بهمن
اتصال لوله
مقدمه
کوپلینگ‌های لوله در منبع آب، اجزای مهم سیستم لوله کشی هستند که امکان اتصال چندین لوله به هم را فراهم می‌کنند. اتصالات لوله در اشکال و اندازه های مختلفی وجود دارد و انتخاب آنها بر اساس عواملی مانند اندازه لوله، مواد و فشار جریان است. محل اتصال لوله باید بتواند در برابر فشار هر لوله مقاومت کند.
از آنجا که بخش‌های طولانی تر خط لوله تمایل به خم شدن دارند، اتصالات خط لوله را تقویت می کنند. اتصالات باید به دقت به هم وصل شوند تا از ایجاد مهر و موم محکم برای جلوگیری از نشتی اطمینان حاصل شود. اتصالات لوله برای هر سیستم لوله کشی ضروری است زیرا یک شبکه لوله نمی تواند طول لوله پیوسته داشته‌باشد.
نوع اتصال لوله مورد استفاده در سیستم لوله کشی باید متناسب با شرایط فشار و دمای آن خط باشد و بر اساس سفتی اتصال و مقاومت مکانیکی در شرایط سرویس (شامل انبساط و انقباض حرارتی) انتخاب شود. ماهیت سیال از نظر خوردگی، فرسایش، اشتعال پذیری و سمیت نیز بررسی شود.
در این مقاله به بسیاری از اتصالات لوله و نحوه استفاده از آنها خواهیم پرداخت.
روش‌های اتصال لوله‌ها
اتصال لوله‌ها به سه روش جوش لب به لب، جوش سوکتی و اتصالات پیچی انجام می شود. برخی دیگر شامل اتصالات لحیم کاری ، اتصالات شیاردار، اتصالات فلنجی و مفاصل فشاری هستند. جوش لبه دار معمولاً در لوله هایی با قطر بیشتر از 2 اینچ استفاده می‌شود زیرا مقرون به صرفه‌است و اتصالات ضد نشتی ایجاد می‌کند. اتصالات فلنج پیچ و مهره ای برای اتصال لوله‌های با قطر بالا به مخازن یا تجهیزات فلنج دار یا در شرایطی که نیاز به تمیز کردن منظم است، استفاده می‌شود. برای اتصال لوله های با قطر کمتر می‌توان از اتصالات رزوه ای یا جوش سوکتی استفاده کرد.
انواع اتصالات لوله
در ادامه به بسیاری از اتصالات لوله در یک سیستم لوله کشی پرداخته شده است.
1- اتصال رزوه ای
لوله‌های رزوه دار به وسیله پیچ کردن به هم متصل میشوند.
یک لوله دارای رزوه های داخلی است، در حالی که لوله دیگر دارای رزوه هایی در خارج است. لوله‌های چدن ، مس ، پی وی سی و لوله G.I می توانند دارای رزوه باشند و با اتصال رزوه ای به هم وصل شوند.
اتصالات رزوه ای در اندازه های مختلف از 6 میلی متر تا 300 میلی متر موجود است. این نوع اتصال برای محیط‌های کم فشار و دمای پایین مناسب میباشند. انبساط حرارتی می‌تواند باعث انبساط و نشت اتصالات در مکان‌های با دمای بالا شود. اتصالات رزوه ای برای نصب ساده هستند، اما نیاز به نگهداری منظم دارند.
2- لحیم کاری
لحیم کاری لوله نیز مشابه لحیم کاری قطعات است، اما تنها تفاوت آن در دمای کاری است که فلز پرکننده زیر دمای 840 درجه سانتیگراد ذوب می‌شود. از لحیم کاری برای اتصال لوله‌های مس و آلیاژ مس استفاده می‌شود. قبل از شروع به کار لحیم کاری، خمیر مخصوص را روی لوله‌ها و اتصالات اعمال می‌کنیم تا از اکسید شدن آنها در اثر شعله جلوگیری شود. برای انجام این کار نیاز به نیروی‌های متخصص است.
3- مفصل لحیم‌کاری‌شده
لحیم‌کاری تکنیک اتصال لوله‌ها با مواد پرکننده مذاب در دمای بیش از 840 درجه فارنهایت است. لحیم کاری معمولاً برای اتصال لوله‌های مس یا آلیاژ مس استفاده‌می‌شود. قلع که تمایل زیادی به مس دارد، بیشتر مواد پرکننده را تشکیل می‌دهد. قلع به دلیل خاصیت ضعیفی که دارد به مواد دیگری مانند نیکل، بیسموت، نقره و مس اضافه می‌شود.
فلز اصلی باید نقطه ذوب بیشتری نسبت به فلز پرکننده داشته‌باشد. در مقایسه با سایر اتصالات، استحکام مکانیکی اتصال لحیم‌کاری، حداقل است. این نوع اتصال در مکان‌هایی با محدوده دمایی متوسط به خوبی کار می‌کند.
4- مفصل فشاری
اتصال فشاری، نوعی دیگر از روش‌های اتصال است که در آن لوله‌هایی با انتهای ساده، به کمک ماسوره بهم متصل می شوند. در این روش امکان اتصال لوله با قطرهای مختلف وجود دارد. نکته مهم در این نوع اتصال، نصب صحیح اتصالات است چراکه لوله‌ها می بایست فشار حاصل از جریان را تحمل کنند. در غیر این صورت از کار می‌افتند و نشت می‌کنند. اتصالات فشاری در مواد مختلفی وجود دارند و انتخاب اتصالات می تواند بر اساس نیازهای ما باشد.
5- مفصل فلنج دار
برای جریان های پرفشار و لوله‌های با قطر زیاد، از اتصالات فلنجی استفاده‌می‌شود. آنها اغلب برای لوله‌های انتهایی رزوه‌ای یا ساده استفاده میشوند. برای جلوگیری از نشتی، دو جزء فلنج در محل اتصال لوله به هم متصل شده اند.
فلنچ‌ها اغلب از چدن، فولاد یا سایر مواد مستحکم ساخته‌می‌شوند که تحت فشار زیاد از بین نمی‌روند. هنگامی که در معرض دمای بالا قرار می‌گیرند، ممکن‌است، پیچ‌ها به دلیل خزش بشکنند و چسبندگی خود را از دست بدهند. از این رو، نصب صحیح پیچ ضروری است. همچنین می‌توان از آنها برای تعمیر لوله‌ها و انجام تعمیرات معمول استفاده کرد.
6- مفصل شیاردار
در این اتصال، انتهای لوله دارای لبه‌های شیاردار است که یک مهر و موم الاستومری نیز به آن می‌پیوندد و سپس از کوپلینگ‌های شیاردار چدنی شکل‌پذیر به عنوان قفل برای مهر و موم لاستیکی استفاده‌می‌شود. پیچ ها، کوپلینگ‌های شیاردار را به هم وصل می‌کنند. این اتصالات به سادگی در کنار هم قرار می‌گیرند و هزینه‌ای ندارند.
اتصالات شیاردار، مقاومت فشار قوی را، در حالی که امکان حرکت محوری متوسط را به دلیل انبساط حرارتی فراهم می‌کنند، ایجاد می‌کنند. با این حال، درزگیر الاستومری ممکن‌است استحکام خود را در مناطق با دمای بالا از دست بدهد و در نتیجه شکست پیچشی ایجاد شود. در نتیجه، از این نوع اتصال می‌توان در مناطقی که درجه حرارت متوسط است استفاده‌کرد. اتصالات شیاردار به راحتی قابل جدا شدن هستند، که این ویژگی آنها را به انتخاب بهتری برای نگهداری لوله تبدیل می‌کند.
7- اتصال جوشی سوکتی
هر جا که خطر نشت در اتصالات زیاد باشد، از اتصالات جوشی سوکتی استفاده‌می‌شود.در این حالت، لوله ها، با قرار دادن یکی در دیگری و جوشکاری در اطراف محل اتصال، همانطور که در زیر مشاهده‌می‌شود، به یکدیگر متصل میشوند. ممکن‌است این نوع از اتصال، با لوله هایی با اندازه های مختلف نیز انجام شود.
جوشکاری اغلب ارزانتر از جوش لب به لب است. در مقایسه با اتصالات جوش لب به لب، اتصالات جوشی سوکت مقاومت کمتری دارند. با این حال، اتصالات جوشی سوکت نتایج بهتری را در مقایسه با سایر اتصالات مکانیکی ایجاد‌می‌کنند.
8- اتصال لب به لب جوشی
زمانی که قطر لوله‌ها یکسان باشد، برای اتصال آنها از جوش لب به لب استفاده می‌شود. جوش لب به لب متداول ترین روش جوشکاری است. سیستم‌های لوله‌کشی تجاری و صنعتی بزرگ اغلب از این اتصالات استفاده‌می‌کنند.
به دلیل سطح صاف و پیوسته داخل اتصال، جوش لب به لب استحکام مفصلی فوق العاده‌ای را ارائه می‌دهد و می‌تواند فشار بالا را تحمل کند. حلقه‌های پشتی جوش داخلی، که لوله را با مواد پرکننده کمتری به هم متصل می‌کنند، گهگاه برای موثرتر کردن اتصالات جوش لب به لب، استفاده میشوند. با این حال، این حلقه‌ها ممکن‌است تحت فشار شدید فرو بریزند و ترک‌هایی ظاهر شود.
اتصالات لوله در کجا استفاده می شود؟
زانویی برای تغییر جهت لوله به میزان 45 یا 90 درجه استفاده‌می‌شود که می‌تواند شعاع کوچک یا طولانی تری داشته‌باشد.
خم لوله برگشتی برای تغییر جهت لوله به میزان 180 درجه استفاده می‌شود.
کاهنده‌ها برای کاهش اندازه لوله استفاده‌می‌شوند، چراکه زمانی که دو لوله بزرگتر را به هم متصل می‌کنند،ممکن‌است متحدالمرکز یا غیرعادی باشند.
فلنج‌ها را به انتهای لوله، شیرها و سایر اتصالات متصل می‌کند.
سه راهی یک انشعاب 90 درجه از لوله اصلی ایجاد می‌کند. از انواع آن عبارتند از: سه راهی‌های راسته، سه راهی‌های کاهنده و سه راهی‌های نابرابر.
سه راهی جانبی که به عنوان سه راهی Wye نیز شناخته می‌شود، دارای شاخه ای با زاویه ی 45 درجه یا زاویه دیگری‌است (اما 90 درجه نیست). این تجهیز، امکان اتصال لوله دیگری را در آن زاویه فراهم می‌کند که اصطکاک و تلاطم را کاهش می‌دهد.
اتصالات لوله چهار طرفه دارای یک ورودی و سه خروجی یا بالعکس هستند که به عنوان اتصال متقاطع شناخته می‌شود.
درپوش لوله برای پوشاندن انتهای لوله‌ها استفاده می‌شود.