آشنایی با روش های اتصال دهی لوله فولادی

اتصال دهی لوله با روش‌های مختلف به یکدیگر در دنیای امروز کاربرد بسیار زیادی دارد. از روش های اتصال دهی متعددی برای اتصال انواع لوله درزدار و بدون درز استفاده می‌شود. اتصالات صنعتی عمدتا نیازمند دقت بالایی نیستند و لزومی به نظارت متخصص در اجرای آن‌ها نیست.

روش های اتصال دهی لوله های فولادی بسیار گسترده است که با توجه به کاربرد قطعه نهایی مشخص می‌شوند. در ادامه به توضیح روش های مختلف اتصال دهی لوله فولادی و مزایا و معایب هرکدام خواهیم پرداخت.

اهمیت اتصال دهی لوله ها

فولاد و مقاطع فولادی در صنایع مختلف به صورت گسترده کاربرد دارند. در سال ۲۰۱۹ میزان تولید فولاد در جهان حدود ۱۸۰۰ میلیون تن برآورد شده است که می‌توان گفت هر قطعه‌ای که از این فولاد تولید شده حداقل یک بار تحت فرآیند جوشکاری قرار گرفته است. علاوه بر فرآیند جوشکاری، نمی‌توان از اهمیت اتصال دهی لوله های فولادی با استفاده از قطعات مکانیکی مانند پیچ و مهره و فلنج در این صنعت غافل شد.

برای آشنایی با کاربرد انواع فلنج کلیک کنید.

انواع روش های اتصال دادن لوله فولادی

در یک دسته بندی که برای اتصالات استفاده می‌شود، می‌توان آن‌ها را در سه دسته کلی زیر قرار داد:

• اتصالات دائم
• اتصالات نیمه موقت
• اتصالات موقت

در اتصال دائم دو قطعه در یک نقطه به هم وصل شده و جدا کردن آن‌ها فقط از طریق تخریب ماده اولیه امکان‌پذیر است.
اتصال نیمه موقت به راحتی جدا نمی‌شود اما با اعمال مقداری نیرو می‌توان آن ها را از هم جدا کرد مانند لحیم‌کاری، اما اتصال موقت حالتی است که مرز بین دو قطعه کاملا مشخص است مثل فلنج و پیچ و مهره.

همچنین انجمن جوشکاری آمریکا روش های اتصال دهی را در سه گروه کلی اتصالات مکانیکی، جوشکاری و چسب دسته بندی می‌کند که در اتصال دهی لوله فولادی عمدتا از روش‌های جوشکاری و اتصال مکانیکی استفاده می‌شود.

اتصال دهی به روش جوشکاری

اتصال دهی به روش جوشکاری طبق استاندارد آمریکا AWS در سه گروه لحیم، جوشکاری ذوبی و جوشکاری حالت جامد تقسیم بندی می‌شود. در اتصال دهی لوله فولادی، لحیم کاری خیلی کارآمد نیست.

به صورت کلی در فرآیند جوشکاری، اتصال بین دو قطعه با ایجاد دمای بالا، ذوب ماده و سرد کردن، ایجاد می‌شود.
اتصال جوشکاری از نوع دائم بوده و پس از اجرا قابل تفکیک نیست، این نوع اتصالات باعث انعطاف پذیری در طراحی شده و با توجه به نوع الکترود مصرفی در جوشکاری، استحکام فلز جوش می‌تواند بیشتر از فلز پایه باشد.

به صورت کلی اتصالات جوشکاری به دو دسته ذوبی و غیرذوبی (حالت جامد) تقسیم می شوند.

اتصال لوله فولادی با جوشکاری ذوبی

جوشکاری ذوبی یا جوشکاری حالت مایع یکی از روش های اتصال دهی لوله ها و دیگر مقاطع فلزی است که طی آن فلز پایه به منظور ایجاد جوش، ذوب می‌شود و طی سرد شدن در اثر انجماد، اتصال برقرار می‌گردد. همچنین با استفاده از الکترود با جنس متفاوت می‌توان ضخامت محل جوش را کنترل کرد. انرژی مورد نیاز برای جوشکاری ذوبی از منابع مختلفی قابل تامین است.

اتصال دهی جوشکاری ذوبی برای لوله‌های گالوانیزه خیلی کاربردی نیست و اغلب برای لوله‌های بدون پوشش مورد استفاده قرار می‌گیرد.

جوشکاری الکترونی Electron beam welding (EBW)

با استفاده از هدایت دسته های الکترون و برخورد آن‌ها به سطح قطعه و در نهایت تبدیل انرژی جنبشی به گرمایی، محل جوش گرم شده و اتصال انجام می‌شود. اگر این فرآیند در خلا انجام شود درز جوش در نهایت از کیفیت بالاتری برخوردار خواهد بود.

جوشکاری لیزری Laser beam welding (LBW)

حرارت مورد نیاز برای ذوب کردن محل جوش از طریق متمرکز کردن پرتوها به صورت اشعه لیزر و تابش آن به سطح قطعه تامین می‌شود. این روش از سریع‌ترین و با کیفیت‌ترین روش ها بوده و کمترین میزان اتلاف انرژی را دارد.

جوشکاری اُکسی گاز Oxy-fuel welding (OFW)

یکی از روش های اتصال دائم بوده که در آن انرژی گرمایی لازم برای ایجاد حوضچه مذاب از طریق سوختن ماده سوختنی و گاز اکسیژن فراهم می‌شود. این روش برای جوشکاری فلزات نازک و تعمیر قطعات کاربرد دارد.

جوشکاری قوسی Arc welding

حرارت لازم برای جوشکاری از طریق ایجاد قوس الکتریکی بین الکترود و قطعه کار تامین می‌شود. در مقاله جوشکاری قوس الکتریکی می‌توانید با این فرایند بیشتر آشنا شده و انواع آن را بشناسید.

اتصال لوله با جوشکاری غیرذوبی (حالت جامد)

در این روش قطعات بدون ذوب شدن به کمک اعمال حرارت با فشار، خمیری شده و به هم متصل می‌شوند. در اتصال دهی لوله به روش غیرذوبی، ماده پرکننده نداریم و اتصال، بدون ذوب فلز پایه انجام می‌گیرد.

مزیت این روش نسبت به جوشکاری ذوبی، عدم ذوب قطعه و در نتیجه حفظ خواص اولیه فلز است، همچنین احتمال ترک خوردن قطعه در این روش کمتر بوده و روش اتوماتیک است و نیازی به اعمال نیروی انسانی ندارد.

مشکل این روش گران بودن تجهیزات مورد استفاده در آن است. استفاده از این روش برای ماده‌ای مانند فولاد نیاز به پیش گرم کردن آن تا دمای ۴۰۰ الی ۵۰۰ درجه سانتیگراد به منظور سهولت عملیات دارد. منبع تامین انرژی گرمایی در این روش می‌تواند الکتریکی، شیمیایی و مکانیکی باشد.

جوشکاری اصطکاکی

با تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریکی، سطح مورد نظر گرم و سپس اتصال انجام می شود. دو قطعه به هم نزدیک شده و سپس با حرکت دورانی، گرمای زیادی ایجاد می‌شود.

جوشکاری با امواج فراصوت

منبع این روش هم مکانیکی بوده و با ارتعاش نوک الکترود جوشکاری، امواج صوتی روی سطح جوش ایجاد شده و باعث تشکیل حوضچه مذاب و در نهایت پیوند فلزی به وجود می‌آید.

جوشکاری انفجاری

این روش بهترین روش برای اتصال مواد غیر هم جنس بوده و به صورت عمده از آن در اتصال دهی تیتانیوم با مواد دیگر استفاده می‌شود.

جوشکاری آهنگری

در فرایند جوش فرجینگ قطعات را گرم کرده، روی هم قرار داده و می‌کوبند تا دو قطعه در هم فرو روند. این روش از قدیمی ترین روش های اتصال دهی مواد است.

جوشکاری مقاومت

گرمای لازم برای اتصال دهی لوله یا مقاطع دیگر از طریق عبور جریان از قطعه و مقاومت قطعه در برابر جریان عبوری به دست می آید.

معایب اتصال دهی لوله با جوشکاری

به دلیل بالا رفتن دما در حوضچه جوش و سرد شدن دوباره، احتمال تغییر در ساختار و خواص متالورژیکی در محل جوش وجود دارد. همچنین اتصالات جوشی ممکن است دارای تنش‌های پسماند و اعوجاج باشند.

به صورت کلی به علت تخصصی بودن این فرآیند، باید از نیروی کار متخصص در مراحل مختلف، از طراحی تا اجرا، کمک گرفته شود و همچنین پس از جوشکاری، جوش باید تحت بازرسی‌های دقیق قرار بگیرد. اطلاعات دقیق‌تر در مورد فرآیند جوشکاری را می‌توانید در مقاله صفر تا صد جوشکاری بخوانید.

اتصالات مکانیکی لوله

اتصالات مکانیکی لوله در دو گروه کلی قرار می‌گیرند که در ادامه توضیح خواهیم داد:

فلنج

فلنج یک قطعه است که به لوله وصل شده و به کمک پیچ و مهره محکم می‌شود و از این طریق لوله ها را به هم متصل می‌کند. فلنج روش اتصال دهی موقت است. در مورد مهم‌ترین انواع فلنج می‌توانید با کلیک روی لینک زیر اطلاعات کامل‌تری کسب کنید:

اتصال شیاردار

در اتصالات شیاردار یک شیار در انتهای لوله ها به وجود آمده و سپس در انتهای لوله با استفاده از کوپلینگ خاردار به هم متصل می‌شوند. کوپلینگ ها به صورت انعطاف پذیر و انعطاف ناپذیر در ابعاد و با مواد مختلف ساخته می‌شوند. در اتصال لوله های فولادی، گالوانیزه، فولاد زنگ نزن، پلاستیکی و مسی از اتصالات شیاردار استفاده می‌شود.

انواع اتصالات لوله فولادی

برای متصل کردن لوله های فولادی در یک سازه، از اتصالات مختلفی استفاده می‌شود که ممکن است از جنس فولاد، استیل، چدن و … باشد. ازجمله این اتصالات می‌توان به کوپلینگ ها couplings، بوشن، زانویی، کاهنده‌ها یا افزاینده‌ها: reducers/expanders، اولت‌ها olets، سه راهی و … اشاره کرد که هرکدام کاربرد مخصوص به خود را دارند. در ادامه به برخی از این انواع و نحوه کاربردشان خواهیم پرداخت.

زانویی یا خم : elbow/bends

زانویی که از خمکاری لوله تولید می‌شود، برای زمان‌هایی که نیاز به تغییر مسیر جریان در لوله‌کشی باشد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره زانویی و نحوه تولید آن، به صفحه نحوه تولید زانویی مراجعه کنید.

سه راهی یا انشعاب (branches/ Tee)

این نوع اتصالات لوله، همانطور که از نام آن پیداست، برای گرفتن انشعاب از لوله مورد استفاده قرار می‌گیرد. انواع مختلفی از این قطعات در بازار موجودند که که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به سه راهی‌های کنج، ۴۵ و ۹۰ درجه و سه راه تبدیل اشاره نمود.

کاهنده ها یا افزاینده ها (reducers/expanders)

برای اتصال لوله با سایزهای مختلف و زمانی که لازم است تا شدت جریان در سیستم لوله‌کشی تغییر کند (کمتر یا بیشتر شود)، این نوع اتصالات به‌کار می‌روند.

مقایسه جوشکاری و پیچ و پرچ

به صورت کلی استفاده از قطعات مکانیکی در اتصال دهی لوله فولادی باعث افزایش وزن سازه می‌شود. سرعت اتصال قطعات در جوشکاری بیشتر از سایر اتصالات است که در نهایت باعث صرفه اقتصادی می‌گردد. از طرفی جوشکاری باعث تغییر ساختار و خواص قطعه می‌شود و همچنین می‌تواند به عنوان یک عیب در قطعه به شمار بیاید و در اجرای آن باید از نیروی متخصص استفاده شود.

در اتصالات جوشکاری در صورت وجود ترک در قطعه، این ترک می‌تواند به راحتی از جوش عبور کرده و به سایر قسمت‌های قطعه منتقل شود، در صورتی که در اتصالات مکانیکی، به دلیل عدم پیوستگی قطعه، ترک متوقف می‌شود. هم چنین جایگزینی قطعات در سازه‌هایی که با اتصالات مکانیکی به هم متصل شده‌اند راحت‌تر است.

به صورت کلی با توجه به کاربرد، جنس لوله و حساسیت قطعه نهایی، نوع اتصال دهی لوله فولادی مشخص می‌شود. از این اتصالات در متصل کردن انواع لوله درزدار و مانیسمان در صنایع مختلف استفاده می‌گردد. برای اطلاع از قیمت لوله مانیسمان و درزدار می‌توانید با کارشناسان آیرومارت تماس بگیرید.

سخن آخر

بازرگانی فولاد ایرومارت تامین‌کننده انواع محصولات فولادی و استیل در بازار آهن تهران و ایران است که این مقاطع را با قیمتی مناسب به همراه تمامی خدمات مربوط به هر کدام مانند برشکاری، خمکاری، رزوه‌زنی و … ارائه می‌کند.

چنانچه به هر مقطع فولادی نیاز داشتید و همچنین برای استعلام قیمت انواع لوله مانند قیمت لوله آب، گاز، لوله گالوانیزه، لوله استیل و … در سایزهای مختلف چون قیمت لوله داربست ۱۷ کیلویی می‌توانید به دو صورت آنلاین و تلفنی اقدام نمایید.
برای ثبت سفارش آنلاین کافیست به صفحه محصول موردنظرتان در وبسایت آیرومارت مراجعه کنید و ثبت سفارش تلفنی نیز ازطریق تماس با شماره ۴۵۳۰۶-۰۲۱ امکان‌پذیر است.