تعریف:

اتصالات بخشی از لوله كشی است كه برای تغییر جهت حركت، شاخه گذاری و یا اتصال بخش ها در سیستم لوله كشی استفاده می شوند، انواع گوناگونی دارند و در سایز های مختلف و وزن های گوناگون (Schedule) مانند لوله ها ساخته می شوند اتصالات معمولا به سه دسته تقسیم می شوند. ته جوش داده (Butt–Weld)،پیچی جوش داده (Socket–Weld)، پیچ خورده است. فقط متداولترین نوع را در این مقاله مقایسه می كنیم.

مواد سازنده:

مانند لوله ها اتصالات نیز از مواد گوناگونی ساخته می شوند و معمولا منطبق با جنس لوله هایی كه بدان ها اتصال می یابند ساخته می شوند. بعضی از جنس Cast Iron و برخی Malleable Iron و برخی Forged Steel و بقیه حتی از صفحه های لوله شدۀ استیل ساخته می شوند. بیشترین استفاده در این میان مربوط به كربن استیل به همراه Stainless Steel, Chromes، آهن، برنج،مس، سرب، آلومینیوم، شیشه، لاستیك و انواع گوناگون پلاستیك و مواد فلزی پلاستیك دار می باشد.

انواع اتصالات:

بطور عادی اتصالات به سه دسته اصلی تقسیم می شوند: On–Line,In–Line و خاتمه اتصالات In-Line عبارتنداز:

(Reducers,Couplings,Tees Elbows ELL) اتصالات On–Line عبارتند از: دامنه وسیعی از O–Letها كه اساسا برای ایجاد انشعاب كاربرد دارند. خاتمه ها، عبارتند از اشكال مختلف كلاهك ها و درها كه برای بستن انتهای لوله بكار می روند. همچنین مواردی را بررسی خواهیم كرد كه بعنوان جایگزین هایی برای این سه نوع مطرح می گردند.

اتصالات Butt-weld (ته جوش داده):

(Elbows(ELLS:

Elbow اتصالی است كه برای تغییر جهت بكار می رود. 5 نوع اساسی آن موجود است دور بلند 450 دور بلند نوع سوم نیز 900 دور كوتاه می باشد. نوع چهارم دور بلند كاهشی و نهایتا نوع پنجم دور بلند 1800خم بازگشتی است.

( Butt–Weld) به طور پایه در اندازه های 900 یا 450 ساخته می شود. با این حال برای سفارش خاص و با هزینۀ مضاعف سایزهای بزرگتر با شعاع های گردشی متفاوت ساخته می شوند.این اتصالات (900یا 450 یا 1800) می توانند برای كاربردهای زاویه ای خاص در سیستم تغییر یافته و اصلاح شوند. Elbow می تواند مانند لوله با شعله و یا ماشین در زاویه ای خاص برش بخورند. سر دیگر با ماشین صاف میشود و به زاویه ای مناسب برای جوشكاری می رسد. این عمل آسیبی به اتصالات نمی رساند.

اتصالات دور بلند و دور كوتاه می بایست به خوبی فهمیده شوند. دور بلند یعنی ابعاد مركز تا پایان 1.5 (یك و نیم) برابر سایز اسمی لوله است. (مثال)

دور كوتاه یعنی ابعاد مركز تا پایان برای دور كوتاه 4 اینچی،4 اینچ است. ELL دور بلند استاندارد اصلی است. همۀ Elbowها در سیستم، دور بلند900 در نظر گرفتهمی شود. مگر آن كه چیز دیگری نوشته شده باشد. این یعنی طراح باید استثنائات از این قانون را مشخص نماید. اگر 450 باشد طراح باید ذكر كند "450ELL" و در كنار سمبل آن در صفحه طراحی بنویسد. اگر دور كوتاه 900 به كار رود باید در كنار آن بنویسد. S.R همچنین اگر Elbow به زاویه فرد تراشیده شده باشد می بایست در كنار آن ذكر شود. طراح می بایست دور بلند استفاده كند مگر آنكه شرایط چیز دیگری به او تحمیل نماید.

دور كوتاه 900 فقط می بایست زمانی استفاده شود كه فضای كم، اجازه استفاده از نوع بلند را ندهد. 450 به طور عادی زمانی به كار می رود كه بخاطر اهدافی احتیاج به جایگزینی آن پیش می آید. 1800 بیشتر زمانی بكار می رود كه سازنده قصد ساخت Coilبرای سرد كردن یا گرم كردن به عنوان بخشی از تجهیزات را دارد. خم های برگشتی به طور عادی استفاده نمی شوند،مگر زمانی كه احتیاج به ساختن ساختاری پیچیده پیش می آید. هدف از كاربرد دور بلند 900 كاهشی، انجام وظایف Elbow و Reducer (كه بعدها بحث خواهیم كرد) می باشد. این ELL به شكلی ساخته می شود كه یك سر آن در یك سایز و سر دیگر آن یك تا دو سایز كوچكتر باشد. استفاده از این نوع ارزانتر نیست بلكه صرفا جای كمتری اشغال می كند. ابعاد دور بلند برای دور بلند 900 كاهشی، بر پایه سایز سر بزرگتر تعیین می شود. چون نام گذاری دور بلند و دور كوتاه برای 900 ELL بر پایه سایز اسمی لوله است، طراح به سرعت یاد می گیرد كه ابعاد مركز تا پایان چگونه است. ابعاد مركز تا پایان برای 450 ELL به طور عادی فقط در نمودار یافت می شود. با این حال راه میانبری برای دانستن ابعاد وجود دارد. می بینید كه این ابعاد همچنین بر پایه سایز اسمی لوله هستند. این راه میانبر برای همه 450 ELLها از 4 اینچ تا 24 اینچ كاربرد دارد. شما می توانید این كار را در ذهن انجام دهید. به سادگی سایز لوله را سه بار در 0.5 ضرب كنید. جواب های بار اول و سوم را با هم جمع كنید. عدد بدست آمده ابعاد 450 ELL است. (مثال)

Tees :‌

هدف اساسی از بكار بردن Tee ایجاد انشعاب از لوله است. انشعاب ممكن است هم سایز شاخه های اصلی و یا چند سایز كوچكتر باشد. بخاطر مسایل اقتصادی استفاده از Tee به طور عادی محدود به انواع، سایز به سایز یا مستقیم (هر سه اتصال هم سایز هستند) یا نوع كاهشی (زمانی كه انشعاب یك سایز كوچكتر از شاخه اصلی است) می باشد. روش ایجاد انشعاب با سایزهای كوچكتر دیگر، بعدها بحث خواهد شد. ابعاد Tee به سادگی ابعاد ELL نیست. برایTee می بایست به نمودارها رجوع شود. ابعاد موجود در نمودارها استاندار شده بین همه تولیدكنندگان است. برای نوع مستقیم (Straight Tee) ابعاد مركز تا پایان برای هر دو سر و برای خروجی انشعاب یكسان می باشد. برای نوع كاهشی مركز تا پایان انشعاب خروجی متفاوت با شاخه اصلی است.

Reducers :

اتصالی است كه برای تغییر سایز خط لوله (به سایز بزرگتر یا كوچكتر) استفاده می شود و دو نوع دارد: هم مركز، كه خط مركزی ورودی و خروجی یكسان است. نوع دیگر، مختلف المركز كه در آنها خط مركزی ورودی و خروجی یكسان نیست. در نوع مختلف المركز یك سمت آنها یكدست و مسطح است. بسته به نوع نصب دو نوع بالا مسطح (TF) و پایین مسطح (BF) دارد. همچنین نیاز به داشتن (X) كنار مسطح (غرب، شرق، جنوب، شمال) نیز وجود دارد. مشخص نیست كه كدام حالت بیشتر كاربرد دارد.

نوع هم مركز معمولا در مواردی كاربرد دارد كه شاخه اصلی عمودی است نوع دیگر در مواردی كه شاخه اصلی افقی است مانند خطوط لوله و مكش پمپ كاربرد می یابد. ابعاد این نوع اتصال می بایست از نمودار ها برسی شود اما معمولا میان سازندگان برای سایز مشخص استاندارد شده است. طول Reducer برای محدوده ای از سایز ها یكسان است (مثلا ابعاد یك سر،تاسر دیگر برای10X4 ، 10X6،10X8 همگی 7 می باشد.) همانطور كه می بینید طول آن در مقایسه با قطر خیلی كوچك است.  

Caps :

Weld cap اتصالی است كه برای بستن انتهای لوله به كار می رود. انتهای بسته Cap نیم بیضی است و ابعاد آنرا باید از منابع جستجو كرد. این اتصالات را در بیشتر موارد می بایست در زیر ساختار لوله كشی به نام Boot جستجو كرد. Boot لوله كوتاهی منتهی به Cap است كه به زیر خط لوله بخار الصاق شده و وظیفه اش جمع اوری میعانات است.

جایگزین ها: در اینجا چند جایگزین برای راه های عادی عنوان شده در بالا مطرح خواهیم نمود. 

Mitres :

از Elbow بعنوان راهی برای تغییر جهت صحبت كردیم. بدون استفاده از آنها هم این امر امكان پذیر است می توان این كار را به كمك Miter ELL انجام داد در اینجا دیگر اتصالات به كار نمی روند.Miter معمولا در موارد سایز بزرگ و فشار پایین كاربرد می یابد. طریقه ساخت Miter بدین صورت است كه تغییر مسیر بوسیله قطعات لوله بریده شدهبا زاویه ای مخصوص (بسته به تعداد قطعات و تعداد جوش های لازم) انجام می شود. این روش هنگامی كه زوایای فرد مورد نیاز باشند واقعا موثر است. دو تا از قطعات، لولۀ ورودی و لوله خروجی است. ممكن است قطعات میانی لازم نباشند و یا بر عكس چندین عدد لازم باشد؛ این وابسته به زاویه چرخش است. یك 450 با گردش ساده با دو قطعه و یك جوش در نظر گرفته می شود. تغییرات دیگر در جهت با سه قطعه و دو جوش انجام می شود. و به هین منوال ادامه می یابد. تعداد جوش ها همیشه یكی كمتر از قطعات است.

بسته به سایز و Schedule لوله، Miter میتواند ارزانتر از خریدن اتصالات باشد در مورد لوله های با قطر كوچك Miter گرانتر می شود و افت فشار بیشتری نسبت به اتصالات كوچك ایجاد خواهد كرد. همچنینMiter برای دماهای بالاتر توصیه نمی شود چون نسبت به تنش بیش از حد حساس است.

Stub–in :

درباره انوع مستقیم و كاهشی Tee به عنوان راهی برای ایجاد انشعاب صحبت كردیم برای فشار پایین راه دیگری هم وجود دارد این روش فقط با استفاده از لوله است و برای موارد فشار و دمای پایین و زمانی است كه انشعاب كاهشی است. ASMEB 31.3 (و دیگر كدهای B.31 لوله گذاری) دو روش پایه ای انشعاب لوله به لوله را تشخیص می دهند.

یك روش آن است كه شاخۀ اصلی دارای برش سوراخ مانند به قطر خارجی لوله انشعاب است. این محل سپس پخ می خورد تا كاملا جوشكاری انجام شود. لوله انشعاب برش زینی می خورد تا با قطر داخلی لوله های شاخه اصلیهماهنگ شود سپس به هم چفت شده و جوشكاری می شوند.

روش دوم روشی است كه در آن قطر سوراخ روی بدنه شاخه اصلی به اندازه قطر داخلی لوله انشعاب است. این سوراخ پخ نمی خورد. انتهای لوله انشعاب برش زینی می خورد تا به لوله اصلی چفت شود و نهایتا به طور كامل جوشكاری می شود. در روش اول انشعاب به داخل شاخه اصلی رانده می شود و در روش دوم انشعاب روی بدنه شاخه اصلی نصب می شود. به هر دو بطور متداول Stub–In اتلاق می شود.

هر دو روش فوق را همچنین می توان تقویت نمود. نوع تقویت شده برای حالت با تنش بالاتر است. تقویت در واقع صفحه ای حلقوی است كه از قطعه ای هم جنس لولۀ شاخه اصلی تهیه می شود. در مركز آن سوراخی به اندازه شعاع و سایز شاخهانشعاب می باشد.

اگر از صفحه بریده شود، بعدها به شكل خاصی در می آید كه دور لوله شاخه اصلی چفت می شود. عرض حلقه معمولا نصف قطر لوله انشعاب است. حلقه طوری در نظر گرفته شده است كه جای موادی كه در اثر سوراخ روی لوله شاخه اصلی خارج شده اند را بگیرد. سوراخ با قطر كوچكی (1/4 NPT) به طور عادی روی حلقه ایجاد می شود تا به عنوان منفذ عمل كند و بهنگام جوشكاری امكان Hydrotesting را برای نقاط جوش ایجاد نماید. سپس حلقه به انشعابو سپس به شاخه اصلی جوش داده می شود. سوراخ كوچك نیز در انتهای كار با یك Plug چفت می شود.  

اتصالات "O- let" :

راه دیگر ایجاد انشعاب روی لوله و مخازن با استفاده از اتصالات "O–Let" می باشد.

این اتصال برای