اتصالات انعطاف پذیر (Expansion joints )

اتصالات انعطاف پذیر (Expansion joints )

استفاده از اتصالات انعطاف پذیر تاثیر مشهودی در کاستن از نیروهای وارد بر خطوط لوله در اثر انقباض و انبساط و همینطور تاثیرات مخرب ناشی از عوامل محیطی و یا ارتعاشات دستگاه ها دارند. کاهش و یا حذف این نیروها و لرزش ها ، عمر مفید خطوط لوله را افزایش داده و از ایجاد خسارات بر سیستم های تاسیساتی و خطوط انتقال سیال جلوگیری می نماید. جا به جایی ها و یا ارتعاشات در خطوط لوله بطور عمده از سه عمل ناشی می گردند.

1. عملکرد دستگاهها مانند پمپ هوا، فن ها، کمپرسورها
2. انقباض و انبساط تحت تاثیر نوسانات دما
3. جا به جایی جانبی و زاویه ای محور لوله ها در اثر عوامل محیطی و سیستمی

بهره گیری از اتصالات انعطاف پذیر تا حد زیادی از تاثیرات مخفی ارتعاشات و لرزه ها بر دستگاه ها و خطوط لوله می کاهد. این اتصالات به سه دسته اصلی تقسیم گردیده اند:

1. لرزه گیر های آکاردئونی(Metal Expansion joint )
2. لرزه گیرهای لاستیکی (Rubber Expansion joint)
3. شیلنگ های خرطومی فلزی (Metal Flexible hoses)

اتصالات آکاردئونی

اتصال آکاردئونی جهت جذب حرکتهای زاویه ای ، محوری و جانبی در خطوط لوله مورد استفاده قرار می گیرند. از مزیتهای این نوع اتصالات، تحمل فشار و دماهای بالا می باشد و به انواع زیر تقسیم گشته اند:

1. اتصال آکاردئونی منفرد(Single Expansion) که از یک بلوز برای جذب حرکات اصلی لوله به صورت ترکیبی استفاده می شود.
2. اتصال آکاردئونی دو تایی(Double Expansion) شامل دو بلوز متصل به هم بوده که توسط قسمت ثابت با یکدیگر اتصال دارند و هر بلوز بصورت مجزا عمل می کند ولی نباید این نوع را با نوع یونیورسال اشتباه گرفت.
3. اتصال آکاردئونی گاردانی (Gimbal expansion) این اتصالات برای جذب حرکات زاویه ای دردو جهت طراحی شده است که با استفاده از دو جفت لولای ثابت شده با موقعیت 90 درجه نسبت به هم این امر تامین گردیده است.
4. اتصال آکاردئونی لولایی (Hinged Expansion) کاربرد آن شبیه اتصال آکاردئونی گاردانی می باشد با این فرق که فقط قابلیت جذب حرکت زاویه ای در یک جهت را داراست.
5. اتصال آکاردئونی با غلاف ضخیم داخلی (Internally Guided Expansion) این مورد فقط برای تامین حرکت محوری طراحی و اسا س کار آن بدلیل استفاده در فشارها و دماهای بالا با همراهی غلاف داخلی ضخیم می باشد.
6. اتصال آکاردئونی پرشر بالانسد زانویی(Expansion Elbow Pressure Balanced) برای جذب حرکات محوری یا جانبی همراه با متعادل نمودن فشار درمحل زانوی خط لوله (محل تغییر جهت محور جریان سیال) استفاده می گردد.
7. اتصال آکاردئونی پرشر بالانسد خطی(Expansion In-Line Pressure Balanced) این اتصال نیز جهت جذب حرکات محوری یا جانبی همراه با متعادل نمودن فشار در خط لوله استفاده می گردد و فقط در خطوط لوله مستقیم کاربرد دارد.
8. اتصال اکاردئونی نوسانی(Swing Expansion) شامل دو بخش متصل به هم بوده که با هدف جذب ترکیب هر سه حرکت اصلی بکار می رود و با توجه به اینکه دو میله در انتهای اتصال پین شده است از باز شدن بدلیل نیروی داخل جلوگیری می شود.
9. اتصال آکادئونی یونیورسال(Universal Expansion ) شامل دو قسمت می باشد که با استفاده از لوله به هم متصل شده اند و هدف جذب ترکیب سه حرکت اصلی خط لوله می باشد ولی این نوع اتصال در جذب حرکات جانبی قابلیت بیشتری دارد و در دو نوع ساده و مهاردار تولید می شود.

اجزای اتصال آکاردئونی

1. بلوز (Bellows)

جزء انعطاف پذیر مهم ترین بخش یک اتصال آکاردئونی می باشد و بر اساس جنس و ضخامت و تعداد پره، انعطاف آن دستخوش تغییر می گردد. بلوز در مقاطع دایره ای و مستطیلی قابلیت عرضه را دارد.

2. میل مهار(Tie Rod)

این قطعه برای کنترل و محدود کردن حرکات اتصال آکاردئونی استفاده می شود.

3. پوشش خارجی (Cover)

به منظور حفاظت از سطوح خارجی بلوز در برابر آسیب دیدگی ناشی از تماس یا ضربه اشیاء خارجی از یک پوشش فلزی بر روی بلوز استفاده می گردد.

4. پره (Convolution)

کوچکترین جزء انعطاف پذیر بلوز می باشد. ظرفیت کمی حرکات اتصال آکاردئونی را شکل و ابعاد پره ها تعیین می کنند.

5. فلنج (Flange)

در مواردی که پایه اتصال لرزه گیر آکاردئونی به لوله با پیچ و مهره انجام شود از فلنج استفاده می گردد.

6. غلاف داخلی (Sleeve)

این قسمت جهت کم کردن ارتباط ما بین سطح داخلی بلوز و سیال مورد استفاده قرار می گیرد. در مواقعی که سیال از جهت بالایی برخوردار و همچین سرعت سیال به گونه ای باشد که سبب بوجود آوردن خوردگی در سطح بلوز و یا آشفتگی در جریان سیال شود از غلاف داخلی استفاده می شود.

7. میل مهار لوزی شکل (Pantographic linkage )

نوع مخصوصی از میل مهار می باشد که بصورت یک مجموعه پانتوگراف بر روی اتصال آکاردئونی یونیورسال به جهت ایجاد جابجایی به یک نسبت مشخص در دو بلوز لرزه گیر مورد استفاده قرار می گیرد.

8. اتصال جوش شده (Welded End)

در مواردی که باید اتصال اکاردئونی توسط عملیات جوشکاری به خطوط لوله متصل گردد دو لوله در دو انتهای اتصال آکاردئونی استفاده می شود و در طراحی اتصال آکاردئونی باید به ابعاد استاندارد لوله ها توجه داشت.

آزمونهای کنترل کیفیت:

بر روی اتصالات آکاردئونی آزمونهای مختلفی انجام می شود که اهم ان به شرح ذیل می باشد.

1. تست نشتی (Leak Test)
2. تست خستگی (Fatigue Test)
3. تست فشار(Pressure Test)
4. اندازه گیری ابعادی (Dimensional Measurement)
5. آنالیز مواد اولیه(Material Analysis)
6. آزمون از هم گسیختگی (Burst Test)

لرزه گیر های لاستیکی (Rubber Expansion)

لرزه گیرهای لاستیکی جهت جذب و یا کاهش شوکهای داخلی در لوله ، کاهش نویز، جذب ارتعاشات، رفع جابجایی های خطوط لوله در زمان و جذب جابجایی در اثر نوسانات دما ( انبساط و اننقباض خطوط) استفاده می گردند. این لرزه گیر ها در صنایع تهویه مطبوع ، سیستمهای حرارتی و برودتی ، نیروگاههای برق ، طرح های صنعتی آبی و خطوط لوله کاربرد دارند.

لرزه گیرهای لاستیکی دارای بخش های مختلف به شرح ذیل می باشند:

1. بدنه (Tube) با توجه به خصوصیات و ویژگی های طراحی و شرایط کارکرد می توان از جنس الاستومر طبیعی و یا مصنوعی انتخاب گردد.
2. پوشش(Cover) پوشش خارجی نیز می تواند از الاستومرهای طبیعی و یا مصنوعی ساخته شده که وظیفه حفاظت از لایه های تقویت کننده داخلی ( نظیر منجید) در برابر شرایط محیطی را بر عهده دارند.
3. فلنج (Flanges) جهت اتصال لرزه گیر به خطوط لوله از فلنج استفاده می شود که توسط پیچ و مهره این اتصال برقرار می گردد.
4. میل مهار( Control rod) جهت محدود نمودن و جا بجایی اعمال شده بر روی لرزه گیر به منظور کاهش آسیب به آن از میل مهار استفاده می گردد.

انواع لرزه گیر های لاستیکی

1. بلادری(bladder)

در این نوع لرزه گیر لاستیکی، فلنج بصورت چرخان و گرداننده است و لبه بدنه لاستیکی که بر روی فلنج قرار دارد به مثابه واشر عمل می کند.

2. تک پره (Single Arc Type)

در این نوع لرزه گیرها ادامه بدنه لاستیکی بصورت یک فلنج بر روی فلنج فلزی می نشیند. در انها می شود از رینگ های تقویت کننده فلزی هم استفاده گردد.

3. چند پره(Multiple Arc Type)

به منظور جذب بیشتر جا بجایی ها می توان تعداد پره های یک لرزه گیر را دو یا بیشتر نمود.

4. کاهنده(Reducer Type)

در این نوع لرزه گیر، خط لوله خروجی لرزه گیر کوچکتر از خط لوله ورودی می باشد. معمولا زاویه شیب کاهش قطر بیش از °15 مطلوب نیست.

5. زانویی(Offset Type)

در مواردی که محورهای خطوط لوله نا هم راستا باشند به خصوص در گوشه ها از این نوع لرزه گیر ها استفاده می شوند.

6. ماسوره ای(Sleeve Type)

در این نوع ، قطر داخلی لرزه گیر با قطر خارجی لوله برابر در نظر گرفته می شود. این نوع لرزه گیر ها توسط بستها به لوله متصل می شوند و در خطوط فشار پایین یا متوسط مورد استفاده قرار می گیرند و در دو نوع ساده و پره دار تولید می شوند.

7. فلنج های نا متقارن(Enlarged Flanged type)

در خطوطی که در دو طرف لرزه گیر لوله هایی با قطر های متفاوت باشند از این نوع لرزه گیر استفاده می شود.

8. پره تو پر(Filled Arc Type)

جهت کاهش اثرات آشفتگی در سیال و همچنین سایش در لرزه گیرهای لاستیکی ، از نوع پره تو پر استفاده می شود که فضای داخلی پره توسط الاستومری نرم تر بطور کامل پر می شود. پس بدلیل عدم وجود فضای خالی در جدار داخلی پره حرکت محوری در این نوع 50% کمتر از لرزه گیر ساده پره دار می باشد.

9. جدار داخلی الاستومری (Drop-in, Replaceable Elastomeric Type)

می شود با استفاده از یک پره الاستومری، ارتباط سیال را با پره ها قطع نمود . در این نوع برعکس نوع پره تو پر دیگر کاهش حرکات محوری نخواهیم داشت ولی در شرایط فشار خلاء استفاده از این نوع لرزه گیر لاستیکی توصیه نمی شود.

10. لرزه گیرهای لاستیکی چهار گوش(Rectangular Type)

بصورت چهارگوش و در محیط های سیال با فشار کم مورد استفاده قرار می گیرند.

11. لوله های لاستیکی( Rubber Hose Type)

این نوع لوله ها موارد کاربرد بسیاری در اتصال دو لوله به یکدیگر را در صنایع مختلف دارند.

آزمونهای کنترل کیفیت

لرزه گیرهای لاستیکی تحت آزمونهای مختلف قرار می گیرند تا صحت انطباق ویژگیهای محصول تولید شده با مشخصات استاندارد و یا هر ویژگیهای مد نظر مصرف کننده تامین گردد که پاره ای از انها به شرح ذیل می باشد:

1. تست نشتی (Leak Test)
2. تست خستگی (Fatigue Test)
3. تست فشار(Pressure Test)
4. اندازه گیری ابعادی (Dimensional Measurement)
5. آنالیز مواد اولیه(Material Analysis)
6. تست مقاومت در برابر ازن (Ozone Resistance Test)
7. تست کشش مواد اولیه (Material Elongation Test)
8. تست رئومتری مواد اولیه( Remoter test)
9. آزمون سختی الاستومر(Hardness Test)

شیلنگ های خرطومی فلزی(Metal Flexible Hoses)

استفاده از این نوع شیلنگ ها بدلیل انعطاف پذیری بالا در صنایع مختلف جهت انتقال سیالات بسیار رایج می باشد. این اتصالات بصورت مستقیم و یا V شکل و یا با خم در زوایای مختلف بکار برده میشوند. از مزایای استفاده از این نوع اتصالات کاهش فضای مورد نیاز و همچنین استفاده از تکیه گاه های کمتر نسبت به دیگر انواع لرزه گیرها می باشد. پوشش روی این نوع لرزه گیر ، حفاظتی است که از تغییر شکل بلوز در برابر فشار های داخلی اعمال شده و همینطور از اسیب رساندن به بلوز توسط شرایط محیطی جلوگیری می کنند و می تواند یک و یا دو لایه باشد. اتصال یک شیلنگ فلزی به لوله با روشهای مختلف مانند فلنج ، جوش ، دنده ، ... امکان پذیر است.