بررسی انواع لوله و عیوب آنها در علم سیالات

 بررسی انواع لوله و عیوب آنها در علم سیالات

تعداد صفحات :48 با فرمت ورد و قابل ویرایش

انواع لوله 
لوله ها را می توان به انواع مختلف از نظر جنس ، کاربرد و نحوه اتصالات دسته بندی نمود .
لوله هایی که در سیستم آبرسانی و فاضلاب مورد استفاده قرار می گیرد به شرح زیر می باشند:

لوله های گالوانیزه
لوله های گالوانیزه خود به دو دسته تقسیم می شوند : لوله های فولادی گالوانیزه و لوله های آهنی گالوانیزه. این دو نوع در بازار به لوله های آهنی سفید معروفند و عموماً بین این دو فرقی گذاشته نمی شود ،در صورتیکه لوله های فولادی گالوانیزه در مقایسه با نوع آهنی آن سبک تر و براق تر هستند .

لوله های فولادی گالوانیزه
این نوع لوله ها گاهی برای تخلیه فاضلاب لوازم بهداشتی کوچک به کار برده می شود ولی مورد استفاده اصلی آنها در تهویه مطبوع است . جنس این لوله ها از فولاد نرم است که در ساختن آن ورقه فولاد را با فشار از داخل قالب عبور داده درز آن را جوش می دهند و سپس آن را جهت افزایش مقاومت در برابر اسیدها و زنگ زدگیها در یک وان آبکاری، روی اندود (گالوانیزه) می کنند . این نوع لوله ها نسبت به نوع آهنی در برابر اسیدها مقاومت کمتری دارند و کلیه اسیدهایی که برای چدن مضر می باشند فولاد گالوانیزه را هم خراب می کنند .

لوله های آهنی گالوانیزه
جنس این لوله ها از آهن سفید نورد شده است که درز آن توسط دستگاه های درز جوش بهم جوش داده می شود و سپس لوله را در فلز روی مذاب فرو می برند . به همین علت آنها را لوله های با درز نیز می گویند . این نوع لوله ها از رنگ تیره و خاکستریشان شناخته می شوندو عموماً به دو صورت سبک و متوسط تولید می شوند .
کلیه لوله های فولادی و آهنی گالوانیزه در شاخه های 6 متری و دو سر دنده با قطر اینچ تا 8 اینچ تولید می گردند . قطر این لوله ها معمولاً‌قطر اسمی است که بزرگتر از قطر داخلی و کوچکتر از قطر خارجی است .
همچنین در بازار این لوله ها را بر اساس نمره می شناسند . لوله های گالوانیزه نیز به وسیله دنده پیچی به یکدیگر وصل و توسط مواد مناسب آب بندی می شوند .

نکته : از اتصال این لوله ها به روش جوشکاری باید پرهیز نمود زیرا بر اثر حرارت ناشی از جوشکاری و سوختن روکش گالوانیزه (آلیاژ روی) دود غلیظ و سفیدی تولید می شود که محیط کار را آلوده می نماید و تنفس آن ایجاد مسمومیت کرده و موجب آسیب دیدن دستگاه تنفسی می شود .

لوله های چدنی
جنس این لوله ها از چدن ریخته گری است و بر حسب نوع کاربرد آنها انواع و مقدار آلیاژ ، شکل و طول لوله ،‌نوع اتصالات آنها با هم متفاوت هستندو اغلب در سیستم لوله کشی فاضلاب استفاده می شوند .
لوله های چدنی که در سیستم لوله کشی فاضلاب به کار می رود :
الف) سرتوپی (یک سرتوپی – دو سرتوپی)
ب) دو سر تخت

نکته : لوله های چدنی با سرتوپی و سرتخت به ترتیب لوله های بوشن دار و بدون بوشن نیز نامیده می شوند .

مزایا و معایب لوله های چدنی
در برابر فشار وارده به جداره های خارجی دارای مقاومت و استحکام خوبی هستند .
فرسودگی این لوله ها کمتر از لوله های فلزی است .
می توان براحتی از دستگاه تراکم هوا جهت باز کردن و رفع گرفتگی لوله استفاده نمود .
قیمت لوله های چدنی نسبت به لوله های آهنی ارزانتر است .
نصب لوله های چدنی نسبت به لوله های آهنی کندتر انجام می شود .
لوله های چدنی به علت تاثیر مواد شیمیایی موجود در فاضلاب زنگ می زنند و جلوگیری از زنگ زدگی آنها میسر نمی باشد .
داشتن وزن زیاد قطعات و تکثر اتصالات از معایب دیگر لوله های چدنی می باشد .
مقایسه لوله چدنی توپی دار و سر تخت
قابلیت تحمل فشار لوله های سرتخت بیشتر است .
لوله های سر تخت به دلیل نداشتن مادگی و لبه های قیطانی و وزن و ضخامت کمتر و نوع پیوند، کاربرد بیشتری دارند .
لوله های سرتخت به دلیل خاصیت الاستیکی نوع پیوند آن، تغییر حرارت بیشتری را نسبت به لوله های دیگر تحمل می کند .

نکته :‌در اتصالات چدنی دو نوع تبدیل کاهنده و افزاینده در اندازه های تبدیلی متنوع وجود دارد که بر حسب جهت توپی سر وصاله،‌اگر قطر توپی بزرگتر از لوله باشد تبدیل افزاینده و در غیر این صورت کاهنده خواهد بود .

افست یا دو خم
در تغییر امتداد لوله های افقی و قائم سیستم لوله کشی فاضلاب به کار می رود وبا مقادیر انحراف مختلف تولید می شوند .
طریقه اتصال لوله های چدنی
اتصال لوله های چدنی توپی دار با استفاده از کنف و سرب انجام می گیرد و اتصال لوله های چدنی دو سر تخت به کمک واشر لاستیکی و بست مخصوص انجام می شود .

روش اتصال لوله های چدنی توپ دار
ابتدا بایستی بدنه لوله واتصالات از نظر سالم بودن تست شود و نحوه آزمایش از طریق زدن ضربات آرام چکش امکان پذیر است . چنانچه لوله شکسته باشد یا حتی دارای ترک مویی جزیی باشد صدای ضربات به صورت بم که اصطلاحاً صدای «مرده چدن» نام دارد شنیده می شود .
پس از اینکه لوله ها در یک امتداد به صورت هم محور در داخل یکدیگر قرار داده شدند کنف مخصوص بایستی با استفاده از قلم و چکش در طوقه مطابق شکل متراکم شود .

لازم به ذکر است کنف مورد استفاده به دو روش دو رشته ای و سه رشته ای بافته می شود و کنف بافته شده بایستی متناسب با قطر لوله های اتصالی بوده و فضای بین نر و مادگی را تا عمق 5/2 سانتی متری لبه مادگی پر نماید .

سرب مذاب که قبلاً توسط چراغ کوره ای یا کوره ذوب تهیه شده با ملاغه مطابق شکل داخل طوقه ریخته می شود . چنانچه محل پیوند به صورت کاملاً عمودی و سرتوپی رو به بالا باشد نیازی به کمربند سرب ریزی نیست اما اگر محل پیوند افقی یا مایل یا سرتوپی رو به پایین باشد استفاده از کمربند سرب ریزی ضروری است و باید با استفاده از کمربندهای نخ سوز یا لاستیکی یا فلزی یا گل رس با ایجاد مسیر سرب ریزی عمل سرب ریزی را انجام داد .

بعد از تمام مراحل فوق وقتی سرب سرد شد آن را باید با استفاده از قلم سرب کوبی و چکش به طور آهسته کوبید تا مواد لازم حتی الامکان به داخل اتصال برود .

روش اتصال لوله های چدنی سر تخت
ابتدا باید واشر لاستیکی را از طوقه فولادی خارج کرده و سالم بودن آن را بررسی نمود .

واشر لاستیکی را در انتهای قطعه اول لوله مورد اتصال قرار داده به طوریکه رگه برجسته میانی واشر به لبه انتهایی لوله مماس باشد .
قسمت آزاد واشر لاستیکی را به پایین برگردانده تا رگه برجسته میانی روی لبه انتهایی لوله قرار گیرد .

قطعه دوم مورد اتصال را وارد واشر لاستیکی نموده به طوریکه لبه آن روی رگه برجسته میانی قرار گیرد . سپس باید قسمت برگردانیده شده واشر را به حالت اول خود درآورد .

بست نگهدارنده فولادی را باز رده جهت سهولت بسته شدن سطح داخلی آن را کمی چرب نموده و طوقه را در محل خود و بر روی واشر لاستیکی قرار داده و پیچها را در محل خود باید بتدریج سفت نمود .

لوله های پلاستیکی
لوله های پلاستیکی که در تاسیسات آب و فاضلاب بکار برده می شوند عبارتند از :
لوله های پلاستیکی پی وی سی (PVC مخفف پلی و نیل کلراید)
لوله های پلاستیکی (PE مخفف پلی اتیلن)
لوله های پلاستیک ABS (مخفف اکریلونیتریل ، بوتادین و استیرن)
لوله های پلاستیک PP (مخفف پلی پروپلین)
لوله های پلاستیکی CPVC (مخفف کلرینیتد پلی و نیل کلراید)
لوله های پلاستیکی PB (مخفف پلی بوتیلن)

نکته : در شبکه فاضلاب از لوله های پی وی سی و پلی اتیلن بیشترین استفاده به عمل می آید .

مزایای لوله های PVC
-اتصال لوله و قطعات آن بسیار آسانتر و سریعتر از سایر لوله ها انجام می شود .
-در نصب روکار احتیاجی به رنگ آمیزی ندارند .
-دارای وزن سبک هستند و به راحتی در بین سقف کاذب و مکانهایی که دسترسی بدان مشکل است نصب می شود .
-در مقایسه با لوله های دیگر قطر خارجی کمتری داشته و به راحتی در داخل دیوار جاسازی و اجرا می شود .
-در برابر مواد شیمیایی از مقاومت بالایی برخوردار هستند .
معایب لوله های PVC
-لوله های پی وی سی خشک در برابر سرما بسیار حساس و شکننده می باشند .
-لوله های پی وی سی در برابر حرارت زیاد فرم و استحکام خود را از دست می دهند .
-به علت قدرت مقاومت کم جداره این نوع لوله ها بایستی از فنر لوله بازکنی برای گرفتگی مجرای لوله ها استفاده نمود .
-در برار نیروهای خارجی دارای مقاومت کمتری هستند

نکته : لوله های فاضلاب PVC از نوع خشک در دو نوع فشار ضعیف به رنگ خاکستری و متمایل به آبی و فشار قوی به رنگ خاکستری روشن تولید می شوند . کاربرد لوله های PVC فشار ضعیف در لوله کشی تهویه آب باران و اتصال برای آب باران بالکنها و لوله های اتصالی توالتها است اما کاربرد لوله های PVC فشار قوی در سیستمهای فاضلاب ساختمان به عنوان لوله های عمودی و جمع آوری کننده و لوله تخلیه اصلی فاضلاب است .

نکته 1 :‌ اتصال لوله های PVC بر حسب نوع لوله و اتصالات به روشهای مختلف انجام می شود که نوع اتصال چسبی متداولتر است .
نکته 2 : اتصال حداقل به مدت 10 تا 15 دقیقه به هیچ وجه نبایستی حرکت داده شود تا سفت گردد .
مزایای انواع لوله های PE
نوع اول – داشتن چگالی ، مقاومت حرارتی پایین و قابلیت انعطاف خوب از مزایای این نوع می باشد .
نوع دوم – دارای چگالی متوسط و اندکی سخت تر از نوع اول هستند و در دمای بالا مقاومتشان بیشتر بوده و قابلیت انبساط بهتری دارند .
نوع سوم – بسیار سنگین تر از نوع قبلی و چگالی بیشتری دارند و برترین خواص فیزیکی از نظر مقاومت، قابلیت انبساط،درجه سختی و ضریب زبری را دارا هستند و از این رو کاربرد وسیعی در گازرسانی و آبرسانی دارند .
نکته 1 : اتصال لوله های PE به روشهای مختلف دنده ای، فلنچی، بستی، اورینگی و نر و مادگی با روش اتصال جوش حرارتی و جوش سر به سر انجام می شود .
نکته 2 : اتصال دنده ای در مورد کلیه لوله های پلاستیکی سنگین و 4 اینچ به پایین قابل اجرا است .

مزایای لوله های PB
لوله پلی بوتیلن در برابر خوردگی ، یخ زدگی ، زنگ زدگی ، خاکهای اسیدی و رسوب گرفتگی مقاوم است . این لوله هنگام انجماد ترک نمی خورد و در دمای 82 درجه سانتی گراد فشار 5/6 اتمسفر را تحمل می کند .
نکته : به سبب انعطاف پذیری این لوله های در شبکه لوله کشی ضربه قوچ اتفاق نمی افتد .
لوله های پنج لایه
در تاسیسات لوله کشی ساختمان خوردگی و رسوب در لوله های فلزی خسارات و مشکلاتی را بوجود می آورد . برای حل این مشکل تا کنون تلاشهای زیادی صورت گرفته است .استفاده ازآلیاژهای مختلف با پوشش گوناگون از راه حل هایی است که تا کنون برای افزایش مقاومت فلز در برابر خوردگی به کار رفته است بی آنکه هیچ یک پاسخی قطعی به مشکل بدهند .
یکی دیگر از راه هایی که برای پرهیز از مشکلات لوله های فلزی پیشنهاد شده است استفاده از لوله های پلیمری است اما به کارگیری این لوله ها در عمل نشان داده که اگر چه جایگزینی فلز با پلاستیک مسله خوردگی و پوسیدگی لوله را حل می کند اما مشکلات دیگری را باعث می شود که پیش از آن وجود نداشت از جمله نفوذ اکسیژن ، محدودیت در تحمل فشار یا دمای بالا ، ضریب انبساط زیاد و … .
در این شرایط گروهی از دانشمندان به تلفیق فلز و پلیمر توجه کردند. به عنوان مثال سوپر پایپ نقطه اوج همین تکنولوژی است . تلفیقی هوشمندانه که حاصل آن لوله ای است پنج لایه شامل یک لوله آلومینیومی ، دو لایه پلیمر و دو لایه چسب مخصوص که مقاومت در برابر خوردگی ، زنگ زدگی ، رسوب و پوسیدگی را از لوله های پلیمری و توان تحمل حرارت مداوم ، فشار بالا و نفوذ ناپذیری را از لوله های فلزی به ارث برده است . سوپر پایپ آخرین دستاورد تکنولوژی است که برای تمام تاسیسات ساختمان قابل استفاده است و حتی در بدترین شرایط صد سال عمر می کند .

ساختار لوله های سوپر پایپ
یک لوله آلومینیمی با جوش طولی اولتراسونیک،‌ بدنه اصلی سوپر پایپ را تشکیل می دهد. این لایه فلزی مقاومت در برابر فشار ،حرارت و نفوذ اکسیژن را تامین می کند . در لایه های داخلی و بیرونی سوپر پایپ به جای پلی اتیلن مشبک (PEX) از پلیمر جدید PEOC استفاده می شود که عمر این پلیمر در شرایط سخت کاری و در فشار و دمای بالا حتی با ضریب اطمینان 5/2 بیش از 400 سال است .
لایه های فلزی و پلیمر طی فرآیندی توسط دو لایه چسب مخصوص با هم تلفیق می شوند .

مزایای لوله های پنج لایه
زنگ نمی زند ، رسوب نمی گیرد و هرگز نمی پوسد .
به راحتی خم می شود و شکل می پذیرد .
نصب آن سریع ، آسان و بدون ضایعات می باشد .
بسیار سبک و حمل و نقل آن آسان است .
عدم امکان نفوذ اکسیژن به لوله و جلوگری از لجن زدگی و تغییر رنگ آب .
ضریب انبساط طولی بسیار ناچیز .
افت فشار بسیار ناچیز بدلیل هموار بودن سطح داخل لوله .
مقاوم در برابر ضربه و مواد شیمیایی .
مقاوم در برابر فشار به علت جوش طولی آلومینیوم .
در لوله کشی توکار مطمئن و در نصب روکار زیبا است .
توان تحمل حرارت مداوم