لوله و اتصالات

شیرآلات به منظور قطع و وصل جریان،کنترل جریان و هدایت جریان در یک جهت در سیستمهای تاسیساتی مورد استفاده قرار میگیرند.

شیرآلات صنعتی در انواع برنجی،چدنی،فولادی و استنلس استیل تولید و با توجه به نوع سیستم لوله کشی در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرند.

شیرآلات برنجی در سیستمهای لوله کشی با دما و فشار پایین زیر 16 بار همچون لوله کشی گاز،پایپینگ آتش نشانی و موتورخانه مورد استفاده قرار میگیرند.

شیرآلات چدنی که بیشتر در سیستمهای بخار و یا کشاورزی و همچنین موتورخانه ها نیز کاربرد دارند.

شیرآلات چدنی به دلیل نوع متریال و ساختار تولید،تحمل دما و فشارهای بالا را نداشته و نهایتا در سیستمهای لوله کشی تا فشار 25 بار قابلیت کارکرد دارند.

شیرآلات فولادی و استنلس استیل در انواع دنده ای،فلنجدار و جوشی در کلاسهای کاری 150/300/600  و بالاتر طراحی و تولید و با توجه به فشار سیستم لوله کشی مورد استفاده قرار میگیرند.

نقش فلنج ها در صنعت تاسیسات و انواع آن

فلنجها نیز در انواع فلزی و پلیمری تولید میشوند.

فلنج مورد استفاده در صنایع نفت و گاز بیشتر فولادی و استنلس استیل هستند و به نوعی از خانواده اتصالات محسوب میشوند و در انواع فلنج دنده ای،گلودار،کور،ساکت ولد و اسلیپون و در کلاس و فشارکاری مختلف 10 بار،16 بار،کلاس 150/300/600  و بالاتر نیز مورد استفاده قرار میگیرند.

لزوم تناسب تجهیزات تاسیساتی

همانطور که گفتم صنعت تاسیسات بسیار مختلف و دارای شاخه های متعددی میباشد که هر یک دارای شرایط منحصر به خود میباشند که با توجه به نوع سیستم لوله کشی و دما،فشار و نوع سیال و گاز عبوری از سیستم؛لزوم تناسب متریال،گرید،آلیاژ و کلاس کاری لوله و اتصالات بایستی رعایت و مورد توجه طراحان سیستمهای تاسیساتی قرار بگیرد.

به عنوان مثال لوله رده 80 با اتصالات جوشی رده 80 و اتصالات فشارقوی کلاس 3000 و یا شیرآلات و لرزه گیرهای کلاس 150 با فلنج های کلاس 150 مورد استفاده قرار میگرند.

لوله و اتصالات در پایپینگ صنعتی به منظور انتقال میعانات،سیالات و گازها با دما،فشار و خصوصیات مکانیکی و شیمیایی مختلف مورد استفاده قرار میگیرند.

با توجه به نوع سیستم لوله کشی،نوع سیال و گاز،فشار و دمای سیالات و گازهای عبوری و خاصیت اسیدی،بازی یا قلیایی و نوع واکنش شیمیایی بین آنها،متریال،گرید،آلیاژ،کلاس و رده کاری لوله و اتصالات انتخاب میشوند.

کار انتخاب نوع لوله و اتصالات در پایپینگ صنعتی به عهده طراحان سیستمهای تاسیساتی و پایپینگی است.

اصول پایه ای در طراحی سیستمهای تاسیساتی

مهندسان تاسیسات ابتدا خروجی و انتظاری که از یک سیستم تاسیساتی دارند را مورد بررسی قرار میدهند.به عنوان مثال در یک پالایشگاه یا پتروشیمی چه اتفاقی قرار است بیفتد؟

و یا در یک شرکت لبنی و فرآورده های آن قرار است چه محصولی و طی چه فرآیندهایی تولید شود؟

همچنین امکان دارد در یک سیستم تاسیساتی چیزی تولید نشود و یا بهتر بگویم طی فرآیندهایی محصولی نهایی تولید نشود و فقط صرفا بحث انتقال سیال و گاز از نقطه ای به نقطه دیگر باشد،به عنوان مثال در لوله کشی آب و یا لوله کشی گاز خانگی محصولی در طی فرآیندی تولید نمیشود و صرفا آب یا گاز از نقطه ای به نقطه دیگر منتقل میشود و یا در تاسیسات مربوط به آتش نشانی و موتورخانه های گرمایشی،تنها سیال از نقطه ای به نقطه دیگر منتقل میشود.

مبانی طراحی پایپینگ صنعتی

طراحان ابتدا سیستم لوله کشی را مورد مطالعه قرار میدهند،به عنوان مثال در لوله کشی گاز و آب،دما و فشار پایین است و سیال و گاز خاصیت خورندگی ندارد و یا در تاسیسات آتش نشانی سیال دارای فشار بالا و در لوله کشی موتورخانه سیال دارای دمای بالا و فشار متوسط است و این در حالی است که در تاسیسات مربوط به یک شرکت لبنی بحث دما و فشار شاید زیاد مطرح نباشد و در آنجا بیشتر بهداشتی بودن سیستم مد نظر است،همچنین در پایپینگ صنایع نفت،گاز،پتروشیمی و پالایشگاه بغیر از دما و فشار بالای سیستم،بحث خورندگی سیال و گاز عبوری از لوله و اتصالات نیز در مواردی مطرح است.

همانطور که مشاهده میشود تاسیسات صنعتی طیف گسترده ای از صنایع مختلف را در بر میگیرد.از تاسیسات مربوط به یک ساختمان مسکونی گرفته که شامل تهویه مطبوع،هواکش،انتقال فاضلاب،لوله کشی آب شرب و لوله کشی گاز و تاسیسات موتورخانه و آتش نشانی گرفته تا تاسیسات مربوط به کارخانجات مختلف کاشی و سرامیک،صنعت نساجی،تاسیسات نفت،گاز،پتروشیمی،خطوط انتقال نیرو،پایپینگ شرکتهای لبنی،داروسازی و ... را شامل میشود که هر کدام دارای خصوصیات مکانیکی و شیمیایی خاص منحصر به خود میباشند.

پایپینگ صنعتی طیف گسترده ای از صنایع مختلف را شامل میشود که تفاوت در سیستمهای تاسیساتی به چند بخش تقسیم بندی میشود.

یکی از آیتمهای تاثیرگذار بر تقسیم بندی سیستمهای پایپینگی،بحث شرایط مکانیکی همچون دما و فشار آن است،مساله بعدی مربوط به سیال و گاز و یا متریال عبوری از تاسیسات و نوع واکنش شیمیایی با محیط پیرامون خود است.

آیتم بعدی حجم و وسعت یک مجموعه تاسیساتی است که بر طراحی تجهیزات پایپینگی همچون سایز،متریال،آلیاژ،گرید،رده و کلاس کاری آنها تاثیرگذار است.

در ادامه این مقاله قصد دارم انواع سیستمهای پایپینگی و تجهیزات تاسیساتی شامل لوله،اتصالات،شیرآلات،فلنج و لرزه گیرهای صنعتی متناسب با نوع و کلاس کاری پایپینگ را مورد بررسی قرار دهیم.

معرفی انواع سیستمهای تاسیساتی

صنعت تاسیسات طیف گسترده ای دارد و در دو نوع پایپینگ صنعتی و ساختمانی تقسیم بندی میشود که البته کارخانجات صنعتی نیز دارای بخشهای اداری و دفتری هستند که آن هم دارای تاسیسات مختص خود میباشند.

تاسیسات ساختمانی مربوط به انواع ساختمانهای مسکونی،تجاری،اداری،برج ها،پاساژها و هتل ها و ... میباشد.

اما تاسیسات صنعتی طیف بسیار گسترده ای از صنایع از صنایع لبنی،غذایی و داروسازی،کارخانجات کاشی و سرامیک و نساجی،صنایع نفت،گاز،پتروشیمی،پالایشگاه،خطوط بخار و روغن و بسیاری دیگر از کارخانجات صنعتی را شامل میشود.

لوله و اتصالات مورد استفاده در تاسیسات ساختمان

تاسیسات ساختمانی در انواع لوله کشی آب و گاز،لوله کشی فاضلاب و تاسیسات موتورخانه و آتش نشانی تقسیم بندی میشوند.

معمولا لوله،اتصالات،شیرآلات،فلنجها،پمپها،لرزه گیرهای مورد استفاده در تاسیسات ساختمانی دارای دما و فشارهای خیلی بالایی نیستند و معمولا در دمای 80 الی 100 درجه و فشار 10 الی 16 بار کار میکنند و دما و فشارهای بالاتر مربوط به تاسیسات صنعتی نفت،گاز و پتروشیمی و کارخانجات صنعتی میباشد.

لوله و اتصالات مورد استفاده در لوله کشی آب و فاضلاب ساختمان

لوله کشی آب شامل لوله و اتصالات پلیمری یا گالوانیزه هستند که در نوع پلیمری شامل لوله و اتصالات تک لایه پلی پروپیلن و یا پنج لایه پکس میباشد و یا میتوان از لوله و اتصالات گالوانیزه نیز استفاده نمود.

در لوله کشی فاضلاب دو نوع لوله و اتصالات پلیمری چسبی پی وی سی و جوشی پلی اتیلن مورد استفاده قرار میگیرند که البته در نوع قدیمی تر از لوله و اتصالات چدنی با عایق بندی سرب استفاده میشد که امروزه نیز بصورت خیلی محدود استفاده میشود.

روش ساخت سه راهی درزدار و مانیسمان هر دو به روش هیدروفرمینگ است،البته برای سه راهی مورد استفاده در لوله کشی گاز و یا سه راهی فشارضعیف،فشارمتوسط و فشارقوی و برای تولید سه راهی در سایزهای بزرگ و با ضخامتهای بالا از روشهای گرم و یا تولید بصورت چند تکه استفاده میشود که در اینجا قصد نداریم در ارتباط با آنها مطلب بنویسیم و بیشتر در ارتباط با تولید سه راه جوشی درزدار و مانیسمان با سایز و تکنس معمولی مقاله مینویسیم.

به منظور تولید سه راه جوشی درزدار و مانیسمان،لوله درزدار و مانیسمان برش داده میشود.سپس زیر قالب و پرس هیدروفرمینگ قرار گرفته و تحت فشار هیدرواستاتیک قسمت تبدیلی سه راهی از نافی قالب بیرون میزند.در مراحل بعدی ناحیه انشعاب برش خورده،کونیک،مارک و بسته بندی میشود.

روش ساخت سردنده درزدار و مانیسمان

از سردنده جوشی درزدار و مانیسمان در پایان خطوط لوله کشی و به منظور اتصال انواع شیرآلات دنده ای و یا فلنج دنده ای و سایر تجهیزات تاسیساتی به سیستم لوله کشی استفاده میشود.

به منظور تولید سردنده،لوله درزدار یا مانیسمان در ابعاد 5 سانتی،10 سانتی و ... برش داده شده و با دستگاه مخصوص و یا دستگاه تراش،به یکسر آن رزوه تراشیده میشود.

روش ساخت کپ جوشی فولادی

کپ فولادی به منظور کور کردن و خاتمه دادن به روند لوله کشی مورد استفاده قرار گرفته و در انتهایی ترین نقطه لوله کشی به سر لوله جوش داده میشود.

سایز کپ جوشی به ورق مورد استفاده از آن بستگی دارد.به این معنا که ضخامت و سایز کپ با توجه به ابعاد ورق برش خورده تعیین میشود.

روش تولید کپ جوشی فولادی با توجه به سایز و ضخامت آن متغیر است اما به منظور تولید کپ جوشی،ورق فولادی در ابعاد متناسب با سایز نهایی کپ برش میخورد،سپس زیر قالب پرس قرار گرفته و با توجه به سایز و ضخامت آن بصورت گرم یا سرد فرمدهی میشود.

اتصالات جوشی در انواع اتصالات جوشی درزدار و مانیسمان تقسیم بندی میشوند.

اتصالات جوشی درزدار از لوله درزدار و اتصالات جوشی مانیسمان از لوله مانیسمان تولید میشوند بغیر از کپ که متریال اولیه تولید آن از ورق فولادی است.

اتصالات جوشی درزدار در ضخامتهای مختلف و بسته به شرایط کاری که بیشتر استفاده در لوله کشی گاز بصورت روکار است مورد استفاده قرار میگیرند.

در سیستمهای لوله کشی گاز لزوم آببندی و عدم نشتی از اهمیت و ضرورت ویژه ای برخوردار است و اتصالات جوشی به دلیل نوع اتصال جوشی و چنانچه از جوشکار ماهر استفاده شود دارای قابلیت آببندی بالایی هستند.

اتصالات جوشی درزدار در انواع زانو جوشی درزدار سبک و سنگین،سه راهی مساوی و سه راه تبدیلی،کپ،سردنده و تبدیل جوشی درزدار تولید و مورد استفاده قرار میگیرند.

اتصالات جوشی درزدار به دلیل وجود درزجوش تحمل دما و فشارهای بالا را نداشته و بیشتر در لوله کشی گاز خانگی به دلیل فشار پایین گاز شهری و یا در سایزهای بزرگ لوله تست آب در سیستمهای انتقال آب و لوله پلیسه در کاربردهای هواکشی و یا در کاربردهای سازه ای مثل تولید پایه چراغ یا پل هوایی و ... از موارد استفاده از اتصالات جوشی سبک و سنگین است.

روش ساخت زانو جوشی درزدار و مانیسمان

زانو جوشی با توجه به سایز،متریال و ضخامت به روشهای مختلفی تولید میشود ولی در این مقاله قصد دارم در ارتباط با زانو جوشی درزدار و مانیسمان مورد استفاده در لوله کشی گاز مورد استفاده قرار میگیرد مطلب بنویسم.

زانو جوشی درزدار و مانیسمان از لوله درزدار و مانیسمان استفاده میشود،به نوعی متریال اولیه تولید زانو جوشی فولادی،لوله درزدار یا مانیسمان است.

به منظور تولید زانو جوشی فولادی،لوله درزدار یا مانیسمان برش داده میشوند و درون میله مندرل قرار گرفته و به تدریج به جلو رانده میشوند.

لوله های برش خورده در مسیر عبور از مندرل،از کوره القایی عبور میکند و در این مرحله تغییر فرم صورت میگیرد.در مرحله بعدی زانویی تغییر فرم گرفته،درون قالب و تحت فشار پرس قرار گرفته و اصطلاحا اتو میشود و فرم نهایی خود را بدست می آورد.در مرحله بعدی به منظور اتصال بهتر در هنگام جوشکاری،دو سر زانویی کونیک میشود و پس از مارکینگ،بسته بندی میشود.