نحوه اتصال لوله فولادی به کمک فلنج
فهرست مطالب
لوله‌های فولادی را به طرق مختلفی می‌توان به یکدیگر متصل کرد. در ادامه این مقاله ضمن توضیح روش‌های مختلف اتصال لوله‌های فولادی، در مورد کاربرد فلنج‌ها در این فرآیند و شیوه استفاده از این اتصالات نیز صحبت خواهیم کرد.
انواع اتصالات لوله فولادی
به طور کلی 3 روش برای اتصال لوله‌های فولادی به یکدیگر وجود دارد. در روش اول که به آن روش اتصال موقت گفته می‌شود؛ مرز بین دو لوله‌ای که به هم متصل شده‌اند کاملا مشخص بوده و معمولا از طریق فلنج و پیچ و مهره این کار انجام می‌شود. در روش دوم که روش اتصال دائم لوله فولادی است؛ اتصال به صورتی انجام می‌شود که فقط در صورت تخریب ماده اولیه یا همان بدنه لوله امکان جداسازی وجود دارد.
روش آخر یا همان روش نیمه وقت نیز شبیه به اتصال دائم است با این تفاوت که می‌توان دو لوله را با کمی اعمال فشار یا لحیم‌کاری از هم جدا کرد. این روش‌ها در انجمن جوشکاری آمریکا به 3 نام روش اتصالات جوشکاری، روش مکانیکی و روش استفاده از چسب شناخته می‌شوند.
اتصال لوله‌های فولادی به روش جوشکاری به چه صورت است؟
فرآیند جوشکاری یکی از قدیمی‌ترین روش‌ها برای اتصال دو لوله فولادی به یکدیگر است. در این روش لوله‌ها ابتدا بسته به نوع فرآیند، آنقدر گرم می‌شوند که به نقطه ذوب برسند و سپس فرصت کافی برای سرد شدن و برقراری اتصال دائم به آنها داده می‌شود. در حقیقت با جوشکاری ارتباط بین دو لوله فولادی دائم می‌شود و تنها در صورتی می‌توان آنها را از هم جدا کرد که بخشی از بدنه تخریب شود. حرفه جوشکاری یک حرفه کاملا تخصصی است که برای اجرای دقیق آن باید از تجربه یک نیروی ماهر در این زمینه استفاده شود. جوشکاری را معمولا به دو روش ذوبی و غیر ذوبی انجام می‌دهند.
در روش جوشکاری ذوبی برای برقراری ارتباط بین دو لوله، عملیات ذوب کردن الکترود به وسیله دستگاه‌هایی مانند قوس الکتریکی، شعله، لیزر و اشعه انجام می‌شود. این دستگاه‌ها الکترود را به حدی گرم می‌کنند که به نقطه ذوب رسیده و بعد از سرد شدن به بخشی از بدنه لوله تبدیل شود. البته معمولا فرآیند سرد شدن توسط یک شوک سرمایی انجام می‌شود تا الکترود کاملا منجمد شده و در فاصله بین دو لوله شبیه به چسب عمل کند. این روش جوشکاری انواع مختلفی دارد که عبارتند از:
- جوشکاری الکترونی Electron beam welding (EBW)
- جوشکاری لیزری Laser beam welding (LBW)
- جوشکاری اکسی گاز Oxy-fuel welding (OFW)
- جوشکاری قوسی Arc welding
در روش غیر ذوبی که به حالت جامد نیز معروف است؛ لوله‌ها بدون اینکه ذوب شوند؛ تحت فشار و حرارت ملایم به یکدیگر متصل می‌شوند. منبع تامین حرارت در این روش می‌تواند الکتریکی، شیمیایی یا مکانیکی باشد. یکی از مزایای اصلی این روش این است که قطعه فولادی بدون اینکه ذوب شده و خواص اولیه خود را از دست بدهد متصل خواهد شد.
اتصال لوله بدون قرار دادن آن در معرض حرارت بالا باعث می‌شود که ریسک ترک خوردگی نیز به شدت کاهش پیدا کند. علاوه بر این در روش اتصال لوله‌های فولادی به کمک جوشکاری غیر ذوبی بر خلاف روش ذوبی، نیاز نیست که از نیروی متخصص و ماهر استفاده کنید. بلکه تمامی مراحل به صورت اتوماتیک انجام می‌شود. تنها مشکلی که روش جوشکاری ذوبی دارد؛ هزینه‌بر بودن آن نسبتا به روش‌های دیگر است. جوشکاری به روش غیر ذوبی انواع مختلفی دارد که عبارتند از:
- جوشکاری اصطکاکی
- جوشکاری با امواج فراصوت
- جوشکاری انفجاری
- جوشکاری آهنگری
- جوشکاری مقاومت
روش اتصال لوله‌های فولادی به کمک فلنج
اتصالات مکانیکی به اتصالاتی گفته می‌شود که از طریق کوپلینگ انجام می‌شوند. در این روش برای اطمینان از آب‌بندی درست لوله‌ها از یک واشر مخصوص فشرده در محل اتصال خواهد شد. این روش اتصال نیز مانند دیگر روش‌ها به دو نوع اتصالات فلنج و شیاردار تقسیم می‌شود. در ادامه این دو نوع اتصال مکانیکی را بیشتر توضیح می‌دهیم.
اتصالات شیاردار لوله فولادی
یکی از سریع‌ترین روش‌های اتصال دو لوله فولادی به یکدیگر، روش اتصال شیاردار است. ایمنی این روش تا حدی است که گاهی به آن اتصال ایمن نیز گفته می‌شود. اتصال شیاردار از طریق نورد، برش یا شیار دادن انتهای لوله و از طریق کوپلینگ خاردار انجام می‌شود.
اتصال لوله فولادی به کمک فلنج
فلنج نوعی قطعه برای اتصال به لوله است و کاربردهای مختلفی دارد. به عنوان مثال برخی از فلنج‌ها که به فلنج کور شهرت دارند برای مسدود کردن جریان به کار برده می‌شوند و برخی نیز وسیله‌ای برای برقراری اتصال بین دو لوله به کمک پیچ و مهره هستند. در هر صورت استفاده از فلنج برای برقراری هر نوع ارتباطی، چه بین دو لوله باشد و چه بین لوله و دیگر اجزای سیستم پایپینگ، یک نوع اتصال موقت محسوب می‌شود. این روش اتصال هم برای لوله‌های مانیسمان یا همان بدون درز و هم برای لوله‌های درزدار بسیار کاربردی است.
تفاوت روش جوشکاری با روش فلنج چیست؟
یکی از مشکلاتی بکه روش‌های مکانیکی اتصال لوله‌ها در پی دارد؛ افزایش وزن سیستم لوله‌کشی است. این در حالی است که روش جوشکاری علاوه بر صرفه اقتصادی، به دلیل عدم نیاز به قطعات جانبی مانند پیچ و پرچ، موجب کاهش وزن سیستم خواهد شد. این موضوع به خصوص برای سیستم‌های پایپینگی که در ساختمان‌ها پیاده‌سازی می‌شوند از اهمیت بالایی برخوردار است.
از طرفی این روزها قیمت آهن و کلیه محصولاتی جانبی آن، به صورت لحظه‌ای تغییر کرده و به همین خاطر بهتر است هم برای صرفه‌جویی در هزینه‌ها و هم به دلیل کاهش وزن سازه، تا جای ممکن استفاده از قطعات فولادی و آهنی را حداقل در صنعت ساختمان محدود کنیم. ضمنا گاهی استفاده از حجم زیاد آهن در ساختمان از نظر مهندسی نیز مشکلاتی را ایجاد خواهد کرد.
تا اینجا شاید قانع شده باشید که روش جوشکاری بهتر از روش استفاده از فلنج برای برقراری ارتباط بین دو لوله است؛ اما این روش هم مشکلات خاص خود را دارد. اولین و مهم‌ترین نقطه ضعف عملیات جوشکاری، امکان تغییر ساختار و خواص لوله در اثر اعمال حرارت زیاد است. از طرفی اگر در زمان جوشکاری حتی کوچک‌ترین ترکی روی لوله باشد؛ ممکن است جوش به داخل لوله نفوذ کرده و از درون موجب آسیب‌دیدگی آن شود. این در حالی است که در روش‌های مکانیکی مانند استفاده از فلنج امکان تعویض قطعه ترک خورده وجود دارد.
