اتصالات آکاردئونی یا اکسپنشن چهارگوش (Rectangular Expansion Join

اتصالات چهارگوش در صنایع گوناگونی همچون صنایع فولاد ، نیروگاهی ، سیمان ، پتروشیمی ، پالایشگاهی ، شیمیایی و .... کاربرد دارند. اتصالات چهارگوش همانند اتصالات آکاردئونی دایره ای قابلیت جذب حرکت های محوری ، جانبی و زاویه ای را دارند با این تفاوت که در اتصالات چهارگوش جهت حرکت جانبی و زاویه ای نسبت به طول یا عرض داکت ، شرایط متفاوتی را ایجاد می نماید . حرکت جانبی در اتصالات چهارگوش تنش قابل ملاحظه ای را ایجاد نموده و لذا در اکثر موارد اگر اعمال حرکت به صورت متناوب مدنظر باشد ، فقط اتصال یونیورسال گزینه مناسب خواهد بود و یک اتصال تکی مخصوصاً در داکت هایی با طول و عرض زیاد به هیچ عنوان توصیه نمی گردد.

 از آنجایی که داکت ها ، استاندارد مرجع و سایز مشخصی ندارند عموماً اتصالات چهارگوش به صورت سفارشی و در شکل ها ، ابعاد و تحت شرایط متفاوت از جمله دما ، فشار و مقدار حرکت درخواستی و... طراحی و ساخته می شوند. در داکت هایی با ابعاد دهانه بزرگ که معمولاً جهت سیالات گازی در فشار پائین می باشند ، بهترین گزینه اتصالات پارچه ای هستند که قابلیت جذب حرکت ها را در همه صفحات به طور همزمان و در دفعات بسیار زیاد دارند و حتی حرکت پیچشی نیز می تواند توسط این گونه از اتصالات دفع شود . لازم به ذکر است در شرایط یکسان ، تعمیرات ، ‌نگهداری ،‌ نصب و ‌تعویض اتصالات پارچه ای از سایر اتصالات آسانتر بوده و هزینه آن نیز کمتر است . در اتصالات چهارگوش که عموماً دارای سایزهای بالایی هستند و طول و عرض داکت متفاوت است می توان این مشکل را با ساپورت های نگهدارنده که از متورم شدن و تابیدگی بلوز جلوگیری می کند برطرف نمود

بخش اول :

لوله :

محصولات استوانه ایی که به عنوان لوله شناخته می شوند و جهت انتقال سیال از نقطه ایی به نقطه دیگر به کار می رود ، معمولا لوله ها توسط "سایز نامی لوله "   (NPS)،و ضخامت جداره بر حسب Schedule numbers (Sch) ، "مشخصه API مشخص می شود لوله غیر استاندارد به وسیله سایز نامی و ضخامت جداره آن شناخته می شود .

در این مقاله با لوله مانسمان و جزئیات آن آشنا خواهیم شد :

اطلاعات اولیه :

لوله بدون درز در ایران به نام لوله مانیسمان نامیده می شود که از نام دانشمندی آلمانی که اولین بار این لوله ها را ساخت مشتق شده است. لوله مانیسمان از یک قطعه فولادی یک تکه ساخته می شود. در این روش لوله ها بدون درز است و برای ساخت آن یک قطعه شمش را گرم کرده و توسط سمبه ماتریس از یک قالب مخصوص عبور می دهند. سپس با غلطک های مخصوص تحت نورد و کشش قرار می گیرند تا به اندازه مورد نظر برسند.

لوله مانیسمان بدلیل اینکه درز جوش ندارد, استحکام بالاتری دارد و در قطرهای پایین ساخته می شوند. دلیل این امر این است که ساخت لوله هایی با قطر بالا آن هم به صورت بی درز, بسیار مشکل خواهد بود و نیاز به صرف هزینه ی بالا دارد.

لوله های فوق از سایز 1/2 اینچ تا سایز 36 اینچ موجود میباشد . لوله های فوق الذکر از جنس کربن استیل و مناسب برای سیستم های آبرسانی تحت فشارو آتش نشانی و گازرسانی و... مورد استفاده قرار میگیرد.

مشخصات لوله :

لوله ها با مشخصه های نظیر :

-سایز و طول تولید 

-ضخامت جداره 

-نوع و روش تولید

-نوع جنس

-آرایش انتهای لوله

-پوشش و استاندارد لوله

مشخص می شوند که در اینجا به معرفی این مشخصه ها می پردازیم:

سایزها و طول های متداول در لوله های فولادی

سایز تمامی لوله ها بر حسب "سایز نامی لوله" با علامت اختصاری N.P.S (Nominal Pipe Size) بیان می شوند.

سایزهای متداول و رایج لوله ها در بازار به صورت زیر می باشند :

½” – ¾” – 1” – 1.1/4” – 1.1/2” – 2” – 2.1/2” – 3” – 4” – 5” – 6” – 8” – 10” – 12” – 14” – 16” …

قطر وضخامت جدار لوله 

ابعادی که بر اساس NPS بیان می شوند لزوما با قطر خارجی لوله ها یکی نمیباشد و برای بدست آوردن مقدار دقیق قطر خارجی لوله ها باید به جدول لوله ها مراجعه کنیم ، اما از سایز نامی "14 به بالا قطر خارجی لوله با قطر نامی لوله تقریبا برابر خواهد شد به صورتی که سایز نامی بر حسب اینچ را در عدد 25 ضرب میکنیم که قطر خارجی لوله بر حسب میلی متر بدست بیاد.

جدول مربوط به ابعاد و وزن لوله ها را اینجا مطالعه فرمایید .

آرایش انتهایی لوله

نحوه اتصال برای لوله مانسمان عموما به صورت Beveling می باشد و بیشترین تمرکز بازار ایران روی این نوع از اتصال می باشد ، آرایش Plain End هم مخصوص لوله های مانسمان و درزدار می باشد که کمتر مورد استفاده بازار ایران می باشد و آرایش Thread End هم عموما مورد استفاده لوله های گالوانیزه می باشد .

نحوه آرایش انتهایی لوله را می توان از استاندارد ASME B31.3 استخراج کرد که به صورت زیر می باشد :

1-Plain End :

این نوع آرایش مسطح و بدون ماشین کاری با اختصار P.E معمولا برای لوله های "2 و کوچکتر کاربرد دارد .

2-Beveling :

این نوع آرایش بصورت پخ زده شده می باشد که در اتصال یا فیتینگ به صورت V می باشد که این فضا را با جوش پر میکنند ، این نوع اتصال را به اختصار B.W.E (Butt Weld End) می گویند ، استاندارد ابعادی را می توان از استاندارد ASME B16.25 استخراج کرد که زوایا و اندازه پخ زدن را نمایش میدهد.

3-Thread End :

این نوع آرایش به صورت رزوه خورده می باشد که به صورت اختصار T.E می گویند که برای خطوط گالوانیزه کاربرد دارد و در ASME B1.20.1 استاندارد ابعادی این نوع آرایش آمده است .

روش های اتصال لوله ها :

مطابق با آرایش دادن انتهای لوله ،اتصالات لوله با لوله برای اغلب لوله های کربن استیل به صورت های زیر است :

-جوش لب به لب Butt Welded :

این روش اقتصادی ترین روش جوش کاری و البته مرسوم تر از روش دوم در صنعت ایران می باشد که برای جوشکاری مطابق شکل زیر باید دوسر پخ خورده (لوله با لوله یا لوله با فیتینگ) در کنار هم قرار گیرند تا فضای خالیV شکل پر از جوش شود. 

-جوش ساکتی Socket Welded :

برای این نوع اتصال باید یک سر از نوع P.E و سر دیگر از نوع ساکتی (Socket) می باشد که سر P.E داخل قسمت ساکتی قرار میگیرد و سپس دورتادور بیرونی ساکت جوش می شود.در شکل زیر تصویری از این نوع جوشکاری را میبینید .

- پیچی یا رزوه ایی Threaded :

این نوع اتصال مخصوص خطوط آبرسانی و خطوط گالوانیزه می باشد که این رزوه برای لوله ها به صورت نری می باشد و از بیرون رزوه میخورد و فیتینگ به صورت مادگی رزوه میخورد و از داخل رزوه میخورد ، که رزوه خوردن این لوله ها براساس استاندارد NPT می باشد که در جدول زیر استاندارد NPT را میبینیم.

استاندارد لوله ها :

استاندارد مورد استفاده برای لوله ها ASTM می باشد و برای ابعاد لوله های کربن استیل از ASME B36.10 استفاده می گردد.استاندارد API 5L نیز هم از لحاظ ابعاد و هم از لحاظ جنس لوله ها می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

روش های های تولید لوله مانسمان  :

لوله های بدون درز :

در این روش برای تولید لوله از شمش فولاد استفاده می شود که بعد از بالا بردن حرارت شمش فولادی به مرکز شمش سمبه زده و تبدیل به لوله میکنند که در این روش هیچ گونه درز جوشی در طول لوله مشاهده نمیشود و مقاومت بیشتری نسبت به لوله های درزدار دارد.

برای مشاهده ابعاد و اندازه لوله مانسمان (بدون درز) طبق استاندارد ASME B36.10 اینجا کلیک کنید.

برای مشاهده وزن لوله مانسمان (بدون درز) طبق استاندارد ASME B36.10 اینجا کلیک کنید.

ویدیو ساخت لوله به روش بدون درز را اینجا ببینید.

انواع لوله های تاسیساتی، کاربردها و مزایا و معایب

لوله هایی سیستم آبرسانی و فاضلاب:

لوله های گالوانیزه:

لوله های گالوانیزه خود به دو دسته تقسیم می شوند : لوله های فولادی گالوانیزه و لوله های آهنی گالوانیزه. این دو نوع در بازار به لوله های آهنی سفید معروفند. لوله های فولادی گالوانیزه در مقایسه با نوع آهنی آن سبک تر و براق تر هستند .

1-لوله های فولادی گالوانیزه:

این نوع لوله ها گاهی برای تخلیه فاضلاب لوازم بهداشتی کوچک به کار برده می شود ولی مورد استفاده اصلی آنها در تهویه مطبوع است . جنس این لوله ها از فولاد نرم است و برای افزایش مقاومت در برابر اسیدها و زنگ زدگیها در یک وان آبکاری، روی اندود (گالوانیزه) می کنند . این نوع لوله ها نسبت به نوع آهنی در برابر اسیدها مقاومت کمتری دارند و کلیه اسیدهایی که برای چدن مضر می باشند فولاد گالوانیزه را هم خراب می کنند .

2-لوله های آهنی گالوانیزه:

جنس این لوله ها از آهن سفید نورد شده است و لوله را در فلز روی مذاب فرو می برند . این نوع لوله ها از رنگ تیره و خاکستریشان شناخته می شوندو عموماً به دو صورت سبک و متوسط تولید می شوند .

کلیه لوله های فولادی و آهنی گالوانیزه در شاخه های 6 متری و دو سر دنده با قطر اینچ تا 8 اینچ تولید می گردند . قطر این لوله ها معمولاً‌قطر اسمی است که بزرگتر از قطر داخلی و کوچکتر از قطر خارجی است .

نکته : از اتصال این لوله ها به روش جوشکاری باید پرهیز نمود زیرا حرارت ناشی از جوشکاری باعث سوختن روکش گالوانیزه (آلیاژ روی) می شود .

لوله های چدنی:

جنس این لوله ها از چدن ریخته گری است و بر حسب نوع کاربرد آنها انواع و مقدار آلیاژ ، شکل و طول لوله ،‌نوع اتصالات آنها با هم متفاوت هستند.

لوله های چدنی که در سیستم لوله کشی فاضلاب به کار می رود :

الف) سرتوپی (یک سرتوپی – دو سرتوپی) - لوله های بوشن دار

ب) دو سر تخت - لوله بدون بوشن

مزایا و معایب لوله های چدنی:

در برابر فشار وارده به جداره های خارجی دارای مقاومت و استحکام خوبی هستند .

فرسودگی این لوله ها کمتر از لوله های فلزی است .

می توان براحتی از دستگاه تراکم هوا جهت باز کردن و رفع گرفتگی لوله استفاده نمود .

قیمت لوله های چدنی نسبت به لوله های آهنی ارزانتر است .

نصب لوله های چدنی نسبت به لوله های آهنی کندتر انجام می شود .

لوله های چدنی به علت تاثیر مواد شیمیایی موجود در فاضلاب زنگ می زنند و جلوگیری از زنگ زدگی آنها میسر نمی باشد .

داشتن وزن زیاد قطعات و تکثر اتصالات از معایب دیگر لوله های چدنی می باشد .

مقایسه لوله چدنی توپی دار و سر تخت

لوله های پلاستیکی:

لوله های پلاستیکی که در تاسیسات آب و فاضلاب بکار برده می شوند عبارتند از :

لوله های پلاستیکی پی وی سی PVC مخفف پلی و نیل کلراید

لوله های پلاستیکی PE مخفف پلی اتیلن

لوله های پلاستیکی  ABS مخفف اکریلونیتریل ، بوتادین و استیرن

لوله های پلاستیکی PP مخفف پلی پروپلین

لوله های پلاستیکی CPVC مخفف کلرینیتد پلی و نیل کلراید

لوله های پلاستیکی PB مخفف پلی بوتیلن

نکته : در شبکه فاضلاب از لوله های پی وی سی و پلی اتیلن بیشترین استفاده به عمل می آید .

مزایای لوله های :PVC

-    اتصال لوله و قطعات آن بسیار آسانتر و سریعتر از سایر لوله ها انجام می شود .

-    در نصب روکار احتیاجی به رنگ آمیزی ندارند .

-    دارای وزن سبک هستند و به راحتی در بین سقف کاذب و مکانهایی که دسترسی بدان مشکل است نصب می شود .

-    در مقایسه با لوله های دیگر قطر خارجی کمتری داشته و به راحتی در داخل دیوار جاسازی و اجرا می شود .

-    در برابر مواد شیمیایی از مقاومت بالایی برخوردار هستند .

معایب لوله های PVC:

-    لوله های پی وی سی خشک در برابر سرما بسیار حساس و شکننده می باشند .

-    لوله های پی وی سی در برابر حرارت زیاد فرم و استحکام خود را از دست می دهند .

-    به علت قدرت مقاومت کم جداره این نوع لوله ها بایستی از فنر لوله بازکنی برای گرفتگی مجرای لوله ها استفاده نمود .

-    در برار نیروهای خارجی دارای مقاومت کمتری هستند

مزایای لوله های PB:

    لوله پلی بوتیلن در برابر خوردگی ، یخ زدگی ، زنگ زدگی ، خاکهای اسیدی و رسوب گرفتگی مقاوم است . 

لوله های پنج لایه:

در تاسیسات لوله کشی ساختمان خوردگی و رسوب در لوله های فلزی خسارات و مشکلاتی را بوجود می آورد یکی از راه هایی که برای پرهیز از مشکلات لوله های فلزی پیشنهاد شده است استفاده از لوله های پلیمری است اما به کارگیری این لوله ها در عمل نشان داده که اگر چه جایگزینی فلز با پلاستیک مشکل خوردگی و پوسیدگی لوله را حل می کند اما مشکلات دیگری را باعث می شود از جمله نفوذ اکسیژن ، محدودیت در تحمل فشار یا دمای بالا ، ضریب انبساط زیاد و … .

لوله های سوپر پایپ:

سوپر پایپ تلفیقی است هوشمندانه که حاصل آن لوله ای پنج لایه شامل یک لوله آلومینیومی ، دو لایه پلیمر و دو لایه چسب مخصوص که مقاومت در برابر خوردگی ، زنگ زدگی ، رسوب و پوسیدگی را از لوله های پلیمری و توان تحمل حرارت مداوم ، فشار بالا و نفوذ ناپذیری را از لوله های فلزی به ارث برده است . سوپر پایپ آخرین دستاورد تکنولوژی است که برای تمام تاسیسات ساختمان قابل استفاده است و حتی در بدترین شرایط صد سال عمر می کند .

مزایای لوله های پنج لایه:

    -زنگ نمی زند ، رسوب نمی گیرد و هرگز نمی پوسد .

    -به راحتی خم می شود و شکل می پذیرد .

    -نصب آن سریع ، آسان و بدون ضایعات می باشد .

    -بسیار سبک و حمل و نقل آن آسان است .

    -عدم امکان نفوذ اکسیژن به لوله و جلوگری از لجن زدگی و تغییر رنگ آب .

    -ضریب انبساط طولی بسیار ناچیز .

    -افت فشار بسیار ناچیز بدلیل هموار بودن سطح داخل لوله .

    -مقاوم در برابر ضربه و مواد شیمیایی .

    -مقاوم در برابر فشار به علت جوش طولی آلومینیوم .

    -در لوله کشی توکار مطمئن و در نصب روکار زیبا است .

    -توان تحمل حرارت مداوم .

وقتی که لوله های نیاز به تعمیر دارند

نویسنده: کرگ میشل  و جون تورچیا

در اوایل بهار قصد دارید سیستم آبیاری باغچه­ تان را به کار بیندازید اما می­ بینید که لوله شکسته و نشت می­ دهد.عجب!

معمولا  لوله های شکسته را به سادگی می ­توان تعمیر کرد.با این حال اگر نیاز به تعمیر کلی باشد مقداری پیچیدگی بروز می­ کند.تعمیر لوله ها همیشه ساده نیست.

تعمیر لوله های مسی pvc و پلی اتیلن

لوله را برش دهید و بخش شکسته را عوض کنید،

معمولا دو، سه یا چند لوله در یک شیار باریک قرار می­ گیرند. سیم کشی به کنترلر ممکن است بر محدودیت فضای کار بیفزاید. لوله های پی وی سی را  در شیار به صورت مارپیچ می­ برند و پیچ می­ دهند به گونه­ ای که  بالای لوله ممکن است وسط ،کنار یا حتی در پشت  و یا چند فوت زیر خط لوله باشد.

پیش از مبادرت به تعمیر لوله ­ی شکسته، گام نخست اینست :" مطمئن شوید که در وسایل همراه  شما تجهیزات لازم موجود است:اتصالات، حلال ها،چسب ، پرایمر و ابزارهای ضروری.

تام نواک مالک و مسئول آبیاری رودخانه ­­ای جیمز در ریپموند ویرجینیا می­ گوید:"انواع و اقسام اتصالات، زانویی، سه راهی و اتصالات تلسکوپی باید همراهتان باشد.لوله با اندازه های متفاوت هم باید داشته باشید، شاید وقتی لوله ها را تعمیر می­ کنید به تکه لوله نیاز باشد.با این حال  عموما از آن اتصالات استفاده می­ کنید."

دن نیوبرگم سئول آب و خدمات طراحی در پلانو، تگزاس می­ گوید:"بخش بزرگ لوله کشی توی زمین  با pvc و یا پلی تیلن(لوله های پلاستیکی) است.همیشه این طور نیست.گاهی از لوله های گالوانیزه­ ی قدیمی و یا لوله های مسی زیر آن استفاده شده است".

ما درخلال دهه های 40  و50 تعداد زیادی از سیستم های قدیمی را تعویض کردیم، همه ­ی آن ها، مس بودند. برای آن نوع لوله ها به انواع و اقسام اتصالات نیاز بود، خصوصا اگر در گروه خدمات خانگی کار می­ کردید.

نیوبرگ توصیه می­ کند:"لازمه کارکردن با لوله های مسی، همراه داشتن جعبه ابزار با کاغذ سنباده،گدازآور، لحیم و مشعل است.وقتی لوله های مسی را دوباره لحیم می­ کنید،  باید لحیم های قدیمی را بزدایید و روی آن را خوب تمیز کنید."    شانزدهم ماه دسامبر سال 2013 میلادی