تکیه گاه و آویز فنری

تکیه گاه و آویز فنری در کجا به کار می رود؟

به شکل بالا توجه کنید. دو لولۀ قهوه ای رنگی که در شکل می بینید، به یک برج (column) متصل شده اند و وزن لوله های اتصالی به برج پس از طی مسیری چند متری روی سازۀ فلزی افتاده است. همانطور که در شکل هم مشاهده می کنید، وزن لوله ها از طریق آویز به سازه منتقل شده و استوانه ای که در بالای آویزها دیده می شود، نشان دهندۀ بخش فنری آویز است، یعنی آویزها از نوع  فنری اند (spring hanger). اما سوال اینجاست که چرا و در چه مواردی از تکیه گاه یا آویز فنری استفاده می شود؟

  

همانطور که در شکل می بینید لوله ها به یک تجهیز ثابت متصل می شوند؛ تجهیزی که با توجه به تغییرات دمایی ناشی از ورود سیال به آن می تواند تغییر طول دهد که این تغییر طول روی موقعیت نازل ها، یعنی محل اتصال لوله به تجهیز هم وارد می شود. در نتیجه اگر وزن لوله به طور مستقیم یا توسط آویز معمولی به سازه منتقل شود، با تغییر ارتفاع نازل، یا لوله از روی سازه بلند می شود (lift off)، یا ارتفاع لوله کم شده و سازه نیروی بیشتری را از آنچه لازم است به لوله وارد می کند (bottom out) که این حالت باعث تغییر شکل پلاستیک لوله یا اعمال بار بیش از حد به نازل تجهیز می گردد.

برای جلوگیری از حالات بالا لازم است وزن لوله به گونه ای روی سازۀ فلزی وارد شود که همزمان با تحمل وزن لوله، اجازۀ حرکت محدود به لوله در راستای قائم هم داده شود. به عبارت دیگر لوله بتواند تا چند ساتنی متر در راستای قائم حرکت کند، بدون اینکه در نیرویی که از طرف سازه به آن وارد می شود تغییر چندانی به وجود بیاید.

بهترین وسیله ای که می تواند این کار را انجام دهد تعبیۀ فنر در ساختار آویز یا تکیه گاه است. می توان با نصب آویز فنری و دستکاری میزان فشردگی آن، میزان نیروی وارد بر تکیه گاه را به گونه ای تنظیم کرد که نیروی وارد بر نازل تجهیز در بهترین حالت باشد، و از طرفی با تغییر ارتفاع نازل نیروی وارد بر آن تغییر چندانی نکند (تغییر نیرو برابر خواهد بود با سختی فنر در حالت فشرده شده ضرب در جابجایی آن).

اما یک پرسش دیگر هم مطرح می شود و آن اینکه در کجا آویز و در کجا تکیه گاه فنری به کار می بریم. همانطور که گفتیم ساختار این دو تفاوت زیادی با هم ندارد و اینکه از کدام یک استفاده می شود بستگی به موقعیت لوله نسبت به سازه های فلزی اطراف آن دارد، بدین معنی که اگر سازۀ فلزی از بالای لوله عبور کرده باشد، از آویز فنری و اگر سازۀ فلزی در پایین لوله قرار داشته باشد از تکیه گاه فنری استفاده می گردد.

در شکل دوم محل تکیه گاه لوله با توجه ارتفاع لوله و تجهیز از پایۀ تجهیز تغییر ارتفاع داده و استفاده از تکیه گاه فنری را الزامی می کند.