در این پست قصد داریم تا انواع اتصالات (Fittings) در پایپینگ را باهم بررسی کنیم. در پست های قبل در مورد پایپینگ یا لوله کشی صنعتی و انواع لوله ها در پایپینگ صحبت کردیم. در این مقاله به صورت مفصل در مورد انواع اتصالات (Fittings) مورد استفاده در پایپینگ صحبت میکنیم.
فیتینگها یا اتصالات در تغییر مسیر لوله، تغییر قطر لوله، چند شاخه شدن لوله و … استفاده میشوند. این فیتینگ ها از لوله یا پلیت ساخته شده یا توسط فرآیندهای ریخته گری، ماشین کاری قطعات فرج شده یا قالب گیری تولید میشوند.
اتصالات پیچی دارای کلاس های فشار ۲۰۰۰ ، ۳۰۰۰ ، ۶۰۰۰ میباشد. اتصالات با جوش سوکت دارای کلاس های فشار ۳۰۰۰ ، ۶۰۰۰ ، ۹۰۰۰ می باشند. در جدول زیر کلاس های فشار و رابطه آن با عدد .Sch و وزن شاخص سازنده عنوان شده است.
انواع اتصالات در سیستم پایپینگ
بخش های زیر بیانگر طیف وسیعی از اتصالات و موارد قابل انتخاب و محدودیت های آنها می باشد که به شرح زیر مورد بررسی قرار می گیرد:
۱- تجهیزات سیستم پایپینگ Butt-Welded
۲- تجهیزات سیستم پایپینگ Socket-Welded
۳-تجهیزات سیستم لوله کشی Screwed
در بخش های بعدی نیز باقی اتصالات و تجهیزات مورد بررسی قرار میگیرند.
۱- انواع اتصالات در پایپینگ با سیستم But-Welded (جوشکاری لب به لب)
محل استفاده : برای اکثر کاربردها، پایپینگ یا لوله کشی فرآیندی و خطوط سرویس بکار برده میشود.
مزایای اتصال : کاراترین روش اتصال برای لوله های با قطر بزرگ و اتصالات مربوطه میباشد که یک اتصال قابل اطمینان و آب بند ایجاد میکند.
معایب اتصال : ممکن است برخی قسمت های جوش وارد مسیر سیال شده و بر الگوی جریان تاثیر بگذارد.
روش ایجاد اتصال : انتهای لوله باید ماشین کاری شده و پخ زده شود (Bevel). اتصالات نیز باید دارای پخ باشند. دو قطعه در راستای هم و در فاصله مناسب از یکدیگر خال جوش خورده و سپس توسط جوشی پیوسته اتصال کامل ایجاد می گردد. گاهی اوقات برای ایجاد فاصله مناسب از رینگ، مطابق شکل زیر استفاده می گردد.
استفاده از Backing Ring در اتصال Butt-Welded در پایپینگ
اتصالات زانویی (EIbows or Ells)
این اتصالات باعث تغییر جهت ۴۵ و ۹۰ درجه در جهت جریان میگردد. زانویی هایی که معمولا استفاده می شود دارای شعاع بزرگ (Long Radius, LR) هستند و شعاع انحنا، خط میانه آنها مساوی ۱.۵ برابر قطر اسمی لوله برای سایزهای NPS-3/4 (Short و بیشتر میباشد. زانویی ها با شعاع کوچک (Short Radius, SR) که شعاع انحنا، خط میانه آن برابر با قطر نامی لوله میباشد هم تولید میگردد.
در تصویر زیر این دو نوع زانویی یا Elbow را میبینید.
زانویی های کاهنده (Reducing Elbows)
این اتصالات نیز تغییر ۹۰ درجه در جهت جریان ایجاد میکنند، اما قطر دو طرف آن یکسان نمیباشد. در زانویی های کاهنده، شعاع انحنا خط میانه برابر ۱/۵ برابر قطر اسمی لوله بزرگتر میباشد.
برگشت (Return)
این اتصال باعت تغییر مسیر جریان به اندازه ۱۸۰ درجه میشود. بازگرداننده در دو حالت LR و SR وجود دارد. این اتصال برای ساخت کویل های حرارتی، خروجی هوای مخازن و … مورد استفاده قرار میگیرد.
خم ها (Bends)
این اتصال از خم کردن لوله های مستقیم ساخته میشود و شعاع انحنا، آن ۳ تا ۵ برابر قطر نامی لوله است. (۵R و ۳R، توجه شود که R برابر با قطر نامی لوله میباشد و شعاع نیست) خم های با شعاع بزرگتر بر حسب سفارش ساخته میشود.
خم ها معمولا توسط خم کردن گرم لوله ایجاد میگردد. تنها لوله های بدون درز یا لوله های با جوش الکتریکی برای این منظور مناسب هستند.
کاهنده و افزاینده (Reducer)
از این فیتینگها و اتصالات در پایپینگ برای اتصال مستقیم دو لوله با قطرهای مختلف استفاده میشود. این اتصال دارای دو نوع هم مرکز (CO) و خارج از مرکز (EC) میباشد. کاهنده های خارج از مرکز، هنگامی که لازم است سطح پایین یا بالایی خط، ثابت نگه داشته شود مورد استفاده قرار میگیرند. خروج از مرکز برابر نصف تفاضل قطر داخلی بزرگتر و کوچکتر می باشد.
اتصالات Swage- Swaged nipples
از این نوع اتصال در پایپینگ برای اتصال یک لوله با جوش لب به لب به یک لوله کوچکتر با اتصال پیچی یا جوش سوکت استفاده میشود. این اتصال معمولا در خطوط لوله Butt weld به عنوان یک انتخاب در حالتی که کاهش سطح زیادی مورد نظر است، بجای کاهنده استفاده میگردد. نوعی از این اتصال به صورت ونتوری شکل میباشد که باعث کاهش یکنواخت تری در جریان میگردد. Swage ها هم چون کاهنده ها در دو نوع هم مرکز و خارج از مرکز موجود است.
مایترها (Mitered Elbows)
این نوع به عنوان اتصال پایپینگی شناخته نمیشود و از لوله ساخته می شود. در حالتی که افت فشار اهمیتی نداشته باشد و در فشارهای کم برای لوله های ۱۰ اینچ و بیشتر مورد استفاده قرار میگیرند. برای چنین مواردی استفاده از زانویی های معمول مقرون به صرفه نیست. مقاومت هیدرولیکی یک مایتر ۹۰ درجه دو قطعه ای ۴ تا ۶ برابر زانویی معمولی مشابه با شعاع (LR) میباشد. به همین جهت استفاده از آن با دقت باید صورت گیرد. مقاومت یک مایتر ۹۰ درجه سه تکه ای در برابر جریان تقریبا دو برابر زانوی شعاع-بلند مشابه است.
انواع اتصالات Butt-Welding جهت انشعاب گیری از مسیر
سه راهی با جوش لب به لب (Butt-Welding Tees)
برای ایجاد شاخه با زاویه ۹۰ درجه از مسیر اصلی استفاده میگردد. در سه راهی های مستقیم (Reducing Tees) قطر شاخه با قطر لوله اصلی برابر است. سه راهی های کاهنده (Straight Tees) دارای شاخه کوچکتر از مسیر اصلی می باشد. سه راهیهای Bull head دارای شاخه فرعی بزرگتر از مسیر اصلی میباشد و به ندرت استفاده میشود، اما برای بعضی از کاربردهای خاص و تنها بر حسب سفارش ساخته میشود. سه راهی های کاهنده بدین صورت نامگذاری میشوند :
نکته اصلی در مورد سه راهی های کاهنده این است که معمولا قطر انشعاب نمی تواند کمتر از نصف قطر لوله اصلی باشد.
چهار نوع اتصال انشعابی بعدی توسط روش Bonney Forge ساخته شده اند. از این اتصالات به عنوان جایگزینی جهت روش اتصال مستقیم به لوله اصلی استفاده می شود و به تقویت کننده نیازی ندارند.
اتصال Weldolet
برای ایجاد شاخه ۹۰ درجه در سایز برابر یا کوچکتر بر روی لوله مستقیم استفاده میشود. استفاده از این اتصال امکان ایجاد شاخه های نزدیک به هم را نسبت به سه راهی فراهم میکند. نوعی از آن که دارای کف تخت میباشد برای اتصال لوله به سر پوش لوله و مخازن بزرگ استفاده میشود.
اتصال Butt-Welding Elbolet
برای ایجاد یک شاخه مماسی کاهنده بر روی زانویی های شعاع بزرگ و شعاع کوچک مورد استفاد قرار میگیرد.
اتصال Butt-Welding latrolet
برای ایجاد یک شاخه کاهنده ۴۵ درجه بر روی لوله مستقیم استفاده میگردد.
اتصال Sweepolet
برای ایجاد یک شاخه کاهنده ۹۰ درجه بر روی لوله اصلی در لوله های با تنش تسلیم بالا که در صنایع نفت و گاز استفاده میشوند، بکار میرود. این اتصال باعث ایجاد الگوی جریان مناسب و توزیع تنش یکنواخت میگردد.
سه نوع بعدی معمولا در طراحی های خاص بکار می روند :
چهار راهی مستقیم یا کاهنده (Cross)
چهار راهی مستقیم معمولا بصورت تولید انبوه موجود است. چهار راهی کاهنده ممکن است بصورت آماده در دسترس نباشد. برای کاهش هزینه، در دسترس بودن و به حداقل رساندن فهرست لوازم معمولا از چهار راهی به ندرت استفاده میشود. بنابراین ترجیح براین است که از سه راهی، دوراهی و … به جای آن استفاده شود. اما در جاهایی که محدودیت فضا وجود دارد همانند لوله کشی صنایع دریایی، کارهای ترمیمی و حالت های خاص از آن استفاده میگردد. این اتصال احتیاج به تقویت کننده ندارد.
اتصال Lateral مستقیم یا کاهنده
برای ایجاد اتصال جانبی در زوایای مختلف هنگامی که مقاومت کم در برابر جریان مورد نظر است، استفاده میشود. جانبی های مستقیم (Straight) با اندازه شاخه مساوی مسیر اصلی در وزنهای (Schedule) STD و XS موجود میباشد. جانبی های با زاویه غیر از ۴۵ درجه معمولا با سفارش های خاص ساخته میشوند. این اتصال معمولا احتیاج به تقویت کننده دارد. نحوه نام گذاری Lateral های کاهنده، مشابه سه راهی- ها با جوش لب به لب است با این تفاوت که زاویه بین انشعاب و مسیراصلی نیز یاید مشخص شود.
اتصال Shaped Nipple
این اتصالات هم اکنون به ندرت استفاد میشود. ولی در زوایای ۹۰ درجه و ۴۵ درجه و هر زاویه و اندازه دیگر قابل استفاده است و بر حسب سفارش باید ساخته شود. در این اتصال باید با استفاده از شابلون لوله اصلی را در محل برش داد. این اتصال معمولا احتیاج به تقویت کننده دارد.
اتصال Cap
برای مسدود کردن انتهای لوله بکار میرود.
خب اولین مورد از انواع اتصالات در پایپینگ رو باهم بررسی کردیم. ادامه این مطلب میتونید توی بخش دوم این پست مطالعه کنید.
