بررسی انواع لوله و عیوب آنها در علم سیالات- در 48 صفحه-docx

دسته بندي : فنی و مهندسی » مکانیک

انواع لوله
لوله ها را مي توان به انواع مختلف از نظر جنس ، كاربرد و نحوه اتصالات دسته بندي نمود .
لوله هايي كه در سيستم آبرساني و فاضلاب مورد استفاده قرار مي گيرد به شرح زیر مي باشند:
لوله هاي گالوانيزه
لوله هاي گالوانيزه خود به دو دسته تقسيم مي شوند : لوله هاي فولادي گالوانيزه و لوله هاي آهني گالوانيزه. اين دو نوع در بازار به لوله هاي آهني سفيد معروفند و عموماً بين اين دو فرقي گذاشته نمي شود ،در صورتيكه لوله هاي فولادي گالوانيزه در مقايسه با نوع آهني آن سبك تر و براق تر هستند .
لوله هاي فولادي گالوانيزه
اين نوع لوله ها گاهي براي تخليه فاضلاب لوازم بهداشتي كوچك به كار برده مي شود ولي مورد استفاده اصلي آنها در تهويه مطبوع است . جنس اين لوله ها از فولاد نرم است كه در ساختن آن ورقه فولاد را با فشار از داخل قالب عبور داده درز آن را جوش مي دهند و سپس آن را جهت افزايش مقاومت در برابر اسيدها و زنگ زدگيها در يك وان آبكاري، روي اندود (گالوانيزه) مي كنند . اين نوع لوله ها نسبت به نوع آهني در برابر اسيدها مقاومت كمتري دارند و كليه اسيدهايي كه براي چدن مضر مي باشند فولاد گالوانيزه را هم خراب مي كنند .
لوله هاي آهني گالوانيزه
جنس اين لوله ها از آهن سفيد نورد شده است كه درز آن توسط دستگاه هاي درز جوش بهم جوش داده مي شود و سپس لوله را در فلز روي مذاب فرو مي برند . به همين علت آنها را لوله هاي با درز نيز مي گويند . اين نوع لوله ها از رنگ تيره و خاكستريشان شناخته مي شوندو عموماً به دو صورت سبك و متوسط توليد مي شوند .
كليه لوله هاي فولادي و آهني گالوانيزه در شاخه هاي 6 متري و دو سر دنده با قطر اينچ تا 8 اينچ توليد مي گردند . قطر اين لوله ها معمولاً‌قطر اسمي است كه بزرگتر از قطر داخلي و كوچكتر از قطر خارجي است .
همچنين در بازار اين لوله ها را بر اساس نمره مي شناسند . لوله هاي گالوانيزه نيز به وسيله دنده پيچي به يكديگر وصل و توسط مواد مناسب آب بندي مي شوند .

نكته : از اتصال اين لوله ها به روش جوشكاري بايد پرهيز نمود زيرا بر اثر حرارت ناشي از جوشكاري و سوختن روكش گالوانيزه (آلياژ روي) دود غليظ و سفيدي توليد مي شود كه محيط كار را آلوده مي نمايد و تنفس آن ايجاد مسموميت كرده و موجب آسيب ديدن دستگاه تنفسي مي شود .


لوله هاي چدني
جنس اين لوله ها از چدن ريخته گري است و بر حسب نوع كاربرد آنها انواع و مقدار آلياژ ، شكل و طول لوله ،‌نوع اتصالات آنها با هم متفاوت هستندو اغلب در سيستم لوله كشي فاضلاب استفاده مي شوند .
لوله هاي چدني كه در سيستم لوله كشي فاضلاب به كار مي رود :
الف) سرتوپي (يك سرتوپي – دو سرتوپي)
ب) دو سر تخت

نكته : لوله هاي چدني با سرتوپي و سرتخت به ترتيب لوله هاي بوشن دار و بدون بوشن نيز ناميده مي شوند .

مزايا و معایب لوله هاي چدني
در برابر فشار وارده به جداره هاي خارجي داراي مقاومت و استحكام خوبي هستند .
فرسودگي اين لوله ها كمتر از لوله هاي فلزي است .
مي توان براحتي از دستگاه تراكم هوا جهت باز كردن و رفع گرفتگي لوله استفاده نمود .
قيمت لوله هاي چدني نسبت به لوله هاي آهني ارزانتر است .
نصب لوله هاي چدني نسبت به لوله هاي آهني كندتر انجام مي شود .
لوله هاي چدني به علت تاثير مواد شيميايي موجود در فاضلاب زنگ مي زنند و جلوگيري از زنگ زدگي آنها ميسر نمي باشد .
داشتن وزن زياد قطعات و تكثر اتصالات از معايب ديگر لوله هاي چدني مي باشد .
مقايسه لوله چدني توپي دار و سر تخت
قابليت تحمل فشار لوله هاي سرتخت بيشتر است .
لوله هاي سر تخت به دليل نداشتن مادگي و لبه هاي قيطاني و وزن و ضخامت كمتر و نوع پيوند، كاربرد بيشتري دارند .
لوله هاي سرتخت به دليل خاصيت الاستيكي نوع پيوند آن، تغيير حرارت بيشتري را نسبت به لوله هاي ديگر تحمل مي كند .


نكته :‌در اتصالات چدني دو نوع تبديل كاهنده و افزاينده در اندازه هاي تبديلي متنوع وجود دارد كه بر حسب جهت توپي سر وصاله،‌اگر قطر توپي بزرگتر از لوله باشد تبديل افزاينده و در غير اين صورت كاهنده خواهد بود .


افست يا دو خم
در تغيير امتداد لوله هاي افقي و قائم سيستم لوله كشي فاضلاب به كار مي رود وبا مقادير انحراف مختلف توليد مي شوند .
طريقه اتصال لوله هاي چدني
اتصال لوله هاي چدني توپي دار با استفاده از كنف و سرب انجام مي گيرد و اتصال لوله هاي چدني دو سر تخت به كمك واشر لاستيكي و بست مخصوص انجام مي شود .
روش اتصال لوله هاي چدني توپ دار
ابتدا بايستي بدنه لوله واتصالات از نظر سالم بودن تست شود و نحوه آزمايش از طريق زدن ضربات آرام چكش امكان پذير است . چنانچه لوله شكسته باشد يا حتي داراي ترك مويي جزيي باشد صداي ضربات به صورت بم كه اصطلاحاً صداي «مرده چدن» نام دارد شنيده مي شود .
پس از اينكه لوله ها در يك امتداد به صورت هم محور در داخل يكديگر قرار داده شدند كنف مخصوص بايستي با استفاده از قلم و چكش در طوقه مطابق شكل متراكم شود .
لازم به ذكر است كنف مورد استفاده به دو روش دو رشته اي و سه رشته اي بافته مي شود و كنف بافته شده بايستي متناسب با قطر لوله هاي اتصالي بوده و فضاي بين نر و مادگي را تا عمق 5/2 سانتي متري لبه مادگي پر نمايد .
سرب مذاب كه قبلاً توسط چراغ كوره اي يا كوره ذوب تهيه شده با ملاغه مطابق شكل داخل طوقه ريخته مي شود . چنانچه محل پيوند به صورت كاملاً عمودي و سرتوپي رو به بالا باشد نيازي به كمربند سرب ريزي نيست اما اگر محل پيوند افقي يا مايل يا سرتوپي رو به پايين باشد استفاده از كمربند سرب ريزي ضروري است و بايد با استفاده از كمربندهاي نخ سوز يا لاستيكي يا فلزي يا گل رس با ايجاد مسير سرب ريزي عمل سرب ريزي را انجام داد .
بعد از تمام مراحل فوق وقتي سرب سرد شد آن را بايد با استفاده از قلم سرب كوبي و چكش به طور آهسته كوبيد تا مواد لازم حتي الامكان به داخل اتصال برود .
روش اتصال لوله هاي چدني سر تخت
ابتدا بايد واشر لاستيكي را از طوقه فولادي خارج كرده و سالم بودن آن را بررسي نمود .
واشر لاستيكي را در انتهاي قطعه اول لوله مورد اتصال قرار داده به طوريكه رگه برجسته مياني واشر به لبه انتهايي لوله مماس باشد .
قسمت آزاد واشر لاستيكي را به پايين برگردانده تا رگه برجسته مياني روي لبه انتهايي لوله قرار گيرد .
قطعه دوم مورد اتصال را وارد واشر لاستيكي نموده به طوريكه لبه آن روي رگه برجسته مياني قرار گيرد . سپس بايد قسمت برگردانيده شده واشر را به حالت اول خود درآورد .
بست نگهدارنده فولادي را باز رده جهت سهولت بسته شدن سطح داخلي آن را كمي چرب نموده و طوقه را در محل خود و بر روي واشر لاستيكي قرار داده و پيچها را در محل خود بايد بتدريج سفت نمود .

لوله هاي پلاستيكي
لوله هاي پلاستيكي كه در تاسيسات آب و فاضلاب بكار برده مي شوند عبارتند از :
لوله هاي پلاستيكي پي وي سي (PVC مخفف پلي و نيل كلرايد)
لوله هاي پلاستيكي (PE مخفف پلي اتيلن)
لوله هاي پلاستيك ABS (مخفف اكريلونيتريل ، بوتادين و استيرن)
لوله هاي پلاستيك PP (مخفف پلي پروپلين)
لوله هاي پلاستيكي CPVC (مخفف كلرينيتد پلي و نيل كلرايد)
لوله هاي پلاستيكي PB (مخفف پلي بوتيلن)


نكته : در شبكه فاضلاب از لوله هاي پي وي سي و پلي اتيلن بيشترين استفاده به عمل مي آيد .


مزاياي لوله هاي PVC
-اتصال لوله و قطعات آن بسيار آسانتر و سريعتر از ساير لوله ها انجام مي شود .
-در نصب روكار احتياجي به رنگ آميزي ندارند .
-داراي وزن سبك هستند و به راحتي در بين سقف كاذب و مكانهايي كه دسترسي بدان مشكل است نصب مي شود .
-در مقايسه با لوله هاي ديگر قطر خارجي كمتري داشته و به راحتي در داخل ديوار جاسازي و اجرا مي شود .
-در برابر مواد شيميايي از مقاومت بالايي برخوردار هستند .
معايب لوله هاي PVC
-لوله هاي پي وي سي خشك در برابر سرما بسيار حساس و شكننده مي باشند .
-لوله هاي پي وي سي در برابر حرارت زياد فرم و استحكام خود را از دست مي دهند .
-به علت قدرت مقاومت كم جداره اين نوع لوله ها بايستي از فنر لوله بازكني براي گرفتگي مجراي لوله ها استفاده نمود .
-در برار نيروهاي خارجي داراي مقاومت كمتري هستند


نكته : لوله هاي فاضلاب PVC از نوع خشك در دو نوع فشار ضعيف به رنگ خاكستري و متمايل به آبي و فشار قوي به رنگ خاكستري روشن توليد مي شوند . كاربرد لوله هاي PVC فشار ضعيف در لوله كشي تهويه آب باران و اتصال براي آب باران بالكنها و لوله هاي اتصالي توالتها است اما كاربرد لوله هاي PVC فشار قوي در سيستمهاي فاضلاب ساختمان به عنوان لوله هاي عمودي و جمع آوري كننده و لوله تخليه اصلي فاضلاب است .


نكته 1 :‌ اتصال لوله هاي PVC بر حسب نوع لوله و اتصالات به روشهاي مختلف انجام مي شود كه نوع اتصال چسبي متداولتر است .
نكته 2 : اتصال حداقل به مدت 10 تا 15 دقيقه به هيچ وجه نبايستي حركت داده شود تا سفت گردد .
مزاياي انواع لوله هاي PE
نوع اول – داشتن چگالي ، مقاومت حرارتي پايين و قابليت انعطاف خوب از مزاياي اين نوع مي باشد .
نوع دوم – داراي چگالي متوسط و اندكي سخت تر از نوع اول هستند و در دماي بالا مقاومتشان بيشتر بوده و قابليت انبساط بهتري دارند .
نوع سوم – بسيار سنگين تر از نوع قبلي و چگالي بيشتري دارند و برترين خواص فيزيكي از نظر مقاومت، قابليت انبساط،درجه سختي و ضريب زبري را دارا هستند و از اين رو كاربرد وسيعي در گازرساني و آبرساني دارند .
نكته 1 : اتصال لوله هاي PE به روشهاي مختلف دنده اي، فلنچي، بستي، اورينگي و نر و مادگي با روش اتصال جوش حرارتي و جوش سر به سر انجام مي شود .
نكته 2 : اتصال دنده اي در مورد كليه لوله هاي پلاستيكي سنگين و 4 اينچ به پايين قابل اجرا است .


مزاياي لوله هاي PB
لوله پلي بوتيلن در برابر خوردگي ، يخ زدگي ، زنگ زدگي ، خاكهاي اسيدي و رسوب گرفتگي مقاوم است . اين لوله هنگام انجماد ترك نمي خورد و در دماي 82 درجه سانتي گراد فشار 5/6 اتمسفر را تحمل مي كند .
نكته : به سبب انعطاف پذيري اين لوله هاي در شبكه لوله كشي ضربه قوچ اتفاق نمي افتد .
لوله هاي پنج لايه
در تاسيسات لوله كشي ساختمان خوردگي و رسوب در لوله هاي فلزي خسارات و مشكلاتي را بوجود مي آورد . براي حل اين مشكل تا كنون تلاشهاي زيادي صورت گرفته است .استفاده ازآلياژهاي مختلف با پوشش گوناگون از راه حل هايي است كه تا كنون براي افزايش مقاومت فلز در برابر خوردگي به كار رفته است بي آنكه هيچ يك پاسخي قطعي به مشكل بدهند .
يكي ديگر از راه هايي كه براي پرهيز از مشكلات لوله هاي فلزي پيشنهاد شده است استفاده از لوله هاي پليمري است اما به كارگيري اين لوله ها در عمل نشان داده كه اگر چه جايگزيني فلز با پلاستيك مسله خوردگي و پوسيدگي لوله را حل مي كند اما مشكلات ديگري را باعث مي شود كه پيش از آن وجود نداشت از جمله نفوذ اكسيژن ، محدوديت در تحمل فشار يا دماي بالا ، ضريب انبساط زياد و … .
در اين شرايط گروهي از دانشمندان به تلفيق فلز و پليمر توجه كردند. به عنوان مثال سوپر پايپ نقطه اوج همين تكنولوژي است . تلفيقي هوشمندانه كه حاصل آن لوله اي است پنج لايه شامل يك لوله آلومينيومي ، دو لايه پليمر و دو لايه چسب مخصوص كه مقاومت در برابر خوردگي ، زنگ زدگي ، رسوب و پوسيدگي را از لوله هاي پليمري و توان تحمل حرارت مداوم ، فشار بالا و نفوذ ناپذيري را از لوله هاي فلزي به ارث برده است . سوپر پايپ آخرين دستاورد تكنولوژي است که براي تمام تاسيسات ساختمان قابل استفاده است و حتي در بدترين شرايط صد سال عمر مي كند .


ساختار لوله هاي سوپر پايپ
يك لوله آلومينيمي با جوش طولي اولتراسونيك،‌ بدنه اصلي سوپر پايپ را تشكيل مي دهد. اين لايه فلزي مقاومت در برابر فشار ،حرارت و نفوذ اكسيژن را تامين مي كند . در لايه هاي داخلي و بيروني سوپر پايپ به جاي پلي اتيلن مشبك (PEX) از پليمر جديد PEOC استفاده مي شود كه عمر اين پليمر در شرايط سخت كاري و در فشار و دماي بالا حتي با ضريب اطمينان 5/2 بيش از 400 سال است .
لايه هاي فلزي و پليمر طي فرآيندي توسط دو لايه چسب مخصوص با هم تلفيق مي شوند .

مزاياي لوله هاي پنج لايه
زنگ نمي زند ، رسوب نمي گيرد و هرگز نمي پوسد .
به راحتي خم مي شود و شكل مي پذيرد .
نصب آن سريع ، آسان و بدون ضايعات مي باشد .
بسيار سبك و حمل و نقل آن آسان است .
عدم امكان نفوذ اكسيژن به لوله و جلوگري از لجن زدگي و تغيير رنگ آب .
ضريب انبساط طولي بسيار ناچيز .
افت فشار بسيار ناچيز بدليل هموار بودن سطح داخل لوله .
مقاوم در برابر ضربه و مواد شيميايي .
مقاوم در برابر فشار به علت جوش طولي آلومينيوم .
در لوله كشي توكار مطمئن و در نصب روكار زيبا است .
توان تحمل حرارت مداوم