ساپورت مدولار ساختاری است که به صورت پیشساخته و ماژولوار طراحی میشود تا بتواند لولهها و سایر تجهیزات را از فشارهای مکانیکی، لرزشها و حرکات حرارتی محافظت کند. این نوع ساپورتها از قطعات استاندارد و قابل مونتاژ ساخته میشوند و قابلیت تغییر و تنظیم بر اساس نیاز پروژه را دارند. و در ادامه به معرفی مراحل طراحی و مهندسی ساپورتهای مدولار میپردازیم.
مرحله نخست در طراحی ساپورت مدولار، دریافت نقشههای اولیه، مشخصات تجهیزات و شرایط محیطی است. در این مرحله باید به عواملی همچون دمای سیال، فشار کاری، جنس لوله، قطر و ضخامت لوله توجه شود.
نوع متریال در مقاومت و طول عمر ساپورتها اهمیت بالایی دارد. برای این کار:
در کنار انتخاب جنس، لازم است تا ملاحظات متالورژیکی مانند استحکام کششی، استحکام تسلیم و مقاومت در برابر خستگی نیز مدنظر قرار گیرند.
گام بعدی، محاسبه بارهای استاتیکی و دینامیکی وارد بر ساپورت است. در این بخش باید:
با توجه به اطلاعات فوق، تحلیل تنش (Stress Analysis) صورت میگیرد تا مطمئن شویم ساپورت میتواند تغییر طول و نیروهای ناشی از انبساط و انقباض حرارتی را تحمل کند.
پس از محاسبات اولیه، طراحی سهبعدی توسط نرمافزارهای CAD مانند Autodesk Inventor یا SolidWorks انجام میشود. در این مرحله:
با استفاده از نرمافزارهای تخصصی تحلیل تنش نظیر ANSYS و CAEPIPE، مدل سهبعدی نهایی تحت انواع بارها مورد ارزیابی قرار میگیرد. در صورت تجاوز تنش از حد مجاز، طراح باید با تغییر ضخامت و آلیاژ قطعات، مجدداً طراحی را اصلاح و تحلیل را تکرار کند.
پس از نهایی شدن مدل، نقشههای دوبعدی و دستورالعملهای ساخت برای تولیدکننده ارسال میشود. این نقشهها جزئیاتی مانند ابعاد، جوشها و اتصالات پیچ و مهره را در بر میگیرد. همچنین دستورالعملهای نصب برای تیم اجرای پروژه تنظیم میگردد تا اطمینان حاصل شود که محصول طبق استانداردهای مشخص و با کیفیت مناسب نصب میشود.
استاندارد ASME B31 در خصوص طراحی لولهکشی صنعتی، راهنمای جامع محسوب میشود. برای نیروگاهها یا صنایع پتروشیمی، ASME B31.3 (Process Piping) یا ASME B31.1 (Power Piping) کاربرد دارند. همچنین در حوزه طراحی تجهیزات تحت فشار، به ASME بخش VIII نیز ارجاع داده میشود. در صنایع نفت و گاز، استانداردهای API (American Petroleum Institute) مانند API 610 برای پمپها یا API 650 برای مخازن ذخیره اشاره میکنند که ساپورتها باید از معیارهای طراحی مربوطه پیروی کنند.
علاوه بر مباحث طراحی، مسائلی چون:
باید در طول ساخت رعایت شوند. همچنین در مرحله نصب، بازرسی نهایی و تست بارگیری انجام میشود تا از انطباق سیستم با اسناد طراحی اطمینان حاصل شود.
طراحی و تحلیل کامپیوتری سرعت کار را بالا برده و دقت محاسباتی را افزایش میدهد. ابزارهایی مثل AutoCAD Plant 3D و STAAD.Pro به مهندسان اجازه میدهند مدلهای سهبعدی دقیقی از سازه را بسازند و رفتار آن را تحت بارهای مختلف بسنجند.
استفاده از BIM (Building Information Modeling) به منظور هماهنگی بین تیمهای مختلف در پروژههای بزرگ رواج دارد. از طریق BIM میتوان اطلاعات مربوط به طراحی، ساخت و نگهداری ساپورتهای مدولار را یکپارچه کرد و تعارضهای احتمالی بین بخشهای مختلف سازه و تجهیزات را به حداقل رساند.
برخی ابزارهای شبیهسازی حرارتی یا دینامیکی نیز در مرحله طراحی به کار میروند که میتوانند رفتار سازه را در برابر تغییرات شدید دما یا ارتعاشات تحلیل کنند. این موضوع مخصوصاً در پروژههایی اهمیت دارد که در معرض بارهای دینامیکی شدید یا حرارتهای بالا هستند.
در تجهیزات کورهها و صنایع فولاد، ساپورتهای مدولار در معرض تنشهای حرارتی شدیدی قرار دارند. در چنین مواردی باید آلیاژ مناسب با مقاومت خستگی و خزش بالا انتخاب شود و از تحلیل تنش دقیق با در نظر گرفتن ضرایب ایمنی بیشتر استفاده شود.
در واحدهای دریایی یا محیطهای مرطوب، خطر خوردگی همواره بالاست. به همین دلیل استفاده از پوششهای محافظ، بهکارگیری فولاد ضدزنگ یا گالوانیزه گرم، و انجام تستهای دورهای برای اطمینان از سلامت قطعات توصیه میشود.
طراحی و مهندسی ساپورتهای مدولار یک فرایند چندمرحلهای است که نیاز به دانش فنی از جمله آشنایی با استانداردهای بینالمللی (ASME، API و…)، درک عمیق از ملاحظات مکانیکی، متالورژیکی و نیز توانایی بهکارگیری نرمافزارهای پیشرفته CAD و CAE دارد. با رعایت اصول ایمنی و انجام بازرسیهای منظم در مرحله ساخت و نصب، میتوان از عملکرد بهینه و طول عمر بالای این ساپورتها اطمینان حاصل کرد. شرکت تولیدی سی چنل، با تکیه بر دانش فنی و تجربه اجرایی خود، آماده ارائه خدمات مشاوره، طراحی و ساخت انواع ساپورتهای مدولار در پروژههای صنعتی و ساختمانی است.