اتصالات لوله به عنوان یکی از اجزای لوله کشی ساختمانی و صنعتی تعریف می شوند که به مسیر دهی لوله برای تغییر جهت، تغییر اندازه ، ایجاد انشعاب و تغییر شدت جریان کمک می کنند. اتصالات ممکن است دارای
جوش یا رزوه باشند و به صورت مکانیکی به هم متصل می شوند. موادی که لوله با آن ساخته می شود اغلب مبنای انتخاب اتصالات است. مواد مورد استفاده برای ساخت لوله شامل:
1. کربن (CS)
2. انواع فولاد (فولاد کربن فشرده شده (ITCS)- فولاد کربن کم دما (LTCS)- فولاد ضد زنگ (SS) و فولاد گالوانیزه)
3. آهن قابل انعطاف
4. فولاد کروم مولیبدن (آلیاژ) (معمولاً برای سیستم های حرارتی یا لوله کشی حرارتی با دمای بالا استفاده می شود)
5. فلزات غیر آهنی (مانند مس)
6. مواد غیر فلزی ( (ABS) ، (FRP) ، (PVC) ، (CPVC) ، (HDPE) و شیشه سخت شده)
اتصالات می توانند از جنس مس، فولاد، PVC ، CPVC یا ABS باشند. ماده انتخابی برای اتصالات باید با سایر مواد موجود در سیستم لوله کشی، مایعات منتقل شونده، دما و فشار داخل (و خارج) سیستم سازگار باشند.برای مثال معمولا از اتصالات برنجی یا برنزی در سیستم های لوله کشی مس استفاده می شود. مقاومت در برابر آتش، زلزله، تغییرات مکانیکی و سایر عوامل نیز در انتخاب لوله و مواد سازنده اتصالات تأثیرگذار است.
اتصالات لوله در سیستم لوله کشی
اتصالات قطعه ای قابل جدا شدن هستند که به یک یا چند لوله متصل می شود. به منظور طبقه بندی اتصالات چند شاخص را مد نظر قرار می دهند:
1. جنس لوله: همانطور که قبلا ذکر شد انواع مختلفی از اتصالات وجود دارد که بر حسب جنس لوله انتخاب می شوند.
2. کاربرد: بسته به استفاده از اتصالات لوله، می توان آنها را به شرح زیر طبقه بندی کرد:
الف. انواع اتصالات لوله برای گسترش یا خاتمه کار لوله ها
- Couplings (اتصالات کوپلینگ)
- Adapters (آداپتور)
- Unions
- Caps (درپوش)
- Plugs
ب. اتصالات لوله برای تغییر جهت
- Elbows (زانویی)
- Bends (اتصالت خم)
- Tee-Connection (اتصالات تی یا سه راهی 90 درجه)
- Cross (اتصالات صلیبی یا سه راهی)
ت. انواع اتصالات لوله برای اتصال دو یا چند لوله
- Tees (اتصالات تی)
- Cross (اتصالات صلیبی)
- Side-inlet Elbows (زانویی)
- Wyes
ث. اتصالات لوله برای تغییر اندازه
- Reducers( اتصالات کاهنده یا تبدیل)
- Bushings
- Couplings (اتصالات کوپلینگ)
- Reducing Tee (سه راهی تبدیل)
3. جنسیت اتصالات : به برخی از اتصالات یک جنسیت اختصاص داده شده است که به اختصار M یا F نامگذاری می شود. مثالی از این نوع اتصالات آداپتور است.
انواع اتصالات
به طور کلی در عملیات لوله کشی برای اهداف مختلف از اتصالات استفاده می شود. برخی از متداول ترین انواع آنها عبارتند از:
Elbow یا زانویی :
از اتصال زانویی که به آن "ells" نیز می گویند برای تغییر جهت در سیستم لوله کشی استفاده می شود. زانویی معمولاً دارای خم 45 یا 90 درجه است. قطرهای مختلفی از زانویی ها وجود دارد و به طور کلی برای اتصال به صورت رزوه به هم متصل می شوند. یک نمونه معمول از اتصال زانویی، قطعه ای است که از لوله دوش به سر دوش متصل می شود. اتصالات زانویی تعیین کننده سرعت انتقال یا سرعت تغییر جهت مایعات در سیستم لوله کشی هستند.
زانو 90 درجه پلیمر گلپایگان
Reducer یا تبدیل:
از این اتصال برای ارتباط لوله های مختلف با قطرهای متفاوت استفاده می شود. در واقع اندازه لوله را از بزرگتر به کوچکتر (قطر داخلی) کاهش می دهد. این تغییر ممکن است برای تأمین نیازهای جریان هیدرولیکی سیستم یا سازگاری با لوله کشی های موجود در اندازه متفاوت باشد.
تبدیل غیر هم مرکز پارس پلیمر سمنان
Tees ، Wyes و Crosses یا سه راهی:
اتصالات سه راهی T ، y و صلیبی برای انشعاب گیری یا تقسیم جربان در مسیر لوله کشی استفاده می شوند. اتصالات سه راهی و وای هر کدام یک ورودی و دو خروجی (یا بالعکس) با زاویه 90 و 45 درجه دارند. اتصالات صلیبی یا متقاطع دارای یک ورودی و سه خروجی (یا بالعکس) در زاویه 90 درجه موجود است. هر سه نوع اتصال در مدلهای استاندارد (قطرهای خروجی / ورودی یکسان) و مدل های تبدیل (در یک یا چند اندازه متفاوت) وجود دارند.
سه راه 90 درجه پلیمر گلپایگان
Coupling و Unions یا کوپلینگ:
کوپلینگ ها و Union ها در اندازه ها و طرح های مختلفی وجود دارند. عملکرد هر یک اتصال دو قطعه لوله به یکدیگر است. بنابراین ، این دو مدل به طور کلی اتصالات کوتاهی هستند. تفاوت اصلی کوپلینگ ها با Union ها این است که کوپلینگ ها تا حدی دائمی طراحی می شوند و غالباً در جای خود جوش داده می شوند یا توسط یک سری پیچ و مهره محکم می شوند ، در حالی که Union ها به گونه ای طراحی شده اند که در هر زمان براحتی برداشته می شوند.
کوپلینگ بدون ترمز پارس پلیمر سمنان
Plug و Cap یا درپوش ها:
کلاهک ها ودرپوش ها اساساً عملکرد یکسانی دارند اما به روش های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. کلاهک، همانطور که از نامش پیداست، اتصالی است که در انتهای لوله قرار می گیرد و با بن بستی که ایجاد می کند مانع لوله گذاری جدید می شوند. پلاگین ها نیز در انتهای لوله قرار می گیرند، اما فقط مانند یک درپوش در انتهای لوله متصل می شوند و معمولا در جهت پاکسازی کاربرد دارند.
درپوش پلیمر گلپایگان
Adaptors:
آداپتورها به لوله ها متصل می شوند تا به کمک آنها انتهای لوله های نامناسب قابل اتصال گردند. این اتصالات لوله بنا به نیاز، انتهای لوله را به صورت نر یا ماده در می آورند.
از انواع دیگر اتصالات می توان به Olet – Nipple- Barb و ... اشاره کرد.
اتصالات لوله چگونه تولید می شوند؟
فرآیندهای مختلفی برای تولید اتصالات لوله وجود دارد که به منظور تولید اتصالات زانویی، سه راهی، کاهش دهنده و سایر اتصالات لوله استفاده می شود.اتصالات از یک لوله بدون درز و از لوله جوش داده شده با مواد پرکننده تولید می شوند. اتصالات با قطر بزرگتر از صفحات ساخته خواهند شد.
روش های مختلف ساخت اتصالات بر حسب شکل نهایی آنها شامل موارد گوناگونی می شود که به اختصار شامل موارد زیر خواهد بود. این روش ها به صورت انواع مختلف فرآیندهای شکل دهی سرد و گرم در نظر گرفته می شوند.
4. روش شکل دهی گرم یا اکستروژن
5. روش برآمدگی هیدرولیک – شکل دهی سرد
6. روش UO یا Single Weld Seam
7. روش درز موناکا یا دو جوش
8. روش طراحی عمیق برای کلاهک
9. روش شعله ور شدن برای اتصالات تو پیچ
فرآیند تولید اتصالات زانویی یا ELBOWS:
روش مندرل (Hot Forming):
یکی از رایج ترین فرآیندهای ساخت اتصالات برای تولید اتصال زانویی از لوله، روش سنبه، نوعی روش شکل دهی گرم است.در این روش لوله را تکه تکه کرده و با کمک یک استوانه ی قوس دار و هیدرولیک به سمت جلو هل داده می شود. یک سیم پیچ گرمایش القایی، لوله را گرم می کند و روی قالبی به نام "ماندرل" رانده می شود که به لوله اجازه می دهد همزمان منبسط و خم شود.
از این روش می توان برای تولید طیف وسیعی از اتصالات زانویی با قطر های مختلف استفاده کرد.
روش اکستروژن:
در روش اکستروژن سرد، لوله ای با قطری برابر با محصول نهایی، به داخل قالب هدایت شده و به شکل دلخواه در می آید. معمولاً از این روش در تولید اتصالات زانویی فولادی ضد زنگ با اندازه های کوچک تا متوسط استفاده می شود.
روش UO:
روش UO برای تولید اتصالات زانویی، سه راهی و تبدیل سایز متوسط استفاده می شود. صفحه ای از مواد مورد نیاز به شکلی طراحی شده خاص بریده می شود، ابتدا با استفاده از قالب به شکل U و سپس با استفاده از قالب دیگر به شکل O یا لوله ای در می آید. به همین دلیل این روش به روش UO معروف است.
هنگامی که اتصالات به شکل لیوانی در آمدند، از داخل و خارج درز بسته شدن آنها جوش داده می شود. یک صفحه برش خورده در درجه اول به شکل U و سپس به شکل O است.
روش شکل دهی گرم:
در روش Hot Forming Die Bending، یک لوله تا دمای شکل‌دهی گرم می‌شود و با شکل خاص در قالب قرار می‌گیرد، این فرآیند ممکن است در صورت نیاز تکرار شود تا شکل، اندازه و ضخامت دیواره مورد نیاز به دست آید. معمولاً برای اتصالات با دیواره ضخیم استفاده می شود که نمی توانند روی قالب سنبه خم شوند.
فرآیند تولید اتصالات سه راهی یا TEE
روش برآمدگی هیدرولیک
برای ساخت اتصال سه راهی از روش برآمدگی هیدرولیک استفاده می شود. قطعه بریده شده لوله در قالب هیدرولیک قرار می گیرد و مایع داخل لوله پر می شود، فشار هیدرولیک شاخه را به بیرون و در دهانه ثابت در قالب هدایت می کند،. این روش سطح خوبی را پوشش می دهد. با این حال، سه راهی با ضخامت بالاتر را نمی توان با این روش تولید کرد.
روش اکستروژن داغ
سه راهی با قطرهای زیاد، ضخامت دیواره سنگین و/یا مواد ویژه با کارایی چالش برانگیز که با روش برآمدگی هیدرولیک قابل ساخت نیستند، با استفاده از روش اکستروژن داغ ساخته می‌شوند.در روش اکستروژن داغ، معمولاً از لوله با قطر بزرگتر از اندازه محصول نهایی استفاده می شود و خروجی انشعاب با کمک ابزار اکستروژن از لوله اکسترود می شود. سایر ابعاد بدنه و شاخه را نیز می توان در صورت نیاز با فشار دادن قالب تنظیم کرد.
فرآیند تولید اتصالات تبدیل
روش قالب بیرونی
متداول ترین روش برای تولید اتصالات تبدیل، روش Outer Die است. لوله بریده شده و به داخل قالب بیرونی فشرده می شود. یک انتهای لوله را به اندازه کوچکتر فشرده می کنند. این روش برای ساخت اتصالات تبدیل کوچک تا متوسط مفید است.
فرآیند تولید اتصالات کلاهک
روش طراحی عمیق
اتصالات درپوش به روش Deep Drawing ساخته می شوند. در این روش، پلیت به صورت دایره ای بریده شده و توسط یک قالب عمیق شکل می گیرد.
در این مقاله به بررسی تولید اتصالات متداول پرداختیم. روش های بسیار دیگری نیز وجود دارد که بر اساس الزامات مورد استفاده قرار می گیرند.