Rørstøtte - Pipe support

En rørstøtte eller rørbøjle er et designet element, der overfører lasten fra et rør til understøtningskonstruktionerne. Belastningen inkluderer vægten af ​​det rigtige rør, det indhold, som røret bærer, alle rørfittings, der er fastgjort til røret, og rørdækslet, såsom isolering . De fire hovedfunktioner i en rørstøtte er at forankre, lede, absorbere stød og understøtte en bestemt belastning. Rørstøtter, der anvendes i applikationer med høj eller lav temperatur, kan indeholde isoleringsmaterialer. Den overordnede konstruktionskonfiguration af en rørstøttekonstruktion er afhængig af belastnings- og driftsbetingelserne.

Belastninger på rørsystem

Primær belastning

Disse er typisk faste eller vedvarende belastningstyper såsom indre væsketryk, ydre tryk, tyngdekræfter, der virker på røret, såsom rørets og væskens vægt, kræfter som følge af aflastning eller nedblæsning, trykbølger genereret på grund af vand-/damphammereffekter .

Vedvarende belastninger:

• Intern/eksternt tryk : Et rør, der bruges til transport af væske, vil være under indre trykbelastning. Et rør, såsom en mantlet rørkerne eller rør i en Shell & Tube-veksler osv., Kan være under netto eksternt tryk. Indre eller ydre tryk fremkalder spændinger i den aksiale såvel som periferiske ( Hoop Stress ) retning. Trykket fremkalder også spændinger i radial retning, men disse negligeres ofte. Det indvendige tryk udøver en aksial kraft svarende til tryk gange rørets indre tværsnit. F = P [πd^2/4]. Hvis der anvendes ydre diameter for beregning omtrentlig metal tværsnit som Pressure samt rør tværsnit, den aksiale stress ofte kan tilnærmes som følger: S = Pd / (4t)
• Dead Weight : Det er egenvægt rør inklusive væske, vægt af fittings & andre inline komponenter (sige ventil , isolering etc.). Denne type belastninger virker gennem rørets livscyklus. I vandrette rør forårsager disse belastninger bøjning , og bøjningsmomentet er relateret til normale og forskydningsspændinger . Rørbøjning skyldes hovedsageligt to årsager: fordelt vægtbelastning (f.eks. Væskevægt) og koncentreret vægtbelastning (f.eks. Ventilvægt). Stigernes vægt (lodrette sektioner af rør) kan understøttes af stigrørklemmer .

Lejlighedsvis belastninger:

• Vindbelastning: Rør, der er placeret udendørs og dermed udsættes for vind, er designet til at modstå den maksimale vindhastighed, der forventes i anlæggets levetid. Vindkraft er modelleret som en ensartet belastning, der påvirker rørets projekterede længde vinkelret på vindretningen. Vindtryk til forskellige højder vil blive brugt til at beregne vindkraft ved hjælp af følgende formel. Fw = Pw x S x A, hvor formelvægt = Den samlede vindstyrke, Pw = Den ækvivalente vindtryk, S = Wind formfaktoren , A = Pipe udsatte område.
• Seismisk belastning: Seismisk belastning er et af de grundlæggende begreber inden for jordskælvsteknik, hvilket betyder anvendelse af en jordskælv-genereret omrøring på en struktur. Det sker ved kontaktflader af en struktur enten med jorden, [2] eller med tilstødende strukturer, [3] eller med tyngdekraftsbølger fra tsunami .
• Vandhammer : Vandhammer (eller mere generelt, flydende hammer) er en trykstigning eller bølge forårsaget, når en væske (normalt en væske, men undertiden også en gas) i bevægelse tvinges til at stoppe eller pludselig ændre retning (momentumændring). Vandhammer opstår normalt, når en ventil pludselig lukker i enden af ​​et rørledningssystem, og en trykbølge formerer sig i røret. Det kaldes også hydraulisk stød .
• Damp hammer: damp hammer, den trykbølge frembragt ved forbigående strømning af super-heated eller mættet damp er i en damp-line som følge af pludselige stop-ventil lukninger betragtes som en lejlighedsvis belastning. Selvom strømmen er forbigående, beregnes og påføres rørmodellen som statisk ækvivalent kraft med henblik på analyse af rørspændingsanalyse.
• Sikkerhedsventiludladning : Reaktionskræfter fra aflastningsventiludladning betragtes som lejlighedsvis belastning. Reaktionskraften på grund af steady -state flow efter åbningen af ​​sikkerhedsventilen i et åbent udladningsanlæg kan beregnes i overensstemmelse med ASME B31.1 tillæg II og anvendes på rørmodellen som statisk ækvivalent kraft.

Sekundær belastning

Ligesom de primære belastninger har deres oprindelse i en eller anden kraft, er sekundære belastninger forårsaget af forskydning af en eller anden art. For eksempel kan røret, der er forbundet til en lagertank, være belastet, hvis tankdysen, som den er forbundet til, bevæger sig ned på grund af tankafvikling. Tilsvarende trækkes rør, der er forbundet med et fartøj, opad, fordi fartøjsdysen bevæger sig op på grund af fartøjets ekspansion. Et rør kan også vibrere på grund af vibrationer i det roterende udstyr, det er fastgjort til.

Slagvolumen:

• Belastning på grund af termisk ekspansion af rør
• Belastning på grund af termisk bevægelse af udstyr

Et rør kan opleve ekspansion eller sammentrækning, når det udsættes for henholdsvis højere eller lavere temperaturer i forhold til temperaturen, hvor det blev samlet. De sekundære belastninger er ofte cykliske, men ikke altid. For eksempel er belastning på grund af tankafvikling ikke cyklisk. Belastningen på grund af fartøjsdysens bevægelse under drift er cyklisk, fordi forskydningen trækkes tilbage under nedlukning og dukker op igen efter ny opstart. Et rør, der udsættes for en cyklus med varm og kold væske, undergår på samme måde cykliske belastninger og deformation.

Typer af rørstøtter

Pipe Guides (Cylinder Pipe Guides - Spider Guides)

• Stiv support
• Spring Support
• Snubber / støddæmper

Stiv support

Stive understøtninger bruges til at begrænse rør i bestemte retninger uden nogen fleksibilitet (i den retning). Hovedfunktionen for en stiv støtte kan være Anker, Hvile, Guide eller begge Rest & Guide.

1) Stanchion/Pipe Sko:

Stiv support kan ydes enten fra bunden eller toppen. I tilfælde af bundstøtter bruges generelt en stank eller rørklemfod . Det kan simpelthen holdes på stålkonstruktion til kun understøttelser af hviletype. For samtidig at begrænse i en anden retning kan separat plade eller Lift Up Lug bruges. Et røranker er en stiv støtte, der begrænser bevægelse i alle tre ortogonale retninger og alle tre rotationsretninger, dvs. begrænsning af de 6 frihedsgrader Dette er normalt en svejset stank, der er svejset eller boltet til stål eller beton. I tilfælde af anker, der er boltet til beton, kræves en særlig type bolt kaldet Anchor Bolt , som bruges til at holde støtten med beton. I denne type støtte kan normal kraft og friktionskraft blive signifikant. For at lindre friktionseffekten bruges Graphite Pad eller PTFE -plader, når det er nødvendigt.

Rørankre (Permali Cold Shoes)

2) Stangbøjle:

Det er en statisk fastholdelse, dvs. den er designet til kun at modstå trækbelastning (der må ikke udøves kompressionsbelastning på den, i så tilfælde kan der forekomme bukning). Det er stiv lodret type støtte kun fra toppen. Den består af klemme, øjenmøtrik, trækstang, bjælkefastgørelse. Valg af stangbøjle afhænger af rørstørrelse, belastning, temperatur, isolering, montagelængde osv. Da det kommer med hængsel og klemme, spiller ingen væsentlig friktionskraft i spil.

3) Stiv fjeder:

Det er en dynamisk komponent, dvs. designet til at modstå både træk- og kompressionsbelastning. stiver kan leveres både i lodret og vandret retning. V-type Strut kan bruges til at begrænse 2 frihedsgrader. Den består af stiv klemme, stiv fjeder, svejsespids. Valget afhænger af rørstørrelse, belastning, temperatur, isolering, montagelængde. Da det kommer med hængsel og klemme, spiller ingen væsentlig friktionskraft i spil.

Forårssupport

Fjederstøtter (eller fleksible understøtninger) bruger spiralformede spiralfjedre (til at rumme belastninger og tilhørende rørbevægelser på grund af termiske udvidelser). De er stort set klassificeret i understøttelse af variabler, indsats og konstant indsats. Den kritiske komponent i begge typer understøtninger er spiralfjedre med kompressionsfjedre. Fjederbøjle og understøtninger bruger normalt spiralformede spiralfjedre.

1. variabel fjederbøjle eller variabel indsatsunderstøttelse:

Variabel fjederbøjle

Variable indsatsstøtter, også kendt som variable bøjler eller variabler, bruges til at understøtte rørledninger, der udsættes for moderate (ca. op til 50 mm) lodrette termiske bevægelser. VES -enheder (Variable indsatsstøtter) bruges til at understøtte vægten af ​​rørarbejde eller udstyr sammen med vægten af ​​væsker (gasser betragtes som vægtløse), samtidig med at der tillades en vis kvantitet af bevægelse i forhold til strukturen, der understøtter det. Fjederstøtter kan også bruges til at understøtte linjer, der udsættes for relative bevægelser, der typisk opstår på grund af nedsynkning eller jordskælv. En VES -enhed er temmelig enkel i konstruktion med røret praktisk talt ophængt direkte fra en spiralformet spiralfjeder, som den afskårne snitskitse viser nedenfor. Hovedkomponenterne er:

1. Topplade
2. Trykplade eller stempelplade
3. Bundplade eller bundplade
4. Helisk forår
5. Spændebåndssamling
6. Låsestænger
7. Navne skilt
8. Kan sektion eller dække

Normalt leverer klienter / ingeniørkonsulenter følgende data, når de udsender forespørgsler til enheder med variabel indsats.

1. Varm belastning
2. Termisk bevægelse (med retning dvs. op eller + og ned eller -)
3. Maksimal belastningsvariation i procent (maks. LV %), hvis maks. LV ikke er angivet, antages det at være 25 % i henhold til MM-SP58.
4. Understøttelse, dvs. om det er hængende, fodmonteret type osv.
5. Særlige funktioner som f.eks. Rejsegrænsestop er påkrævet.
6. Foretrukken overfladebeskyttelse / Maling / Finish.

Varm belastning er understøtningens arbejdsbelastning i tilstanden "varm", dvs. når røret har bevæget sig fra den kolde tilstand til den varme eller arbejdende tilstand. Normalt angiver MSS-SP58 maksimal belastningsvariation (populært kaldet LV) som 25%.

Vigtige egenskaber-

• Tillader bevægelse i lodret retning
• Belastning på røret varierer med bevægelse

Brugt hvor

• Forskydning <50 mm
• Belastningsvariation <25%
• Stangvinkel bør være mindre end 4 °

Belastningsvariation (LV) eller procentvis variation = [(varm belastning ~ kold belastning) x 100]/varm belastning eller belastningsvariation (LV) eller procentvis variation = [(rejse x fjederhastighed) x 100]/varm belastning Generelt er fjederstøtter leveres ovenfra, men på grund af layoutmulighed eller anden grund er Base -monteret type støtte fastgjort til gulv eller struktur, og røret er lavet til at "sidde" oven på fjederstøttens flange.

2. konstant fjeder bøjle eller konstant indsats støtte:

Klokkearme i CSH

Når de konfronteres med store lodrette bevægelser typisk 150 mm eller 250 mm, er der ikke andet valg end at vælge en konstant indsatsstøtte (CES). Når belastningsvariationsprocenten overstiger 25% eller den angivne maksimale LV% i en variabel bøjle, er det mindre valg end at gå efter en CES. For rør, der er kritiske for systemets ydeevne eller såkaldte kritiske rør, hvor ingen restspændinger skal overføres til røret, er det en almindelig praksis at bruge CES. I en konstant indsatsstøtte forbliver belastningen konstant, når røret bevæger sig fra sin kolde position til den varme position. Uanset kørsel forbliver belastningen således konstant over hele bevægelsesområdet. Derfor kaldes det en konstant lastbøjle. Sammenlignet med en variabel lastbøjle, hvor belastningen varierer med bevægelse, og den varme belastning og kolde belastning er to forskellige værdier, der styres af rejse- og fjederkonstanten. En CES -enhed har ingen fjederhastighed.

Det mest udbredte arbejdsprincip for CSH er Bell Crank Mechanism. Bell -krankhåndtaget roterer omkring Fulcrum -punktet. Den ene ende af Bell -krankhåndtaget er forbundet til røret 'P', den anden ende er forbundet med fjederen med trækstangen. Når røret således bevæger sig ned fra koldt til varmt tilstand, bevæger punktet P sig nedad, og når det bevæger sig nedad, vil Bell -håndtaget rotere i retning mod uret, og trækstangen forbundet til fjederen vil blive trukket ind, hvorved foråret bliver yderligere komprimeret. Når røret bevæger sig opad, roterer klokkehåndtaget (i urets retning), og stangen, der er forbundet med fjederen, bliver skubbet ud, så fjederen kan ekspandere eller slappe af.

Et andet populært princip er tre fjeder eller justeringsfjedermekanisme. I dette tilfælde tager en hoved lodret fjeder hovedrøret på røret. Der er placeret to andre fjedre med vandret orientering for at afbalancere enhver ekstra belastning, der kommer i opadgående eller nedadgående retning.

Snubber eller støddæmper

Dynamiske begrænsninger: Fastspændingssystemet udfører en helt anden funktion end understøtningerne. Sidstnævnte er beregnet til at bære vægten af ​​rørværket og lade det bevæge sig frit under normale driftsbetingelser. Fastspændingssystemet er beregnet til at beskytte rørarbejdet, anlægget og konstruktionen mod unormale forhold; det bør ikke hæmme understøtternes funktion. Betingelser, der kræver brug af begrænsninger, er som følger - • Jordskælv. • Væskeforstyrrelse. • Visse systemfunktioner. • Miljøpåvirkninger. I områder, der ligger på eller i nærheden af ​​geologiske fejllinjer, er det almindelig praksis at beskytte planten mod potentiel jordskælvsaktivitet. I et sådant anlæg vil der være et meget stort krav til dynamiske begrænsninger. Væskeforstyrrelser kan skyldes virkningen af ​​pumper og kompressorer eller lejlighedsvis væske i flydende tilstand, der kommer ind i et rør beregnet til transport af gas eller damp. Nogle systemfunktioner som hurtig ventillukning, pulsering på grund af pumpning og betjening af sikkerhedsventiler vil forårsage uregelmæssige og pludselige belastningsmønstre i rørsystemet. Miljøet kan forårsage forstyrrelser på grund af høj vindbelastning eller ved offshore olie- og gasrigge, påvirkning af havbølger. Fastholdelsessystemet er designet til at imødekomme alle disse påvirkninger. En fastspændingsanordning er en anordning, der forhindrer, at enten rørarbejdet eller anlægget, som rørværket er forbundet til, beskadiges på grund af forekomsten af ​​et eller flere af ovenstående fænomen. Det er designet til at absorbere og overføre pludselige stigninger i belastningen fra røret ind i bygningskonstruktionen og til at dæmpe enhver modstående svingning mellem røret og strukturen. Derfor kræves det, at dynamiske begrænsninger er meget stive, for at have en høj lastkapacitet og for at minimere fri bevægelighed mellem rør og konstruktion.

Afhængigt af arbejdsprincippet kan snubbers klassificeres som

• Hydraulisk snubber : På samme måde som en støddæmper til biler er den hydrauliske snubber bygget op omkring en cylinder, der indeholder hydraulisk væske med et stempel, der forskyder væsken fra cylinderens ene ende til den anden. Forskydning af væske skyldes rørets bevægelse, der får stemplet til at forskyde sig inde i cylinderen, hvilket resulterer i højt tryk i den ene ende af cylinderen og et relativt lavt tryk i den anden. Stempelets hastighed vil diktere den faktiske forskel i tryk. Væsken passerer gennem en fjederbelastet ventil, hvor fjederen bruges til at holde ventilen åben. Hvis differenstrykket over ventilen overstiger det effektive tryk, fjederen udøver, lukker ventilen. Dette får snubberen til at blive stiv, og yderligere forskydning forhindres i det væsentlige. Den hydrauliske snubber bruges normalt, når fastholdelsesaksen er i rørets ekspansion og sammentrækning. Snubberen er derfor forpligtet til at forlænge eller trække sig tilbage med den normale drift af rørarbejdet. Snubberen har lav modstand mod bevægelse ved meget lave hastigheder.
• Mekanisk snubber : Mens den har samme anvendelse som den hydrauliske snubber, skyldes forsinkelse af røret centrifugalbremsning inden i snubberen. Et delt svinghjul får rotationen til at rotere ved høj hastighed, hvilket får stålkugler til at blive tvunget radialt udad. Svinghjulet tvinges fra hinanden af ​​stålkuglerne, der får bremseplader til at samles, hvilket forsinker den aksiale forskydning af snubberen. Svinghjulets rotation genereres ved den lineære forskydning af hovedstangen, der virker på en kugleskrue eller lignende. Det er også meget dyrt.
• En støddæmper absorberer energi af pludselige impulser eller spilder energi fra rørledningen. For spjæld og instrumentbræt, se Støddæmper
• En isoleret rørstøtte (også kaldet præisoleret rørstøtte) er et bærende element og minimerer energispild. Isolerede rørstøtter kan designes til lodrette, aksiale og/eller laterale lastkombinationer i både lave og høje temperaturer. Tilstrækkelig isolering af rørledningen øger rørsystemets effektivitet ved ikke at lade "kulden" indeni slippe ud i miljøet. For isoleret rør, se Isoleret rør

Isolerede understøtninger (kolde sko)

• En konstrueret fjederstøtte holder en bestemt belastning, herunder vægten af ​​røret, varen, flanger, ventiler, ildfaste og isolering. Fjederstøtter tillader også den understøttede last at bevæge sig gennem en forudbestemt termisk nedbøjningscyklus fra dens installerede tilstand til dens driftstilstand.

Konstruerede fjederunderstøttelser (variable fjedre)

Materialer

Rørstøtter er fremstillet af en række forskellige materialer, herunder konstruktionsstål , kulstofstål , rustfrit stål , galvaniseret stål , aluminium , sejern og FRP -kompositter . De fleste rørstøtter er belagt for at beskytte mod fugt og korrosion. Nogle metoder til korrosionsbeskyttelse omfatter: maling, zinkbelægninger, varmgalvanisering eller en kombination af disse. I tilfælde af FRP -kompositrørstøtter er de elementer, der kræves for at danne en korrosionscelle, ikke til stede, så ingen yderligere belægninger eller beskyttelse er nødvendige.

Standarder

• Design: ASME B31.1, ASME B31.3, ASME sektion VIII trykbeholdere
• Fremstilling: MSS-SP58 (materiale, design, fremstilling, udvælgelse, anvendelse og installation. Bemærk: MSS SP-58-2009 inkorporerer og erstatter indholdet af ANSI/MSS SP-69-2003, MSS SP-77, MSS SP-89 , og MSS SP-90), AWS-D1.1, ASTM-A36, ASTM-A53, ASTM-A120, ASTM-A123 og A446, ASTM-A125, ASTM-A153, ASTM-307 og A325, ASTM-C916, ASTM-D1621, ASTM-D1622, ASTM-D1623. Understøtter med isoleringsindsatser skal også referere til ASTM-C585.
• Kvalitetssystemer: ISO 9001, ASQC Q-92, CAN3 Z299
• Test: ANSI B18.2.3

Støddæmper (hydraulisk)

Referencer