انواع ساپورت پایپینگ
در سیستم های لوله کشی، از اتصالات گوناگونی برای مقاصد مختلف استفاده می شود. یکی از تجهیزاتی که در این سیستم ها برای تحمل بار یا وزن لوله ها به کار می رود، انواع ساپورت پایپینگ است. در واقع، ساپورت در پایپینگ یا تکیه گاه گذاری لوله ها از فعالیت های اصلی در طراحی و اجرای سیستم های لوله کشی صنعتی به شمار رفته که به منظور مقابله با عوامل فیزیکی مخرب به کار می رود. در ادامه، به معرفی بیشتر ساپورت ها، کاربردها و انواع آن ها خواهیم پرداخت.
ساپورت چیست
همان طور که از معنی آن می توان فهمید، منظور از ساپورت، پشتیبانی و محافظت است و ساپورت های لوله (pipe supports) به تجهیزاتی گفته می شود که برای نگه داشتن و بالا بردن لوله ها از یک سازه نگه دارنده برای آرایش عمودی و افقی، طراحی شده و استفاده می شوند. انواع ساپورت پایپینگ مانند انواع لوله و اتصالات upvc می توانند اهداف و کاربردهای متعددی داشته باشند که مهم ترین آن ها عبارت اند از:
- پیشگیری از جابه جایی های ناخواسته
- جلوگیری از تنش های بیشتر از حد مجاز
- پیشگیری از لرزش های اضافی خطوط لوله
- هدایت مسیر حرکت لوله ها به جهت های مختلف
- مقاومت در برابر قرار گرفتن المان ها در دماهای بالا
- جلوگیری از بالا آمدگی ناخواسته لوله ها و جلوگیری از لغزش آن ها
- رفع مشکل نشت در محل اتصالات و مقابله با تأثیرات بارهای موقت و دینامیکی
انواع ساپورت پایپینگ در لوله کشی صنعتی
همان طور که اشاره شد، انواع ساپورت پایپینگ بر اساس فاکتورها و پارامترهای مختلف دسته بندی می شوند که مهم ترین آن ها شامل موارد زیر هستند:
- بر مبنای قابلیت تنظیم: تکیه گاه های قابل تنظیم
- به شکل نوع جوش: شامل تکیه گاه جوشی و بست دار
- بر اساس صلبیت: عبارتند از تکیه گاه صلب و تکیه گاه الاستیک
- بر مبنای اتصال به لوله: شامل تکیه گاه مستقیم و تکیه گاه غیرمستقیم
- بر اساس عایق لوله: شامل تکیه گاه عایق گرما و سرد و تکیه گاه عایق صوتی
- برمبنای عملکرد: شامل تکیه گاه نگه دارنده، هدایت کننده، متوقف کننده و تکیه گاه مهاری.
تفاوت بین لوله کشی تاسیسات و پایپینگ
اگر بخواهیم در مورد این دو نوع لوله کشی صحبت کنیم، ممکن است تعریف دقیق آن ها چالش برانگیز به نظر برسد؛ زیرا هردو تکنیک از مواد و روش های مشابهی استفاده می کنند؛ اما اگر قصد داشته باشید که لوله کشی تاسیسات یا لوله کشی فرآیندی را انجام دهید، متوجه تفاوت های اساسی بین این دو خواهید شد که برای عملکرد صحیح و ایمن کارخانه ها بسیار حیاتی است.
سیالات قابل انتقال
یکی از اصلی ترین و مهم ترین تفاوت ها بین لوله کشی تاسیسات و پایپینگ، نوع سیالی است که از طریق این سیستم ها منتقل می شود. در لوله کشی تاسیسات ساختمانی، معمولاً آب شرب و آشامیدنی منتقل شده که این مایع بی خطر است و در دسته مایعات بی اثر قرار دارد؛ اما در پایپینگ، سیالات و گازهای خطرناک و واکنشی مختلفی جابه جا می شوند. همچنین، گاهی مواد غذایی و آشامیدنی نیز در سیستم لوله کشی صنعتی انتقال می یابند.
به همین دلیل، به علت احتمال نشت، خوردگی، انفجار، خطرات زیست محیطی، آلودگی و مسمومیت مواد غذایی، نیاز است تا در صنعت پایپینگ از لوله هایی با جنس های خاص و مقاوم استفاده شود.
ساپورت گذاری
تفاوت بین لوله کشی تاسیسات و پایپینگ به نوع و پیچیدگی انواع ساپورت پایپینگ نیز مرتبط است. در لوله کشی تاسیسات، معمولاً نیاز به ساپورت های ساده تری داریم که می توانند وزن و جریان آب یا مایعات کم خطر را تحمل کنند؛ اما در پایپینگ صنعتی، پشتیبان ها باید بتوانند وزن، فشار و حرکات ناشی از سیالات و گازهای پرخطر را تحمل کنند.
بنابراین، طراحی و نصب ساپورت ها در پایپینگ صنعتی نیاز به تخصص و تجهیزات پیشرفته تری دارد تا ایمنی و پایداری سیستم تضمین شود. برای مثال، ساپورت های پایپینگ صنعتی باید بتوانند در برابر خوردگی، دماهای بالا و فشارهای زیاد مقاومت کنند، در حالی که ساپورت های مورد استفاده در لوله کشی تاسیسات ساختمانی نیاز به چنین ویژگی هایی ندارند.
خطرات موجود
در پیاده سازی سیستم پایپینگ، احتمال بروز خطرات بسیار زیاد است. در حالی که در سیستم لوله کشی تاسیسات، این خطرات به مراتب کمتر و محدودتر هستند. به همین دلیل، استفاده از نیروهای ماهر، تجهیزات و دستگاه های تخصصی و لوازم ایمنی برای کاهش خطرات در لوله کشی صنعتی ضروری است.
برخی از خطراتی که ممکن است در سیستم های لوله کشی صنعتی یا پایپینگ به وجود آیند، شامل حوادث جانی، تخریب سازه های صنعتی، آسیب به دستگاه ها و تجهیزات و آلودگی های شیمیایی هستند. این آسیب ها علاوه بر هزینه های سنگین، می توانند خسارات جبران ناپذیری نیز به بار آورند.
تخصص و طراحی
در بحث تفاوت بین لوله کشی و پایپینگ، نمی توان از تخصص و طراحی چشم پوشی کرد. برای اجرای لوله کشی صنعتی، نیاز به نیروهای متخصص و خبره در این زمینه داریم. به عنوان مثال، باید از مهندسین با تحصیلات و تجربه کافی برای طراحی و اجرای سیستم لوله کشی صنعتی بهره گرفت. در مقابل، یک مهندس تأسیسات تازه کار با کمی تجربه نیز می تواند بسیاری از سیستم های لوله کشی تاسیساتی ساده را طراحی، پیاده سازی و نصب کند. البته، این امر به هیچ وجه به معنی کم اهمیت بودن نکات ایمنی و سایر معیارها در طراحی تأسیسات ساختمانی نیست.
رعایت استاندارد ساپورت پایپینگ با سی چنل ها
سی چنل ها از اصلی ترین اجزای انواع ساپورت پایپینگ به شمار رفته و این قطعات می توانند به سقف و دیوارهای سازه متصل شوند. سی چنل ها به دلیل داشتن سطح مقطع C شکل و قسمت پشتی پانچ شده، قابلیت اتصال آسان به دیواره سازه را دارند.
متریال ساختاری این ابزار عمدتاً از فولاد گالوانیزه است که مقاومت بالایی را فراهم می کند. همراه با سی چنل ها، قطعات متنوعی مانند انواع بست های چنگالی و رادهای گالوانیزه استفاده می شود. رادهای گالوانیزه روی این تجهیزات سوار شده و به انواع بست های اسپیت متصل می گردند.
بدون استفاده از سی چنل ها، امکان اجرای هیچ گونه سیستم ساپورت پایپینگ وجود ندارد. این قطعات با فراهم کردن مقاومت و پایداری لازم، نقش اساسی را در ساختار ساپورت ها ایفا می کنند.
انواع ساپورت ها
دیگر انواع ساپورت پایپینگ عبارت اند از:
- ساپورت های :Hanger برای مطلق نگه داشتن لوله ها استفاده می شوند.
- ساپورت های کفشکی :Shoe نوعی قطعه فلزی که به زیر لوله متصل شده و بر روی فولاد ساپورت قرار می گیرد.
- پشتیبان های :Dummy Leg قطعه ای طولی که جهت ساپورت خط به زانویی جوش داده می شوند.
- ساپورت های :Guide برای جلوگیری از تغییر مکان جانبی لوله و آزاد گذاشتن آن در حرکت طولی استفاده می شوند.
- ساپورت های :Resting این نگه دارنده ها تکیه گاهی برای تحمل وزن لوله ها در سیستم های لوله کشی هستند.
- ساپورت های :Tie ترکیبی از چند مفتول و میله بوده و برای مقید کردن حرکت لوله ها در سیستم های لوله کشی به کار می روند.
- نگه دارنده های :Anchor نوعی پشتیبان تخت هستند که از حرکت و دوران لوله در کلیه جهات به دلیل حرارت، ارتعاش و غیره جلوگیری می کنند.
- ساپورت های :Saddle نوعی اتصال جوشی است که برای لوله هایی که نیاز به عایق دارند و در معرض حرکت طولی یا پیچشی قرار می‌گیرند، به کار می رود.
این دسته بندی ها و انواع ساپورت پایپینگ نشان می دهد که در طراحی و اجرای سیستم های لوله کشی، انتخاب صحیح ساپورت ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است تا عملکرد مطلوب و ایمنی سیستم تضمین شود.
انواع ساپورت پایپینگ با متریال سخت
مدل های مختلف ساپورت لوله نقش مهمی در جلوگیری از تنش بیش از حد، لرزش، تغییر شکل یا جابه جایی لوله ها در سیستم های لوله کشی صنعتی و پایپینگ دارند. این نگه دارنده ها پشتیبانی موثری در برابر انبساط و انقباض حرارتی، تنش جریان سیال، فعالیت های لرزه ای و بارهای خارجی ارائه می دهند.
تکیه گاه های صلب یا سخت: این نوع مدل ها ثابت بوده و برای مهار حرکت عمودی یا افقی لوله ها طراحی شده اند. ساپورت های سخت به سه زیرگروه تقسیم می شوند:
- آویز: تکیه گاهی که لوله را از بالا معلق نگه می دارد.
- براکت: تکیه گاه L یا U شکل که لوله را به دیوار یا ستون متصل می کند.
- گیره: تکیه گاه دایره ای یا نیم دایره ای که لوله را محصور کرده و به سازه دیگری می چسباند.
ساپورت لوله فنری: این نوع با انعطاف پذیری که دارند، امکان حرکت عمودی محدود لوله را به دلیل انبساط یا انقباض حرارتی فراهم می کنند. این ابزار از فولاد با مکانیسم فنری تشکیل شده که می تواند فشرده شده و یا گسترش یابد تا جابه جایی لوله را در خود جای دهد. نگه دارنده های فنری به دو نوع متغیر و ثابت تقسیم می شوند:
- تکیه گاه فنری متغیر: بسته به انحراف فنر، ظرفیت بار متفاوتی دارند.
- تکیه گاه فنری ثابت: بدون توجه به انحراف فنر، ظرفیت بار ثابتی را پوشش می دهند.
در طراحی مهندسی پایپینگ، استفاده از استانداردهای پایپینگ برای ارائه پشتیبانی مناسب لوله و حل مشکلات هر ساخت و ساز ضروری است. مطابق بند 321.1 از استانداردهای پایپینگ ASME B31.3، عناصر پشتیبانی کننده برای جلوگیری از خطرات و خطاهای احتمالی در طراحی مشخص شده اند.
معیارهای طراحی و انتخاب ساپورت در پایپینگ
طراحی و انتخاب انواع ساپورت پایپینگ تحت تأثیر عوامل و پارامترهای متعددی قرار دارد. قبل از آغاز لوله کشی و استفاده از اتصالات و تجهیزاتی مانند ساپورت ها، لازم است تمامی جوانب و نکات مد نظر قرار گیرند. مهم ترین این موارد عبارت اند از:
- میزان سادگی اجرا: بررسی سهولت نصب و پیاده سازی
- نحوه عملکرد: ارزیابی کارکرد و اثربخشی ساپورت ها در سیستم
- میزان بار مورد انتظار: تعیین بارهایی که ساپورت ها باید تحمل کنند
- هزینه های نصب و اجرا: برآورد هزینه های مربوط به نصب و اجرای ساپورت ها
- محدودیت فضای در دسترس: ارزیابی فضایی که برای نصب ساپورت ها موجود است
- مدت زمان و بازه تعمیر و نگهداری: تعیین دوره های نگهداری و قابلیت تعمیر ساپورت ها
- دسترسی راحت به قطعات مورد نیاز: اطمینان از موجود بودن و دسترسی آسان به قطعات یدکی
- ضخامت، مواد و عایق لوله: ارزیابی مشخصات فیزیکی لوله ها شامل ضخامت، جنس و نوع عایق
- دمای طراحی سیستم و اثرات انبساطی: در نظر گرفتن دمای عملیاتی سیستم و تاثیر آن بر انبساط و انقباض لوله ها
- میزان سازگاری متعلقات پایپینگ با مواد ساپورت: بررسی هم خوانی مواد ساپورت با مواد پایپینگ و محیط زیست.
توجه به این معیارها کمک می کند تا نگه دارنده های مناسب با کارایی بالا و هزینه بهینه برای سیستم های لوله کشی انتخاب شده و طول عمر و ایمنی سیستم تضمین گردد.
استانداردهای طراحی و اجرای ساپورتینگ
طراحی و اجرای انواع ساپورت پایپینگ در لوله کشی باید بر اساس استانداردهای مشخصی انجام شود. هر چند برای اجرای کلی سیستم های لوله کشی می توان از استاندارد ASME B31.3 پیروی کرد، اما دستورالعمل های بین المللی دیگری نیز برای طراحی و اجرای آن ها وجود دارند. مهم ترین این استانداردها عبارتند از:
- RCC-M: الزامات پشتیبانی لوله در فرانسه.
- MITI 501: اصول فنی ساپورت گذاری در ژاپن.
- BS-3974: استاندارد بریتانیایی برای رعایت الزامات ساپورت لوله.
- VGB-R-510 L: استاندارد آلمانی برای نگه دارنده های استاندارد.
- MSS-SP-89: استاندارد آمریکایی برای ساخت و نصب تکیه گاه های لوله.
- MSS-SP-69: استاندارد آمریکایی برای انتخاب و به کارگیری تکیه گاه های لوله.
- MSS-SP-58: استاندارد آمریکایی برای تعیین مواد، طراحی و بررسی معیارهای ساخت تکیه گاه های لوله.
رعایت این موارد کمک می کند تا انواع ساپورت پایپینگ با کیفیت و دقت بالا طراحی و اجرا شوند و از عملکرد صحیح و ایمنی سیستم های لوله کشی اطمینان حاصل گردد.
مهم ترین نکات در انواع ساپورت پایپینگ
در اجرای این فرایند باید به نکات مختلفی توجه کرد که مهم ترین آن ها عبارت اند از:
- گروه بندی لوله ها: لوله ها را برای کاهش تعداد تجهیزات ساپورت، به صورت گروهی قرار دهید.
- رعایت فاصله بین تکیه گاه ها: فاصله بین تکیه گاه ها باید مطابق با مشخصات طراحی و الزامات رعایت شود.
- فضای کافی برای نصب، نگهداری و بازرسی: فضای کافی برای راحتی نصب، نگهداری و بازرسی قطعات ساپورت فراهم شود.
- ساپورت مستقل برای لوله های مستعد لرزش: لوله هایی که مستعد لرزش هستند باید به صورت مستقل ساپورت گذاری شوند.
- فاصله ساپورت گذاری در تغییر جهت لوله: در صورت تغییر جهت لوله، فاصله ساپورت گذاری باید به سه چهارم طول لوله استاندارد محدود شود.
- ساپورت گذاری در محل هایی با تمرکز تنش بالا: ساپورت ها را در نزدیکی نقاطی مانند شیرآلات و فلنج ها که تمرکز تنش بالا دارند، قرار دهید.
- نزدیکی مسیر خط لوله به محل ساپورت گذاری: مسیر خط لوله را به محل های احتمالی ساپورت گذاری نزدیک کرده و حتی الامکان ساپورت گذاری را در نقاط دمایی خنثی انجام دهید.
توجه به این نکات کمک می کند تا سیستم های لوله کشی با کارایی و ایمنی بالاتری اجرا شوند در کنار این موارد مشورت با تیم گروه چهار قرن نیز می تواند به انتخاب صحیح شما کمک نماید .
