اتصالات لوله

اتصالات لوله (به ویژه انواع غیر معمول) برای نصب و راه اندازی به پول، زمان، مواد و ابزار نیاز دارند و بخش مهمی از سیستم های لوله کشی صنعتی و لوله کشی خانگی هستند.

از نظر فنی، شیرهای صنعتی جزئی از اتصالات لوله می باشند، اما معمولا به طور جداگانه مورد بحث قرار می گیرند. زانو جوشی
استانداردهای لوله و لوله کشی

طراحی و اجرای لوله کشی بر اساس استانداردهای مشخصی صورت می گیرد. این استانداردها توسط سازمانهای زیر مشخص می گردد:

ASME: انجمن مهندسین مکانیک آمریکا
A112.19.1 استانداردهای لوله کشی تجهیزات چدنی و فولادی
A112.19.2 استاندارد تجهیزات لوله کشی سرامیکی
ASTM بین‌المللی: انجمن آمریکایی برای آزمایش متریال
API: موسسه نفت آمریکا
AWS: انجمن جوشکاری آمریکا
AWWA: انجمن کار آب آمریکا
MSS: انجمن استانداردسازی سازندگان
ANSI: موسسه استانداردهای ملی آمریکا
NFPA: انجمن ملی حفاظت از آتش
EJMA: انجمن گسترش سازندگان اتصالات
CGA: انجمن گاز فشرده
PCA: کد لوله کشی استرالیا

لوله ها باید مطابق با الزامات ابعادی زیر باشند:

ASME B36.10M: لوله فولادی فرفورژه جوش داده شده و بدون درز
ASME B36.19M: لوله فولادی ضد زنگ
ASME B31.3 2008: فرآیند لوله کشی
ASME B31.4 XXXX: لوله کشی برق

مواد سازنده لوله و اتصالات لوله

اصولا انتخاب لوله بر اساس موادی است که لوله با آن تولید می شود. مواد مورد استفاده برای ساخت لوله عبارتند از:

کربن (CS) و فولاد گالوانیزه
کربن استیل با تست ضربه (ITCS)
کربن استیل با دمای پایین (LTCS)
فولاد ضد زنگ (SS)
آهن چکش خوار
فولاد کروم مولیبدن (آلیاژی) (به طور کلی برای خدمات در دمای بالا استفاده می شود)
فلزات غیرآهنی (شامل مس ، اینکونل ، اینکولوی و مس نیکل )
غیر فلزی (شامل آکریلونیتریل بوتادین استایرن (ABS)، پلاستیک تقویت شده با الیاف (FRP)، پلی وینیل کلرید (PVC)، پلی وینیل کلرید کلردار (CPVC)، پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) و شیشه سخت شده ؛

نکته: پلی بوتیلن اکنون در آمریکای شمالی به دلیل قابلیت اطمینان بسیار پایین، ممنوع است، اما استفاده می شود. زانو مانیسمان

مواد سازنده اتصالات لوله کشی اغلب همان مواد به کار برده شده در لوله ای است که به آن متصل می گردد مانند مس، فولاد، پی وی سی، سی پی وی سی یا ای بی اس.

در صورت لزوم، هر ماده ای که توسط قوانین لوله کشی، بهداشتی یا ساختمانی مجاز است، ممکن است استفاده شود، اما باید با سایر مواد موجود در سیستم انتقال سیالات، دما، فشار داخل و خارج سیستم سازگار باشد. اتصالات برنجی یا برنزی در لوله کشی مسی رایج است.

مقاومت در برابر آتش، مقاومت در برابر زلزله، ناهمواری مکانیکی، مقاومت در برابر سرقت و سایر عوامل نیز بر انتخاب لوله و مواد اتصال تأثیر می‌گذارند.
نر و مادگی ( جنسیت )

معمولاً برای ایجاد اتصال، لوله وارد اتصالات لوله می شود. به رابط‌ها یک جنسیت اختصاص داده می‌شود که به اختصار M یا F ( ماده یا نر ) نامیده می‌شود. مانند رابط ان پی تی ۳/۴ اینچ ماده ، که یک اتصال نر (در این مورد نیز NPT) متناظر با همان اندازه و استاندارد خواهد داشت. بوشن آلفا
انواع اتصالات لوله کشی رایج

در این بخش اتصالات لوله عمدتاً مورد استفاده در سیستم‌های لوله‌کشی تحت فشار مورد بحث قرار می‌گیرد، اگرچه همپوشانی هایی با اتصالات لوله کشی سیستم‌های کم فشار یا بدون فشار وجود دارد. در بخش های بعدی به بیان اتصالات تخصصی در حوزه لوله کشی فشار قوی خواهیم پرداخت:
آداپتور
آداپتورهای انبساط از انواع اتصالات لوله
آداپتورهای انبساط
• آداپتورهای اتصال مکانیکی (MJ) از انواع اتصالات لوله کشی
آداپتورهای اتصال مکانیکی (MJ)
آداپتورهای سر ستون از انواع اتصالات لوله
آداپتورهای سر ستون
آداپتورهای فلنجی از انواع اتصالات در لوله کشی
آداپتورهای فلنجی
قرقره های آداپتور در اتصالات لوله کشی
قرقره های آداپتور یا قرقره های متقاطع
آداپتورهای تبدیل رزوه در انواع اتصالات لوله
آداپتورهای تبدیل رزوه های NPT به BSP
انواع آداپتور

به طور کلی، آداپتور در لوله کشی، ۲ قسمت غیر مشابه را به هم متصل می کند. این اصطلاح معمولاً به:

اتصالاتی که لوله‌هایی با جنس متفاوت را به هم متصل می‌کند، از جمله:
آداپتورهای انبساط که دارای یک بخش انعطاف پذیر برای جذب انبساط یا انقباض از دو لوله غیر مشابه هستند.
آداپتورهای اتصال مکانیکی (MJ) لوله پلی اتیلن را به لوله های دیگر متصل می کند.
آداپتورهای سر ستون که مانند آداپتورهای مفصل مکانیکی هستند اما حاوی یک حلقه پشتیبان فولادی ضد زنگ هستند تا یک مهر و موم مثبت را در برابر فلنج جفت نگه دارند.
آداپتورهای فلنجی که با همجوشی لب به لب به لوله پلی اتیلن متصل می شوند و اجازه می دهند لوله یا اتصالات فلنجی دیگری روی آن پیچ شود.
اتصالاتی که لوله هایی با قطرها، جنس ها یا رزوه های مختلف را به هم متصل می کند
قرقره های آداپتور (که به آن قرقره های متقاطع نیز می گویند) که در میدان های نفتی و کنترل فشار استفاده می شود، دارای قطرها، درجه بندی فشار یا طرح های مختلف در هر انتها هستند
آداپتورهایی برای تبدیل رزوه های لوله NPT به BSP در دسترس هستند
اتصالاتی که لوله های رزوه ای و غیر رزوه ای را به هم متصل می کند

واشر
واشر در اتصالات لوله کشیواشر

واشرها برای آب بندی فلنج استفاده می شوند و همانند مهر و موم های حلقه ای شکل هستند. واشرها در ساختار، مواد سازنده و ویژگی ها با یکدیگر متفاوت هستند. رایج ترین واشرهای مورد استفاده، واشر های غیر فلزی (ASME B 16.21)، مارپیچی (ASME B 16.20) و حلقه ای (ASME B 16.20) می باشند.

واشرهای مارپیچی همراه فلنج های برجسته، واشرهای غیر فلزی همراه فلنج های صاف یا برجسته و واشرهای حلقه ای همراه فلنج های مفصلی حلقه ای (آر تی جی) استفاده می گردند. هنگام پیچ کردن واشر به فلنج فشاری ایجاد می گردد که منجر به تغییر شکل پلاستیکی واشر می شود.
زانویی
زانو درزدار | زانو جوشی درزدار 90 درجهزانویی

یکی از پرمصرف ترین انواع اتصالات در لوله کشی، زانویی می باشد.یک زانویی در اتصالات لوله کشی بین دو لوله نصب می شود تا امکان تغییر جهت را فراهم کند، معمولاً در زاویه های ۹۰ درجه یا ۴۵ درجه و ۱۸۰ درجه یا یو و ۲۲.۵ درجه تولید می گردد. دو سر زانویی برای جوش لب به لب ،ماشینکاری ( به اصطلاح پخ ) می شود.

در صورتی که سایز دو سر زانویی با یکدیگر متفاوت باشد، به آن زانو تبدیلی گفته می شود. در صورتی که سر زانویی دارای رزوه باشد به آن زانو دنده ای گفته می شود.

یک نوع از دسته بندی زانوها بر اساس طول آنها می باشد. شعاع انحنای زانویی شعاع بلند (LR)، ۱.۵ برابر قطر لوله است، اما زانویی با شعاع کوتاه (SR)، شعاعی برابر با قطر لوله دارد. زانویی شعاع کوتاه، معمولاً در سیستم های تحت فشار استفاده می شوند.

کاربرد زانویی شعاع بلند در سیستم‌های کم فشار و مکانهایی که در آن نوسانات کم و رسوب جامدات خیلی نگران کننده نیست، استفاده می‌شود. آنها در آکریلونیتریل بوتادین استایرن (پلاستیک ABS)، پلی وینیل کلرید (PVC)، پلی وینیل کلرید کلردار (CPVC) و مس موجود هستند و در سیستم های DWV ، فاضلاب و سیستم های خلاء مرکزی استفاده می شوند.

کوپلینگ
کوپلینگ ترمز داردر انواع اتصالات لوله کشی
کوپلینگ ترمز دار
کوپلینگ لغزنده در اتصالات لوله
کوپلینگ لغزنده
انواع کوپلینگ در اتصالات لوله

نوع دیگر از اتصالات لوله، کوپلینگ می باشد که دو لوله را به هم متصل می کند. اگر اندازه دو لوله متفاوت باشد، کوپلینگ تبدیلی ( ریدیوسر یا آداپتور ) اتصال را انجام میدهد.

۲ نوع کوپلینگ وجود دارد: “ترمزدار” و “لغزنده”. داخل یک کوپلینگ ترمزدار دارای یک برجستگی کوچک است تا از وارد شدن بیش از حد لوله از یک سمت و در نتیجه وارد نشدن لوله دوم از سمت دیگر (که منجر به اتصال نامطمئن می شود) جلوگیری کند.

کوپلینگ لغزنده که گاهی اوقات کوپلینگ تعمیری نیز نامیده می‌شود، عمداً بدون این توقف داخلی ساخته می‌شود. این کوپلینگ قادر است در مکان‌های باریک، مانند تعمیر لوله‌ای که به دلیل خوردگی، ترکیدگی یا یخ‌زدگی دارای نشتی کوچک است، در جای خود قرار گیرد. از آنجایی که در کوپلینگ لغزشی برجستگی داخل لوله وجود ندارد تا از ورود بیش از حد لوله جلوگیری کند، این وظیفه نصاب است که مکان نهایی کوپلینگ لغزشی را به دقت اندازه گیری کند تا از قرارگیری صحیح آن اطمینان حاصل کند.
مهره ماسوره
مهره ماسوره در اتصالات لولهمهره ماسوره

مهره ماسوره نیز از انواع اتصالات لوله است که دو لوله را به هم متصل می کند، اما کاملا با کوپلینگ متفاوت است. بر خلاف کوپلینگ که برای تعمیر و نگهداری در آینده، نیاز به جوش، لحیم کاری یا چرخش دارد (برای کوپلینگ های رزوه ای)، یک مهره ماسوره، به راحتی امکان اتصال و قطع را برای چندین بار فراهم می کند.

مهره ماسوره از ۳ قسمت تشکیل شده است:

یک مهره
یک انتهای ماده
یک انتهای نر

هنگام اتصال انتهای ماده و نر به هم، مهره با فشار دادن محکم دو سر به یکدیگر، محل اتصال را می بندد. مهره ماسوره ها نوعی کانکتور فلنجی بسیار فشرده هستند.

مهره ماسوره های دی الکتریک
مهره ماسوره های دی الکتریک در اتصالات لوله کشیمهره ماسوره های دی الکتریک

با عایق دی الکتریک، فلزات غیر مشابه (مانند مس و فولاد گالوانیزه) را برای جلوگیری از خوردگی گالوانیزه جدا می کنند. هنگامی که دو فلز غیرمشابه با یک محلول رسانای الکتریکی مانند آب در تماس باشند، یک جفت الکتروشیمیایی را تشکیل می‌دهند که با الکترولیز ولتاژ تولید می‌کند. هنگامی که فلزات در تماس مستقیم با یکدیگر هستند، جریان الکتریکی، یون های فلزی را از یک فلز به فلز دیگر حرکت می دهد. در نتیجه یک فلز حل شده و روی فلز دیگر انباشته می گردد و رسوب ایجاد می شود. مهره ماسوره دی الکتریک، مسیر الکتریکی را با یک آستر پلاستیکی بین دو نیمه آن، می شکند و خوردگی را محدود می کند.
مهره ماسوره چرخشی
مهره ماسوره چرخشی در انواع اتصالات لوله کشیمهره ماسوره چرخشی

در این نوع مهره ماسوره، همزمان که امکان چرخش یکی از قطعات متصل وجود دارد، قابلیت جلوگیری از نشت نیز وجود دارد.
نیپل

نیپل یک لوله کوتاه است که معمولاً از فولاد ، برنج، پلی وینیل کلرید کلردار (CPVC) یا مس (گاهی اوقات مس بدون رزوه) با رزوه نر ساخته شده است، که دیگر اتصالات لوله را به هم متصل می کند. نیپل معمولاً برای لوله کشی و شلنگ ها استفاده می شود.

تبدیل

یک تبدیل یا ریدیوسر اندازه لوله را از سایز بزرگتر به کوچکتر کاهش می دهد، این کاهش بر معیار قطر داخلی صورت میگیرد. از طرف دیگر، تبدیل ممکن است به هر اتصالی که باعث تغییر در قطر لوله شود اشاره کند. این تغییر سایز ممکن است برای برآوردن الزامات جریان هیدرولیکی سیستم یا انطباق با لوله‌های موجود با اندازه‌های مختلف انجام شود. طول تبدیل معمولا مساوی با میانگین قطر لوله بزرگتر و کوچکتر است. اگرچه تبدیل ها معمولاً متحدالمرکز هستند، در صورت نیاز از تبدیل های خارج از مرکز برای حفظ سطح بالا یا پایین لوله استفاده می‌شود.

بسته به عدد ماخ جریان، می توان از یک تبدیل به عنوان نازل یا دیفیوزر استفاده کرد.

بوش دو ضربه خورده
بوش دو ضربه ای در اتصالات لولهبوش دو ضربه ای

بوش دو ضربه ای نوعی از اتصالات لوله است که به عنوان کاهنده عمل می کند. دور داخلی و بیرونی بوش دو ضربه خورده رزوه می شود. مانند یک کاهنده، یک بوش دو ضربه ای دارای دو رزوه با اندازه های مختلف است.

یک بوش دو ضربه ای نسبت به یک کاهنده فشرده تر است، اما به انعطاف پذیری آن نیست. یک بوش دو ضربه ای، یک اتصال متحد المرکز است که سمت کوچکتر آن، رزوه ماده و سمت بزرگتر آن رزوه نر دارد ، در حالیکه یک تبدیل ممکن است. انتهای بزرگ و کوچک از یک جنس داشته باشد.
بوش های کاهش دهنده در اتصالات لولهبوش های کاهش دهنده

اتصالات لوله مشابهی برای نازک کاری وجود دارد. که “ضربه خورده” نیستند و آنها را بوش های کاهش دهنده می نامند.