Realizzare Pipe Supports personalizzati in acciaio richiede progettualità e studio dell’applicazione.
Le dinamiche in gioco in un sistema di Pipe Line sono caratterizzate da numerosi vincoli dovuti alle specifiche criticità. I Pipe Supports devono essere progettati per ottimizzare le performance dei sistemi di tubazioni e adattarsi alle possibili problematiche:
- Il carico previsto.
- I limiti di spazio.
- La temperatura di progettazione del sistema di tubazioni.
- Gli effetti di espansione delle tubazioni.
- Il controllo delle vibrazioni.
- La facilità d’ispezione e installazione.
- Resistenza a influenze esterne come venti, terremoti e carichi d’urto.
Questi sono solo alcuni aspetti da valutare. Nulla è lasciato al caso, ogni dettaglio deve essere frutto di uno studio accurato per consentire la realizzazione di un sistema di Pipe line performante e di facile manutenzione.
I carichi in un sistema di tubazioni
I sistemi di tubazioni non sono autosufficienti e richiedono lo studio dei Pipe Supports per scongiurare il collasso. Esistono diversi tipi di supporti per tubi e ognuno di questi svolge un ruolo importante nella resa e durata di un sistema di tubazioni.
Per una corretta valutazione nella realizzazione dei supporti è fondamentale prendere in considerazione i carichi a cui sono soggetti i sistemi di tubazioni. Quindi, non si tratta solo di individuare i punti di fissaggio e la conseguente scelta della tipologia corretta di supporti da installare.
Con l’impiego di software specifici è possibile progettare in modo accurato e rapido i Pipe Supports che tengano in considerazione le dinamiche in gioco nel sistema di tubazioni.
Dalla scelta dell’acciaio all’analisi delle sollecitazioni, l’ottimizzazione di ogni aspetto può ridurre i costi d’installazione e di esercizio, contribuendo a garantire affidabilità e sicurezza.
La scelta dei Pipe Supports è strategica al pari dello studio nella disposizione delle tubazioni e del profilo idraulico. I Pipe Supporst devono essere progettati e selezionati in base alla geometria del sistema di tubazioni e all’analisi delle sollecitazioni.
Senza scendere troppo nel tecnico, possiamo dire che i fattori di stress nell’impianto di tubazioni si dividono in due categorie:
- Carici Primari.
- Carichi Secondari.
I Pipe Supports devono poter affrontare tutti gli stress presenti in un impianto di tubazioni. Vediamo insieme i principali fattori di stress e di criticità.
I carichi primari in un sistema di Pipe line
Vengono definiti carichi primari tutte quelle forze che agiscono sul tubo sia all’interno, come la pressione del fluido di passaggio e il suo peso, che all’esterno, come la pressione gravitazionale e il peso del tubo stesso.
I carichi primari vengono a loro volta suddivisi in due categorie: carichi sostenuti e carichi occasionali.
Per carichi sostenuti s’intendono la pressione e il peso presenti nelle normali operazioni del sistema di tubazione. Diverso è l’impatto dei carichi occasionali, dovuti invece a fenomeni come terremoti o all’azione dei venti: tutti fattori di stress non frequenti.
I carichi sostenuti in un sistema di Pipe line
Ogni tubo utilizzato nel trasporto di fluidi è soggetto al carico di pressione interno e a una pressione esterna. L’azione di queste pressioni induce a sollecitazioni assiali e circonferenziali.
Un altro carico, che potrebbe essere erroneamente trascurato, è il peso intrinseco del tubo stesso. Questo peso deve essere considerato assieme al peso del fluido di passaggio, il peso dei raccordi di giunzione e ad altri componenti, come: valvole, materiale d’isolamento dei tubi e i supporti.
Questo insieme di fattori agisce sul tubo per tutto l’arco della sua vita e l’azione su tubazioni che lavorano in orizzontale crea un momento flettente in risposta alla piegatura dei tubi.
I Pipe Supports devono essere progettati e distanziati per sostenere tutto il carico che sarà posizionato sul tubo. Quindi nell’analisi del peso, maggiore sarà il numero di supporti e minore sarà la tensione sviluppata nel tubo. Ma, questa considerazione deve essere valutata in relazione ai carichi termici. Infatti, la dilatazione termica viene trattenuta dai supporti e può sviluppare sollecitazioni che rendano discutibili le considerazioni fatte nell’analisi del peso. Per questo lo studio e la progettazione dei Pipe Supports deve essere personalizzata sulla base delle specifiche esigenze dell’impianto di tubazioni.
I carichi occasionali in un sistema di Pipe line
I sistemi di tubazioni montate esternamente, sono esposte a carichi che generano stress a cui la progettazione dell’impianto deve sopperire grazie all’applicazione dei Pipe Supports.
Uno dei fattori primari è il carico del vento. Quindi, le tubazioni devono saper resistere alla velocità massima del vento prevista durante la vita operativa dell’impianto. Altro fattore non trascurabile è il carico sismico. Ovvero, l’applicazione di un’oscillazione generata da un terremoto.
Altri carichi occasionali da considerare sono:
Martello d’acqua: l’onda di pressione generata da un fluido o gas in movimento che si sviluppa quando il moto viene arrestato. Detto anche shock idraulico questo arresto del movimento genera un’onda di pressione che si propaga nel tubo.
Martello a vapore: l’impulso di pressione transitorio generato dal vapore surriscaldato che si manifesta quando avviene l’improvvisa chiusura delle valvole d’arresto.
I carichi secondari in un sistema di Pipe line
Nei sistemi di tubazioni i carichi secondari sono la conseguenza di uno spostamento dovuto all’espansione e al movimento termico della tubazione o delle apparecchiature collegate.
I Pipe Supports devono poter gestire l’espansione o la contrazione subita dal tubo. I carichi secondari sono considerati carichi di natura ciclica, come nel caso del carico generato dal movimento di un ugello in un tubo collegato a un serbatoio o all’espansione e contrazione termica, se soggetto a temperature diverse rispetto da quelle a cui è stato assemblato: il movimento termico dell’impianto.
Quindi i Pipe Supports devono fornire supporto alle tubazioni senza interferire con l’espansione termica e la contrazione del tubo. Inoltre, devono poter ammortizzare le eccessive sollecitazioni nei punti in cui sorreggono l’impianto di tubazioni. Ogni tipo di Pipe Supports ha specifiche applicazioni e la scelta resta legata alla progettazione dell’impianto di tubazioni.
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