سیستم های لوله کشی
مقدمه
سیستم‌های لوله کشی در نیروگاه ها به لحاظ نقش مهمی که در انتقال سیال و انرژی و برقراری ارتباط سیستماتیک بین تجهیزات به منظور انجام مراحل مختلف عملیات در سیکل حرارتی برعهده دارند از ارکان اصلی طراحی و ساخت محسوب می‌گردند. کاربرد تکیه‌گاه‌ها و نگهدارنده‌های مناسب در سیستم لوله‌کشی یکی از مهمترین مراحل طراحی سیستم لوله‌کشی به شمار می‌آید. استانداردهای ANSI, DIN, BS در رفلیز تکیه‌گاه‌ها و نگهدارنده‌های استاندارد جهت سیستم لوله‌کشی می‌باشد.
عوامل موثر و معیارهای انتخاب تکیه‌گاه‌ها و نگهدارنده‌های لوله (Supports)
انتخاب مناسب و درست نوع ومحل تکیه‌گاه نقش مهمی در طراحی خطوط لوله ایجاد می‌کند تکیه‌گاه‌ها و نگهدارنده‌های لوله دارای انواع مختلفی می‌باشند که هر یک به منظور خاصی مورد استفاده قرار می‌گیرند بعضی از مواردی که در استفاده از تکیه‌گاه‌ها باید مورد توجه قرار گیرد عبارتند از:
- تحمل وزن لوله (شامل خود لوله، وزن سیال داخل آن و نیروی عکس‌العملی)
- دادن انعطاف‌پذیری کافی به شبکه لوله
- گرفتن ارتعاشات وارده بر لوله
- فراهم نمودن امکان انبساط حرارتی لوله
- هدایت و کنترل تغییر مکان لوله
- ثابت نمودن لوله
یک تکیه‌گاه بسته به نوع آن می‌تواند یک یا ترکیبی از موارد فوق را تامین نماید در انتخاب تکیه‌گاه و محل آن باید به مواردی نظیر افزایش تنش در لوله‌ها به مقداری بیش از حد مجاز، تغییر مکان لوله به مقداری بیش از مقدار مجاز آن از نظر تداخل با تجهیزات جانبی خط لوله یا سایر لوله‌ها، وارد آمدن صدمه به اتصالات انبساط حرارتی و انعطاف‌پذیری خط لوله و سازه نگهدارنده لوله توجه شود.
انتخاب نوع و اندازه تکیه‌گاه برای نگهدارنده‌های لوله‌ها بستگی به مقدار بار وارده و محدودیت‌های فیزیکی طرح دارد مهمترین عوامل تعیین کننده نوع تکیه‌گاه مناسب برای لوله‌ها، عملکرد تکیه‌گاه مقدار بار وارده و محدودیت‌های فضای نصب آن می‌باشد به طور کلی موارد زیر در انتخاب یک تکیه‌گاه لوله باید در نظر گرفته شوند.
1- دمای طراحی به کار رفته در انتخاب بست‌ها، پیچ‌های U شکل، گیره‌های نگهدارنده لوله و یا سایر اتصالاتی که در تماس مستقیم با لوله می‌باشند برابر با دمای سیال داخل لوله می‌باشد مقاومت این اجزاء ممکن است به علت کاهش تنش تسلیم آن‌ها در اثر افزایش دمای طراحی کاهش یابد اثرات انبساط حرارتی لوله نیز باید در پیش‌بینی فاصله بین بست و لوله ونیروهای اصطکاک حاصله در نظر گرفته شود.
2- معمولاً لوله‌هایی که در دمای بالا قرار دارند و یادر معرض تقطیر بخار موجود هوا روی سطح خارجی خود می‌باشد عایق‌کاری می‌شوند در طراحی تکیه‌گاه و انتخاب آن باید مساله عایق لوله در نظر گرفته شوند ضخامت عایق قبل از طراحی یا انتخاب تکیه‌گاه برای لوله باید تعیین شده باشد.
3- لوله‌ها، اتصالات و تکیه‌گاه‌ها و سازه‌های نگهدارنده لوله‌ها که با یکدیگر در تماس می‌باشند باید از مواد سازگار با یکدیگر انتخاب شده باشند تا خطر خوردگی الکتروشیمیایی کاهش یابد در موارد خاصی که امکان انتخاب مواد سازگار با یکدیگر برای لوله و تکیه‌گها آن وجود نداشته باشد باید بین لوله و تکیه‌گاه از مواد لاستیکی و لایی بین آن‌ها استفاده شود به علاوه جنس تکیه‌گاه باید مناسب برای محیطی که در آن در طول عمر مفید سیستم لوله‌کشی قرار می‌گیرد باشد.
تمام تکیه‌گاه‌ها باید به طور منظم در فواصل زمانی معینی از شروع بهره‌برداری سیستم بازرسی گردد زمان‌بندی این بازرسی‌ها بستگی به حساسیت سیستم، نوع تکیه‌گاه و سختی شرایط محیط بهره‌برداری از آن دارد بدین‌جهت در هر جایی که مقدور است باید تکیه‌گاه‌هایی برای لوله انتخاب شوند که نیازکمتری به بازرسی دارند متداول‌ترین انواع تکیه‌گاه‌های رایج در سیستم لوله‌کشی نیروگاهها را می‌توان به سه دسته عمده زیر تقسیم‌بندی نمود.
الف- آویزهای فنری ثابت
ب- قیود و Anchors نظیر بست‌ها
ج- ضربه‌گیرها نظیر ضربه‌گیرهای هیدرولیکی و مکانیکی
معمولاً در بحث تکیه‌گاه‌ها و نگهدارنده‌های لوله یکی از مهمترین موارد مساله حل تکیه‌گاه‌ها و فاصله آن‌ها از هم باید طوری انتخاب شود که تنش در لوله‌ها در اثر بارهای وارده نظیر وزن لوله و سیال درون آن، انبساط حرارتی، بارهای عکس‌العملی و ضربه‌های ناشی از عملکرد شیرهای اطمینان ارتعاشات ناشی از کارکرد ماشین‌آلات و زمین‌لرزه و... از حد مجاز تنش در لوله تجاوز ننماید.
شکل‌های انواع تکیه‌گاه و معیارهای فنی انتخاب تکیه‌گاه‌ها و سایر توضیحات به طور کامل در گزارش استاندارد که ارائه خواهد شد مطرح شده است.
معیارها و عوامل موثر در انتخاب آویز صلب
1- تغییر مکان افقی لوله نباید سبب افزایش زاویه از خط قائم به مقداری بیش از در حین بهره‌برداری گردد. تغییر مکان ناشی از انبساط حرارتی هم در جهت افقی و هم در جهت عمودی به سمت بالا سبب وارد شدن تنش بیشتری در محل اتصال آویز صلب با لوله می‌گردد که می‌تواند سبب شکستن میلگرد آویز و عدم پایداری تکیه‌گاه گردد.
درهر حال نباید انحراف آویز صلب از وضعیت قائم خود چه درهنگام نصب و چه درهنگام بهره‌برداری بیش از درجه گردد. در صورتی که مقدار تغییر مکان لوله در اثر انبساط حرارتی زیاد باشدطوری که تامین شرایط فوق امکان‌پذیر نباشد باید از تکیه‌گاه‌های لغزنده یا آویزهای لولایی به جای آویز صلب جهت گرفتن وزن لوله‌ها استفاده شود.
2- آویزهای میله‌ای صلب گرچه عمدتاً جهت گرفتن وزن لوله‌ها به کار می‌روند ولی در شرایطی ممکن است تحت بارهای دیگری نظیر نیروی کشش ناشی از انبساط حرارتی یا بارهای ناشی از زمین‌لرزه قرار گیرند بنابراین در انتخاب و طراحی آویزهای میله‌ای صلب باید این شرایط که سبب وارد آمدن باری بیشتر از بار وزن لوله‌ها می‌شود نیز در نظر گرفته شوند.