کتاب مبانی ساپورت گذاری و تحلیل تنش پایپینگ اثر احمد یوسفی ناشر فدک ایساتیس

پیشگفتار

 طراحی پایپینگ تا سال 1967 میلادی، بیشتر بر اساس رویه‏های سرانگشتی و شکل‏بندی‏هایی که از پیش تحلیل تنش شده و در جداولی گردآوری شده بودند، انجام می‏شد. این رویه‏ها و جداول، با این که کمک بسیار بزرگی برای طراحان پایپینگ بودند، پاسخگوی همه‏ء مسایل طراحی پایپینگ نبودند و همین، نیاز به مهندسانی را پدید آورد تا این مسؤولیت را بر دوش بگیرند. محاسبات مربوط به ساپورت‏گذاری و تحلیل تنش پایپینگ در آن دوران، در دستان مهندسانی بود که تجربه و دانش گسترده‏ای در زمینه‏ی پایپینگ و دانش و مهارت زیادی در محاسبات عددی داشتند و دست‏مزد بالایی را نیز طلب می‏کردند. پیدایش کدهای پایپینگ و دسترسی به کامپیوتر در چهار دهه‏ء اخیر، اگرچه به سود این مهندسان نخبه تمام نشد، اما تحولی شگرف در ساپورت‏گذاری و تحلیل تنش پایپینگ ایجاد کرد.
 گسترده‏گی محاسبات مورد نیاز برای ساپورت‏گذاری و تحلیل تنش پایپینگ، و هزینهء بالا و زمان درازی که برای انجام آن صرف می‏شد، شرکت‏های مهندسی مشاور را از کاربرد نرم‏افزارهای کامپیوتری در این زمینه از مهندسی پایپینگ ناگزیر ساخت. کدهای پایپینگ نیز با به‏روز‏رسانی خود همگام با پیشرفت دانش و فن‏آوری، قوانین تحلیل تنش پایپینگ را کامل‏تر و ساده‏تر از پیش در دسترس طراحان پایپینگ قرار دادند. افزایش شمار نرم‏افزارهای ساده‏ی تحلیل تنش پایپینگ در طول سال‏های اخیر، تأثیر دوگانه‏ای بر این زمینه از مهندسی پایپینگ داشته است: از سویی، با گرفتن تحلیل تنش پایپینگ از مهندسان متخصص با دست‏مزد بالا و سپردن آن به مهندسان نامتخصص با دست‏مزد پایین، هزینه‏های این کار را کاسته است؛ اما از سوی دیگر، مهندسان نورسیده‏ای را که دانش و تجربه‏ی کافی برای ساپورت‏گذاری و تحلیل تنش پایپینگ ندارند، قادر ساخته است با رو کردن برون‏دادهایی با سیمایی درست و منطقی، اما نادرست، فاجعه‏های مهندسی خویش را بیافرینند.
 نرم‏افزارهای کامپیوتری، موجوداتی هستند بی‏شعور مهندسی و نافهمیده، که تنها در صورتی برون‏دادهای درستی به دست می‏دهند که درون‏دادهای آن‏ها به درستی وارد شده باشند. تازه در صورت دریافت برون‏دادهای درست است که مهندسان می‏توانند و باید به تفسیر آن‏ها بپردازند و برای این کار، باید شعور مهندسی و درک درستی از رفتار سیستم تحلیل‏شده و شیوه‏ی رفع اشکالات آن ‌را داشته باشند. هدف از نگارش این کتاب، پرورش این شعور مهندسی و پیش‏زمینه‏ء کافی برای مهندسانی است که پایپینگ و اجزای آن را می‏شناسند، می‏خواهند کارآزموده به دنیای ساپورت‏گذاری و تحلیل تنش پایپینگ وارد شوند، و نمی‏خواهند انفجار خطوط پایپینگی را که خود ساپورت‏گذاری و تحلیل تنش کرده‏اند ببینند.
 بی‏پرده باشیم. برخی از انفجارهایی که در تأسیسات فرآیندی و توانی کشورمان رخ می‏دهند، از سهل‏انگاری گروهی از مهندسان ساپورت‏گذاری و تحلیل تنش پایپینگ آب می‏خورد. گویی نرم‏افزار تحلیل تنش پایپینگ برای گروهی از مهندسان، یک بازی کامپیوتری است و انفجارها نیز رخ‏دادهایی برای هیجان ایشان. خط فلر فلان پلنت پتروشیمیایی کشور به دلیل اشکال در ساپورت‏گذاری منفجر می‏شود و کارکنان شرکت مهندسی مشاور طراح آن پلنت، هیجان‏زده به عکس‏های فاجعه‏ای که خود آفریده‏اند نگاه می‏کنند و هیچ کس نه خیالی دارد و نه مسؤولیتی می‏پذیرد. تنها یک ضرر هنگفت اقتصادی می‏ماند و خانواده‏هایی که سوگوار، چشم به راه نان‏آوران از دست رفته‏شان به خاک سیاه نشسته‏اند. این افتضاحی است که من به چشم خود دیده‏ام. پس فروتنانه اجازه می‏خواهم مسؤولیت‏پذیری و ریزبینی را نخستین و بنیادی‏ترین سفارش خود به مهندسانی که می‏خواهند وارد کار ساپورت‏گذاری و تحلیل تنش پایپینگ شوند، بدانم.
 در این نوشتار کوشیده‏ام ذهن‏تان را در مسایل ساپورت‏گذاری و تحلیل تنش پایپینگ به بازی بگیریم و به پرسش از خود وادار کنم و از این رهگذر، روش اندیشیدن به این مسایل از آغاز تا پاسخ‏یابی را به شما بیاموزم و توان تفسیر و تحلیل‏تان را بیافزایم. گاه پرسشی را مطرح و بی‏پاسخ رها کرده‏ام و برای پاسخ‏یابی آن، هم‏زمان با شما به اندیشیدن آغاز کرده‏ام و از دل آن پرسش‏های دیگری را که ممکن است در ذهن شما نیز پدید بیایند بیرون کشیده‏ام. اگرچه در پایان، پاسخ همه‏ی آن پرسش‏ها را با هم یافته‏ایم، گاه ممکن است کاسه‏ی صبرتان برای گرفتن پاسخ، لب‏ریز شود. باز می‏گویم که این بازی، تمرین است. با این روش، خواسته‏ام به جای گرفتن ماهی برای شما، ماهی‏گیری را به شما بیاموزم.
 بی‏گمان دانش و تجربه‏ی من در ساپورت‏گذاری و تحلیل تنش پایپینگ محدود است؛ مانند همه چیز این جهان. می‏توانستم و می‏خواستم بیش‏تر از این بنویسم و به نرم‏افزار CAESAR II نیز بپردازم. اما افسوس که غم نان نگذاشت. با وجود این، همه‏ی کوشش خود را به کار بسته‏ام تا آن‏چه به دستان شما می‏رسد، کمینه ‏نیازهای بنیادی شما را برآورده کند تا برای ورود به دنیای ساپورت‏گذاری و تحلیل تنش پایپینگ، مشکلی نداشته باشید. گفتگو ندارد که با وجود ویرایش‏های چندین‏باره، این نوشتار هنوز اشکالاتی دارد. من را از انتقادات و نظرات خود بی‏نصیب نگذارید:

 احمد یوسفی

فهرست مطالب

 فصل 1 هدف از ساپورت‌گذاری و تحلیل تنش پایپینگ 1
 1.1 سرآغاز 2
 2.1 ساپورت‏های پایپینگ (Piping Supports) 2
 3.1 هدف از ساپورت‏گذاری و تحلیل تنش سیستم‏های پایپینگ 3
 4.1 مدارک مورد نیاز برای ساپورت‏گذاری و تحلیل تنش سیستم پایپینگ 5

 فصل 2 ساپورت‌گذاری پایپینگ 17
 2.1 سرآغاز 18
 2.2 ساپورت‏های وزنی (Weight Supports) 18
 3.2 جایدهی ساپورت‏های وزنی (Weight Supports Arrangement) 52
 4.2 ساپورت‏های صلب (Rigid Supports) 87
 5.2 جایدهی ساپورت‏های صلب (Rigid Supports Arrangement) 108
 6.2 ساپورت‏های دینامیکی (Dynamic Supports) 114
 7.2 ساپورت‏های سازه‏ای (Structural Supports) 119
 8.2 ملاحظات اقتصادی 125

 فصل 3 انعطاف‌پذیری پایپینگ 129
 1.3 سرآغاز 130
 2.3 دمای نصب (Installation) و دمای انعطاف‏پذیری (Flexibility) 130
 3.3 محدودیت جابه‏جایی افقی خطوط پایپینگ 137
 4.3 جایدهی استاپ 138
 5.3 جایدهی راهنما: بازوی انبساط و بازوی جذب 142
 6.3 حلقه‏ی انبساط (Expansion Loop) 150
 7.3 مفصل انبساط (Expansion Joint) 165

 فصل 4 تحلیل تنش و الزامات کد‌های پایپینگ 175
 1.4 سرآغاز 176
 2.4 کد و استاندارد 176
 3.4 تئوری و بسط الزامات تنش پایپینگ 180
 4.4 شکست خسته‏گی 196
 5.4 ضرایب تشدید تنش (Stress Intensification Factors یا SIF) 2.4
 6.4 پیروی از کد (Code Compliance) 211

 پیوست‌ها 223
 پیوست الف- تحلیل نشتی فلنج 224
 پیوست ب- ساپورت‌گذاری شکل‌بندی‌های متداول پایپینگ 227
 پیوست پ- بخش 1632 کد UBC-1997 248