تحليل اهتزاز الأنابيب

يُقاس اهتزاز الأنابيب باستخدام أدوات خاصة مثل مقياس التسارع أو محول السرعة، والذي يُثبّت على سطح الأنبوب. تسجل هذه المستشعرات الاهتزاز (التسارع أو السرعة أو الإزاحة). وعمومًا، تُحلل البيانات باستخدام تحويل فورييه السريع (FFT) لتحديد التردد والسعة.

تُوجّه العديد من معايير الصناعة تقييمات اهتزازات الأنابيب، بما في ذلك:

• إرشادات معهد الطاقة (EI 2008/2022) للأنابيب ذات القطر الصغير والأنابيب الرئيسية.
• API 618 وAPI 674 للمضخات الترددية والطاردة المركزية.
• الملحق F من معيار ASME B31.3 لتحليل الاهتزازات القائم على التصميم.

توفر هذه المعايير معايير قبول تستند إلى سعة الاهتزاز وتردده وتصميم الأنابيب.

يمكن أن يحدث اهتزاز الأنابيب عبر نطاق تردد واسع:

• التردد المنخفض (0-20 هرتز):يحدث عادةً بسبب عدم التوازن الميكانيكي، أو الآلات الترددية، أو الارتفاع المفاجئ في الضغط.
• التردد المتوسط ​​(20-200 هرتز):يرتبط غالبًا بالقوى الناتجة عن السوائل، أو الإثارة الصوتية، أو الرنين الهيكلي.
• التردد العالي (أكثر من 500 هرتز):يرتبط عادةً بالاهتزاز الناتج عن الصوت (AIV)، خاصةً بالقرب من تفريغ صمامات الأمان/صمامات تخفيف الضغط.

يتم تحليل الاهتزاز باستخدام مجموعة من:

• القياسات الميدانية (مقاييس التسارع، ومقاييس الإجهاد، ومستشعرات الضغط)
• معالجة الإشارات (تحويل فورييه السريع، وتحليل شكل الموجة الزمنية)
• التحليل العددي للعناصر النمطية والتوافقية (لتحديد الترددات الطبيعية وأشكال الأنماط)
• أدوات المحاكاة مثل CAESAR II وANSYS وAFT Impulse وAutoPIPE لتقييمات الاستجابة الديناميكية.