%34تخفیف

کاهش دامنه ارتعاشات لوله هاي ايستگاه هاي تقليل فشار گاز

تعداد 131 صفحه  درword

مهندسي مکانيک-گرايش طراحي کاربردي

کاهش دامنه ارتعاشات لوله هاي ايستگاه هاي تقليل فشار گاز

ارتعاشت يکي از مفاهيم مهم و اساسي در علوم  مهندسيمي باشد. به زبان ساده هر سيستم که داراي جرم و خاصيت فنري باشد، قابليت ارتعاش داشته و مي تواند در يک فرکانس طبيعي در حال ارتعاش باشد. با اطمينان مي توان گفت که 95 % ارتعاشات واقع در صنايع براي سيستمها مضر ميباشند. اگر سيستم در هر صورت به طور خواسته و ناخواسته با نيرويي تحريک شود به طوريکه فرکانس تحريک با فرکانس طبيعي منطبق گردد، دامنه نوسان چنان افزايش مييابد که باعث فروپاشي سيستم مي گردد.در اين حالت يکي از محدودکننده هاي ارتعاشات، دمپينگ و ميراييموجود در سيستم مي باشد. در تاسيسات ايستگاه ها عامل اصلي ايجاد ارتعاش رگولاتورهاي منصوب مي باشند،که اين مقوله هم با استفاده از تجربه و آزمايش انجام گرفته مورد تاييد مي باشد. در ابتدا بهترين روش براي جلوگيري از ارتعاش، محو ارتعاش در مبدا توليد است. اما اين کار هميشه عملي نمي باشد، لذا در اکثر موارد به دليل هزينه هاي زياداين کار غير عملي خواهد بود و دنبال روشهايي براي متعادل کردن ارتعاشات ميباشند. اين فرايند در ايستگاه هاي تقليل فشار با تغيير توزيع جرم و سختيبه وسيله نصب مهار و پايه انجام مي گيرد که در اين صورت فرکانس طبيعي تغيير مي کند، بطوريکه ديگر فرکانس تحريک بر فرکانس هاي طبيعي منطبق نشود. رنج فرکانسي لوله ها به دو دستهطبقه بندي مي شوند.دسته اول فرکانسهاي زير 300 هرتز که اين حالت بيشتر در پالايشگاههاي نفت و گاز و پتروشيمي اتفاق مي افتد. در اين حالت براي برخي از حالات حل دقيق وجود دارد و مابقي داراي حل هاي تجربي ( بر اساس شرايط عملياتي، کاري و نوع سيال ) هستند. اما در فرکانسهاي بالاي 300 هرتز که غالبا در نيروگاه هاي هسته اي اتفاق مي افتد، حل دقيق وجود نداشته و اطلاعات بيشتر بر پايه حل های عددی ، نتايج آزمايش و تجربه استوار مي باشد. در اين پايان نامه با عنايت به قرار گرفتن ارتعاشات در نوع اول، به بررسي ساپورتها و قيود پرداخته شده است و با عنايت به مدل سازي و تحليل با برنامه اجزاي محدود، دامنه  ارتعاشات کاهش يافته است.

کلمات کليدي:

نوسان، ارتعاش، فرکانس طبيعي، رزونانس مکانيکي، پالس هاي فشار، خط لوله اصلي، انشعابات، ساپورت ها و قيود، اجزاي محدود و کاهش ارتعاشات

 

         

فهرست مطالب

فصل اول
مقدمه و مفاهيم اساسي

1.1

ارتعاشات

2

2.1

 پديده هاي طبيعي و ارتعاشات

3

3.1

تاثير فيزيولوژيکي ارتعاشات

4

4.1

تنشهاي ناشي از ارتعاشات

5

5.1

ارتعاشات و خستگي

5

6.1

محدوده دامنه ارتعاشات

6

7.1

ارتعاشات در لوله ها

6

8.1

مطالعه ارتعاشات لوله و آناليز تنش

6

9.1

مرور روشهاي اجزاي محدود

7

10.1

استنتاج معادلات

7

11.1

موضوع اين پايان نامه

8

فصل دوم
آشنايي مقدماتي با  ايستگاههاي تقليل فشار گاز

1.2

انواع ايستگاههاي تقليل فشار گاز

10

2.2

تجهيزات بکار رفته در ايستگاههاي تقليل فشار ( حالت ويژه )

11

1.2.2

فيلتر

11

2.2.2

هيتر

12

3.2.2

 شير قطع کن

12

4.2.2

رگولاتور

13

5.2.2

شير اطمينان

14

6.2.2

کنتور

14

7.2.2

بودار کننده

15

فصل سوم
رفع عيب موجود از سيستم  پايپينگ موجود

1.3

ديدگاه کلي

17

2.3

بررسي اجمالي  و پايش سيستم

19

1.2.3

شکست لوله در اثر ترکهاي ناشي از خستگي

20

2.2.3

ارتعاشات قابل مشاهده زياد يا حرکات قابل ديدن زياد

22

3.2.3

ساپورتها و قيود آسيب ديده يا ناموثر

23

4.2.3

ارتعاشات زياد متعلقات منصوب بر روي لوله

27

5.2.3

ضربات شديد نويزهاي حاصل از تحريک سيال

29

3.3

مرور مجدد تاريخجه ارتعاشات و شرايط عملياتي

30

4.3

 مرحله طراحي طرح

31

5.3

اندازه گيري مقدماتي ارتعاشات

33

6.3

ابزار دقيق مورد استفاده

34

7.3

مشخص کردن مشخصات ارتعاشاتي

36

8.3

انتخاب معيار مناسب

37

9.3

تنش القاء شده در اثر ارتعاشات

39

1.9.3

معيار بر اساس دامنه ارتعاشات و فرکانس

39

2.9.3

معيار فقط بر اساس دامنه ارتعاشات

40

3.9.3

معيار بر اساس سرعت ارتعاشات

41

4.9.3

معيار کرنش ديناميکي

41

10.3

نياز به سمجش جزييات بيشتر

42

11.3

بيشترين دلايل ارتعاشات

43

1.11.3

رزونانس

43

2.11.3

نوسانات فشار مربوط به رگولاتور

45

3.11.3

جريان مغشوش

46

4.11.3

کاويتاسيون ،  فلاشينگ و Slug flow

46

5.11.3

ايجاد گردابه در جريان

49

6.11.3

ضربه قوچ  و سرج

50

7.11.3

پيگ  راني

51

8.11.3

تغييرات زياد و ناگهاني در سطح مقطع

52

9.11.3

تعداد انشعابات زياد بر گرفته از خط اصلي

53

10.11.3

پرهيز از اتصالات بي مورد

55

12.3

منابع تحريك ارتعاشات

56

13.3

راه حل مشکلات ارتعاشات لوله

57

14.3

اصلاحات سيستم جهت حل مشکل ارتعاشات

58

فصل چهارم
تحليل ارتعاشات در سيستمهاي لوله کشي

1.4

مقدمه

67

2.4

محاسبه فركانس طبيعي سيستم لوله كشي

67

1.2.4

لوله با با طول Span  مستقيم

68

2.2.4

لوله هاي داراي خم

69

3.4

تاثير جرمهاي متمركز

73

4.4

ارتباط فركانس طبيعي هاي محاسبه شده و اندازه گيري شده

76

5.4

ارتعاشات پوسته جداره لوله

76

6.4

تنش حاصل شده توسط ارتعاشات

78

1.6.4

 معيار جابجايي ارتعاشات و فركانس

78

2.6.4

معيار تنش بر حسب تابعي از دامنه جابجايي  ارتعاشات

79

3.6.4

تنش به صورت تابعي از سرعت ارتعاشات

85

7.4

ملاحظات ديگر براي تنش ناشي از ارتعاشات

90

1.7.4

ضريب تصحيح وزن K1

90

2.7.4

ضريب تصحيح مود K2

91

3.7.4

ضريب تصحيح تنش براي وزن حجم لوله و عايق آن  K3

92

8.4

ارتعاشات پوسته جداره و تحميل تنش به سيستم

93

9.4

معيار كرنش و  SPL   لوله ها

94

فصل پنجم
تحليل و شبيه سازي کامپيوتري

1.5

بررسي و اندازه گيري ارتعاشات در ايستگاه

97

2.5

مدل سازي و شبيه سازي رايانه اي

111

3.5

آناليز مودال مدل با آرايشات مختلف

112

4.5

آناليز ديناميکي مودال

114

5.5

مرور و نتيجه گيري

127

6.5

پيشنهادات براي ادامه کار

128

فهرست تصاوير و مراجع آنها

1.1

رزونانس در پل [3]

3

2.1

رزونانس در پل [3]

3

3.1

شکست کشتي در اثر نوسانات آب دريا و پديد رزونانس در آن[3]

3

4.1

محدوده قابل احساس تا درد در آدمي [3]

4

5.1

نمودار خستگي بر حسب سيکل [3]

5

1.2

نمايي کلي از ايستگاه CGS  سمنان [80000-250-1000]

11

2.2

فيلتر خشک و سپريتور [ايستگاه CGS  مهديشهر و علي آباد]

12

3.2

هيتر ايستگاه [ايستگاه CGS  سمنان]

12

4.2

شير قطع کن  [ايستگاه CGS  سمنان]

13

5.2

رگولاتور منصوب در ايستگاه   [ايستگاه CGS  سمنان]

13

6.2

نمايي از شير اطمينان  [ايستگاه CGS  سمنان]

14

7.2

کنتور  توربيني [ايستگاه CGS  سمنان]

14

8.2

دستگاه بودار کننده  [ايستگاه CGS  سمنان]

15

1.3

طرح شماتيک از شکست ناشي از خستگس در سطوح مختلف [10]

21

2.3

ارتعاشات لوله هاي سنس  و قابل احساس توسط حس لامسه  [ايستگاه CGS  سمنان]

22

3.3

ساپورت ناموثر در زير لوله  [ايستگاه CGS  سمنان]

23

4.3

ساپورت ناموثر در زير شير [ايستگاه CGS  شهرک صنعتي سمنان]

24

5.3

بست ناموثر U  شکل بر روي لوله  [ايستگاه CGS  شهرک صنعتي سمنان]

25

6.3

نمونه هايي از بست ناموثر U  شکل بر روي لوله [26]

25

7.3

 نمونه هايي از بست U  شکل اصلاح شده [26]

25

8.3

حرکت ساپورت به علت ثابت نکردن آن يا حرکت هاي محوري تاسيسات [ايستگاه CGS  سمنان]

26

9.3

نمونه از قرار گيري نامناسب بر روي ساپورت [ايستگاه CGS  سمنان]

26

10.3

مفهومSpan [4]

27

11.3

ارتعاشات خط و اثر منفي بر کميت اندازه گيري گيج  [26]

27

12.3

نحوه استفاده موثر تر از گيجها [27]

28

13.3

ارتعاشات خط و اثر منفي بر کلوژر داخل رگولاتور  [ايستگاه TBS  کردوان]

31

14.3

اعوجاج در خطوط سنس و زمينه اي براي ارتعاش بيشتر[ايستگاه CGS  سمنان]

32

15.3

مهار لوله هاي سنس با استفاده از ساپورت جداگانه [فقط در ايستگاه علي آباد!!]

32

16.3

ساپورت مهار نشده در زير شير[ايستگاه CGS  سمنان]

33

17.3

شکل مودها براي آرايشات عمومي و ساده در لوله  [10]

34

18.3

[24]RMS بر حسب اندازه گيري قله به قله

35

19.3

تعويض کنتور در ايستگاه [ايستگاه CGS  سمنان]

39

20.3

ارتعاشات مجاز لوله بر حسب فرکانس  [12]

40

21.3

پديده کاويتاسيون و فلاشينگ در شيرهاي کنترلي [24]

47

22.3

پديده Slug Flow  در لوله ها [28]

48

23.3

مواد چک شده درون و پس از رگولاتور[  ايستگاه علي آباد]

49

24.3

گردابه در ارتعاشات مضاعف انشعابات برگرفته از خطوط اصلي[24]

49

25.3

جريان گردابه در شير ايمني ايستگاه و سنس نادرست فشار[24]

50

26.3

پيگ هوشمند [29]

52

27.3

خروج پيگ از ريسيور و احتمال ورود مواد زايد به تاسيسات گاز و تاثيرات زيست محيطي [30]

52

28.3

تبديل بعد از رگولاتور 6×3 و از 12×6 اينچ  [ايستگاه CGS  سمنان]

53

29.3

تعداد انشعابات زياد از خط اصلي  [ايستگاه CGS  سمنان]

54

30.3

اتصال تقويت شده انشعاب [31]

54

31.3

عدم استفاده از ولدولت از خط اصلي!! [ايستگاه TBS جنت آباد]

54

32.3

استفاده بيش از حد اتصالات در تخليه فيلتر [ايستگاه TBS جنت آباد]

55

33.3

استفاده بي مورد از اتصالات در ورود و خروج هيتر[ايستگاه CGS  سمنان]

55

34.3

کم کردن اتصالات در در ورود و خروج هيتر[ايستگاه CGS  علي آباد]

56

35.3

استفاده از سه زانوي 90 درجه در خروج[ايستگاه TBS شهرک صنعتي سمنان]

56

1.4

ضريب فرکانس و تنش براي آرايشهاي مختلف [12]

69

2.4

ضريب فرکانس براي آرايش L شکل [12]

70

3.4

ضريب فرکانس براي آرايش U شکل Out of Plane )  ) [12]

70

4.4

 ضريب فرکانس براي آرايش U شکل In Plane ) ) [12]

71

5.4

 ضريب فرکانس براي آرايش Z شکل (Out of Plane  ) [12]

71

6.4

ضريب فرکانس براي آرايش Z شکل (In Plane   ) [12]

72

7.4

ضريب فرکانس براي آرايش 3D شکل . اولين شکل مود [12]

72

8.4

 ضريب فرکانس براي آرايش 3D شکل .جهت دومين شکل مود [12]

73

9.4

ضريب تصحيح وزن براي آرايشهاي مختلف [12]

75

10.4

الگوي محوري و جانبي براي سيلندر بدون قيود محوري [12]

77

11.4

سطوح ارتعاشاتي مجاز لوله بر حسب فرکانس [12]

79

12.4

 فاکتور تنش ناشي از خمش براي لوله  فولادي با آرايش  L شکل  [12]

81

13.4

فاکتور تنش ناشي از خمش براي لوله  فولادي با آرايشU  شکل. Out of Plane [12]

81

14.4

فاکتور تنش ناشي از خمش براي لوله  فولادي با آرايشU  شکل. In Plane [12]

82

15.4

فاکتور تنش ناشي از خمش براي لوله  فولادي با آرايشZ  شکل. Out Of Olane  [12]

83

16.4

فاکتور تنش خمشي براي لوله فولادي با آرايش Z شکل . In-Plane [12]

84

17.4

فاکتور تنش خمشي براي لوله فولادي با آرايش سه بعدي . مود اول [12]

84

18.4

فاکتور تنش خمشي براي لوله فولادي با آرايش سه بعدي . مود دوم [12]

85

19.4

فاکتور تنش ناشي از سرعت براي لوله فولادي با آرايش L شکل [12]

86

20.4

فاکتور تنش ناشي از سرعت براي لوله فولادي با آرايش U شکل . مود Out of Plane [12]

86

21.4

فاکتور تنش ناشي از سرعت براي لوله فولادي با آرايش U شکل . مود In of Plane [12]

87

22.4

فاکتور تنش ناشي از سرعت براي لوله فولادي با آرايش Z شکل . مود Out of Plane

88

23.4

فاکتور تنش ناشي از سرعت براي لوله فولادي با آرايش Z شکل . مود In Plane

88

24.4

فاکتور تنش ناشي از سرعت براي لوله فولادي با آرايش سه بعدي . مود اول

89

25.4

فاکتور تنش ناشي از سرعت براي لوله فولادي با آرايش سه بعدي . مود دوم [12]

89

26.4

 ضريب تصحيح وزن K1   [12]

91

27.4

ضريب تصحيح وزن K2  [12]

92

28.4

ضريب تصحيح وزن K3  [12]

93

1.5

ارتعاشات اندازه گيري شده در نقطه اول

98

2.5

ارتعاشات اندازه گيري شده در نقطه دوم

99

3.5

ارتعاشات اندازه گيري شده در نقطه سوم

100

4.5

ارتعاشات اندازه گيري شده در نقطه چهارم

101

5.5

ارتعاشات اندازه گيري شده در نقطه پنجم

102

6.5

ارتعاشات اندازه گيري شده در نقطه ششم

103

7.5

ارتعاشات اندازه گيري شده در نقطه هفتم

104

8.5

ارتعاشات اندازه گيري شده در نقطه هشتم

105

9.5

ارتعاشات اندازه گيري شده در نقطه نهم

106

10.5

ارتعاشات اندازه گيري شده در نقطه دهم

107

11.5

ارتعاشات اندازه گيري شده در نقطه يازدهم

108

12.5

ارتعاشات اندازه گيري شده در نقطه دوازدهم

109

13.5

ارتعاشات اندازه گيري شده در نقطه سيزدهم

110

14.5

ارتعاشات اندازه گيري شده در نقطه چهاردهم

111

15.5

آرايش لوله با در نظر گرفتن بدترين و ناموثر ترين ساپورتها

113

16.5

آرايش لوله با در نظر گرفتن شش نقظه مهار در قبل و بعد رگولاتورها

113

17.5

آرايش لوله با در نظر گرفتن نه نقظه مهار در قبل ، مابين و  بعد رگولاتورها

113

18.9

آرايش لوله با در نظر گرفتن 10 نقظه مهار در قبل ، مابين و  بعد رگولاتورها و در هد خروجي

113

19.5

ارتعاشات اندازه گيري شده و حاصل از نرم افزار در نقطه اول

114

20.5

ارتعاشات اندازه گيري شده و حاصل از نرم افزار در نقطه دوم

1115

21.5

ارتعاشات اندازه گيري شده و حاصل از نرم افزار در نقطه سوم

115

22.5

ارتعاشات اندازه گيري شده و حاصل از نرم افزار در نقطه چهارم

116

23.5

ارتعاشات اندازه گيري شده و حاصل از نرم افزار در نقطه پنجم

116

24.5

ارتعاشات اندازه گيري شده و حاصل از نرم افزار در نقطه ششم

117

25.5

ارتعاشات اندازه گيري شده و حاصل از نرم افزار در نقطه هفتم

117

26.5

ارتعاشات اندازه گيري شده و حاصل از نرم افزار در نقطه هشتم

118

27.5

ارتعاشات اندازه گيري شده و حاصل از نرم افزار در نقطه نهم

118

28.5

ارتعاشات اندازه گيري شده و حاصل از نرم افزار در نقطه دهم

119

29.5

ارتعاشات اندازه گيري شده و حاصل از نرم افزار در نقطه يازدهم

119

30.5

ارتعاشات حاصل از نرم افزار در نقطه يازدهم

120

31.5

ارتعاشات اندازه گيري شده و حاصل از نرم افزار در نقطه دوازدهم

120

32.5

ارتعاشات اندازه گيري شده و حاصل از نرم افزار در نقطه سيزدهم

121

33.5

ارتعاشات اندازه گيري شده و حاصل از نرم افزار در نقطه چهاردهم

121

34.5

 RMS حاصل از تستو نرم افزار FEM

122

35.5

ارتعاشات اندازه گيري شده و حاصل از نرم افزار در نقطه هشتم

122

36.5

ارتعاشات اندازه گيري شده و حاصل از نرم افزار در نقطه نهم

123

37.5

ارتعاشات اندازه گيري شده و حاصل از نرم افزار در نقطه دهم

123

38.5

ارتعاشات اندازه گيري شده و حاصل از نرم افزار در نقطه يازدهم

124

39.5

ارتعاشات حاصل از نرم افزار در نقطه يازدهم

124

40.5

ارتعاشات اندازه گيري شده و حاصل از نرم افزار در نقطه دوازدهم

125

41.5

ارتعاشات اندازه گيري شده و حاصل از نرم افزار در نقطه سيزدهم

125

42.5

ارتعاشات اندازه گيري شده و حاصل از نرم افزار در نقطه چهاردهم

126

43.5

 RMS حاصل از تستو نرم افزار FEM

126

فهرست جداول

1.1

مضرات و فوايد ارتعاشات [3]

2

1.3

منابع تحريک ارتعاشات در سيستم هاي لوله کش [12]

57

2.3

بررسي اوليه ارتعاشات در سيستم [10]

59

3.3

فرايند مربوط مشاهده ارتعاشات در سيستم [10]

60

4.3

فرايند ارتعاشات فرکانس زير 300  Hz  [10]

61

5.3

رزونانس مکانيکي [10]

62

6.3

رزونانس  آکوستيک [10]

63

7.3

ارتعاشات فرکانس بالاي 300 Hz [10]

64

8.3

ارتعاشات گذرا [10]

65

1.4

ضريب تصحيح فرکانس طبيعي لوله بر اساس وضعيت انتها [12]

76

1.5

خواص مکانيکي مواد ورودي در نرم افزار

112

2.5

تغييرات فرکانس هاي طبيعي براي آرايشات مختلف (Hz)

114

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “کاهش دامنه ارتعاشات لوله هاي ايستگاه هاي تقليل فشار گاز”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo