انواع اتصال در انتهای لوله، کاربرد ها و نحوه ی اتصال

در هر قسمت از لوله‌ های لوله ‌کشی،نوع انتهای پایپ ‌ها نقش مهمی در نحوه اتصال پایپ به سایر قطعه های سیستم لوله‌ کشی ایفا می‌کنند. شکل انتهای لوله، نوع اتصال و کاربرد های آن را تعیین میکند. در زیر رایج ترین انواع اتصال انتهای لوله را نام برده ایم:

• اتصال تخت (Plain End)
• اتصال کونیک دار (Bevel End)
• اتصال روزه ای (Threaded End)
• (box and pin)

هر یک از این شکل ها، روش‌ های تولید، و کاربرد های متفاوت و البته منحصر ب فرد خود را دارند. مهندسین و کارفرمایان با بررسی دقیق انتهای لوله مورد نظر، و شناخت کافی می توانند انتخاب مناسبی برای اتصال لوله  را داشته باشند. در ادامه بررسی دقیق تر این نوع اتصال انتهای لوله و اتصال آن، پرداخته ایم.

لوله انتهای تخت یا (PE)

لوله با اتصال تخت، نمونه ‌ای از ساده‌ ترین و متداول‌ ترین انواع اتصال لوله است. اتصال لوله تخت، با برش پایپ در زاویه 90 درجه، و موازی با محور طولی ایجاد می‌شود. این برش ساده عمدتاً برای لوله ‌های با قطر کمتر از 2 اینچ (5 سانتی‌متر) استفاده می‌شود. سطح صاف اتصال تخت لوله، مناسب سیستم های لوله کشی، بخصوص در صنایع مختلف می باشد.

نحوه ی اتصال لوله با انتهای تخت (PE)

اتصال لوله با انتهای تخت، با سایز کوچکتر از 2 اینچ معمولاً با استفاده از روش سوکتی (Socket Weld) به یکدیگر متصل می‌شود. این نوع اتصال به دلیل سادگی و کارایی بالا، در بسیاری از کاربردهای صنعتی و ساختمانی محبوب است. در این روش، لوله با اتصال صاف، به یکدیگر متصل می‌شوند و برای ایجاد این اتصالات از بوشن یا کوپلینگ استفاده می‌شود.

اتصالات بوشن‌ و اتصالات کوپلینگ‌، به عنوان اتصالات میان ‌بر برای اتصال لوله با اتصال تخت، عمل می‌کنند و به راحتی می‌توان آن ‌ها را بر روی اتصال لوله قرار داد. پس از قرار دادن لوله‌ ها درون بوشن یا کوپلینگ، نوبت به جوشکاری می‌رسد. در این مرحله، دور تا دور اتصال با استفاده از جوش ماهیچه‌ای (Fillet Weld) جوشکاری می‌شود. این نوع جوشکاری باعث ایجاد یک اتصال محکم و مقاوم در برابر فشار و نشتی می‌شود.

لوله انتهای کونیک دار (BE)

لوله ‌های کونیک ‌دار، با یک برش زاویه ‌دار در نقطه پایان لوله، ایجاد می شود. برخلاف اتصال تخت، که به صورت عمودی به محور لوله بریده می‌شوند، اتصال کونیک دار، با زاویه بریده می‌شود. زاویه پخ استاندارد 37.5 درجه است، اگرچه تغییراتی می‌تواند برای برآوردن نیاز های خاص جوشکاری ایجاد شود. لوله‌ اتصال پخ‌ دار اغلب به عنوان “END crater” یا “انتهای جوش لب به لب” شناخته می‌شوند، زیرا معمولاً برای کاربردهای جوشکاری آماده می‌شوند.

نحوه ی اتصال لوله کونیک دار (BE)

beveling نقش حیاتی در فرآیند جوشکاری ایفا می‌کند. هنگامی که دو لوله با اتصال کونیک دار، برای جوشکاری هم ‌تراز می‌شوند، لبه ‌های زاویه‌ دار یک شیار ایجاد می‌کنند که می‌تواند با مواد جوش پر شود. شیار ها، جوش قوی و با دوامی را تضمین می‌کنند که قادر به تحمل فشار دمای بالاست. اتصالات جوشی در لوله کونیک دار یا لوله پخ دار، در صنایعی مانند نفت و گاز، فرآوری شیمیایی، و تولید انرژی که در آن قابلیت اطمینان ارجح هستند، بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اتصال لوله رزوه ‌دار (TE)

لوله رزوه‌ دار، دارای رزوه ‌هایی است که یا در داخل (رزوه مادگی) یا در خارج (رزوه نری) بریده شده‌اند. این رزوه‌ ها امکان پیچ شدن لوله به اتصالات رزوه‌ دار را فراهم می‌کنند لوله‌ رزوه ‌دار، به ویژه در سیستم‌ هایی که نیاز به جدا سازی و مونتاژ مجدد دارند، مانند سیستم‌های پایپینگ و تهویه مطبوع (HVAC)، بسیار رایج هستند.

نحوه ی اتصال لوله رزوه دار (TE)

لوله رزوه‌ دار، ممکن است چپ‌گرد یا راست‌گرد باشند، اما لوله رزوه‌ دار راست‌گرد، بسیار رایج ‌تر است. رزوه‌ های چپ‌گرد معمولاً برای کاربردهای خاصی استفاده می‌شوند که نیاز به رزوه‌ های معکوس برای جلوگیری از شل شدن در هنگام استفاده دارند. طراحی و مهندسی لوله روزه دار، استاندارد بندی شده است. و مشخصات جنبه‌ هایی مانند گام، زاویه رزوه، عمق، ریشه، تاج، قطر کوچک، قطر گام و قطر بزرگ را پوشش می‌دهد. این استاندارد ها تضمین می‌کند که اجزای رزوه ‌دار نری و مادگی با یکدیگر سازگار باشند، که برای مونتاژ مطمئن ضروری است.

درک اصطلاحات و استانداردهای رزوه‌ها

استاندارد لوله‌ های رزوه ‌دار به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند: استاندارد NPT و استاندارد BSP این استانداردها برای تعیین ابعاد و مشخصات رزوه در پایپ و اتصالات پایپینگ استفاده می‌شوند.

 استاندارد NPT (National Pipe Taper)

این استاندارد بیشتر در ایالات متحده مورد استفاده قرار می‌گیرد و شامل رزوه‌های مخروطی است. ویژگی‌های این استاندارد عبارتند از:

• زاویه رزوه: 60 درجه
• قابلیت تعویض‌پذیری: قطعات با رزوه‌های NPT از برندهای مختلف به راحتی با یکدیگر جفت می‌شوند.
• آب‌ بندی: طراحی این رزوه‌ها به گونه‌ای است که اتصالی آب‌بندی‌شده ایجاد می‌کند و از نشتی سیالات جلوگیری می‌کند.
• مقاومت: این نوع رزوه‌ها در برابر فشار و ضربه مقاوم هستند.

 استاندارد BSP (British Standard Pipe)

این استاندارد به دو نوع BSPT (مخروطی) و BSPP (موازی) تقسیم می‌شود:

• BSPT (British Standard Tapered): دارای زاویه 55 درجه است و برای اتصالاتی که نیاز به آب‌بندی دارند، مناسب است.
• BSPP (British Standard Parallel): این نوع رزوه‌ها به صورت موازی طراحی شده‌اند و معمولاً برای اتصالاتی که نیازی به آب‌بندی اضافی ندارند، استفاده می‌شوند.

 مشخصات عمومی

• رزوه‌های NPT و BSP معمولاً در سیستم‌های پایپینگ صنعتی، آبرسانی، گازرسانی و سایر کاربردهای مشابه استفاده می‌شوند.
• ابعاد: این استانداردها طیف وسیعی از ابعاد را پوشش می‌دهند که شامل قطرهای مختلف لوله‌ها است.

در نهایت، انتخاب استاندارد مناسب بستگی به نیاز خاص پروژه و نوع سیال مورد استفاده دارد. استفاده از این استانداردها به ایجاد اتصالات مطمئن و مقاوم کمک می‌کند.

اتصالات  Box and pin

اتصال پین و باکس، که به طور معمول به عنوان اتصال ابزار (Tool Joint) شناخته می‌شود، یکی از اجزای حیاتی در لوله‌ دریلینگ، در صنعت نفت و گاز است. این اتصال امکان مونتاژ را از طریق اتصال محکم لوله‌ حفاری منفرد فراهم می‌کند. “پین” به انتهای نر و “باکس” به انتهای ماده اتصال اشاره دارد. این دو اتصال معمولاً با استفاده از رزوه‌های مخروطی به هم متصل می‌شوند، که یک مهر و موم محکم و بدون هوا ایجاد می‌کند و برای حفظ یکپارچگی ضروری است.

طراحی اتصالات پین و باکس برای تحمل تنش‌های مکانیکی قابل توجهی که در طول حفاری ایجاد می‌شوند، بسیار حیاتی است. مهر و موم از طریق یک اتصال شانه به شانه بین باکس و پین حاصل می‌شود، و معمولاً یک ماده سخت به سطح اتصال ابزار جوش داده می‌شود تا از سایش در هنگام چرخش در حفره جلوگیری کند.

کاربردها و انعطاف‌پذیری اتصالات انتهای لوله

انتخاب نوع اتصال لوله، به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله اندازه لوله، نوع اتصال مورد نیاز، و شرایط عملیاتی سیستم. اتصال تخت، به عنوان مثال، بسیار انعطاف‌پذیر است و می‌توان آن را برای کاربردهای مختلف تغییر داد. یکی از کاربرد های رایج لوله  اتصال تخت ، استفاده در فلنج‌های جوشی (Socket Weld Flanges) است. در این روش، لوله اتصال صاف، داخل فلنج جوش ‌دار قرار داده شده و اتصال با جوش(Fillet Weld)  تثبیت می‌شود. اتصال کونیک دار، برای لوله‌ هایی با قطر بزرگتر و سیستم‌ های فشار بالا که نیاز به جوشکاری دارند، ترجیح داده می‌شود. لبه زاویه ‌دار اتصال کونیک، امکان ایجاد اتصالات جوشی قوی و بادوام را فراهم می‌کند، و یکپارچگی ساختاری سیستم پایپینگ را تضمین می‌کند. در لوله‌ رزوه ‌دار، یکپارچگی اتصال رزوه ‌ای به ‌اندازه اتصالات جوش داده ‌شده یا فلنجی قوی نیست و برای کاربرد هایی با تنش بالا مناسب نیستند. علاوه بر این، تغییر شکل فیزیکی لوله مانند خم شدن یا لرزش می‌تواند رزوه ‌ها را تخریب کند و منجر به نشتی شود. به‌دلیل این محدودیت ‌ها، لوله‌ های رزوه‌دار برای سیستم‌هایی که سیالات خطرناک یا قابل اشتعال را حمل می‌کنند، توصیه نمی‌شوند، زیرا هرگونه نشتی می‌تواند پیامدهای شدیدی داشته باشد. انتهای رزوه‌دار، در حالی که به کاربردهای فشار پایین محدود می‌شوند، سهولت مونتاژ و جداسازی را ارائه می‌دهند و آنها را برای سیستم‌هایی که نیاز به تعمیر و نگهداری مکرر دارند ایده‌آل می‌کنند.

نتیجه‌گیری

درک انواع مختلف انتهای لوله و کاربردهای آنها برای طراحی و نگهداری یک سیستم پایپینگ کارآمد ضروری است. هر نوع—انتهای ساده، انتهای پخ، و انتهای رزوه‌دار—مزایای منحصر به فردی ارائه می‌دهد و برای کاربردهای خاص مناسب است. با انتخاب نوع مناسب انتهای لوله و رعایت استانداردهای مربوطه، مهندسان و طراحان می‌توانند از قابلیت اطمینان، ایمنی و عملکرد سیستم‌ های پایپینگ اطمینان حاصل کنند. چه سیستم به سادگی اتصال صاف، قابلیت جوشکاری اتصال پخ یا راحتی اتصال رزوه‌ دار نیاز داشته باشد، بررسی دقیق نیازها منجر به نصب موفق و بادوام خواهد شد.