اصول نگهداري و تعميرات Expansion Joints Metal

مقدمه :

در صنعت به منظور جلوگيري از خرابي هاي ناشي از تغيير طول و نوسانات خطوط لوله، استفاده از اتصالاتExpansion Joint اجتناب ناپذير مي نمايد. متاسفانه گاهي اوقات بعلت عدم آگاهي و شناخت پرسنل و گروههاي اجرايي از اين اتصالات در زمانهاي نگهداري در انبار، حمل و جابجايي، نصب و نيز بهره برداري از اين تجهيزات، ناخواسته باعث بروز خرابيهاي زود هنگام و كاهش عملكرد بهينه اين اتصالات مي گردند.
از آنجائيكه معمولاً به این اتصالات در قالب فعاليتهاي نگهداري و تعميرات پيشگيرانه و پيشگويانه كمتر توجه مي گردد، تصميم به تهيه و نگارش اين مقاله گرفته شد تا با جمع آوري و بيان تجربيات متخصصين اين صنعت، توجه و آگاهي پرسنل اجرايي را افزايش بخشيده و با ارائه مطالب كاربردي و عملي بتوانيم از اين اتصالات به نحوه احسن و مفيد استفاده نموده و عمر كاري آنها را افزايش دهيم.
بديهي است اين مقاله نواقص زيادي داشته و نظرات شما همكار و خواننده محترم در اعتلاي كيفيت اين نوشتار بسيار موثر و راهگشا مي باشد و سهم بزرگي در تشويق و گسترش فرهنگ نوشتاري و بيان تجربيات خواهد داشت.

الف - تعاريف :

اتصالات اكاردئوني :

هر وسيله كه شامل يك يا چند بلوز فلزي بوده و براي جذب تغييرات ابعادي ناشي از انبساط يا انقباض دمايي در يك خط لوله داكت يا مخزن از آن استفاده ميشود.اين نوع اتصالات قابليت انجام انواع مختلفي از حركات را در يك فضاي محدود دارند. منشاء اين حركات ناخواسته مي تواند تغييرات دمايي ناشي از سيال يا محيط، لرزش دستگاههاي موجود در سيستم لوله كشي و يا حركتهاي ناشي از باد، نشست سازه ، زمين و غيره باشد. ( نمونه اين اتصالات در مسير گاز زير FH-1001 موجود است )

موارد مصرف اتصالات آکاردئونی :

در انواع مختلف شامل : دوتایی، زاویه ای ، مقطع مستطیل، چند لایه ای و ....
در انواع اتصال جوشی ، رزوه دار، فلنج دار و ....
در جنس های مختلف شامل : ورقهای استلنس استیل(ASTM304,304L,309,316,316L,321) و انواع آلیاژهای فولادی در سایز های مختلف از ¾” به بالا

چگونگي جذب توسط اتصال اكاردئوني:

اتصال اكاردئوني بايد توانائي جذب تغيير طول و اندازه در راسته هايي كه به خاطر تغيير دما در سيستملوله كشي.ايجاد مي گردد را داشته باشد.اين اتصال ممكن است در معرض جا به جايي.جانبي.محوري زاويه اي يا تركيبي از انها قرار گيرد

معرفي اتصالات اكاردئوني:

در صنايع پتروشيمي .نفت.گاز.خطوط بخار.تهويه مطبوع و بسياري ديگر از صنايع كه انتقال سيال از طريق خطوط لوله صورت مي گيرد .مشكلاتي از قبيل ارتعاش دستگاههاي موجوددر سيستم و تغييرات محوري.جانبي و زاويه اي بر اثر تغييرات دما و يا عوامل خارجي مانند:باد.زلزله و.....در خطوط لوله بوجود مي ايد به منظور رفع اين مشكلات استفاده از اتصالات اكاردئوني
مناسبترين راه است
طراحی و توليد اتصالات انعطاف ‌پذير (لرزه‌گيرهای لاستيكی، اتصالات آكاردئونی، اتصالات پارچه‌ای و شلنگهای فلزی)

محصولات :

1 - اتصالات آكاردئوني (طراح توليدكننده): كاربرد در خطوط لوله در صنايع مختلف جهت خنثي‌سازي انبساط و انقباظ و جلوگيري از انتقال لرزش پمپ به خط لوله
2 - لرزه‌گيرهاي لاستيكي (طراح توليدكننده): كاربرد در ورودي و خروجي پمپهاي سيستمهاي تاسيساتي و برجهاي خنك‌كننده
3 - اتصالات پارچه‌اي (طراح توليد‌كننده): كاربرد در داكتهاي هوا، گازهاي حاصل از احتراق و موارد مشابه در نيروگاهها، صنايع ذوب و توليد فلزات و صنايع سيمان. اين محصول با همكاري شركت دانماركي Bording Bellows در ايران توليد مي‌گردند.
4 - شلنگهاي فلزي (طراح توليدكننده): كاربرد در انواع سيستمهاي لوله‌كشي و براي انواع سيالات.
5 - لوله و اتصالات (واردكننده)

اجزاء مهم اين اتصالات:

1-بلوز (Bellows ) :
به قسمت انعطاف پذير اتصال آكاردئوني كه قابليت انجام حركات مورد نظر را دارد گفته ميشود. اتصالات آكاردئوني موجود در زيرFH-1001 از نوع يونيورسال مي باشد و داراي دو بلوز در طرفين بوده و از اين نوع اتصال در مقايسه با نوع تك بلوز، زماني استفاده ميشود كه مي بايست حركات جانبي بيشتري را خنثي نمايد. جنس اين قسمت معمولاً از سري فولادهاي 300 بوده كه بر اساس دما و نوع سيال و شرايط محيطي انتخاب مي گردند. در ذيل دامنه كاربرد انواع آن تشريح شده است :
فولادهاي 304 , 304L : در مواردي كه دماي كاري بين 550 تا -250 درجه سانتيگراد است استفاده ميشود و قابليت جوشكاري بسيار خوبي دارند.

فولاد 309 : با توجه به درصد بالاي كرم و نيكل آن تا دماي 1000 درجه سانتيگراد قابليت استفاده دارد.فولادهاي 316 , 316L : داراي قابليت استفاده در محيطهاي خورنده و اسيدي و تحمل دمايي بين 550 تا -100 درجه سانتيگراد
فولاد 321 : همانند فولاد 304 همراه با آليا‍‍ژ تيتانيوم ، قابليت استفاده در دماهاي بالاتر از 304 را دارا مي باشد.
2-لوله ( Pipe) :
در اتصالات فلنجدار رابط بين فلنج و بلوز بوده و در اتصالات جوشي بصورت مستقيم به خط لوله متصل ميشود.
3-غلاف داخلي ( Sleeve ) :
از حركت سيال درون پره ها جلوگيري مي كند تا جرياني آرام داشته باشيم و در صورتيكه از اين غلاف استفاده نشود و سرعت سيال بالا باشد پديده اغتشاش پيش آمده و موجب بروز سر و صدا و افت فشار و همچنين سايش در اتصال خواهيم بود.
4-ميل مهار ( Tie rod ) :
قطعاتي به شكل ميله يا مفتول كه در برخي از اتصالات آكاردئوني بكار ميروند و هدف اوليه استفاده از آنها مهار كردن دائم نيروهاي تراست ايجاد شده در بلوز در شرايط عادي كاركرد مي باشد. لازم به ذكر است نمونه موجود در زير FH-1001 فاقد ميل مهار مي باشد.

ب - نكات مهم در نگهداري و تعميرات اين نوع اتصالات:

راهنماي انبارداري :

1-انبارنمودن در فضاي باز در برخي از موارد ممكن است زيان آور باشد و و نگهداري از آنها مي بايست در مكاني خشك و خنك انجام شود.
2-مراقب بروز آسيبهاي مكانيكي مانند روي هم گزاردن و يا ضربه زدن و يا پرت شدن اين اقلام باشيد.
3-سازندگان اين نوع اتصالات به جهت جلوگيري از تغيير طول آنها، اتصالات ارسالي براي مشتريان را بوسيله ميله يا نبشيهاي طولي كه به فلنجها يا لوله هاي دوسر اتصال آكاردئوني جوش ميدهند ارسال مي نمايند.
4-واشر ها و يا بلوكهاي چوبي ما بين قسمتهاي آكاردئوني را تا زمانيكه به محل مورد نظر حمل نشده اند باز ننمائيد.

راهنماي نصب :

5-جهت حمل و نقل اتصال از پايه هاي نصب ميل مهار و يا ميله هاي حمل و نقل كه جهت حفظ طول اتصال مي باشند استفاده ننمائيد.
6-در صورت استفاده از Belt و يا زنجير براي جابجايي اتصالات نبايد آنها را به بلوز وصل نمود.

7-براي تميز كردن اتصال و اجسام خارجي بين بلوز از موادي كه حاوي كلرايد هستند و همچنين از برس سيمي استفاده نكنيد. ( كلرايد در تماس مستقيم با فولادهاي ضدزنگ موجب خوردگي آنها مي گردد)
8-براي تنظيم سوراخ فلنجهاي اتصال آكاردئوني و Piping با وارد كردن نيرو از يك سر، اتصال را نچرخانيد. ( بلوز ها قابليت جذب حركات پيچشي را ندارند)
9-از پيش تنظيم كردن ( Preset نمودن ) اتصالات آكاردئوني :
در نصب اتصال آكاردئوني ابتدا طول كلي اتصال مي بايست با در نظر گرفتن طول آن در حالت عادي و دماي سيستمي كه بايد در آن شرايط نصب گردد محاسبه شود و پس از آن طول اتصال تنظيم ( فشرده و يا باز ) شده و در موقعيت خود نصب گردد. اطلاعات مورد نياز براي محاسبات موارد ذيل مي باشند:
-سايز اتصال و يا لوله
-دماي حداكثر و حداقل سيال عبوري از اتصال
-جنس لوله و ضريب انبساط حرارتي آن
-دماي محيط در زمان نصب اتصال
-نوع سيال
-طول بين دو تكيه گاه كه اتصال مابين آنها واقع شده است
-فشار سيال

تغيير طول كلي لوله

حتماً از سازنده مقادير مربوط به ضريب انبساط حرارتي و جدول مشخصات قسمت آكاردئوني (Bellows) را كه شامل مقادير حركت محوري بر اساس دماي طراحي، فشار طراحي و سايز اتصال مي باشد را دريافت نمائيد.

 

1-در صورتيكه در زمان نصب اتصال در نزديكي محل كار عمليات جوشكاري در حال انجام است قسمت آكاردئوني را كاملاً بپوشانيد تا از سوراخ شدن قطعه در اثر جرقه هاي ناشي از جوشكاري جلوگيري شود.
2-در صورتيكه نياز است مسيري كه اتصال نصب شده است تست و آزمايش گردد حتماً اتصلات آكاردئوني را مهار نمائيد و بعد از تست و شروع بهره برداري و استفاده از مسير، مهارهاي نصب شده در مرحله قبل را با توجه به مشخصات فني اتصال آزاد نمائيد.
3-از وارد نمودن هر گونه ضربه به Bellows خودداري نمائيد زيرا بسيار حساس و نازك مي باشد.
4-در صورتيكه مسير Piping داراي ناهمراستايي مي باشد از نصب اتصال آكاردئوني خودداري نمائيد زيرا با توجه به نيروهاي اعمال شده به اتصال، آسيبهاي جدي به بلوز و ساير اجزاء وارد خواهد آمد.( هيچگاه از اتصالات آكاردئوني براي جبران عدم همراستايي خط لوله استفاده نشود )
5-دقت گردد همه راهنماها و ساپورتهاي مسيرهاي Piping براي حركت لوله ها در مسير اتصال آكاردئوني آزاد باشند.
6-بعد از اينكه اتصال در سرويس قرار گرفت بايد بررسي شود كه آيا انبساط گرمايي طبق مدل طراحي توسط اتصال جذب مي گردد؟
7-مي بايست بصورت دوره اي وضعيت بلوز از نظر لرزش غير عادي بررسي گردد. جهت اجراي اين آيتم پيشنهاد ميگردد همانطور كه با وسواس و توجه زياد مسئله ارتعاشات تجهيزات دوار توسط واحد CM مورد بررسي قرار مي گيرد، وضعيت ارتعاشات اين نوع اتصالات هم در دستوركار بازرسيهاي دوره اي قرار گيرند بطوريكه در ايتدا در صورتيكه اتصال سالم بوده مقادير ارتعاشات در محلهاي لوله قبل از اتصال و همچنين محل بعد از اتصال اندازه گيري شود و بعنوان مرجع مد نظر قرار گيرد و با بازرسيهاي ماهانه ، مقادير اخذ شده را با وضعيت مرجع مقايسه و عملكرد اتصال بررسي شود. اين مقادير و ركوردهاي بدست آمده مي بايست در محلي نگهداري شده تا بتوان در صورت نياز به آنها مراجعه نمود. لازم به ذكر است با توجه به اينكه هدف از نصب اتصالات آكاردئوني جذب ارتعاشات مي باشد بطور معمول اين كاهش مقادير ارتعاشات در خروجي 75% كمتر از مقادير ورودي به اتصال مي باشد.
در اتصالات آكاردئوني دايره اي ، بلوزهاي فلزي در كاربردهايي كه لرزش و ارتعاش با فركانس بالا و دامنه كم موجود است بكار ميروند.اين نوع اتصالات براي فركانس كم و با دامنه بالا مناسب نيستند. لرزشهايي كه حاصل پالسهاي فشاري هستند بوسيله نصب اتصالهاي آكاردئوني فلزي از بين نمي روند تا زمانيكه پالسهاي فشاري به فراتر از اتصال بوسيله ماده در جريان انتقال يابند. در بلوزهاي منفرد براي جلوگيري از حالت تشديد در بلوزها فركانس طبيعي بلوز بايد كمتر از 2/3 فركانس سيستم باشد يا بزرگتر از 2 برابر فركانس سيستم.
8-خوردگي مي تواند بطور قابل توجهي عمر كاركرد را كاهش دهد. و مي بايست برنامه اي منظم براي اين بررسيها داشته باشيم. انواع مختلف خوردگي متناوباً در اتصالات آكاردئوني مشاهده ميشود كه بصورت ذيل مي باشند:
-فرسودگي تنشي : با شكست يا ترك در ماده به عنوان نتيجه تركيب تنش و يك عامل فرساينده ديده ميشود.
-خوردگي بصورت خرد شدن از داخل كه بوسيله آغاز آن از مزرهاي زبر ماده شناخته ميشود.
-كندگي كه يك آسيسب موضعي در فلزات است.
-خوردگي تدريجي فلز كه نتيجه برخورد و سائيدگي بوسيله تماس مايع و يا گاز با بدنه ماده تحت هجوم بوجود مي آيد.
-خوردگي از نوع اكسيداسيون كه در دماي بالا و معمولاً در هواي گرم و خطوط فرسوده رخ ميدهد.
9-با توجه به اينكه اين نوع اتصالات در مسيرهايي نصب خواهند شد كه اجزاء جوشي بكار رفته در مسير به جهت اطمينان از عملكرد آنها به روشهاي مختلفي بازرسي شده، پيشنهاد مي گردد توسط واحد محترم بازرسي فني قسمتهاي مهم يك اتصال آكاردئوني خريداري شده مورد توجه و بازرسي ( تستهاي جوش و ضخامت سنجي )قبل از نصب قرار گيرد.
10- براي كاربردهاي دماي بالا براي كاهش دماي بلوزها و قادر ساختن فلز بلوزها به داشتن خواص فيزيكي بهتر، مساحت حلقوي بين بلوزها بايد بوسيله يك عايق سراميك بسته بندي شود يا بوسيله تماس مستقيم يك گاز مانند هوا و يا نيتروژن نصب شود تا دماي بلوز كاهش يابد.
11-پيشنهاد مي گردد براي تمامي اتصالات آكاردئوني برگه مشخصات پيوست را تكميل نمائيد و يا از سازنده بخواهيد كه اين اطلاعات را در اختيار شما قرار دهند. اين اطلاعات در بررسيهاي دوره اي كه در آيتم بعد به آن اشاره شده مفيد واقع خواهد شد.

12- چك ليست روتين پيشنهادي براي برنامه هاي بازديد دوره اي ( ترجيحاً هر سه ماه يكبار ):
-بررسي وضعيت انبساط گرمايي اتصال مطابق با استاندارد ( ثبت تغيير طول هاي اتصال )
-بررسي وضعيت لرزش غير عادي اتصال و مقايسه آن با مقادير مرجع
-بررسي وضعيت ظاهري بلوزها و عدم آسيب ديدگي آنها
-بررسي نشتي در نقاط مختلف
-بررسي هر گونه حركت غير معمول مسيري كه اتصال در آن نصب شده است
-بررسي وضعيت اتصالات پيچ و مهره اي و سفت نمودن آنها در صورت نياز
-تميز نمودن اجزاء اتصال از مواد خارجي با رعايت ضوابط
-ضخامت سنجي قسمتهاي مختلف اتصال
منابع و مراجع :
استاندارد انجمن سازندگان اتصالات آكاردئوني EJMA
كتاب راهنماي كاربردي اتصالات آكاردئوني شركت ارتعاشات صنعتي ايران
كاتالوگهاي شركتهاي سازنده اتصالات آكاردئوني
http://iivco.20un.com/
http://www.erteashmilad.blogfa.com/
http://kimiyakar.com/
/خ