اتصالات
طول لوله ها در اکثر مواقع محدود است و برای رسیدن به طول مناسب نیاز به اتصال لوله ها به یکدیگر داریم. برخی از رایج ترین انواع اتصالات لوله عبارتند از: سوکت یا اتصال کوپلر (Socket or a coupler Joint) اتصال نیپل (Nipple Joint) اتصال یونیون (Union Joint) اتصال اسپیگوت و سوکت (Spigot and Socket Joint) مفصل انبساط (Expansion Joint) مفصل فلنج دار (Flanged Joint) اتصال لوله هیدرولیک (Hydraulic pipe Joint) تمامی اتصالات فوق در یک جهت مستقیم به یکدیگر متصل می شود. اما گاهی اوقات نیاز به چرخش های زاویه ای، کاهش سطح مقطع یا به تقسیم شدن به چند شاخه داریم. اتصالات زیر در این شرایط کمک خواهند کرد. اتصالات لوله زانویی (با چرخش های زاویه ای متفاوت) خم های اتصال چند شاخه ( دو راهی، سه راهی، چهار راهی) انواع کاهنده ها اتصالات لوله براساس کاربرد اتصالات لوله کاربردهای گوناگونی دارند. برای آشنایی با هر یک از انواع اتصالات لوله و کاربرد آنها با ما همراه باشید. زانویی لوله (Elbow) زانویی بیش از سایر اتصالات لوله استفاده می شود. زانویی امکان تغییر جهت لوله فراهم می کند. زانویی عمدتاً در دو نوع استاندارد 90 درجه و 45 درجه موجود است. با این حال، می توان آن را به هر درجه دیگری برش داد. زانویی ها در دو نوع شعاع کوتاه (1D) و شعاع بلند (1.5D) موجود هستند. زانویی 90 درجه (90 Degree Elbow) زانویی 90 درجه به گونه ای تعبیه شده است تا جهت لوله را 90 درجه تغییر دهد. این زانویی به شکل شعاع بلند و کوتاه موجود است. زانویی 45 درجه (45 Degree Elbow) زانویی 45 درجه به گونه ای تعبیه شده است تا جهت لوله را 45 درجه تغییر دهد. زانویی شعاع بلند (Long Radius Elbow) در زانویی با شعاع بلند، شعاع خط مرکزی 1.5 برابر اندازه اسمی لوله است یا می توان گفت 1.5 برابر قطر لوله است. به طور معمول از زانویی با شعاع بلند در لوله کشی استفاده می شود زیرا افت فشار در مقایسه با زانویی با شعاع کوتاه کمتر است. هنگام استفاده از زانویی شعاع بلند به فضای بیشتری نسبت به یک زانویی شعاع کوتاه نیاز است. زانویی شعاع کوتاه (Short Radius Elbow) در زانویی شعاع کوتاه، شعاع خط مرکزی همان اندازه اسمی لوله است یا می توان گفت برابر قطر لوله است. زانویی های شعاع کوتاه در فضاهای محدود استفاده می شود. اما به دلیل تغییر ناگهانی جهت جریان، افت فشار بالایی دارد. زانویی کاهنده (Reducing Elbow) زانویی کاهنده 90 درجه برای تغییر جهت و همچنین کاهش اندازه لوله در یک سیستم لوله کشی طراحی شده است. زانویی کاهنده یک اتصال لوله را حذف می کند و جوشکاری را بیش از یک سوم کاهش می دهد. همچنین کاهش تدریجی قطر در سرتاسر قوس زانوی کاهنده مقاومت کمتری در برابر جریان ایجاد میکند و اثر تلاطم جریان و فرسایش داخلی بالقوه را کاهش میدهد. این ویژگی ها از افت فشار قابل توجه در خط لوله جلوگیری می کند. خم لوله (Pipe Bend) خم های خط لوله با شعاع بلند در خطوط انتقال سیال که نیاز به پیگینگ (pigging) دارند استفاده می شود. خم لوله به دلیل داشتن شعاع طولانی و تغییر جهت ملایم، افت فشار بسیار کمتری دارد و جریان روان سیال و پیگ امکان پذیر است. خم لوله های 3 بعدی و 5 بعدی در بازار موجود هستند. خم مایتر (Miter Bend) خم مایتر از اتصالات استاندارد لوله نیست، این خم از خود لوله ها ساخته می شود. معمولا از آنها برای سایز 10 اینچ و بالاتر استفاده می شود زیرا زانویی سایز بزرگ بسیار گران است. استفاده از خم مایتر محدود به خطوط انتقال آب کم فشار است. خم مایتر خم را می توان در 2، 3 و 5 قطعه ساخت. خم برگشتی یا زانویی 180 درجه (Returns – 180 Degree Elbow) از زانویی های برگشتی برای تغییر جهت 180 درجه استفاده می شود. این نوع اتصالات لوله در ابعاد کوتاه و بلند موجود است. زانویی برگشتی در کویل های گرمایشی، مبدل حرارتی، دریچه مخزن و غیره استفاده می شود. اتصال تی یا سه راهی (Pipe Tee) سه راهی لوله برای توزیع یا جمع آوری سیال از لوله ها استفاده می شود. سه راهی در واقع یک قطعه لوله کوتاه با یک شاخه 90 درجه در مرکز است. دو نوع سه راهی برای لوله کشی استفاده می شود، سه راهی مساوی / مستقیم و سه راهی کاهنده / نابرابر. سه راهی مستقیم (Straight Tee) در سه راهی مستقیم، قطر انشعاب به اندازه قطر لوله است. سه راهی کاهنده (Reducing Tee) در سه راهی کاهنده، قطر انشعاب از قطر لوله کمتر است. سه راهی سه بعدی یا اسپریکر (Barred Tee) سه راهی اسکریپر دارای نوارهایی است که داخل آن جوش داده شده تا از ورود ناخالصی و پیگمنت به انشعاب جلوگیری کند. سه راهی جانبی (Wye Tee / Lateral) در این نوع سه راهی، شاخه آن در زاویه 45 درجه یا زاویه ای غیر از 90 درجه قرار گرفته است. سه راهی جانبی این امکان را ایجاد می کند تا یک لوله با زاویه 45 درجه به لوله دیگر متصل شود. این نوع سه راهی اصطکاک و تلاطم سیال را کاهش می دهد که جریان را آرام می کند. تبدیل یا کاهنده های لوله (Pipe Reducers) کاهنده لوله، سایز لوله را تغییر می دهد. دو نوع کاهش دهنده در پایپینگ استفاده می شود. کاهنده های هم مرکز یا Concentric و کاهنده های غیر هم مرکز یا Eccentric درپوش لوله (Pipe Caps) از درپوش برای پوشاندن انتهای لوله استفاده می شود. از درپوش ها برای انتهای سیستم لوله کشی استفاده می شود. همچنین در سر (هد) لوله کشی برای اتصالات بعدی استفاده می شود. فلنج انتهایی (Stub Ends) این نوع فلنج، به صورت لب به لب به لوله جوش داده می شود. این قطعه در اصل فلنج است اما تحت استاندارد ASME B16.9 است به همین دلیل به عنوان اتصالات لوله در نظر گرفته می شود. مهره ماسوره (Piping Union) از مهره ماسوره به عنوان جایگزینی برای اتصال فلنج در لوله کشی با سوراخ کوچک کم فشار استفاده می شود. به ویژه در مواردی که لوله ها نیاز به جداسازی دارند. انتهای اتصالات می توانند رزوه ای یا سوکتی باشند. این اتصالات لوله شامل سه قطعه است: یک مهره، یک مادگی و یک انتهای نر. هنگامی که دو سر نر و ماده به هم متصل می شوند، مهره فشار لازم برای آب بندی اتصال را فراهم می کند. کوپلینگ لوله (Pipe Coupling) سه نوع کوپلینگ لوله در بازار وجود دارد کوپلینگ کامل نیمه کوپلینگ کوپلینگ کاهنده کوپلینگ کامل (Full Coupling) کوپلینگ کامل برای اتصال لوله های با سوراخ کوچک استفاده می شود. همچنین برای اتصال لوله سوئج یا نیپل نیز استفاده می شود. انتهای آن به شکل رزوه یا سوکت است. نیمه کوپلینگ (Half Coupling) نیمه کوپلینگ برای انشعاب های کوچک از یک لوله بزرگ استفاده می شود. نیمه کوپلینگ می تواند از نوع رزوه ای یا سوکتی باشد. گاهی یک طرف آن سوکت و انتهای دیگر رزوه ای است. کوپلینگ کاهنده (Reducing Coupling) کوپلینگ کاهنده برای اتصال دو لوله با اندازه مختلف استفاده می شود. این نوع کوپلینگ مانند یک کاهنده هم مرکز است که خط مرکزی لوله را حفظ می کند اما اندازه کوچکتری نسبت به کاهنده دارد. نیپل یا لوله دو سر رزوه (Pipe Nipple) نیپل یک قطعه کوتاه از لوله است که در هر دو انتها یا یک سر آن یک رزوه وجود دارد. از نیپل برای بهم وصل کردن دو قطعه از اتصالات لوله استفاده می شود. از نیپل برای اتصال لوله ها، شیلنگ ها و شیرها نیز استفاده می شود. نیپل ها اغلب در لوله کشی کم فشار کاربرد دارند. انواع اتصالات لوله براساس جنس مواد گوناگونی برای تهیه اتصالات لوله استفاده می شوند. رایج ترین مواد برای ساخت اتصالات لوله عبارتند از: فلزاتی مانند آلومینیوم برنج برنز کربن فولاد زنگ نزن چدن تیتانیوم زیرکونیوم لاستیک و پلاستیک مانند EPDM CPVC الاستومر نایلون پلی اتیلن (PE) پلی پروپیلن (PP) تفلون PTFE پلی وینیل کلرید (PVC ) سایر مواد مانند سرامیک خاک رس یا خاک رس شیشه ای بتن فایبرگلاس یا کامپوزیت شیشه خلاصه اتصالات لولهکشی یکی از مهمترین اجزای سیستمهای تأمین آب، فاضلاب و صنایع مختلف هستند. این اتصالات لوله نقشی کلیدی در متصل کردن بخشهای مختلف لولهها، تغییر مسیر جریان، تقسیم جریان، یا تغییر سایز لولهها دارند. آشنایی با انواع اتصالات لوله و کاربردهای هرکدام به مهندسان و تکنسینها کمک میکند تا سیستمهایی کارآمد و با دوام طراحی و اجرا کنند.
توضیحات طول لوله ها در اکثر مواقع محدود است و برای رسیدن به طول مناسب نیاز به اتصال لوله ها به یکدیگر داریم. برخی از رایج ترین انواع اتصالات لوله عبارتند از:
سوکت یا اتصال کوپلر (Socket or a coupler Joint)
اتصال نیپل (Nipple Joint)
اتصال یونیون (Union Joint)
اتصال اسپیگوت و سوکت (Spigot and Socket Joint)
مفصل انبساط (Expansion Joint)
مفصل فلنج دار (Flanged Joint)
اتصال لوله هیدرولیک (Hydraulic pipe Joint)
تمامی اتصالات فوق در یک جهت مستقیم به یکدیگر متصل می شود. اما گاهی اوقات نیاز به چرخش های زاویه ای، کاهش سطح مقطع یا به تقسیم شدن به چند شاخه داریم. اتصالات زیر در این شرایط کمک خواهند کرد.
اتصالات لوله زانویی (با چرخش های زاویه ای متفاوت)
خم های اتصال چند شاخه ( دو راهی، سه راهی، چهار راهی)
انواع کاهنده ها
اتصالات لوله براساس کاربرد
اتصالات لوله کاربردهای گوناگونی دارند. برای آشنایی با هر یک از انواع اتصالات لوله و کاربرد آنها با ما همراه باشید.
زانویی لوله (Elbow) زانویی بیش از سایر اتصالات لوله استفاده می شود. زانویی امکان تغییر جهت لوله فراهم می کند. زانویی عمدتاً در دو نوع استاندارد 90 درجه و 45 درجه موجود است. با این حال، می توان آن را به هر درجه دیگری برش داد. زانویی ها در دو نوع شعاع کوتاه (1D) و شعاع بلند (1.5D) موجود هستند.
زانویی 90 درجه (90 Degree Elbow) زانویی 90 درجه به گونه ای تعبیه شده است تا جهت لوله را 90 درجه تغییر دهد. این زانویی به شکل شعاع بلند و کوتاه موجود است.
زانویی 45 درجه (45 Degree Elbow) زانویی 45 درجه به گونه ای تعبیه شده است تا جهت لوله را 45 درجه تغییر دهد.
زانویی شعاع بلند (Long Radius Elbow) در زانویی با شعاع بلند، شعاع خط مرکزی 1.5 برابر اندازه اسمی لوله است یا می توان گفت 1.5 برابر قطر لوله است. به طور معمول از زانویی با شعاع بلند در لوله کشی استفاده می شود زیرا افت فشار در مقایسه با زانویی با شعاع کوتاه کمتر است. هنگام استفاده از زانویی شعاع بلند به فضای بیشتری نسبت به یک زانویی شعاع کوتاه نیاز است.
زانویی شعاع کوتاه (Short Radius Elbow) در زانویی شعاع کوتاه، شعاع خط مرکزی همان اندازه اسمی لوله است یا می توان گفت برابر قطر لوله است. زانویی های شعاع کوتاه در فضاهای محدود استفاده می شود. اما به دلیل تغییر ناگهانی جهت جریان، افت فشار بالایی دارد.
زانویی کاهنده (Reducing Elbow) زانویی کاهنده 90 درجه برای تغییر جهت و همچنین کاهش اندازه لوله در یک سیستم لوله کشی طراحی شده است. زانویی کاهنده یک اتصال لوله را حذف می کند و جوشکاری را بیش از یک سوم کاهش می دهد. همچنین کاهش تدریجی قطر در سرتاسر قوس زانوی کاهنده مقاومت کمتری در برابر جریان ایجاد میکند و اثر تلاطم جریان و فرسایش داخلی بالقوه را کاهش میدهد. این ویژگی ها از افت فشار قابل توجه در خط لوله جلوگیری می کند.
خم لوله (Pipe Bend) خم های خط لوله با شعاع بلند در خطوط انتقال سیال که نیاز به پیگینگ (pigging) دارند استفاده می شود. خم لوله به دلیل داشتن شعاع طولانی و تغییر جهت ملایم، افت فشار بسیار کمتری دارد و جریان روان سیال و پیگ امکان پذیر است. خم لوله های 3 بعدی و 5 بعدی در بازار موجود هستند.
خم مایتر (Miter Bend) خم مایتر از اتصالات استاندارد لوله نیست، این خم از خود لوله ها ساخته می شود. معمولا از آنها برای سایز 10 اینچ و بالاتر استفاده می شود زیرا زانویی سایز بزرگ بسیار گران است. استفاده از خم مایتر محدود به خطوط انتقال آب کم فشار است. خم مایتر خم را می توان در 2، 3 و 5 قطعه ساخت.
خم برگشتی یا زانویی 180 درجه (Returns – 180 Degree Elbow) از زانویی های برگشتی برای تغییر جهت 180 درجه استفاده می شود. این نوع اتصالات لوله در ابعاد کوتاه و بلند موجود است. زانویی برگشتی در کویل های گرمایشی، مبدل حرارتی، دریچه مخزن و غیره استفاده می شود.
اتصال تی یا سه راهی (Pipe Tee) سه راهی لوله برای توزیع یا جمع آوری سیال از لوله ها استفاده می شود. سه راهی در واقع یک قطعه لوله کوتاه با یک شاخه 90 درجه در مرکز است.
دو نوع سه راهی برای لوله کشی استفاده می شود، سه راهی مساوی / مستقیم و سه راهی کاهنده / نابرابر.
سه راهی مستقیم (Straight Tee) در سه راهی مستقیم، قطر انشعاب به اندازه قطر لوله است.
سه راهی کاهنده (Reducing Tee) در سه راهی کاهنده، قطر انشعاب از قطر لوله کمتر است.
سه راهی سه بعدی یا اسپریکر (Barred Tee) سه راهی اسکریپر دارای نوارهایی است که داخل آن جوش داده شده تا از ورود ناخالصی و پیگمنت به انشعاب جلوگیری کند.
سه راهی جانبی (Wye Tee / Lateral) در این نوع سه راهی، شاخه آن در زاویه 45 درجه یا زاویه ای غیر از 90 درجه قرار گرفته است. سه راهی جانبی این امکان را ایجاد می کند تا یک لوله با زاویه 45 درجه به لوله دیگر متصل شود. این نوع سه راهی اصطکاک و تلاطم سیال را کاهش می دهد که جریان را آرام می کند.
تبدیل یا کاهنده های لوله (Pipe Reducers) کاهنده لوله، سایز لوله را تغییر می دهد. دو نوع کاهش دهنده در پایپینگ استفاده می شود. کاهنده های هم مرکز یا Concentric و کاهنده های غیر هم مرکز یا Eccentric
درپوش لوله (Pipe Caps) از درپوش برای پوشاندن انتهای لوله استفاده می شود. از درپوش ها برای انتهای سیستم لوله کشی استفاده می شود. همچنین در سر (هد) لوله کشی برای اتصالات بعدی استفاده می شود.
فلنج انتهایی (Stub Ends) این نوع فلنج، به صورت لب به لب به لوله جوش داده می شود. این قطعه در اصل فلنج است اما تحت استاندارد ASME B16.9 است به همین دلیل به عنوان اتصالات لوله در نظر گرفته می شود.
مهره ماسوره (Piping Union) از مهره ماسوره به عنوان جایگزینی برای اتصال فلنج در لوله کشی با سوراخ کوچک کم فشار استفاده می شود. به ویژه در مواردی که لوله ها نیاز به جداسازی دارند. انتهای اتصالات می توانند رزوه ای یا سوکتی باشند. این اتصالات لوله شامل سه قطعه است: یک مهره، یک مادگی و یک انتهای نر. هنگامی که دو سر نر و ماده به هم متصل می شوند، مهره فشار لازم برای آب بندی اتصال را فراهم می کند.
کوپلینگ لوله (Pipe Coupling) سه نوع کوپلینگ لوله در بازار وجود دارد
کوپلینگ کامل
نیمه کوپلینگ
کوپلینگ کاهنده
کوپلینگ کامل (Full Coupling) کوپلینگ کامل برای اتصال لوله های با سوراخ کوچک استفاده می شود. همچنین برای اتصال لوله سوئج یا نیپل نیز استفاده می شود. انتهای آن به شکل رزوه یا سوکت است.
نیمه کوپلینگ (Half Coupling) نیمه کوپلینگ برای انشعاب های کوچک از یک لوله بزرگ استفاده می شود. نیمه کوپلینگ می تواند از نوع رزوه ای یا سوکتی باشد. گاهی یک طرف آن سوکت و انتهای دیگر رزوه ای است.
کوپلینگ کاهنده (Reducing Coupling) کوپلینگ کاهنده برای اتصال دو لوله با اندازه مختلف استفاده می شود. این نوع کوپلینگ مانند یک کاهنده هم مرکز است که خط مرکزی لوله را حفظ می کند اما اندازه کوچکتری نسبت به کاهنده دارد.
نیپل یا لوله دو سر رزوه (Pipe Nipple) نیپل یک قطعه کوتاه از لوله است که در هر دو انتها یا یک سر آن یک رزوه وجود دارد. از نیپل برای بهم وصل کردن دو قطعه از اتصالات لوله استفاده می شود. از نیپل برای اتصال لوله ها، شیلنگ ها و شیرها نیز استفاده می شود. نیپل ها اغلب در لوله کشی کم فشار کاربرد دارند.
انواع اتصالات لوله براساس جنس
مواد گوناگونی برای تهیه اتصالات لوله استفاده می شوند. رایج ترین مواد برای ساخت اتصالات لوله عبارتند از:
فلزاتی مانند
آلومینیوم
برنج
برنز
کربن
فولاد زنگ نزن
چدن
تیتانیوم
زیرکونیوم
لاستیک و پلاستیک مانند
EPDM
CPVC
الاستومر
نایلون
پلی اتیلن (PE)
پلی پروپیلن (PP)
تفلون PTFE
پلی وینیل کلرید (PVC )
سایر مواد مانند
سرامیک
خاک رس یا خاک رس شیشه ای
بتن
فایبرگلاس یا کامپوزیت
شیشه