خدمات مهندسی
Pishro Sazeh Peyvand Barsava Company, with its expertise in composites engineering, related standards, and composites design and analysis software, is a leading company in designing and producing various composite parts. The company has extensive experience and activities in hydraulic pipeline design, composite pipes, determining fiber thickness and type required for composite construction, porcelain layer methods for maximum strength, and design analysis and validation using Abaqus software. Some of the company's capabilities in composite design include:
- Performing hydraulic calculations of composite pipelines
- محاسبات مربوط به ضربه قوچ در خطوط لوله کامپوزیتی
- محاسبات سفتی لوله‌ها و کامپوزیت‌ها
- محاسبات مربوط به کمانش و Buckling
- تحلیل تنش و صحه گذاری با استفاده از نرم افزارهای معتبر نظیر abaqus
- طراحی و انجام محاسبات مربوط به تعیین ضخامت لوله‌ها و مخازن کامپوزیتی و سایر قطعات پیچیده
- طراحی تست‌های کوتاه مدت و بلند مدت جهت تعیین خواص قطعات ساخته شده براساس استانداردهای معتبر
- انجام محاسبات و تست‌های لازم جهت تعیین نمودار طراحی لوله‌ها pipe envelop
- محاسبات و طراحی‌های مربوط به تکیه گاهها مورد استفاده در خطوط لوله کامپوزیتی
- محاسبه و طراحی انکر بلاک‌های مورد استفاده در خطوط لوله 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 لوله‌کشی 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 لوله‌کشی با دماهای بالا کمک بسیار زیادی به مهندسان طراح می‌کند. نرم افزار CEASAR ΙΙ با ترکیب و مد نظر قرار دادن بسیاری از محدودیت‌های مندرج در کدهای استاندارد، محدودیت‌های خود سیستم و محدودیت‌های 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 پایین‌تر از مقادیر مجاز ارائه شده در کدهای استاندارد.
- نگه داشتن بار وارد بر نازل تجهیزات، که به سیستم لوله کشی متصل است، پایین‌تر از مقادیر مجاز ارائه شده از سوی سازندگان و کدهای استاندارد.
- نگه داشتن تنش ایجاد شده در نازل مخازن در محل اتصال به سیستم لوله‌کشی براساس 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 جابجایی‌های سیستم لوله‌کشی برای بررسی این مقادیر در نقاط اتصال به تجهیزات و سایر نقاط.
- بررسی مسائل دینامیکی موجود در سیستم لوله‌کشی.
- 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 می‌توانند با اعتماد به نفس کامل، لوله‌های فلزی و فولادی را انتخاب، طراحی و آنالیز کنند و به نتایج قابل قبولی برسند. برای لوله‌های FRP و سایر لوله‌هایی 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 تست‌های بلند مدت روی قطعات FRP انجام می‌دهند. براساس آزمون‌ها و تست‌های بلند مدت و کوتاه مدتی که توسط سازندگان انجام می‌شود و با استفاده از نظیر BS 7159, UKOOA و BS14692 می‌توان تحلیل تنش خطوط لوله کامپوزیتی را با استفاده از نرم افزار Caesar II انجام داد. آنالیز اجزای FRP در مراحل مختلف Micro، Mini و Macro انجام می‌شود.
کد UKOOA از بسیاری جهات، شبیه کد BS 7159 می‌باشد و تفاوت در اینجاست که ملزومات محاسباتی را ساده‌تر می‌کند 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 بست‌ها را تعریف می‌کندکه شکست در خارج آن اتفاق می‌افتد. این نمودار بسته Idealized Envelope نام دارد و براساس 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.
اختصاص یک ضریب اطمینان (معمولا ) به تنش‌های فشاری، تغییر ضمنی داده شده در این محدوده است. این ضریب به سایر بارها اختصاص داده نمی‌شود. تغییر گفته شده، این شرایط را برقرار می کند:
| Pdes= | فشار طراحی مجاز |
| F۱= | ضریب اطمینان معمولا ۸۵ /۰ |
| F۲= | ضریب اطمینان معمولا ۶۷ /۰ |
| F۳= | 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 فرآیند تعیین، انتخاب نوع و محل قرارگیری تکیه گاهها در سیستم لوله‌کشی برای تحمل بارهای وارده، کنترل تنش و بار وارد بر نازل ها اطلاق می‌شود. یک تحلیلگر و طراح تکیه‌گاه، در واقع، دانش قرار دادن تکیه گاهها و قیود مختلف را در سیستم لوله‌کشی دارد. این کار از فرایندهای حساس و مهم طراحی مهندسی در طراحی سیستم لوله‌کشی است و دانش و تجربه فراوانی را می‌طلبد. اولین هدف از فرآیند ساپورتینگ، تحمل نیروی وزن است. اعمال اولین تکیه‌گاه در سیستم به معنای مقید کردن آن و ایجاد تنش در سیستم است. تجهیزات موجود در یک سیستم شاید مهمترین، گرانترین و حیاتی‌ترین بخش‌های هر پروژه باشند. حفظ سلامت، ایمنی و افزایش طول عمر آنها 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 لوله‌کشی 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 می‌شود 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 فرآیند تعیین، انتخاب نوع و محل قرارگیری تکیه گاهها در سیستم لوله‌کشی برای تحمل بارهای وارده، کنترل تنش و بار وارد بر نازل‌ها اطلاق می‌شود. یک تحلیلگر و طراح تکیه گاه، در واقع، دانش قرار دادن تکیه گاهها و قیود مختلف را در سیستم لوله‌کشی دارد. این کار از فرآیندهای 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 حیاتی‌ترین بخش‌های هر پروژه باشند. حفظ سلامت، ایمنی و افزایش طول عمر آنها بسیار مهم است. سیستم لوله کشی به عنوان سیستمی واسط بین تجهیزات باید به گونه‌ای 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 تکیه‌گاه برای تحمل نیروی وزن استفاده می‌شود 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 می‌باشد. که فاصله مجاز بین ساپورت وزنی برای لوله‌های GRP براساس سایز لوله مطابق جدول ذیل می‌باشد.
فاصله مجاز بین ساپورت‌های وزنی براي لوله‌هايGRP (UKOOA)
تکیه گاه وزني لوله هاي عمودي
باید توجه داشت که بر روی خطوط عمودی تنها يك ساپورت وزني اجرا مي‌شود. ولی می‌توان به تعداد مورد نياز از ساپورت گاید روي خطوط عمودي استفاده نمود.
الف) اجرا های مختلف ساپورت وزنی بر روی لوله‌های عمودی
ب) اجرای ساپورت وزنی در زیر شیر عمودی
مقید کننده (Guide)
این نوع تکیه گاه برای مهار حرکتها و جابجایی‌های جانبی در صفحه لوله به کار می‌رود. فاصله ساپورت‌هاي 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 جابجایی‌های آن استفاده می‌شود. توجه داشته باشید که یک یا چند قید طولی در یک خط و به دنبال هم به کار نمی‌روند. 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 نمی‌دهد یا به عبارت دیگر از بلند شدن لوله جلوگیری می‌کند، Hold Down گفته می‌شود.
ساپورت Hold Down