روش های اتصال لوله

با عنوان "رزوه لوله ، کاربرد عام ،اينچ"ساخته مي شود.ماشينهاي رزوه تراشي براي ايجاد رزوه روي لوله تا قطر اسمي 2 اينچ موجود است.ابزار رزوه تراشي بزرگتر نيز وجود دارد،ولي با استفاده از تبديل دنده Gear reducer کار مي کند و به نيروي انساني زيادي نياز دارد.از آنجايي که اتصالات رزوه اي با ماشين يا با دست ايجاد مي شوند ، بايد توصيه هاي توليد کننده با دقت دنبال شود.شکل رزوه هاي لوله بايد به گونه اي باشد که با شکل اتصالات تطبيق داشته باشد.

اگر رزوه لوله بيش از اندازه بلند باشد،قبل از اينکه شيب رزوه ها اتصال را آب بندي کند ، از پيش روي درون اتصال باز مي ماند.اگر رزوه ها بيش از اندازه کوتاه باشند ، به طور کامل اتصال را جفت نکرده و موجب نشت اتصال مي شوند.لوله اي که به درستي متصل شده باشد،محکم بوده و يک رزوه بالاي اتصال ديده خواهد شد .هر چيزي بيشتر يا کمتر ، نشان دهنده اين است که رزوه ها به طور مناسبي تراشيده نشده اند.

يکي ديگر از اجزاي مهم اتصال رزوه اي ، خمير لوله کشي Pipedope است که رزوه ها را قبل از اتصال با آن مي پوشانند.خمير لوله کشي دو وظيفه را انجام مي دهد.نخست آنکه در زمان پيوند خوردن اتصال ،سطوح جفت شونده را روانکاوي مي کند.دوم اينکه موجب آب بندي اتصال مي شود. خمير لوله کشي بايد با ويژگيهاي کاربرد سازگاري داشته باشد.ابزارهايي که به سامانه هاي لوله کشي رزوه اي متصل مي شوند،بايد براي تعمير و سرويس در دسترس قرار داشته باشند .

براي دسترسي به اتصالات رزوه اي که در نقاط مياني سامانه لوله کشي نصب مي شوند و امکان باز کردن آنها جهت تعويض يا تعمير، بايد به صورت راهبردي از مهره ماسوره ها و يا فلنج ها استفاده نمود.مهندس،محل قرار گرفتن ابزار (به طور معمول يک کنترل کننده يا شير قطع يا يک صافي)را انتخاب کرده و براي صهولت باز کردن يا تعمير اين ابزار يک مهره ماسوره يا فلنج به آن اضافه مي کند.اتصالات رزوه اي اغلب در سامانه هاي لوله کشي آهني يا فولادي به کار مي روند.ولي لوله هاي برنجي،برنزي،ABS،CPVC و PVC نيز با اتصالات رزوه اي عرضه مي شوند.جنس بر اساس استحکام اتصال نهايي،سيال درون لوله و ملاحظات نگهداري انتخاب مي شود.
جنس اتصالات رزوه اي فولادي به سه دسته تقسيم مي شود:چدني،آهن چکش خوار و فولاد ريخته گري.اتصالات چدني در دو کلاس عرضه مي شوند:کلاس125 و کلاس 250 اتصالات کلاس 125 به طور عمده در لوله کشي بخار ، گاز ، مايع و نفت با دماي کمتر از 450 درجه فارنهايت استفاده مي شوند.اتصالات کلاس 250 با دماها و فشارهاي بالاتري سازگاري دارند.

استانداردASMEB16.4._1998 با عنوان "اتصالات رزوه اي چدن خاکستري"،حاوي رده هاي فشار و دما مي باشد که بر حسب اندازه اتصال براي اتصالات چدني متفاوت مي باشد.اتصالات آهني چکش خوار نيز به صورت ريخته گري ساخته مي شوند ولي براي ايجاد رده فشاري بالاتر تحت عمليات حرارتي تابکاري Annealed قرار مي گيرند.اين نوع اتصالات در دو کلاس 150 و 300 عرضه مي شوند.کلاس 150 اين اتصالات براي لوله کشيهاي مايع ، هوا و گاز در دماي کمتر از 500 درجه فانهايت به کار مي رود.اتصالات کلاس 300 با دماها و فشارهاي بالاتري سازگاري دارند.

استانداردASMEB16.3-1998 با عنوان "اتصالات رزوه اي آهن چکش خوار "حاوي رده بندي فشار و دما براي اين اتصالات مي باشد.اتصالات چدن چکش خوار همچنين در سامانه هاي لوله کشي که در معرض بارهاي تکانه اي شديد باشند،ترجيح داده مي شوند.از نظر ابعادي ، اتصالات چدني و آهن چکش خوار مشابه هستند.(کلاس 125 چدني در برابر کلاس 150 آهن چکش خوار و کلاس 250 چدني در برابر کلاس 300 آهن چکش خوار).اتصالات چدني را مي توان با علامت کلاسي که روي بدنه آنها حک شده است از اتصالات آهن چکش خوار تشخيص داد.اتصالات رزوه اي فولادهاي کربني ريخته گري شده را بسته به رده بندي تنظيم شده در استانداردASMEB16.3-1998،مي توان در خطوط لوله بخار،آب،قدرت،پالايشگاه و گاز با دماي 750 درجه فارنهايت و بيشتر به کار گرقت.

اتصالات جوشي فولادي
اتصالات جوشي،با لوله هاي فولادي قطر اسمي (NPT) 2 اينچ يا در نقاطي که فشارهاي کاري بيش از psi450 مورد نياز باشد،استفاده مي شوند.جوشکاري از در هم آميزي دو يا چند قطعه فلزي در حالت مذاب يا مذاب و بخار ، بدون اعمال فشار مکانيکي تشکيل شده است.جوشکاري ذوبي fusion welding مي تواند به صورت جوشکاري با گاز و يا با برق باشد.هنگامي که جوشکاري کامل شده،اتصال به وجود آمده اغلب قوي تر از اجزاي فلزي متصل شده به هم مي باشد.بعضي از آيين نامه ها ملزم مي کنند که نصاب داراي گواهينامه تاييد شده باشد و کار نهايي نيز آزمايش شده و تاييد شود. مشخصات فني براي لوله هاي جوش شده بايد طبق سري آيين نامه هاي B31 "انجمن مهندسان مکانيک آمريکا"(ASME) باشد.آيين نامه هاي محلي ممکن است قوانين ايمني بيشتري براي سامان دهي نصب لوله هاي جوش خورده داشته باشند.

اتصالات جوشي پلي اتيلن
جوشکاري ذوبي در لوله هاي گاز با چگالي بالا و لوله کشي مدار زميني سامانه هاي زمين گرمايي به کار مي رود.در جوشکاري ذوبي،انتهاي لوله هاي پلي اتيلن بعد از تميز شدن،تا تشکيل حالت پلاستيکي گرم شده و به هم فشرده ميشوند و تا زماني که پيوند شکل بگيرد،در همان وضعيت نگاه داشته مي شوند (لوله و اتصالات پلي اتيلن)

اتصالات فلنجي
اتصالات فلنجي را تقريبا در تمام سامانه هاي اتصال مي توان به کار گرفت.اين اتصالات اغلب به جاي مهره ماسوره ها به کار مي روند.وقتي از اين نوع اتصالات براي به هم بستن سامانه هاي لوله کشي متفاوت استفاده مي شود،سامانه هاي رده بندي فلنج ها ، قطر پيچ ها ،دايره پيچ ها ،و واشرها بايد با هم تطبيق داشته باشند.سامانه هاي پيچ و مهره اي و انبساطي مي توانند در مواقعي که روشهاي مختلف با هم ترکيب مي شوند،مشکلات احتمالي مربوط به تنش بيش از حد مفاصل را کاهش دهند.

اتصالات مکانيکي
بعضي از سامانه هاي لوله کشي-معمولا آنهايي که براي کاربرد هاي خاص مانند تخليه فاضلاب بهداشتي و مسيرهاي هواکش (ونت ها)به کار مي روند-را ميتوان با اتصالات مکانيکي به هم پيوند داد.اين اتصالات معمولا داراي بست و واشر يا مواد آب بندي مي باشند که براي آب بندي از سمت بيرون لوله تحت فشار قرار گرفته اند.معمولا اين اتصالات تنها براي يک سامانه مشخص مناسب مي باشند،زيرا واشرها و مواد آب بندي آنها براي يک سيال عامل خاص طراحي مي شوند.

اتصالات پرسي مسي
اتصالات پرسي مسي ،يک نوع اتصال مکانيکي هستند که در يک بخش از لوله و يک اورينگ آب بندي تشکيل مي شوند.اين پيوند با قرار گرفتن اتصال،اورينگ و لوله در جاي خود به صورت خشک ساخته مي شود.سپس يک ابزار کنگره زن (crimping)در اطراف مفصل قرار گرفته و آن را تحت فشار قرار ميدهد و اتصال را در جاي خود چين دار مي نمايد.اورينگ بايد از يک ماده EPDM ساخته شده باشد.اين روش يکي از سريع ترين روشهاي اتصال مي باشد،ولي تنها در کاربردهاي کم فشار مانند خطوط لوله آب خانگي يا سامانه هاي سرمايش و گرمايش آبي (هيدرونيک)کم فشار مي توان آن را به کار گرفت.

اتصالات لحيم کاري
براي ايجاد يک اتصال لحيم کاري ، يک سر لوله درون يک مادگي جفت کننده قرار داده مي شود و بين سطوح لحيم اعمال مي شود.لوله و مادگي قبل از پيوند داده شدن،توسط يک روغن لحيم سايشي تميز مي شوند.روغن لحيم اکسيدها را برداشته و سطوح را از اکسيد شدن در طول گرمايش محافظت مي کند سپس لوله درون مادگي قرار داده شده و گرم مي شود.هنگامي که لحيم به نقطه ذوب خود مي رسد،در اثر خاصيت مويينگي به درون اتصال کشيده مي شود.سپس گرما دور شده و براي حذف لحيم اضافي ،سطح خارجي اتصال تميز مي شود.براي اتصالات کوچکتر منبع گرما مي تواند يک مشعل پروپان باشد.ولي اتصالات بزرگتر به خروجي گرماي بيشتري مانند يک مشعل استيلن نياز دارند.تصميم گيري در مورد اينکه اتصال جزو بزرگتر يا کوچکتر محسوب شود،به مهارت جوشکار بستگي دارد.به طور کلي اتصالات بزرگتر از قطر اسمي 3 اينچ ، به جوشکار ماهرتري نياز دارند.

براي جلوگيري از تخلخل ، سرتاسر اتصال قبل از اعمال لحيم بايد به طور يکسان گرم شود.انتخاب لحيم به نوع سيال و کاربرد،حداکثر دما و حداکثر فشار سيال بستگي دارد.از گذشته Sn50 به دليل محدوده وسيع شکل پذيري و کاربرد آسان به عنوان اولين انتخاب براي لحيم کاري مطرح بوده است.اين ماده از 50 درصد قلع و 50 درصد سرب تشکيل شده است.اين ماده را مي توان براي سامانه هاي آب و بخار کم فشار(psi15 و دماي 250 درجه فارنهايت) به کار گرفت.ولي درصد سرب بالاي آن موجب مي شود براي کاربردهاي آب خانگي و سامانه هاي آب آزمايشگاهي مناسب نباشد زيرا آيين نامه هاي لوله کشي ، استفاده از لحيم هايي که حاوي بيش از 2 درصد سرب هستند را در سامانه هاي آب آشاميدني ممنوع کرده است.قبل از انتخاب يک لحيم براي سامانه هاي آب آشاميدني،ابتدا آيين نامه هاي لوله کشي محلي و اطلاعات توليد کننده را بررسي کنيد.

اتصالات برنجي
اتصالات برنجي شبيه به اتصالات لحيم کاري هستند با اين تفاوت که براي فشارها و دماهاي بالاتر قابل استفاده مي باشند.پرکننده هاي برنجي در دماهاي بين 1100 تا 1500 درجه فارنهايت ذوب مي شوند.استحکام اين اتصالات به اندازه استحکام خود لوله هاي متصل شده مي باشد.براي اتصالات و لوله هاي مسي بايد از پرکننده هاي مس فسفردار استفاده نمود،در حالي که براي لوله هاي مسي و اتصالات برنزي يا فولادي بايد از آلياژهاي حاوي نقره استفاده شود.براي اتصال خطوط لوله مسي در سامانه هاي تبريد ، آلياژ35 تا 40 درصد نقره توصيه مي شود.