اتصالات، Fitting چه هستند و کاربرد آنها چیست؟

اتصالاتFitting  اجزایی در لوله کشی هستند که به منظور تغییر جهت تغییر در مسیر لوله کشی ، افزایش یا کاهش سایز خط در طول مسیر ، بستن انتهای خط  و قطع جریان استفاده می‌شود. در لوله‎کشی انواع مختلفی از اتصالات وجود دارد که هریک به منظور هدفی استفاده می‌شود.

برحسب نسبت فشار خطوط ، استانداردهای مختلفی برای اتصالات تعریف شده است. به عنوان مثال استاندارد ASME B16.9  برای انشعابات با کاربردهای عمومی مناسب بوده و استاندارد ASME B31.3 برای خطوط با فشار بالا مناسب است.

لیست اتصالات استاندارد لوله‌ها در نمودار روبرو آورده شده است .

اتصالات غالبا به صورت فورج یا دست‌ساز ساخته می‌شوند.

اتصالات در انواع مختلف برای استفاده‌ و کاربردهای گوناگون موجود می‌باشند

زانویی Elbow

زانویی بیشتر از سایر اتصالات لوله مورد استفاده قرار می‎گیرد. زانویی ها برای تغییر مسیر لوله و در دو نوع استاندارد ֯90 و ֯45 به کار می‎روند. با این وجود میتواند در اندازه‎های دیگری هم ایجاد شوند. آن‎ها را از لحاظ شعاعی بر دو نوع شعاع کوتاه (Short redius elbow) که به اختصار به آن SR نیز میگویند و شعاع بلند (Long redius elbow) یا LR نیز می‎توان تقسیم کرد. زانویی‌ها را از نظر نوع اتصال آن می‌توان به صورت جوشی و پیچی متصل کرد.

زانویی 90 درجه برای اتصال لوله‎ها با تغییر مسیر 90 درجه ای نصب می‎شوند. زانویی 90 درجه برای هر دو فرم شعاع کوتاه و شعاع بلند موجود است.

زانویی 45 درجه برای اتصال لوله‎ها با تغییر مسیر 45 درجه ای نصب می‎شوند.

اتصالی که باعث برگشت 180درجه ای جریان استفاده شود که به آن اتصال برگشت (Return)  نیز می‌گویند.که به نوعی جز طبقه بندی زانویی‌ها قرار میگیرد. زانویی 180 درجه در سیم‎پیچ حرارتی، مبدل حرارتی، خروجی مخزن و غیره استفاده می شود زانویی 180 درجه برای هر دو فرم شعاع کوتاه و شعاع بلند موجود است.

زانویی شعاع بلند LR

زانویی شعاع بلند دارای شعاع 1.5 برابر قطرنامی لوله و برای سایزهای  اینچ به بالا موجود می‌باشد. . افت فشار زانویی شعاع بلند در مقایسه با زانویی شعاع کوتاه کمتر است. زانویی شعاع بلند فضای بیشتری را اشغال می‎کند ASME B16.9  استانداردها و اندازه‌های زانویی شعاع بلند را بیان کرده است.

زانویی شعاع کوتاه SR

زانویی شعاع کوتاه، شعاع محوری برابر اندازه اسمی و یا برابر قطر لوله می‎باشد. زانویی شعاع کوتاه به علت تغییر ناگهانی جریان سیال و سطح مقطع کوچک آن، افت فشار زیادی دارد. زانویی شعاع کوتاه فضای کمتری را اشغال می‎کند. ASME B16.28 استانداردها و اندازه‌های زانویی شعاع کوتاه را بیان کرده است.

زانویی کاهنده Reducing Elbow

با توجه به اینکه قطر لوله های در تمام مسیر یکسان نیست یک نوع زانویی تحت نام زانویی کاهنده در مسیر خط لوله قرار می‌دهند که قطر دو طرف آن یکسان نمی‌باشد.شعاع زانویی کاهنده 1.5 برابر قطرنامیِ انتهای بزرگتر است. زانویی کاهنده میزان جوشکاری را به اندازه یک سوم کاهش می‌دهد.

همچنین کاهش تدریجی قطر زانویی کاهنده، مقاومت کمتری برای جریان و کاهش اثر آشفتگی جریان و فرسایش درونی فراهم می‎آورد. این ویژگی ها باعث جلوگیری از افت فشار قابل توجهی در لوله می شود.

لوله خمیده Bend

خم ها از کمانی کردن لوله‎‌های مستقیم ساخته می‌شود و شعاع انحنا در آنها 3 تا 5 برابر قطر نامی لوله است . به دلیل اینکه خم‎ها معمولا از خم کردن گرم لوله درست می‌شوند از لوله‌های بدون درز و یا لوله‌های با جوش الکتریکی برای این منظور مناسب هستند.لوله خمیده بلند برای عبور سیال مایع استفاده می شود و با توجه به شعاع طولانی و تغییر مسیر ملایم، افت فشار کمتری ایجاد می‎کند.

مایتر Mitter

مایترها جز استاندارد اتصالات به حساب نمی‌آیند و از لوله ها ساخته می‌شود.مایترها با استفاده از چند تکه لوله ساخته می‌شود و برای تغییر مسیر لوله‌هایی با سایز 10 اینچ و بالاتر که در فشار پایین کار می‌کند و افت فشار در آنها مهم نباشد کاربرد دارد.استفاده از آن برای خطوط بخار و نیروگاه‌های حرارتی غیرمجاز است.

مایترها ممکن است از 3 ، 2 و یا 5 تکه ساخته شوند. هرچه تعداد تکه‌ها بیشتر باشد مقاومت هیدرولیکی مایتر کم می‌شود.

از نظر نوع اتصال مایترها به صورت جوشی متصل می‌کنند و از لحاظ اقتصادی مایتر باصرفه تر از زانویی مشابه خود می‌باشد ولی در نظر گرفتن شرایط خط و سیال در طراحی از اهمیت ویژه و بالایی برخوردار است.

کاهنده و افزاینده Reducer and Increaser

هنگامی که لازم باشد دو لوله با قطرهای متفاوت را به یکدیگر متصل شود از این اتصالات استفاده می‌شود و همان‌گونه که اسمشان مشخص است از کاهنده برای کاهش جریان در لوله و از افزاینده برای افزایش جریان استفاده می‌گردد .

ولی به طور کلی از اصطلاح کاهنده در کتاب‌ها و مراجع نام برده شده که درصورت نصب برعکس در مسیر جریان، نقش افزاینده را خواهد داشت.

انواع کاهنده

کاهنده‌ها به دوصورت کاهنده هم مرکز و کاهنده غیرهم مرکز ساخته می‌شوند.

کاهنده هم مرکز Concentric Reducer

که به اختصار به آن CC  نیز میگویند ؛ به کاهنده کله‌قندی هم شناخته می‌شود.مرکز ورودی و خروجی آن بر روی یک محور مشترک قرار دارد. در لوله‎کشی هنگامی‎که خط محور در طول اتصال دو لوله حفظ می‎شود و خط محور لوله بزرگ‎تر و لوله کوچک‎تر مشترک هستند، انشعاب کاهنده هم‎مرکز به کار می‎رود.

کاهنده غیرهم مرکز Eccentric Reducer

که به اختصار ECC  نامیده میشود مرکز دو لوله با یکدیگر دارای اختلاف می‌باشند که خروج از مرکز در این حالت برابر با نصف تفاصل قطر داخلی بزرگتر از قطر داخلی کوچکتر کاهنده می‌باشد.

میزان انحراف= (قطر بزرگ-قطر کوچک)/2

از این نوع کاهنده هنگامی که لازم است سطح پایین و یا بالای خط لوله را در ارتفاع مشخص ثابت نگه داشت استفاده می‌شود. برای مثال در ورودی پمپ‌ها برای جلوگیری از پدیده کاویتاسیون از کاهنده غیرهم مرکز به صورت برعکس (به عنوان افزاینده) استفاده می‌کنند.

نحوه ی نصب کاهنده غیرهم مرکز در مسیر مهم هست به همین جهت اگر سمت تخت و مسطح آن ، پایین قرار بگیرد در نقشه‌ها به آن Bottom Flat  یا Flat side down  و اگر سمت تخت آن به سمت بالا باشد Top Flat یا Flat side up می‌گویند.

کلاهک Cap

کلاهک یا کورکن برای مسدود کردن انتهای لوله استفاده می‎شوند و انتهای لوله‎هایی که باز مانده‎اند را می‎بندد و یا برای پوشاندن سر لوله‎هایی که ممکن است در آینده به لوله‎های دیگر متصل شود، به کار می‎رود.

درپوش Plug:از درپوش برای مسدود کردن انتهای لوله‌ها و مسیر و انشعابات رزوه‌ای استفاده می‌گردد.

اتصالات انشعابی Branch connection

اتصالات انشعابی به قطعاتی می‌گویند که به وسیله‌ی آن می‌توان از آن انشعاب گرفت و جریان سیال را در مسیر جدیدی هدایت کرد . این نوع اتصالات با توجه به سایز لوله به دو نوع Small bore  و Big bore تقسیم بندی می‌شود و انواع گوناگونی دارند.

محدوده  اینچ تا 1 در اصطلاح پایپینگ ، محدوده Small bore و به محدوده 2 اینچ و بزرگتر را Big bore می‌گویند.

اتصالات Small bore  شامل: Tee ,Boss , Sockolet , Threadolt , Brazolet , Coupolet, Nippolet , Half Coupling , Full coupling , Sewage nipple , Union

اتصالات Big bore شامل :Tee , Stub in , Saddle , Weldolet , Flexolet , Flangolet , Sweepolet , Latrolet , Elbolet

می‌شوند.

سه راهی Tee

سه راهی‌ها برای توزیع سیال در 2 لوله و یا جمع آوری آن در یک لوله به کار می‌رود.انشعاب گرفته شده می‌تواند با زاویه 90 یا 45 درجه از خط جدا شود نام گذاری سه راهی‌ها بر اساس سایز ورودی و سایز خروجی و سایز انشعاب می‌باشد.

انواع سه‌راهی

سه راه مستقیم یا هم سایز Equal Tee or Straight Tee : که از پرکاربردترین نوع سه‌راهی می‌باشد که قطر انشعابی با قطر خط اصلی برابر می‌باشد و در آن انشعاب با زاویه 90 درجه از خط جدا می‌شود.

سه راهی کاهنده Reducing Tee: در سه راهی کاهنده، قطر انشعاب کوچکتر از قطر سر لوله می‎باشد.

و قطر انشعاب نمی‌تواند کمتر از نصف قطر اصلی لوله باشد و در آن انشعاب با زاویه 90 درجه از خط جدا می‌شود.

سه راهی عرضی Lateral Tee یا سه‎راهی‎Y شکل: در سه راهی عرضی انشعاب با زاویه 45 درجه از خط جدا می‌شود این مدل از سه‎راهی باعث کاهش اصطکاک و آشفتگی در مسیر جریان می شود و دو نوع سه راهی عرضی هم سایز و سه راهی عرضی کاهنده تولید می‌شود.

سه راهی کله گاویBull Head Tee: نوع دیگری از سه راهی وجود دارد که اندازه قطر انشعاب آن از قطر اصلی لوله بزرگتر است.

مهره ماسوره (Piping Union)

مهره ماسوره‎ها جایگزینی برای فلنج‎ها هستند و در جایی که نیاز به نصب لوله باشد، مورد استفاده قرار می‎گیرند. با این تفاوت که مهره ماسوره‎ها برای لوله با سایزهای کوچک زیر 2 اینچ و فشار پایین به‎کار می‎رود.

مهره ماسوره‎ها در دو نوع ته رزوه‎دار و یا سوکت جوشی موجود هستند.

هر مهره ماسوره دارای سه بخش: مهره، مادگی و نری می‎باشد؛ زمانی که مادگی و نری به هم متصل ‎شوند، مهره آن‎ها را به هم چفت می‎کند.

Pipe to pipe یا Stub in: این نوع اتصال از اتصال دو لوله به یکدیگر به وسیله جوشکاری به هم متصل می‌شود و برای لوله های 2 اینچ به بالا استفاده می‌شود.زیرا برای خطوط زیر 2 اینچ امکان وارد شدن فلز جوش به هسته لوله و پرشدن داخل لوله به وسیله مواد جوشکاری زیاد است .این نوع اتصال ساده ترین ، ارزان ترین و ضعیف ترین نوع اتصال است و برای خطوطی که تحت فشار نباشند مناسب است.

Saddle

Saddleها در گروه تقویتی برای اتصلات Pipe to pipe قرار می‌گیرند که به صورت زین اسب می‌باشد که سوراخی روی آن برای خروج گاز جوشکاری و گرفتن تست نشتی برای آن تعبیه شده است.

Weldolet : قطعه ای است که برای انشعاب 90 درجه در سایز برابر یا کوچکتر بر روی لوله مستقیم استفاده می‌شود این قطعه بر روی لوله قرار می‌گیرد و دور تا دور خارجی آن جوشکاری می‌شود سپس لوله انشعابی بر روی آن قرار می‌گیرد و به وسیله جوشکاری بهم متصل می‌شود. از این اتصال انشعابی برای خطوط با فشار بالا استفاده می‌شود.

Flexolet : این قطعه از نظر کارایی شبیه به Weldolet با این تفاوت که سوراخ آن به شکل مستقیم است .این اتصال در محدوده گسترده‌ای از قطرهای لوله به کار می‌رود .

Flangolet : قطعه Weldolet است که به یک فلنج بسته شده و برای جاهایی که محدودیت فضا وجود دارد و جاهایی که میخواهند از اتصال به شکل فلنج باشد، استفاده می‌شود.

Sweepolet: این نوع اتصال در جاهایی که تنش بالا وجود دارد و در خطوط انتقال نفت و گاز استفاده می‌شود. و انشعاب آن به صورت 90درجه بر روی لوله ی اصلی می‌باشد.

Latrolet :قطعه ای که انشعاب 45درجه بر روی لوله اصلی ایجاد می‌کند.

Elbolet : برای زمانی که از زانویی بخواهند انشعاب بگیرند استفاده می‌شود.

Boss:قطعه‌ی استوانه‌ای شکل که روی لوله قرار می‌گیرد و اندازه درون آن به اندازه لوله انشعابی قرار است درون آن قرار بگیرد ، می‌باشد.

Sockolet:شبیه به Weldolet است با این تفاوت که برای بالابردن مقاومت آن، مقطع ضخیم تری دارد.

Threadolt: همان Sockolet است با این تفاوت که درون آن روزه شده و اتصال به صورت پیچی می‌باشد و برای زمانی استفاده می‌شود که بخواهند خط را تست کنند و اتصال دائم مورد نیاز نمی‌باشد.

Brazolet:برای انشعاب گیری از خطوط مسی و برنجی استفاده می‌شود.

Nippolet: برای اتصال لوله‎ها، شیلنگ و شیرها به‎کار می‎رود. از اتصال Nipple در لوله‎های کم‎فشار استفاده می‎شود

اتصال تمام کوپلینگ (Full Coupling) : فول کوپلینگ‎ها، برای اتصال لوله‎های کوچک سوراخ شده زیر 2 اینچ به کار می‎روند؛ این اتصالات همچین برای اتصال لوله به لوله و یا اتصال لوله به swage یا nipple نیز استفاده می‎شوند. فول کوپلینگ‎ها می‎توانند تمام رزوه و یا از نوع سوکتی باشند.

اتصال هاف کوپلینگ :(Half Coupling)عمدتا جهت گرفتن انشعاب سایز پایین از لوله های سایز بالا و یا مخازن بزرگ استفاده می شود. هاف کوپلینگ‎ها به صورت رزوه‎ای و یا از انواع سوکتی می‎باشند؛ با این تفاوت که فقط یک سمت آن‎ها رزوه‎ای یا سوکتی است.

Sewage nipple :کاهنده Sewage مانند اتصالات ردیوسرها بالا، اما در سایزهای کوچک موجود می‎باشد و برای اتصال لوله‎ها به   لوله‎های سوکت جوشی مورد استفاده قرار می‎گیرد. کاهنده Sewage نیز مانند ردیوسرها در دو نوع Sewage کاهنده هم‎مرکز و Sewage کاهنده غیر‎هم‎مرکز رایج است؛ کاهنده‎های Sewage متفاوت و متنوعی مانند دوسر صاف یا یک‎سر صاف و یک‎سر رزوه‎دار وجود دارند