انواع اتصالات لوله ها یکی از بخش های بسیار مهم برای انواع لوله کشی هستند. با استفاده از اتصالات می توان لوله ها را به یکدیگر متصل کرد، باعث تغییر جهت خط لوله شد و یا انشعابات دیگر را به خط لوله متصل کرد. اتصالات لوله ها با توجه به جنس و نوع لوله متفاوت هستند و تقریباً برای هر شرایطی اتصال مناسب وجود دارد. به طور کلی از اتصالات جهت تغییر مسیر لوله ها، افزایش یا کاهش سایز خط در طول مسیر، بستن انتهای خطوط، و … استفاده می گردد. اتصالات را می توان با روش های جوشی و پیچی و سوکتی متصل نمود. از جمله انواع اتصالات, زانویی ها، سه راهی ها انشعاب ها، کاهنده ها افزاینده های سطح، کوپلینگ ها، اولت ها و غیره می باشند.
برحسب نسبت فشار خطوط (Pressure Rating)، استاندارد های متفاوتی برای اتصالات(Fitting) تعریف شده است، به عنوان مثال استاندارد ASME B 16.9 برای انشعابات با کاربرد عمومی مناسب بوده و استاندارد ASME B 31.3 برای خطوط با فشار بالا مناسب است. اتصالات لوله با توجه به نوع سیال داخل آن مانند آب، گاز، نفت و … و نوع اتصال به لوله، انواع مختلفی دارد. یا یه عبارت دیگر انواع اتصالات لوله با کاربرد های گوناگون ساخته شده اند که هر کدام از آن ها دارای ویژگی های منحصر به فردی هستند. در ادامه به چند نمونه از اتصالات مهم و کاربردی می پردازیم.
انواع اتصالات
انواع اتصالات موجود در صنعت
اتصالات نیز مانند سایر اقلام لوله کشی دارای انواع مختلفی از نظر سایز گرفته تا شکل ظاهری در انواع مختلفی ساخته و تولید می گردنند که عبارتند از:
کوپلینگ
کوپلینگ (Coupling) ها نوعی اتصال هستند که از آنها برای متصل کردن دو لولۀ هم سایز استفاده می شود. این نوع اتصال ها آب بندی مناسبی ایجاد می کنند و میزان نشتی را به طور محسوسی کاهش می دهند. کوپلینگ ها در مواقعی که لوله دچار خوردگی و یا آسیب دیدگی شده است استفاده می شوند تا نشتی سیستم برطرف شود. همچنین از آن ها به جای اتصالات جوشی یا فلنجی برای اتصال دو لوله استفاده می شود. نوع اتصال کوپلینگ ها معمولاً رزوه ای است. کوپلینگ ها در تمام سایز های مختلف لوله ها موجود هستند و شامل انواع جنس های ABS، مس، برنج، نیکل-کروم، فولاد گالوانیزه، کربن استیل، فولاد ضد زنگ، پلاستیک، PVC و… می باشند.
زانویی
زانویی (Elbow) از مهم ترین اتصالات به کار رفته در سیستم های پایپینگ است. این اتصالات جهت تغییر مسیر لوله کشی استفاده می شوند. زانویی ها معمولاً دارای انواع 90 درجه و 45 درجه هستند که می توانند جریان را در سیستم پایپینگ، به اندازۀ زاویه های مذکور تغییر دهند. هنگامی که دو لولۀ متصل به زانویی با یکدیگر هم سایز نباشند از زانویی های کاهنده استفاده می شود. زانویی کاهنده در واقع دارای اندازه های متفاوتی در سایز ورودی و خروجی است که سر کوچک تر آن به لولۀ کوچکتر وصل می‌شود.
شعاع زانویی در واقع شعاع دایره ای است که زانویی یک قطاع از این دایره است. زانویی ها دارای دو نوع شعاع کوتاه و شعاع طولانی هستند که در نوع اول شعاع زانویی برابر با قطر اسمی لوله است و در نوع دوم شعاع زانویی 1.5 برابر قطر اسمی لوله است. برای برخی سیستم های پایپینگ از جمله سیستم های انتقال پودر و ذرات معلق جهت اطمینان بیشتر از سیستم و عدم افت فشار بالا در مسیر جریان که سبب تشکیل رسوبات و انسداد مجرا می شود، لازم است تا شعاع زانویی 10 برابر قطر اسمی لوله در نظر گرفته شود.
انواع اتصالات
سایز زانویی ها با توجه به ابعاد لوله ها متغیر است و معمولاً سایز آن ها با قطر خارجی زانویی و به صورت NPS بیان می گردد. جنس زانویی ها هم عموماً بسته به جنس لوله است. زانویی ها می توانند بسته به شرایط مختلف سیستم و سیال عبوری از درون لوله و ابعاد و فشار خط لوله از طریق روش های مختلفی به لوله متصل شوند که برخی از این روش ها عبارتند از : اتصال رزوه ای، اتصال فلنجی، اتصال نر و مادگی، اتصال پرسی حرارتی، اتصال با چسب و…
سه راهی و چهار راهی
هدف از به کارگیری سه راهی ها (Tee) و چهار راهی (Cross) ایجاد انشعاب در مسیر لوله کشی می باشد. سه راهی ها معمولاً برای حالتی به کار برده می شوند که بخواهیم از مسیر اصلی لوله یک انشعاب فرعی جدا کنیم که دو راه آن به خط لولۀ اصلی و مسیر سوم به انشعاب متصل می شود. خروجی سوم سه راهی می تواند دارای قطر کمتر و یا بیشتری نسبت به دو خروجی هم راستا باشد و همچنین می تواند در جهت عمود بر راستای اصلی خط لوله و یا با زاویۀ 45 از خط اصلی باشد.
چهار راهی ها دارای چهار مجرای مختلف عبور جریان هستند که باهم زاویۀ 90 درجه می سازند. این اتصالات شامل سه ورودی و یک خروجی و یا برعکس یک ورودی و سه خروجی هستند. همچنین گاهی از مسیر اصلی یک لوله دو انشعاب گرفته می شود. بسته به کاربرد مورد انتظار از سیستم می تواند در مسیر هر کدام از خروجی ها شیر نصب شود تا بتوان میزان جریان عبوری از هر یک از انشعابات را کنترل کرد و در صورت لزوم مسیر آن ها را مسدود نمود.
کاهنده ها
از انواع اتصالات پایپینگ، کاهنده ها (Reducer) به منظور اتصال دو لوله با سایز و سطح مقطع متفاوت به هم استفاده می شوند. جریان ورودی به این اتصالات هنگامی که از سمت بزرگتر وارد شود به هنگام خروج از سمت کوچکتر دچار افت فشار و افزایش سرعت می شود و برعکس در صورتی که از سمت باریک تر وارد شود هنگام خروج دچار افزایش فشار و افت سرعت می شود. کاهنده ها دارای دو نوع متحد المرکز (Concentric Reducer) و خارج از مرکز (Eccentric Reducer) هستند. نوع متحد المرکز به صورت هم محور با هر دو لوله نصب می شود و قطر آن رفته رفته کاهش می یابد که این امر می تواند سبب تجمع هوا و ایجاد پدیدۀ کاویتاسیون و آسیب دیدن سیستم شود.
در نوع خارج از مرکز کاهنده ها یک لبۀ کاهنده کاملاً به موازات لبۀ دو لوله است و کاهش قطر تنها در یک طرف کاهنده و به صورت غیر تدریجی و ناهمگون انجام می شود. در این نوع از کاهنده ها امکان تجمع هوا و کاویتاسیون وجود ندارد. از معایب این کاهنده ها ایجاد افت فشار و تلاطم بیشتر در مسیر جریان است. از کاهنده ها در سیستم های پنوماتیک، سیکل های تبرید (نوع خاص اجکتور) و صنایع شیمیایی به طور گسترده استفاده می شود. این اتصالات در اندازه های مختلفی موجود هستند و از انعطاف پذیری اجرایی بالایی در سیستم لوله کشی برخوردار می باشند.
اتصال Union
اتصالات Union دارای ساختاری تقریباً مشابه کوپلینگ ها هستند با این تفاوت که Union ها را می توان به راحتی در هر زمانی که بخواهیم از سیستم جدا کنیم در حالی که این کار برای کوپلینگ ها چندان ساده نیست. نوع اتصال Union ها به صورت اتصال نر و ماده است و از این رو جدا کردن آن ها از هم ساده است. عموماً یک پوشش گالوانیزه بر روی این اتصالات استفاده می شود تا از هر گونه خوردگی روی آن ها جلوگیری شود.
اتصال اولت Olet
اتصالات اولت (Olet) زمانی استفاده می شوند که اتصالات با اندازه های مناسب برای کاربرد مورد نظر ما وجود نداشته باشند. اگر اندازۀ لوله ورودی و خروجی باهم متفاوت باشد باید از اولت استفاده کرد. انواع مختلفی از اولت ها وجود دارد که عبارتند از :
- اولت جوش بات ولد Butt-weld Olet
- اولت جوش سوکتی Socket-weld Olet
- Threaded Olet
- اولت زانویی Elbow Olet
- Nipple Olet
- اولت جانبی Lateral Olet
- Sweep Olet
- اولت فلنجی Flange Olet
انواع اتصالات
درپوش Plug و Cap
از درپوش ها به منظور مسدود کردن مسیر جریان استفاده می شود. مسدود کردن مسیر از این رو اعمال می شود که گاهاً با انجام تغییرات در نقشۀ لوله کشی و احداث یک سیستم جدید، لازم است تا بعضی مسیر های سیستم قدیمی بسته یا به اصطلاح کور شود. همچنین هنگام انجام تعمیرات و بازرسی در سیستم لازم است تا مسیر لوله مسدود شود تا جریان به بیرون نریزد که در این مواقع هم استفاده از درپوش ها لازم است. نوع اتصال درپوش Plug به لوله معمولاً به صورت رزوه ای یا نر و مادگی است که درپوش اتصال نر و لوله ماده است. درپوش Cap هم کاملاً ساختار مشابهی با Plug دارد با این تفاوت که Cap مادگی و لوله نر است.
بوشینگ Bushing
از بوشینگ ها جهت اتصال دو لولۀ غیر هم سایز استفاده می شود. بوشینگ ها معمولاً دارای ساختار رزوه ای هستند. ساختار بوشینگ ها بسیار متراکم تر از کاهنده ها است. معمولاً از بوشینگ ها برای اتصال سیستم های انعطاف پذیر و لوله های پلاستیکی به لوله های فلزی استفاده نمی شود. بوشینگ ها در جنس های مختلفی از جمله مس، برنج، نیکل-کروم، فولاد گالوانیزه، کربن استیل، فولاد ضد زنگ، پلاستیک، PVC و… موجود هستند.
فلنج ها Flanges
فلنج ها نوعی اتصال بین اجزایی چون لوله ها، انواع اتصالات پایپینگ، اتصالات و شیرآلات هستند. این اجزاء دسترسی آسان برای تمیز کردن، بازرسی یا اصلاح را در سیستم لوله کشی فراهم می کند. فلنج ها معمولاً جوش داده شده یا پیچ می شوند. اتصالات فلنج با پیچاندن دو فلنج با واشر بین آنها برای آب بندی و جلوگیری از نشتی ساخته می شوند. فلنج های در جنس های مختلفی مانند فولاد ضد زنگ، چدن، آلومینیوم، برنج، برنز، پلاستیک و … تولید می شوند. اما بیش ترین 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.