Industria eta azpiegitura modernoen osagai nagusi gisa, altzairu espiral hodien atzean dagoen diseinu kontzeptua "egitura tubularrak" pilatzetik haratago doa. Horren ordez, materialen zientzia, printzipio mekanikoak, fabrikazio prozesuak eta aplikazioen eskakizunak integratzen dituen ingeniaritza ikuspegi sistematikoa biltzen du. Petrolioaren erresistentziaren petrolioaren eta gasaren hodien eskakizunetatik, eraikinaren egituren egokitzapen-pila. Zulo espazialen diseinuak etengabe hiru elementu oinarritu ditu.
I. Funtzioa - Orientatuta: "oinarrizko parametroak" zehaztea eskakizunetan oinarrituta
Altzairuzko hodien diseinu espiralaren lehen urratsa "aplikazioa zehatz-mehatz identifikatzea da". Aplikazio-arlo desberdinek eskakizun desberdinak jartzen dituzte altzairuzko hodien errendimenduari buruz. Petrolioaren eta gasaren hodiak presio altuak jasan behar dituzte (normalean 6 MPA baino handiagoa edo berdina) eta barneko komunikabideen korrosioari aurre egitea (sulfuro estresaren korrosioa olio gordinarengandik). Hori dela eta, diseinuko lehentasunak horma lodiera (proba hidrostatikoak erabiliz hormako lodiera gutxitzea), barneko anti anti - korrosiozko estalkiak (esaterako, 3PE estaldura edo epoxi hauts estaldura) eta soldaduraren nekearen indarra. Bestalde, eraikuntzako egituretan erabilitako altzairu espiral hodiak (aldi baterako zubi euskarriak edo espazialak bezalako kideak) azpimarratzen dira gurutze-inertzia (tolestura eta erresistentzia tolestura eragiten dutenak), gainazaleko tratamenduan (anti - herdoila pintura edo beroa) eta bateragarritasuna konexio bateratuekin (adibidez, brida interfazea edo soldadura) Groove Design).
"Eskaria - lehenengo" diseinuaren ikuspegi honek funtsean "helburu funtzionalak" parametro kuantifikatuetan itzultzen ditu. Adibidez, luzea - distantzia olio eta gas garraio proiektuak, diseinatzaileek fluidoen dinamika simulazioak erabiltzen dituzte kanalizazioan barneko presioaren banaketa kalkulatzeko. Baldintza geologikoak kontuan hartuta (esaterako, fundazioaren likidazioa, fundazioen finantzaketa eremuetan edo basamortuko eskualdeetan hedapen termikoan eta uzkurdurak), altzairuzko hodia onartzen duten uztaien estresa zehazten dute. Azken finean, estresa kontzentrazioa murrizteko (normalean 2mm baino txikiagoa edo 2mm berdina da. Horma-diametroaren arteko erlazio egokiena), DN1000 pipa batek normalean 8 - 16mm-ko hormako lodiera du. Gainera, metro bakoitzeko pisu zehatza da
II. Adimen estrukturala: espiralen eraketa sekretu mekanikoa
Altzairu espiral hodien eta josturaren altzairuzko hodien arteko desberdintasun funtsezkoa da "espiral etengabe soldadura" - altzairuzko plaka bakarretan, hodia osatzeko espiral-lerro batean estalita eta soldatuta daude. Prozesu honek berak egiturazko mekanikaren diseinu sinplea gorpuzten du.
Ikuspegi mekaniko batetik, Soldadura espiralak angelu jakin batean (normalean 50 gradu - 75 gradukoa) hodien ardatzera joaten da. "Karga zeiharra" ezaugarri honek soldadura-eremuan estresa banaketa uniformeagoa bermatzen du barne presioaren menpe. Seam altzairuzko hodien arabera (soldadura josturak norabide axialaren arabera perpendikularra da, estresaren kontzentrazio puntuan erraz bihurtzen baita), altzairu espiral hodiak% 15 - lor daiteke% 20% igoera karga - edukiera (neurtutako datuak). Horrek bereziki egokia da - diametro handietarako (DN1200 eta goiko eta presio handiko ibilbidearen hodiak. Gainera, espiralen eraketa prozesuak altzairuzko plakaren zuntz jarraitutasuna gordetzen du (Seam altzairuzko pipa zuzenean ez bezala, altzairuzko plakaren ebaketa eta zatiketa longitudinala behar duena), eragin orokorraren erresistentzia eta nekearen bizitza nabarmen hobetzen ditu.
Helix angeluaren aukera ere kontuan hartu behar da diseinuan zehar. Angelu txikiegi batek zaildu egingo du altzairuzko plakaren ertzak lerrokatzea eratzean (soldadura kalitatean eragina izatea), angelu handiegiak plakaren ijezketa makinan karga handituko duela eta hodiaren zurruntasun erradikala murrizteko. Ingeniariek normalean elementu finituaren analisia (FEA) erabiltzen dute, helize angelu desberdinetan estresa banatzea simulatzeko, azken finean, eraginkortasuna eta egiturazko indarraren baldintzak bermatzen dituzten angelu-barruti optimoa zehazteko.
III. FABRIKAZIO Egokitzapena: Ekoizpena optimizatzea mugak
Diseinua ezin da fabrikazio errealitateetatik dibortziatu. Altzairu espiraleko hodiaren diseinu kontzeptuak prozesuaren bideragarritasunari buruzko gogoeta sakona izan behar du. Adibidez, altzairuzko plakaren lehengaiak indarra eta soldadura orekatu behar ditu. Altua {{3} altzairuzko altzairuzkoak (X80 adibidez) hormako lodiera murriztu dezake eta, beraz, kostu materialak, karbono baliokidea da, soldaduraren bidez bero sarrerako kontrol zorrotza behar du (hotz pitzadura ekiditeko). Hori dela eta, "soldadura prozesuaren leiho" zabalagoa diseinuan gordetzen da (adibidez, zirrikituaren ertzaren lodiera handituz edo uneko eta tentsioko parametroak doitzeko).
Gainera, - diametroko altzairuzko hodien garraio-murrizketak (adibidez, errepideko garraioaren gehienezko diametroa orokorrean 3M baino txikiagoa edo berdina da eta muga hori gainditzen duten hodiak sekzioetan fabrikatu behar dira eta gero - gunean soldatu daitezke) diseinuan ere eragin dezake. Proiektuak - hodia gehigarria behar badu (hala nola, offshore plataformako laguntza-egitura bat da), diseinatzaileak "espiral segmentatu + brida konexio" irtenbidea aukeratu dezake. Flange zuloaren diseinua optimizatuz eta gainazaleko angelua zigilatuz, irtenbide honek garraio baldintzak betetzen ditu - gunearen instalazio zehaztasunean ziurtatu bitartean.
Ohar are handiagoa da "fabrikazio berdea" kontzeptuak sortzea: espiral altzairuzko hodien diseinu modernoak lehentasunezko materialak murriztea eta altzairuzko erabilera murriztea hormako lodiera optimizatuz (hormako lodiera 1mm-ko murrizketa gutxi gorabehera% 6 gutxitzen da -% 8). Soldadurako sendotzeak estresaren banaketan soilik eragiten du, baina ondorengo korrosioaren estalduraren aplikazioan zehar beharrezkoa den artezteko zenbatekoa murrizten du, kobru emisioak zeharka murriztuz.
Ondorioa: Ingeniaritza Filosofia oreka dinamikoan
Altzairu espiral hodien diseinua funtsean da "baldintza funtzionalen" "" funtzioen segurtasuna "," "segurtasun-segurtasuna" eta "fabrikazio kostua" ren irtenbide optimoa aurkitzeko prozesua da. Horrek ingeniariek ezaugarri materialak zehatz-mehatz kontrolatzea eskatzen dute (adibidez, Q345b altzairuzko errendimendua 345 MPa da jakitea, horma lodiera desberdinetarako baimendutako estresari dagokiona), baita prozesuen mugak ulertzeko modukoak ere (esaterako, espiral soldadura-makinaren gehienezko lodiera duen muga). Gainera, "bizitza ziklo osoa" ikuspegia funtsezkoa da (ekoizpen, garraio, instalazio, funtzionamendu eta mantentze-lanetatik).
Atzerriko altzairuzko hodiak - presio garraiatzeak basamortuko olioaren eta gasaren gaineko pila bat eragiten duenean, - itsas zubi baten pila batean eragina du, edo estadio bateko kupularen egitura onartzen du, "kalkulu arrazionalaren" eta "Ingeniaritzako jakinduria" horren azpian kondentsatzen da - Izan daiteke espiral altzairuzko hodien diseinuaren oinarrizko balioa.
