لوله های هیدرولیک و مانیسمان
لوله ها یک مجرا و یا استوانه توخالی هستند، که معمولا اما نه لزوما سطح مقطع دایره ای دارند و به طور عمده برای انتقال مواد که می تواند جریان مایعات و گازها (سیالات)، پودرها و توده جامدات باشد مورد استفاده قرار می‌گیرند و در ساخت و ساز نیز کاربرد دارند.
کاربرد لوله
لوله ها کاربردهای فراوانی دارند که در این مطلب به چند کاربرد مهم آنها اشاره می‌شود.
– لوله کشی منازل
– لوله کشی آب
– خط لوله انتقال گاز یا مایعات در فواصل طولانی
– ساخت داربست ها
– سازه های فولادی
– به عنوان اجزای سازنده در سیستم های مکانیکی مانند:
– غلطک در تسمه نقاله
– کمپکتر (مانند: غلطک بخار)
– پوشش باربر در پروژه های ساختمان سازی
– فرآیندهای تولید فشار
– صنعت نفت: پوشش چاه نفت و تجهیزات صنعت نفت
– انتقال مایعات یا گازها درکارخانه ها
– انتقال مواد جامد در یک کارخانه مواد غذایی از یک نقطه به نقطه دیگر
– ساخت و ساز کشتی ها
مواد سازنده لوله ها
لوله ها از مواد مختلفی ساخته می‌شوند. این مواد شامل سرامیک، فایبرگلاس، انواع فلزات، پلاستیک و بتن هستند. درگذشته ها از چوب و سرب نیز لوله می‌ساختند. معمولا لوله های فلزی از فولاد یا آهن ساخته می‌شوند فولاد سیاه، فولاد کربن، فولاد ضد زنگ یا گالوانیزه، آلیاژ برنج و چدن نشکن از انواع این لوله ها هستند. لوله های آهنی در لوله کشی جریان آب با مشکل خوردگی در اثر اکسیژنه شدن مواجه هستند. لوله های آلومینیومی وقتی استفاده می‌شود که مشکل وزن وجود دارد یا جریان مایعی که در لوله جریان دارد با آهن ناسازگار است. لوله های آلومینیومی همچنین برای انتقال جریان گرما مثل سیستم یخچال استفاده می‌شوند. لوله های مسی برای لوله کشی جریان آب داخلی و خانگی استفاده می‌شود. مس معمولا در جایی که انتقال گرما مورد نظر است مثل رادیاتورها استفاده می‌شود.
آلیاژهای فولاد تیتانیوم در لوله کشی تحت فشار و دمای بالا استفاده می‌شود.
لوله کشی سربی هنوز هم در بعضی سیستم های لوله کشی توزیع آب وجود دارد ولی به خاطر سمی بودن آن استفاده از آن ممنوع است. چرا که در هیچ سطحی استفاده از سرب ایمنی بهداشتی وجود ندارد.
لوله هایی که از سرامیک یا بتن ساخته می‌شوند معمولا در فشارهای پایین مثل سیستم فاضلاب استفاده می‌شوند. لوله هایی که برای لوله کشی فاضلاب استفاده می‌شوند عمدتا از بتن یا خاک رس منجمد ساخته می‌شوند. بتن مسلح برای ساخت لوله های بتنی با قطر بالا استفاده می‌شود.
نصب لوله ها
نصب لوله اغلب گرانتر از مواد سازنده آن است و به ابزار و بخشهای تخصصی زیادی نیاز دارد . لوله معمولا با توجه به”استحکام ” و یا طول لوله به مشتری تحویل داده می‌شود و یا آنها را با زانو، تیس و شیرآلات به صورت لوله قرقره پیش ساخته درآورده) لوله قرقره قطعه ای از لوله و اتصالات قبل از مونتاژ است و معمولا در یک فروشگاه به صورت آماده وجود دارد به طوری که نصب آن راحت تر باشد) و به مشتری می‌فروشند. به طور معمول، لوله های کوچکتر از ۲٫۰ اینچ به صورت پیش ساخته نیستند. لوله ها معمولا با یک بارکد برچسب زده می‌شوند و انتهای لوله برای حفاظت از آن پوشش پلاستیکی دارد.
هفت تکنیک انتخاب لوله
در اینجا هفت توصیه برای طراحان مطرح می شود که حین فرایند انتخاب لوله و اتصالات باید آنها رعایت کنند. برای کمک به انتخاب لوله مناسب، از یک برچسب مخفف در مورد اندازه، دما، کارآیی، مواد، فشار، لبه ها، و تحویل آن استفاده می شود.
۱- اندازه
برای انتخاب یک لوله با اندازه مناسب، باید با استفاده از یک کولیس قطر داخلی و خارجی لوله و طول آن با دقت مهندسی اندازه گیری شود.به ویژه لوله OD زمانی اهمیت پیدا می کند که یا بست های حفاظتی لوله مورد استفاده قرار بگیرند یا لوله ها در دیواره ها قرار گرفته باشند. وقتی یک قطعه لوله جایگزین می شود، باید لوله جدید به اندازه طول لوله قبلی بریده شود. زیرا اگر لوله جایگزین خیلی کوتاه باشد در نتیجه فشار بیشتری را باید تحمل کند. بنابراین ممکن است لوله منبسط شده و در نتیجه طول عمر آن کاهش یابد.
تغییر طول لوله در شرایطی که مکانیزم های هیدرولیکی وارد عمل می شوند و فشار بین دو تا چهار درصد است، صورت می گیرد. اگر بخواهیم در هنگام کار طول لوله ای را کوتاه کنیم باید طول لوله ها کمی بلندتر از فاصله حقیقی بین دو اتصال در نظر گرفته شوند.
۲- دما
همه لوله ها بر مبنای دمای سیال با یک ماکزیمم دمای کار در بازه ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه فارنهایت رده بندی می شوند. در صورتی که لوله در دمای بالا قرار بگیرد می تواند منجر به این شود که لوله انعطاف پذیری خود را از دست بدهد و استفاده از روغن هیدرولیکی با چسبندگی مناسب برای نگه داشتن در دمای بالا می تواند این مشکل را پیچیده تر کند. همیشه از دستورالعمل هایی کارخانه‌های سازنده و تولید کننده لوله در اختیار ما قرار می دهند پیروی کنید.
سهل انگاری و عمل نکردن به این دستورالعمل ها می تواند طول عمر لوله را تا هشتاد درصد کاهش دهد. دماهای قابل قبول بنا به موادی که به کار برده می شود ممکن است در بازه ۶۵- ( ترکیبات لاستیک) فارنهایت تا ۴۰۰ فارنهایت قرار بگیرند. هنگامی که لوله ها در معرض منابع گرمایی قرار می گیرند، دماهای خارجی تبدیل به فاکتور خیلی مهمی می شوند.
وقتی لوله ها باهم در معرض دماهای داخلی و خارجی بالا قرار بگیرند، کاهش قابل توجهی در طول عمر لوله به وجود خواهد آمد.با نصب روکش می توان تا حدودی لوله را از بخش های داغ تجهیزات و یا دیگر منابع گرمایی که بسیار خطرناک هستند، محافظت کرد. در این شرایط، یک بست اضافی لازم است تا سیال هیدورلیکی در برابر منبع پتانسیل احتراقی پوشش داده شود.
۳- کاربرد
آیا لوله انتخابی شرایط مربوط به شعاع خم کردن را دارد؟ این مسئله مربوط می شود به حداقل شعاع خمیدگی که یک لوله هیدرولیکی باید دارا باشد. افزایش شعاع خم شدگی ( به کاربردن شعاع کمتر از شعاع توصیه شده ) احتمالا باعث کاهش استحکام و طول عمر آن می شود.
۴- طول مسیر
هرجایی که ممکن باشد خطوط هیدرولیکی فشار موازی با دستگاه طراحی می شوند. این روش با کاهش طول خط و به حداقل رساندن تعداد زاویه سخت و بست های جریان محدود شده، هزینه ها را کاهش می‌دهد. همچنین این تعیین مسیر، از لوله ها در مقابل آسیب خارجی محافظت می کند و خدمات رسانی را آسان تر می کند.
۵- مواد
به منظور ترکیب بندی تیوب مطابق با سیال استفاده شده در سیستم ضروری است که از جدول های راهنما کمک گرفت. افزایش دما، آلودگی سیال و تراکم روی سازگاری شیمیایی تیوب با سیال تاثیر خواهد گذاشت. بیشتر لوله‌های هیدرولیکی با روغن های نفتی سازگاری دارند. یاد آور می‌شویم که سیالات سبز یا تجزیه پذیر از نظر زیستی ممکن است که در برخی از لوله ها باعث ایجاد مشکل کنند.
۶- ظرفیت های فشار
همیشه فشار کار لوله باید طوری مشخص شود که بزرگتر یا مساوی با ماکزییم فشار سیستم، باشد. اگر فشاری که به لوله اعمال می شود از بیشینه فشار قابل تحمل برای لوله فراتر برود، طول عمر لوله به میزان قابل توجهی کاهش پیدا می کند.
۷- انتهای لوله
فصل مشترک مکانیکی لوله و اتصال باید با لوله‌ی انتخاب شده مطابقت داشته باشد. اگر لوله ها و بست ها را طوری انتخاب کنبم که با یکدیگر کاملا جفت و جور شده باشند، می توانیم با اطمینان خاطر باعث جلوگیری نشتی در لوله ها بشویم.
در مجموع دو دسته از اتصالات وجود دارد که در بیشتر لوله ها کاربرد دارد:
نوع ثابت ( در اصل توسط کارخانجات تولیدکننده تجهیزات مربوطه، بازسازی کاران در مقیاس بزرگ و فروشگاه های مربوط به بخش نگهداری به کار برده می شود ) و نوع قابل پیوند به میدان.
چفت های اتصالات دائم در لوله، در وضعیت سرد شکل‌گیری می شوند و به صورت ماشینی محکم می شوند. آنها برای بیشتر لوله های ترموپلاستیکی و لاستیکی موجود هستند و مجموعه بسیاری از اتصالات مطمئن را با هزینه کم در اختیار ما قرار می‌دهند. لوازم جانبی ساخته شده در میدان با دستگاه های قابل حمل نسبتا ساده هستند. این دستگاه ها مقرون به صرفه هستند و به راحتی کار می کنند.. این اتصالات در نصب نسبت به انواع دیگر ساده تر هستند.
بست های قابل پیوست در میدان به دو دسته پیچی و چفت شونده تقسیم می شوند. نوع پیچی با پیچاندن اتصال بیرونی روی قطر خارجی لوله به آن متصل می شود. بست های چفت شونده هم دارای یک لایه دو تکه است که با دو یا چهار پیچ و مهره می تواند به شلنگ متصل شود.
در هر حالتی چفت دارای توانایی محدودی برای استفاده مجدد است زیرا دنده پیچ ها در طول اتصال خم می شوند.
برای اطمینان از این که چفت با اندازه درست در هنگام جایگزینی وسیله به کار برده شده است، تعداد دنده پیچ ها در هر اینچ و قطر دنده پیچ چفت اصلی باید تعیین شده باشند. برای تعیین تعداد دنده پیچ ها در هر اینچ، آزمایش های متعددی مربوط به دنده پیچ موجود می‌باشد. یک کولیس می تواند هم قطر درونی و هم خارجی دنده پیچها را اندازه گیری کند. OD ها در چفت های نر اندازه گیری می شوند در حالی که ID ها در چفت های ماده اندازه گیری می شوند.
لوله هاي هيدروليك
-
اطلاعات درباره لوله‌هاي هيدروليك
لوله‌هاي هيدروليك بدون درز در سايزهاي اينچ در ۳ كلاس مختلف شامل رده ۴۰ و۸۰ و۱۶۰می باشد.
لوله‌هاي هيدروليك به دليل دارا بودن مقاومت مكانيكي بالا و در دسترس بودن، به صورت وسيع در صنعت هيدروليك مورد استفاده قرار مي‌گيرد. البته حجيم بودن، وزن زياد و نياز به تعداد زياد اتصالات از مهمترين عیوب اين نوع هدايت كننده روغن به شمار مي‌آيد. اين نوع لوله در اندازه نامي ۱/۸ تا ۸ اينچ در سه رده استاندارد ضخامت ديواره وجود دارد. سه رده پر كاربرد ضخامت يعني رده ۴۰، ۸۰ و ۱۶۰ در هيدروليك صنعتي كاربرد زیادی دارد.
-
اندازه نامي لوله‌هاي هيدروليك
نكته مهم در اندازه نامي قطر لوله‌ها به اينچ اين است كه عدد مربوطه نشان دهنده هيچ يك از سایز های داخلي و خارجي لوله نمي‌باشد. بعنوان مثال لوله ۱/۲ اينچ داراي قطرداخلي يا خارجي ۰٫۵ اينچ نيست. براي تعيين قطر داخلي يا خارجي لوله لازم است به كاتالوگ سازنده مراجعه کنید.
اندازه‌هاي پر كاربرد لوله‌ها تا قطر نامي ۳ inch در جدول زير ارائه شده است:
معمولاً در صنعت هيدروليك، لوله‌ها به سه شكل به هم يا به پورت‌ها متصل مي‌شوند:
-
اتصال رزوه‌اي
-
اتصال جوشي
-
اتصال فلنجي
-
جهت اتصال رزوه‌اي در لوله‌هاي هيدروليك صنعتي معمولاً از رزوه‌هاي مخروطي استفاده مي‌شود. رزوه انواع اتصالات مانند سه راهي، زانويي، خم ۴۵ درجه، مهره ماسوره و … نيز به شکل مخروطي ايجاد مي‌گردد. هنگامي كه اين اتصالات باز و بسته می شوند براي دستيابي به آب بندي مناسب بايستی به ميزان بيشتري محكم شوند تا مجدداً رزوه‌ها كاملاً درگير شوند. اين امر باعث ايجاد محدوديت در استفاده مجدد از اين اتصالات مي‌گردد. البته در صورت استفاده از نوار تفلون جهت پر كردن فاصله بين رزوه‌ها و آب بندي بهتر، مشكل برطرف مي‌گردد.
-
درگيري رزوه‌ها در لوله‌ها و اتصالات هيدروليك از نوع آب بندي خشك مي‌باشد. كه با انواع استاندارد متداول رزوه‌ها در لوله‌كشي صنعتي متفاوت می باشد. در آب بندي خشك سر رزوه‌هاي نر و ماده كاملاً تيز مي‌باشند و پس از بسته شدن به طور کامل با هم تداخل مي‌نمايند و در نتيجه تماس فلز با فلز و جفت شدن رزوه‌ها باعث آب بندي كامل مي‌شود.
-
براي تغيير مسير لوله‌هاي هيدروليك نمي‌توان آنها را خم نمود، بلكه بدين منظور بايد از انواع اتصالات زانويي و … استفاده نمود. البته تعداد زياد اين گونه اتصالات، امكان نشتي در سيستم هيدروليك را بالا مي‌برد. براي اتصال لوله‌هاي هيدروليك تا قطر ۲″ از اتصالات رزوه‌اي مي‌توان استفاده نمود.
-
براي قطرهاي بزرگتر استفاده از اتصال فلنجي با آب بندي اورينگ يا واشرهاي تخت و اتصالات جوشي پيشنهاد مي‌گردد.
تيوب‌ها (لوله‌هاي هيدروليك قابل خمكاري)
تيوب‌ها كه از لوله‌هاي بدون درز فولادي ساخته مي‌شوند، پركاربردترين نوع هدايت كننده روغن در صنعت هيدروليك هستند و داراي مزاياي مهمي نسبت به لوله‌هاي هيدروليك مي‌باشند.
ساخت لوله بدون درز (seamless) با فرو بردن ماندرل در بيلت استوانه‌اي
تيوب‌ها را مي‌توان تقريباً به هر شكلي خمكاري نمود در نتيجه اتصالات با استفاده از آنها كم مي‌شود.
خم كاري تيوب‌ها
اندازه سايز تيوب‌هاي متريك در جدول به شرح ذيل ارائه شده است. اين اندازه‌ها دقيقاً برابر قطر خارجي تيوب‌ها مي‌باشد.
اتصال متريك در دو كلاس L و S مي‌باشند و مصرف كنندگان محترم مي‌توانند بر حسب درخواست و نيازشان لوله مورد نظر خود را انتخاب كنند.
توضيح: سايزهاي ۶، ۸، ۱۰ و ۱۲ در هر دو كلاس L و S موجود مي‌باشند. سايزهاي ۱۵، ۱۸، ۲۲،۲۸، ۳۵ و ۴۲ فقط در كلاس L موجود مي‌باشند. سايزهاي ۱۴، ۱۶، ۲۰، ۲۵، ۳۰ و ۳۸ فقط در كلاس S موجود مي‌باشند.
لازم به ذكر است فشار كاري اتصالات هيدروليك را در دو كلاس L و S مي‌توانيد از كاتالوگ‌هاي اتصالات در قسمت كاتالوگ‌هاي سايت ما بدست آوريد و همچنين مصرف كنندگان محترم بایستی اطلاع داشته باشند كه اتصالات كلاس S در بعضي از سايزها اختلافشان با كلاس L به ۲۰۰% هم مي‌رسد.
تيوب‌ها توسط تداخل رزوه‌ها آب بندي نمي‌شوند بلكه معمولاً‌به دو طريق زير به هم متصل و آب‌بندي مي‌شوند:
-
اتصالات جوشي كه داخل مهره قرار مي‌گيرد و در سر لوله جوش داده مي‌شود.
-
اتصالات بوشي كه داخل مهره قرار مي‌گيرد و در زاويه اتصالات آب‌بندي مي‌شود.
