مهار كننده تخصصی را برای جلوگیری از خطرات و حوادث احتمالی در طراحی پیشنهاد کرده است. به همین ترتیب می‌توان از مهار كننده ‌های ویژه برای حل چالش‌ها در اجرای طراحی و اجرای خلاقانه طرح‌ها استفاده کرد؛ اما برای استفاده از هرکدام از این قطعات ویژه قطعا باید از مشورت کارشناسان استفاده کرد. شما ترجیح می‌دهید به سراغ چه فردی برای مشاوره بروید؟