با روش های اتصال لوله ها آشنا شویم.

برای اتصال لوله ها ، شیر آلات و اتصالات، دستگاه ها و تجهیزات مختلف در یک سیستم لوله کشی (Piping) روش های مختلفی وجود دارد. اصولاً انتخاب روش های اتصال لوله ها در یک سیستم پایپینگ به پارامترهای متعددی بستگی دارد.

از جملۀ عوامل موثر در این امر می توان به جنس لوله و اتصالات، نوع سیال عبوری از سیستم، میزان اهمیت آب بندی و جلوگیری از نشتی در سیستم، امکانات و تجهیزات موجود، هزینه ها و فاکتورهای اقتصادی، استانداردهای موجود در خصوص زمینه ای که سیستم برای آن طراحی میشود، ابعاد سیستم لوله کشی و… اشاره کرد.

از آن جایی که ضعیف ترین و حساس ترین نقاط یک خط لوله محل اتصالات آن می باشد، احتمال ایجاد خرابی و نشتی در این قسمت ها زیاد است و از این رو لازم است تا تدابیر ویژه ای در خصوص استحکام اتصالات انجام شود تا از آسیب های احتمالی جلوگیری شود.

اتصالات جوشی لوله ها و انواع جوشکاری

اتصالات جوشی لوله ها برای اکثر کاربردها همچون شیرآلات صنعتی به خصوص لوله های فرایندی مربوط به پالایشگاه ها، صنایع نفت و گاز، جایگاه های سوخت و… کاربرد بسیار ویژه ای دارد.

اتصالات جوشی لوله ها یکی از کاراترین روش های اتصال لوله ها با قطر بزرگ و اتصالات مربوطه می باشد. جوشکاری دارای یک سری مزایا و معایب است که در زیر به تعدادی از آنها اشاره می شود:

مزایای اتصالات جوشی لوله ها

• استحکام بالا
• آب بندی مناسب و بدون نشتی
• سهولت در اجرا
• اتصالات جوشی لوله ها بهترین روش اتصال لوله ها برای سیستم های پیچیده با درجه آزادی پایین و عدم قابلیت چرخش و جدا کردن لوله ها
• هزینۀ نسبتاً پایین
• از آنجایی که مواد مورد استفاده برای ایجاد جوش روی بدنه بسیار کم است، این نوع اتصال بسیار سبک تر از انواع دیگر است.
• اتصالات جوشی لوله ها ظاهر نسبتاً صافی و براقی دارد.        

معایب اتصالات جوشی لوله ها :   

• ممکن است برخی قسمت های جوش وارد مسیر سیال شده و بر الگوی جریان تأثیر بگذارد.
• امکان جدا کردن لوله و اتصالات دیگر وجود ندارد و فقط باید با بریدن لوله آنها را جدا کرد.
• جوشکاری فقط برای لوله های فلزی قابل اجرا است و جهت اتصال لوله های غیر فلزی مانند لوله های پلاستیکی و PVC نمی توان از جوشکاری استفاده کرد.
• به علت ایجاد جرقه در حین عملیات جوشکاری، برای مناطق مستعد انفجار مناسب نیست.

جوشکاری لب به لب

خطوط لوله با NPS 2 و بزرگتر معمولاً توسط جوش لب به لب (Butt Welding) به هم متصل می شوند. جوشکاری لب به لب اقتصادی ترین روش برای اتصال لوله ها با قطر بزرگ می باشد.

استانداردهای ASME B16.34 , ASME B16.9 , BS EN13480-1 , ASME B16.25 , ASME B16.5 

جوشکاری سوکتی

 جوشکاری سوکتی (Socket Welding) یکی از روش های اتصالات جوشی لوله ها می باشد و اصولاً برای خط لوله های انتقال مواد اشتعال زا، سمی، خورنده و گران قیمت در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت و گاز که عدم نشتی مسأله مهمی در سیستم باشد، استفاده می شود. جوشکاری سوکتی آب بندی بسیار مناسبی در محل اتصال لوله ها ایجاد می کند و میزان نشتی را به صفر می رساند. این نوع جوشکاری همچنین برای خطوط بخار با فشار 300 تا 600 psi استفاده می شود.

از جمله مزایا و معایب اتصال جوش سوکتی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

مزایا:     

• در جوشکاری سوکتی هم مرکز کردن و تنظیم لوله ها و اتصالات جوشی لوله ها در خطوط لوله با سایز پایین بسیار آسان تر از جوش لب به لب است و نیازی به خال جوش ندارد.
• فلز و زائده های جوش وارد لوله و جریان سیال نمی شود و سبب تغییر رفتار جریان نمی گردد.
• اگر جوشکاری به طور صحیح و اصولی اجرا شود، هیچگونه نشتی ای نخواهد داشت.

معایب:     

• در اتصالات جوشی لوله ها  یک فاصله به اندازۀ حدود 16/1  اینچ وجود دارد که سبب به تله افتادن و جمع شدن مایع در آن می گردد که این امر به مرور زمان سبب ایجاد خوردگی و زنگ زدگی در اتصال لوله ها شده و به آن آسیب می رساند.
• مطابق با استاندارد ASME B31.1 1989 اگر میزان ارتعاشات در خط لوله بالا و قابل توجه باشد و یا اینکه خط لولۀ مورد نظر در یک محیط مستعد خوردگی قرار گیرد و امکان خوردگی درز جوش اتصال وجود داشته باشد، استفاده از جوش سوکتی مناسب نیست.

اتصالات رزوه ای لوله ها (پیچی) 

اتصال لوله ها ی فلزی

اتصالات رزوه ای لوله ها (Threaded Fittings) معمولاً برای خطوط سرویس و پروسه های کوچک لوله کشی در ابعاد محدود و فرآیندهای کم اهمیت استفاده می گردد. در این نوع اتصال لوله ها لازم است تا به حالت نر و مادگی دو لوله و یا یک لوله و یک اتصال دیگر داخل هم شده و به هم متصل شوند. جهت انتخاب لوله به منظور اتصال پیچی باید به محل رزوه شدن لوله و اتصالات توجه ویژه ای داشت. چنانچه روی لوله رزوه شده باشد، آن لوله قسمت نر اتصال لوله ها و چنانچه قسمت داخلی لوله رزوه شده باشد، آن لوله قسمت مادگی اتصال می باشد. 

مزایای اتصالات رزوه ای لوله ها :

• برای نصب اتصالات رزوه ای لوله ها بر خلاف جوشکاری به مهارت بالایی نیاز نیست و فقط لازم است تا رزوه ها روی هم چرخانده شوند.
• برای سیستم های با فشار و دمای پایین که ارتعاشات آنها کم است، آب بندی مناسبی دارند و نشتی ندارند.
• اتصالات رزوه ای لوله ها برای محیط های خطرناک مستعد انفجار مناسب هستند؛ چراکه در صورت جوشکاری در این محیط ها جرقه ایجاد شده و ممکن است باعث ایجاد خطرات شود.
• میتوان لوله های با جنس های پلاستیک و PVC را هم بر خلاف اتصال جوشکاری با این روش متصل کرد.

معایب اتصالات رزوه ای لوله ها : 

• تغییرات سریع دمایی در لوله به علت تغییر دمای سیال موجب کرنش حرارتی در لوله شده و در اتصالات رزوه ای لوله ها سبب ایجاد نشتی میگردد.
• با گذشت زمان و در اثر ایجاد تنش خستگی در اتصال و رزوه ها، استحکام اتصال مقداری پایین می آید و لوله های متصل در جای خود مقداری شل می شوند که این امر سبب ایجاد لرزش در خط لوله و ایجاد نشتی میگردد.
• از آنجایی که برای اتصالات رزوه ای لوله ها لازم است تا لوله در جای خود چرخانده شود، برای سیستم های پیچیده که امکان چرخش و حرکت لوله ها وجود ندارد ، نمیتوان به راحتی از اتصالات رزوه ای لوله ها استفاده کرد.

 اتصالات پیچی لوله های پلی اتیلن

اتصالات پیچی پلی اتیلن که از جدیدترین نوع لوله و اتصالات پلی اتیلنی می باشند بدون نیاز به هیچ گونه جوش ، چسب و یا نواری به سادگی آب بندی می شوند ، آب بندی اتصالات پیچی پلی اتیلن بصورت فشاری به همراه واشر ها موجود در داخل سر پیچ های این اتصالات انجام می شود. روش نصب در این نوع لوله ها بسیار ساده بوده و به سادگی بدون نیاز به دانش فنی انجام می شود.

۱-اسپیلیت رینگ

۲- پوشینگ

۳- اورینگ

۴- بدنه – سرپیچ

 اتصالات فلنجی لوله ها

فلنج (Flange) روشی برای متصل کردن لوله ها، شیرآلات صنعتی ، پمپ ها و سایر تجهیزات برای تشکیل سیستم لوله کشی است. این اجزاء دسترسی آسان برای تمیز کردن ، بازرسی یا اصلاح را در سیستم لوله کشی فراهم می کنند. فلنج ها معمولاً جوش داده شده یا پیچ می شوند.  اتصالات فلنجی لوله ها با پیچاندن دو فلنج با واشر بین آنها برای آب بندی و جلوگیری از نشتی، ساخته می شوند.

 اتصالات فلنجی لوله ها در جنس های مختلفی مانند فولاد ضد زنگ ، چدن ، آلومینیوم ، برنج ، برنز ، پلاستیک و … تولید می شوند. اما بیشترین مادۀ مورد استفاده در ساخت فلنج ها کربن استیل با سطوح ماشینکاری شده است. استاندارد ASME B16.5 به توضیح ابعاد و انواع فلنج های مختلف می پردازد.

فلنج ها دارای انواع مختلفی بر اساس شکل و ساختار، نوع اتصال و جنس هستند که در زیر تعدادی از فلنج های رایج معرفی شده اند.

فلنج گردن جوشی

فلنج گردن جوشی (Welding Neck Flange) یکی از روش های اتصالات فلنجی لوله ها می باشد که دارای یک قسمت مخروطی بلند است که می تواند به یک لوله جوش داده شود.

این نوع فلنج ها برای جریانات با فشار بالا و دمای بالا یا پایین استفاده می شوند که نیاز است جریان به طور مداوم برقرار باشد.

فلنج های گردن جوشی افت فشار پایینی دارند و به تبع آن اغتشاش جریان و رسوبات جریان در آن ها کمتر است. بدنۀ مخروطی فلنج های گردن جوشی باعث توزیع یکنواخت تنش مکانیکی در سطح فلنج شده و از اثرات مخرب تمرکز تنش در سطح اتصال جلوگیری می کند. همچنین بازرسی رادیوگرافی جوش در این نوع فلنج ها راحت تر است و میتوان به راحتی محل نشتی را در صورت وجود تشخیص داد.

فلنج رزوه ای

فلنج رزوه ای (Threaded Flanges) نوعی از اتصالات فلنجی لوله ها می باشد که پیچی می باشد. این نوع اتصال، داخل فلنج رزوه شده و فلنج عضو ماده است و لوله ای که قسمت خارجی آن رزوه شده است عضو نر اتصال است که داخل فلنج پیچ می شود. استاندارد این فلنج ها 20ASME B.1.1 می باشد.

این نوع فلنج ها برای لوله های با سایز کمتر از 4 اینچ و جریانات با فشار و دمای کم مانند سیستم های انتقال آب استفاده می شوند. از طرفی برای مناطق مستعد انفجار مانند جایگاه های سوخت که انجام فرایند جوشکاری خطرناک است و سبب ایجاد جرقه می شود، از این نوع  اتصالات فلنجی لوله ها استفاده می گردد. 

فلنج تکیه گاهی

این نوع فلنج ها (Lap Joint) مناسب اتصالات فلنجی لوله ها و دارای سطحی صاف هستند و از طریق سوراخ های کوچکی که روی سطح خود دارند به بدنۀ اتصال سوراخ دار لولۀ ای دیگر پیچ و مهره شده و متصل می شوند.

این فلنج ها در سایزهای متنوع و برای محدوده فشارهای مختلف در دسترس هستند و از این جهت دارای مزیت نسبت به فلنج های رزوه ای هستند.

جهت آب بندی و جلوگیری از نشتی در این فلنج ها از واشر آب بند پشت پیچ ها استفاده می شود .نشیمنگاه لوله پشت سوراخ های فلنج جای گرفته و اتصال محکمی ایجاد می شود. از آنجایی که بدنۀ فلنج هیچ گونه تماسی با سیال عبوری از لوله ندارد، میتوان از فلنج های ارزان کربن استیل برای  اتصالات فلنجی لوله ها ی گذر دهندۀ سیالات خورنده استفاده کرد.

• آشنایی با روش های اتصال لوله ها – قسمت دوم

محصول پیشنهادی:

انواع شیر برقی گاز

انواع شیر برقی گازی تدریجی و تک ضرب

انواع شیر برقی آب