توضیحات
17-3-5- معیارهای طراحی در برابر زلزله
طراحی تفصیلی تجهیزات مکانیکی و الکتریکی بهمنظور مقاومت در برابر زلزله باید بر اساس الزامات NEHRP 1 و نیز حداقل الزامات ذکر شده در نشریه شماره 82 آیین نامه ساختمانی ایران تحت عنوان آیین نامه (طرح ساختمانها در برابر زلزله » به زبان انگلیسی«، سال 1367) باشد. در مورد تجهیزاتی که در معرض فشار آب میباشد، منوگراف شماره 11 USBR2 ملاک میباشد.
اگر ملاک دیگری در مشخصات فنی خصوصی ذکر نشده باشد، بهعنوان حداقل الزامات باید از نشریه شماره 2800 مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن ایران تحت عنوان » آی یننامه طراحی ساختمانها در برابر زلزله« استفاده شود. نیروها و حرکات ناشی از زلزله بهعنوانبارهای استثنایی در نظر گرفتهشده و تنها در شرایط عملکرد عادی تجهیزات قابل اعمال میباشد. این نیروها بهطور همزمان با بار گذاریهای غیرعادی دیگر منظور نمیشوند. در طراحی پایههای نگهدارنده، مهارها، تنشهای مجاز برای حالتهای بارگذاری استثنایی محدود به 80 درصد حد الاستیک ماده میگردد. این تنش برای سایر اجزای تجهیزات مطابق با استانداردهای مربوط میباشد.
طراحی تفصیلی تجهیزات مکانیکی و الکتریکی و سامانههای مربوط بر اساس NEHRP و برمبنای ضرائب زلزله DBL3 انجام خواهد شد.
طراحی دریچه ها، شیرها، قطعات مدفون و پوششهای فولادی بر اساس منوگراف شماره 11 از USBR صورت میگیرد. برمبنای این نشریه، بار ناشی از زلزله تنها در ترکیب با شرایط عادی بهرهبرداری به حساب آمده و در حالت بارگذاریهای غیرعادی دخیل نمیباشد. در این شرایط تنش مجاز نباید از مقادیر زیر تجاوز نماید:
- برای DBL: 80 درصد حد الاستیک ماده
- برای MDL4: 95 درصد حد الاستیک ماده
1- National Earthquake Hazards Reduction Program
2- Hydrodynamic Pressure on Dams to Horizontal Earthquake Effects
3- Design Basis Level
4- Maximum Design Level
17-3-6- تنشهای مجاز
در طراحی هر یک از قسمتهای تجهیزات هیدرومکانیکی سد، تنش مورد محاسبه باید با مقادیر تنش مجاز به شرح زیر مقایسه شود (کمتر از مقدار مجاز باشد):
17-3-6- 1- اجزای مکانیکی
در اجزای مکانیکی دریچه ها، شیرها، جرثقیلها و بالابرها حداکثر تنش نباید از مقادیر مندرج در ملاکهای زیر تجاوز نماید:
- برای جرثقیلها و طنابهای فولادی، تنشهای مجاز مـذکور درCMAA No.70 و بـرای قـلابها براسـاسAISE No.7 ضریب اطمینان در طراحی طنابهای فولادی در شرایط عادی بارگـذاری نبایـد از 5 کمتر باشـد. در بارگـذاریاستثنایی، نیروی وارد بر طناب نباید از 60 درصد مقاومت گسیختگی طناب برای حالت تک وینچـی و از 80 درصـد ایـنمقدار برای حالت دو وینچی بالاتر باشد.
- در مورد سایر تجهیزات، تنشهای طراحی نباید از 33 درصد مقاومت تسلیم ماده و یا از 20 درصد مقاومـت نهـایی مـادهتجاوز نماید (در بارگذاری عادی). در بارگذاری استثنایی مقادیر تنش میتواند تا 33 درصد بـالاتر از تـنشهـای مجـاز دربارگذاری عادی، افزایش داده شود، مشروط بر اینکه بازهم از 80 درصد حداقل مقاومت تسلیم ماده بیشتر نشود.
17-3-6- 2- اجزای سازهای
در سازههای فولادی تجهیزات هیدرومکانیکی، منجمله پوششهای فولادی، تنش مجاز طراحی نباید بیش از 90 درصد مقادیر ذکر شده در استاندارد AISC باشد. در مورد سازههای فولا دی جرثقیلها و بالابرها CMAA No.70 حاکم خواهد بود.
در مورد اجزای سازهای نیز بهطورکلی در حالت بارگذاری استثنایی، مقادیر تنش میتواند تا 133 درصد تنش مجاز در بارگذاری عادی بالا رود، به شرط اینکه از 80 درصد تنش تسلیم حداقل ماده تجاوز ننماید.
17-3-6- 3- اتصالات
در اتصالات جوشی، تنش مجاز نباید از 90 درصد مقادیر ذکر شده در AWS D.1.1 بیشتر باشد، و همچنین این تنش نباید از تنش مجاز در نظر گرفتهشده برای فلز پایه فراتر رود. در اتصالات پیچ و مهرهای، بار وارده نباید بیش از 90 درصد مقادیر مجاز در استاندارد AISC(دربارگذاری عادی) باشد. در حالت بارگذاری استثنایی، این مقدار را میتوان تا 25 درصد افزایش داد، ولی بههیچوجه نباید از 80 درصد حداقل تنش تسلیم ماده بیشتر شود.
برای محاسبه تنش مجاز ترکیبی فرمول زیر باید به کار برده شود:
σ = σc ( x2 +σ −σ σ + τy2 x y 3 2xy)
حداکثر تغییر شکل دریچهها در شرایط بارگذاری عادی فاصله چرخهای طرفین دریچه و یا نصف میزان مجاز تغییر شکل الاستیک آب بند میباشد (هر کدام کمتر باشد). در مورد جرثقیل ها، حداکثر تغییر شکل پل جرثقیل در آزمایش تحت بار نباید بیش از دهانه جرثقیل باشد.
17-3-7- اسناد و مدارک طراحی
پیمانکار باید در طول دوره پیمان اسناد و مدارک مختلفی را که به شرح زیر میباشد، تهیه و به کارفرما ارائه نماید. این اسناد به زیان انگلیسی و در مواردی که مشخص گردیده است، به دو زبان فارسی و انگلیسی باید تهیه شود:
17-3-7- 1- محاسبات
محاسبات طراحی باید به تفصیل ارائه شود، بهطوریکه نشان دهنده کلیه پارامترهای طراحی، مراجع، مشخصات مواد، تنشهای مجاز و غیره باشد. همچنین این محاسبات باید در تطابق کامل با نقشههای تجهیزات که توسط پیمانکار تهیه میشود، باشد.
محاسبات بهویژه در برگیرنده موارد زیر خواهد بود:
- آنالیز شرایط بارگذاری عادی و استثنایی
- تعیین نیروهای وارده از سوی تجهیزات بر سازههای سیویل
- آنالیز نیروهای برکنش و پایین برنده هیدرولیکی روی دریچهها و شیرها
- تعیین نیروهای لازم برای باز کردن و بستن اضطراری دریچهها و شیرها
- آنالیز صفحه پوششی دریچه ها
- تعیین اندازه و فواصل تیرهای اصلی و فرعی
- تعیین اندازه چرخها یا غلتکها و فواصل آنها
- تعیین ابعاد و پروفیل ریلهای هادی و مسیر چرخ دریچه ها
- آنالیز نیروهای وارده روی قطعات مدفون و تعیین اندازه میل مهارها
- تعیین اندازه و ارائه ملاک انتخاب تجهیزات مکانیکی، بالابرها، سیلندرهای هیدرولیک، سـامانه مولـد فشـار هیـدرولیک، محورها، پیچ و مهرهها و غیره
- تعیین ضخامت تقویت کنندهها و تکیهگاههای لولهها و پوششهای فولادی
- محاسبات جوش
- محاسبات مربوط به تجهیزات الکتریکی مانند تابلوهای فشار ضعیف، کابلها و سایر تأسیسات الکتریکی
17-3-7- 2- نقشهها
نقشهها شامل مجموعههای مونتاژ شده هر کدام از تجهیزات، مونتاژهای فرعی، نقشههای جزییات ساختمانی، نقشههای جانمایی تجهیزات، دیاگرامهای هیدرولیکی و الکتریکی و سایر نقشههای ی میباشد که نشان دهنده طراحی تجهیزات بر اساس مشخصات فنی مدارک پیمان و عملکرد صحیح و مطمئن آنها بر اساسنیازهای طرح هستند.
ارائه نقشهها باید براس اس برنامهای که به تائید کارفرما رسیده باشد، صورت گیرد. نقشهها بهطور عمده موارد زیر را شامل میگردد:
- نقشههای ساخت و مونتاژ
- نقشههای کامل سیمکشی و کابل کشی برای تجهیزات الکتریکی
- نقشههای شماتیک برای نشان دادن اتصال مابین اجزای مختلف تجهیزات یا سامانهها
- نقشههای استقرار تجهیزات در مجاری آب گذر
- نقشههای قطعات مدفون در بتن
- نقشههای مدارهای فرمان و قدرت تابلوهای فشار ضعیف توزیع، روشنایی و تابلوهای اختصاصی تجهیزات
- نقشههای مونتاژ، ترمینال ها، جانمایی تابلوها و سامانه روشنایی داخلی و خارجی اتاق کنترل و سایر نقشههای مربـوط بـهتجهیزات الکتریکی
- هر نوع نقشه و یا اطلاعات تکمیلی که برای انطباق نقشههای تجهیزات با نیازهای طرح لازم بـوده و از طـرف کارفرمـادرخواست شود.
هر نقشه باید دارای بلوک عنوان مشابه با عناوین نقشههای منضم به اسناد پیمان باشد. مشخصات کامل این بلوک باید از طرف پیمانکار قبلاً ارائه گردد و به تصویب کارفرما برسد.
نقشهها باید مطابق با استاندارد IEC/ISO و دارای مقیاس منطقی باشد. اعداد و نوشتهها به زبان انگلیسی و علائم مورداستفاده در نقشهها بر اساس استاندارد IEC/ISO باشد.
اندازه نقشهها باید با استاندارد ISO مطابقت نماید. نقشههای نهایی تجهیزات باید به نحوی ارائه شود که تهیه میکروفیلم از آنها به سادگی امکان پذیر باشد. در نقشههایی که بر لوح رایانه ای تحویل میشود، موارد فوق باید رعایت شود.
17-4- ساخت
17-4-1- مواد و مصالح
17-4-1- 1- نکات کلی
مواد و مصالح مورداستفاده در ساخت تجهیزات باید با آخرین چاب از استانداردهای ASTM, ANSI و یا معادل آنها مطابقت نماید. استانداردهای معادل باید در فهرست مواد مربوط به هرکدام از تجهیزات ذکر شود.
انتخاب مواد باید به طریقی صورت گیرد که ضمن رعایت مشخصات فنی موردنیاز، تجهیزات ساختهشده کمترین وزن ممکن را دارا باشد، مگردر مواردی که وزن اضافی بهمنظور اطمینان از بسته شدن دریچه یا شیر موردنیاز باشد.
17-4-1- 2- مواد ریخته گری شده
مواد مختلف ریختهگری شده باید مطابق استانداردهای زیر باشد:
یا مرغوب ترASTM A48 - Class30 چدن -
- فولاد ریختگی ASTM A27 Grade 65-35 یا مرغوب تر- فولاد زنگ نزن ریختگی ASTM (با مشخصات مورد تائید کارفرما)
هیدرومکانیکی،
مواد ریختهگری شده باید دارای کیفیت یکنواخت بوده و عاری از هر نوع تخلخل، حباب هوا ( مک)1، ترک، نقاط سخت شده، اثرات انقباض و نقایص ظاهری باشد. سطوحی از قطعات ریختهگری شده که عملیات ماشینکاری روی آنها انجام نمیشود، نباید دارای هیچ گونه عیوب ریختهگری مانند برآمدگی، حفره، حالت لانه زنبوری و غیره باشد. این سطوح پس از ریختهگری باید بهطور کامل تمیز شود.
تعمیر قطعات ریختهگری شده چه توسط جوشکاری و یا روشهای دیگر، بدون اخذ اجازه کتبی کارفرما مجاز نمیباشد. در چنین مواردی روش تعمیر باید بهطور کامل مدون و مستند گردیده و پس از تائید کارفرما به مورد اجرا گذاشته شود. این قطعات قبل از تعمیر، ضمن تعمیر و پس از آن توسط کارفرما بازدید خواهد شد. قطعات ریختگی مربوط به اجزای اصلی تجهیزات هیدرومکانیکی که مستقیماً تحت تأثیر فشار هیدرواستاتیک میباشد، مورد بازرسی نماینده کارفرما قرار خواهد گرفت.
پس از انجام عملیات حرارتی (سخت کاری، نرمالیزه کردن، تنش زدایی و...) هیچ گونه جوشکاری عمده روی قطعات ریختهگری شده مجاز نمیباشد.
هرگونه تجمع ناخالصی و یا آلیاژی میتواند موجب مردود شدن قطعه ریختهگری شده از سوی کارفرما گردد. طراحی قالبها باید بهصورتی باشد که بدون ایجاد محدودیت، شرایط انقباض ماده را درضمن سرد شدن میسر نماید، تا احتمال وجود نواحی با تنش داخلی به حداقل برسد. آزمایشهای غیر مخرب ذرات مغناطیسی (MT) و رنگ نفوذپذیر (PT) باید بر اساس استاندارد ASME, sec VIII- D.1 روی قطعات ریختهگری شده انجام شود. آزمایش رادیوگرافی (RT) تا 50 میلی متر ضخامت بر اساس ASTM E446 و برای ضخامتهای بالاتر بر اساس ASTM E186 خواهد بود. آزمایش اولتراسونیک (UT) برمبنای استاندارد ASTM E114 باید صورت گیرد.
تعمیر قطعات ریختهگری باید برطبق استانداردهایASTM انجام شود. جوشکاری با عمق بیش از 20 میلی متر تنها در صورتی مجاز خواهد بود، که قطعه پس از تعمیر، تنش زدایی شود. تعمیر قطعات چدنی با جوشکاری پذیرفته نیست.
کلیه قطعات ریختهگی که برای ساخت قطعات چرخنده در تجهیزات مورداستفاده قرار میگیرند، باید دو بار تحت عملیات حرارتی قرار گیرد، که مرحله دوم آن در کوره مخصوص عملیات حرارتی انجام خواهد شد. این کوره باید مجهز به کلیه لوازم کنترل بوده و نماینده کارفرما در طی عملیات حرارتی دسترسی کامل به نمودارهای حرارتی و سایر پارامترهای عملکردی کوره را داشته باشد.
17-4-1- 3- مواد آهنگری شده
محورها و قطعات دیگری که بهصورت آهنگری شده در ساخت تجهیزات به کار میرود، باید بر اساس استانداردهای زیر ساخته شود:
- فولاد کربنی بر اساس ASTM A 668- ClassD یا مرغوب تر
- فولاد آلیاژی بر اساس ASTM A668 - ClassH یا مرغوب تر
- چرخ دریچهها بر اساس ASTM A504 - ClassAR یا معادل
شمش ریختهگری شده که مورد عملیات آهنگری قرار میگیرد، باید در قالب فلزی ریخته شده باشد. قطعه آهنگری شده باید فاقد هرگونه نقصی که مقاومت و دوام قطعه را تحت تأثیر قرار دهد، باشد. همچنین ناخالصیهای غیرفلزی و تجمع ناخالصی در آن
-1 Bubble
نباید وجود داشته باشد. قطعات اصلی تجهیزات، منجمله آنها که تحت فشار هیدرواستاتیک میباشند، از مرحله ریختن شمش تا پایانعملیات آهنگری، مورد بازرسی کارفرما قرار خواهد گرفت. همچنین پس از انجام تعمیرات روی قطعات آهنگری شده، عملیات حرارتی و تکمیل ماشین کاری، این بازرسی انجام خواهد شد.
بهطورکلی کلیه قطعات آهنگری شده، مورد عملیات حرارتی، نرمالیزه کردن و تنش زدایی قرار خواهند گرفت. در مورد محورهای توپرکه لازم است سوراخ محوری در آنها ایجاد شود، عملیات حرارتی باید پس از سوراخکاری غیر دقیق انجام شود. نماینده کارفرما باید همیشه امکان دسترسی به نمودارهای کوره مخصوص عملیات حرارتی و پارامترهای کنترل کننده دیگر را داشته باشد. روی قطعات آهنگری شده باید »شماره حرارتی« حک شود. محل این شماره باید در جایی باشد که پس از مونتاژ قطعه روی دستگاه مربوط به راحتی قابلخواندن باشد.
نمونههای آزمایشی از قطعات آهنگری شده بر اساس ASTM A370 انتخاب میگردد.
چنانچه طول محور 3 متر یا بیشتر باشد، قطعه آهنگری شده باید دارای طول اضافی در هر دو انتها باشد. همچنین اگر وزن محور 5/4 تن یا بیشتر باشد، باز هم باید طول اضافی در طرفین در نظر گرفته شود. در محورهای با قطر 30 سانتیمتر و بالاتر، باید یک سوراخ سراسری حداقل به قطر 15 سانتیمتر ایجاد شود. صافی سطح این سوراخ مطابق با ANSI/ASTM B46.1 خواهد بود.
این سوراخ بهمنظور بازرسی و کنترل وضعیت داخل محور مورداستفاده قرار میگیرد.
کلیه قطعات آهنگری شده که برای ساخت محور به کار میروند مورد آزمایش متالوگرافی قرار میگیرند. به همین منظور نمونههای آزمایشی با بزرگنمایی 100 موردبررسی قرار میگیرد، و باید نشان داده شود که فولاد دارای ساختمان متجانس است و تجمع ترکیبات آلیاژی یا ناخالصیها در آن دیده نمیشود.
17-4-1- 4- ورقها و مقاطع فولادی
ورقهای فولادی که در ساخت پوششهای فولادی و لوله، اجزای اصلی تجهیزات هیدرومکانیکی و قطعاتی که تحت تنش بالا هستند، به کار میرود باید از جنس فولاد دانهریز و مطابق استاندارد ASTM به شرح زیر باشد.
- ASTM A572 Grade50 قسمتهای اصلی ساختمانی
- کارهای فلزی غیراصلی ASTM A36
این ورقها باید بهطور کلی شرایط زیر را دارا باشد:
- خواص مکانیکی و شیمیایی تضمین شده
- قابلیت جوشکاری خوب
- مقاومت زیاد در مقابل خستگی
- سختی مناسب (حتی در درجه حرارت زیرصفر)
- پوسته (لایه لایه) نشدن
- مقاومت در برابر پیرشدگی
- صافی سطح مناسب
- دقت کافی در ابعاد و ضخامتها
تعمیر نقایص موجود در ورقهای فولادی ب ه وسیله جوشکاری چه در حین نورد و چه در کارخانه سازنده ورق مجاز نمیباشد.
ورقهای مورداستفاده بهمنظور پوشش کانالهای کابل و لوله و یا بهعنوان کف پوش باید از نوع آجدار باشد.
پروفیلها و مقاطع فولادی نیز بر اساس استاندارد ASTM بوده و مشخصات فنی آنها در مشخصات فنی خصوصی بیان میگردد.
17-4-1- 5- فولاد زنگنزن
فولاد زنگ نزن باید حداقل مطابق ASTM A276 باشد و مشخصات مکانیکی و ترکیب شیمیایی آن به تائید کارفرما برسد.
17-4-1- 6- فلزات غیرآهنی (مس، آلومینیم و...)
مس و آلیاژهـای آنکه در سـاخت میلـهها یـ ا پروفیـلها ی هـادی الکتریکـی مورداستفاده قـرار میگیرد، بایـد مطـابق
. باشد (Specifications for Copper Bus Bar, Rod and Shapes) ANSI C 7.25
هادیهای سامانه زمین واتصالات مربوط باید از جنس مس نرم باشد. آلومینیم مورداستفاده در هادیهای اصلی الکتریکی باید مطابق Specifications for Alluminum Bar for Electrical Purposes (Bus Bar) ANSI C7.27 باشد.
همچنین آلیاژهای آلومینیم که در ساخت هادیهای الکتریکی واتصالات مربوط کاربرد دارد باید با استاندارد ANSI C7.45:
Specifications for Alluminum alloy Extruded Bar, Rod, Pipe and Structural Shapes for Electrical
Purposes (bus Conductors) مطابقت داشته و دارای خواص هدایت الکتریکی مناسب باشد.
17-4-1- 7- بوشها و میلههای برنزی و برنجی
آلیاژ برنز که بهعنوان بوش مورداستفاده قرار میگیرد، باید مطابق ASTM B584 با شمارههای آلیاژی C90500, C86300 یا C93700 و یا معادل آن باشد. میلههای برنزی باید بر اساس ASTM B1، آلیاژ نوع A و نیمه سخت شده باشد (به جز در مواردی نظیر پینهای برشی). برنز و برنج برای مصارف دیگر باید دارای مشخصات مورد تائید کارفرما باشد.
17-4-1- 8- بابیت
بابیت بهعنوان ماده ضد اصطکاکی باید مطابق استانداردهای زیر باشد:
- بابیت برای یاطاقانهای غلافی برطبق ASTM B23, Alloy No.3 or 7
- بابیت برای یاطاقانهای محوری (تراست) بر طبق ASTM B23, Alloy No.2 or 3
17-4-1- 9- جنس سطوح فلزی در تماس با یکدیگر
هرجا که لازم باشد سطوح فلزی که از دو جنس متفاوت باشند، در تماس مستقیم با یکدیگر قرار گیرند، در صورت امکان جنس این دو فلز باید طوری انتخاب شود، که پتانسیل الکتریکی بین آنها با توجه به جدول خواص الکتروشیمیایی فلزات بیش از 5/0 ولت نباشد. درصورتیکه این امر امکانپذیر نباشد، سطح یکی از دو فلز باید به روش الکترولیز آبکاری شود بهطوریکه اختلاف پتانسیل الکتریکی به مقدار فوقالذکر محدود گردد، یا در صورت امکان دو سطح نسبت به هم با استفاده از رنگ یا ماده مناسبدیگری عایق شود.
17-4-1- 10- پیچ، مهره، واشر، فنر، و غیره
پیچ ها، مهرهها، واشرها، فنرها، پرچها که جهت اتصال قطعات در تجهیزات به کار میروند، باید از لحاظ شکل و اندازه مطابق با سامانه متریک ISO و از لحاظ مواد مطابق با استاندارد ASTM 193 باشد.
بهطور کلی برای مصارف عادی از پیچ و مهرههای فولادی با کربن متوسط استفاده میشود. پیچ و مهره هایی که تحت تنش یا درجه حرارت خیلی زیاد باشند، باید از فولاد با تنش بالا ساخته شود. در کلیه اتصالات پیچ و مهرهای باید از واشر، خار قفلی و یا وسایل دیگر برای قفل شدن و جلوگیری از شل شدن اتصال، استفاده شود.
در جاهایی که پیچ و مهرهها به فواصل طولانی باز و بسته شوند (نظیر تعویض لاستیک آب بند دریچه ها) و یا لازم باشد که پیچ و مهرهها بهطور مکرر بهمنظور تعمیرات و نگهداری باز و بسته شوند، بسته به مورد جنس آنها باید فولاد زنگنزن و یا برنز باشد. در سایر موارد نیز دندانه پیچ و مهره باید قبل از بستن با مواد ضدگریپاژ پوشانده شود.
در ابزار دقیق، رلهها و تجهیزات الکتریکی دقیق باید تا حد ممکن از به کار بردن پیچ و مهرههای فولادی اجتناب شود و در صورت استفاده نیز سطح آن با کرم، کادمیوم و یا روی آب کاری شود و چنانچه این کار به علت محدودیت رواداریها قابلقبول نباشد، اینگونه پیچ و مهرهها میتواند از جنس فولاد زنگنزن باشد. بهطور معمول جنس پیچ و مهره برای اینگونه مصارف، برنج و یا برنز میباشد. همچنین جنس فنرها باید از آلیاژ زنگ نزن نظیر فسفر- برنز یا نقره - نیکل، انتخاب گردد. پیچهای مخصوص چوب باید دارای روکش نیکل و یا برنج باشد.