در محیطهای صنعتی، نیروگاهها، یا تونلها، وجود ارتعاشات مداوم ناشی از ماشینآلات سنگین یا ترافیک سازهای یک امر اجتنابناپذیر است. این ارتعاشات اگرچه ممکن است در ابتدا ناچیز به نظر برسند، اما در طول زمان میتوانند بر پایداری اتصالات مکانیکی و ساختارهای نصب شده، از جمله سیستمهای انتقال کابل، تأثیر مخربی بگذارند. یکی از نقاط بحرانی در این سیستمها، محلهای تغییر جهت است که معمولاً توسط قطعات زانویی (Elbows) در سینیهای کابل ایجاد میشود. مقاومت این زوایا در برابر نیروهای دینامیکی، مستقیماً بر ایمنی کل شبکه کابلکشی تأثیر میگذارد.
طراحی مهندسی زانوی سینی کابل و عملکرد آن
زانوی سینی کابل برای تغییر مسیر افقی یا عمودی مسیر سینی با کمترین میزان افت مقطع طراحی شده است، اما طراحی آن باید متناسب با سطح بارگذاری و شرایط محیطی باشد. زانوها به طور ذاتی نقاط تمرکز تنش (Stress Concentration Points) محسوب میشوند، زیرا مواد در گوشهها مجبور به تغییر جهت ناگهانی میشوند. در برابر ارتعاشات، این نقاط کانونی مستعد خستگی مواد و باز شدن اتصالات پیچی یا جوشی هستند. کیفیت ساخت و شعاع انحنای زانو در تعیین میزان میرایی ارتعاشات نقشی حیاتی ایفا میکند.
تأثیر نوع سینی و جنس مواد بر میرایی ارتعاش
مقاومت زانویی در برابر لرزش به شدت به جنس و نوع سینی کابل بستگی دارد؛ سینیهای نردبانی یا سینیهای مشبک معمولاً انعطافپذیری بیشتری نسبت به سینیهای کف بسته (Solid Bottom) دارند. در سینیهای فولادی گالوانیزه، مقاومت به خوردگی عالی است، اما در مواجهه با فرکانسهای خاص ارتعاشی، ممکن است رزونانس (تشدید) رخ دهد که باعث افزایش دامنه ارتعاش در زانو میشود. کارشناسان سینی کابل سمنان همواره بر انتخاب متریال مناسب بر اساس تحلیل فرکانس محیط تأکید دارند تا از پدیدههای تشدیدی جلوگیری شود.
اتصالات و نقاط ضعف در زانوهای سینی کابل
بیشتر شکستهای ناشی از لرزش در زانوی سینی کابل نه از شکست خود بدنه، بلکه از خرابی اتصالات رخ میدهد. اتصالات معمولاً از طریق پیچ و مهره، براکتهای اتصال سریع، یا جوشکاری نقطهای انجام میشوند. ارتعاشات مداوم منجر به شل شدن نیروی پیشتنیدگی در پیچها میشود که اصطلاحاً به آن “خزش پیچ” (Bolt Creep) گفته میشود. این شل شدن، امکان حرکت نسبی بین دو بخش سینی را فراهم کرده و در نهایت میتواند باعث جدا شدن یا خم شدن غیرقابل کنترل زانو گردد.
بررسی اثر رزونانس و فرکانسهای بحرانی
یکی از مهمترین جنبههای فنی در مواجهه با لرزش، جلوگیری از رسیدن فرکانس طبیعی سیستم سینی کابل به فرکانس تحریک (نیروی ارتعاشی محیط) است. اگر فرکانس ارتعاش محیط با فرکانس ذاتی زانوی سینی کابل مطابقت یابد، دامنه ارتعاش به سرعت افزایش یافته و حتی اتصالات بسیار محکم نیز در مدت کوتاهی از هم باز خواهند شد. این پدیده برای سینیهایی که حامل کابلهای سنگین هستند و جرم بیشتری دارند، خطرناکتر است و نیازمند دمپرهای مکانیکی مجزا است.
نقش بستها و ساپورتبندی در تقویت زانویی
مقاومت زانوی سینی کابل در برابر لرزش به طور مستقیم با فاصله و کیفیت ساپورتبندی (بستها) مرتبط است. هرچه فاصله بین نقاط تکیهگاه سینی بیشتر باشد، بازوی آزاد زانو طولانیتر شده و پتانسیل آن برای نوسان و خستگی افزایش مییابد. استفاده از ساپورتهای میانی دقیق، به ویژه در نزدیکی نقاط تغییر زاویه، باعث میشود که نیروی ارتعاشی به جای متمرکز شدن در زانو، به سازه اصلی منتقل و میرا شود. طراحی ساپورتبندی باید لرزش را در تمام طول مسیر سینی مهار کند.
مقایسه زانوهای پیشساخته با زانوهای خمکاری شده در محل
زانوی سینی کابل میتواند به صورت قطعات پیشساخته (فابریکی) یا با استفاده از برش و خمکاری ورق در محل نصب تولید شود. زانوهای پیشساخته که تحت فرآیندهای کنترلشده در کارخانه تولید میشوند، معمولاً دارای یکنواختی بالاتر در ضخامت و استحکام جوش/اتصال هستند، که این یکنواختی مقاومت بهتری در برابر نیروهای دینامیکی ایجاد میکند. در مقابل، خمکاری در محل ممکن است باعث نازک شدن غیریکنواخت ورق در شعاع داخلی زانو شود و نقطه ضعفی برای شروع ترکخوردگی تحت لرزش ایجاد کند.
اهمیت پوشش سطحی در طول عمر تحت ارتعاش
پوشش سطحی سینی کابل (مانند گالوانیزه گرم یا پوشش پودری) علاوه بر محافظت در برابر خوردگی، میتواند بر خواص مکانیکی ماده نیز تأثیر بگذارد. در سینیهایی که تحت لرزشهای شدید قرار دارند، هرگونه نقص یا ترک در پوشش میتواند محلی برای آغاز فرآیند خستگی (Fatigue Failure) باشد. لایههای پوششی باید چسبندگی بالایی داشته باشند تا در اثر تنشهای برشی ناشی از ارتعاش، پوسته پوسته نشده و ساختار اصلی را در معرض عوامل محیطی قرار ندهند.
الزامات استانداردسازی برای سیستمهای مقاوم در برابر لرزش
برای کاربردهای حیاتی مانند مناطق لرزهخیز یا نزدیکی تجهیزات دوار، استانداردهای بینالمللی (مانند مشخصات خاص لرزهای) ایجاب میکنند که سینیهای کابل مورد استفاده، تستهای لرزشی مشخصی را پشت سر بگذارند. این تستها شامل شبیهسازی دامنه و فرکانسهای مورد انتظار است تا اطمینان حاصل شود که زانوها و اتصالات قادر به تحمل این شرایط برای مدت زمان طراحی شده هستند. رعایت این استانداردها یک عامل تعیینکننده در انتخاب تامینکنندگان معتبر است.
جمع بندی
به طور خلاصه، زانوی سینی کابل ذاتاً یک نقطه ضعف بالقوه در برابر لرزش است که نیاز به طراحی، نصب و نگهداری ویژهای دارد. مقاومت آن تابعی از متریال، کیفیت اتصالات و ساپورتبندی است. برای تضمین عملکرد در محیطهای پرارتعاش، اکیداً توصیه میشود که از محصولات با کیفیت ساخت بالا استفاده شود و محاسبات دقیق برای فاصله ساپورتها انجام گیرد. شرکت سینی کابل سمنان همواره بر اهمیت این ملاحظات دقیق مهندسی برای تضمین طول عمر و ایمنی انتقال کابلها تأکید دارد.
