فهرست موضوعات
مقدمه
تغییرات دما، نوسانات ارتعاشی، فعالیت های لرزه ای و وزش باد، از جمله ی عواملی هستند که ممکن است سازه ها را تحت تاثیر قرار دهند و منجر به تخریب و فروپاشی آنها شوند. برای مدیریت این موضوع، تجهیزاتی تحت عنوان اتصالات انبساطی طراحی شده اند که با بکارگیری آنها می توان عملکرد سازه ها را در شرایط ذکر شده بهبود بخشید. وظیفه این تجهیزات، جذب ارتعاش، انبساط و انقباض در دماهای مختلف و حفظ تعادل سازه در برابر نشست زمین یا هنگام زلزله می باشد.
انواع اتصالات انبساطی
این اتصالات معمولاً بر اساس مواد ساختشان و در سه گروه فلزی، فابریک و لاستیکی طبقه بندی می شوند. البته این نوع تقسیم بندی صرفاً بر مبنای جنس بکار رفته در ساخت اتصالات انبساطی انجام شده است، این در حالی است که گوناگونی این تجهیزات تنها به مواد ساخت آنها محدود نیست و با توجه به شرایط حاکم، انواع مختلفی از آنها طراحی شده و به مرحله ساخت می رسند.
به طور کلی، در انتخاب نوع اتصالات انبساطی، فشار و دما نقشی تعیین کننده دارد. از آنجا که اتصالات فلزی، فابریک و لاستیکی، از ظرفیت اسمی مختص به خود در تحمل فشار و دما برخوردارند، با افزایش این دو مولفه، انتخاب با محدودیت مواجه می شود. اتصالات فلزی در انواع طیف های دما و فشار می توانند طراحی و استفاده شوند، این در حالی است که اتصالات فابریک دارای محدودیت در فشار های بالا و اتصالات لاستیکی دارای محدودیت در دماهای بالا می باشند.
اتصالات انبساطی از جنس فلز
این اتصالات که به صورت آکاردئون های فلزی (معمولاً از جنس ورق استیل ضد سایش) ساخته می شوند، برای جذبِ ازدیاد و یا کاهش طول ناشی از تغییرات دماییِ بکار برده می شود. این اتصالات با هدف جلوگیری از تغییرات طولِ ناشی از تغییرات دمایی تجهیزاتِ دارای فشار داخلی استفاده می شوند. محدوده فشار کاری اتصالات ساخته شده از ورق استیل 321 (منظور همان ورق استیل ضد سایش) بین صفر تا 70 بار و محدوده دمای کاری آنها از منفی 215 تا مثبت 1100 درجه سانتی گراد متغیر است.
اتصالات انبساطی، تجهیزاتی مهندسی با ظرافت طراحی بسیار بالا محسوب می شوند، به طوری که شرایط حاکم، مدل طراحی، متریال و شرایط ساخت، تست مواد و الزامات نصب و راه اندازی از جمله ی فاکتورهایی هستند که در طول عمر و کیفیت این تجهیزات نقشی اساسی ایفا می کنند.
به طور کلی، قیمت اتصالات فلزی در مقایسه با انواع فابریک و لاستیکی گرانتر است. علت این موضوع در قابلیت تحمل بالای آنها در گستره ی وسیعی از دماها و فشارهای کاری نهفته است. این تحمل بالا در برابر انواع دماها و فشارها به جنس مواد بکار رفته در ساخت آنها مرتبط است. بنابراین می توان نتیجه گرفت که قیمت اتصالات انبساطی فلزی بر اساس قیمت ورق استیل 321 بکار رفته در آن ها تعیین می گردد. قیمت ورق استیل 321 نسبت به قیمت لاستیک و فابریک به مراتب گرانتر است، که همین موضوع گرانتر بودن اتصالات انبساطی از جنس فلز را توجیه می کند.
اتصالات انبساطی از جنس فابریک
این اتصالات که نسبت به انواع فلزی ارزانترند، از تحمل بالایی در برابر گازهای تهاجمی و دما بالا برخوردارند. یکی از عیوب این اتصالات، عدم امکان بکارگیری در شرایط کاری با فشار بالا می باشد. ساختار اتصالات فابریک به صورت لایه ای می باشد و به ترتیب از سمت داخل (در معرض گازهای عبوری) به سمت بیرون لایه بندی می شود. هر یک از این لایه ها دارای مقاومت خوردگی و دمایی مختص به خود هستند و بسته به فشار، دما و میزان خورنده بودن گازهای عبوری در شرایط حاکم طراحی و ساخته می شوند.
طراحی اتصالات انبساطی از جنس فابریک برای دماهای پایین از 120 و بالاتر از 550 درجه سانتی گراد، با دشواری های زیادی مواجه بوده و طراح باید فاکتورهای زیادی را مدنظر قرار دهد تا به نتیجه ای مناسب دست یابد. همانطور که قبلاً هم اشاره شد، این اتصالات برای شرایط خلاء و فشارهای بالای مناسب نیستند. این تجیهزات می توانند تا فشار مثبت و منفی 4000 میلیمتر آب را تحمل کنند.
اتصالات انبساطی از جنس لاستیک
این تجهیزات، ساده ترین نوع اتصالات انبساطی هستند و همانطور که از نامشان مشخص است، بدنه اصلی آنها از جنس لاستیک می باشد. بدنه لاستیکی از سه لایه تشکیل می شود، کاور یا پوسته اصلی، مغزی و آستر. محدوده فشار کاری اتصالات لاستیکی بین فشار خلاء تا 16 بار متغیر است. با این حال، ساخت تا فشار 25 بار نیز تحت برخی شرایط ویژه امکانپذیر است. محدوده کاربرد دمایی این تجهیزات نیز حداکثر تا 160 درجه سانتی گراد می باشد.
کاربرد اتصالات یا بست های انبساطی
این تجهیزات در صنایع بزرگی چون پالایشگاه های نفت، گاز و پتروشیمی، نیروگاه های برق، ذوب و تولید فولاد به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین از انواع پیشرفته تر آنها در ساختمان ها و سازه ها، با هدف جلوگیری از اثرات مخرب زلزله استفاده می شود.