راهنمای جامع اتصالات آکاردئونی

اتصالات آکاردئونی (Expansion Joints) عناصری انعطاف پذیر هستند که برای جذب تغییرات ابعادی در سیستم های لوله کشی طراحی شده اند. این اتصالات تغییرات انبساط و انقباض ناشی از دما، لرزش، خم شدن یا انحراف در سیستم لوله کشی را جذب می کنند. ساده ترین اتصالات انبساطی از یک یا دو سیلندر (Bellows)  تشکیل شده است . این سیلندر یا بلوز از یک سری حلقه تشکیل شده اند که وظیفه مقاومت در برابر فشار داخلی سیستم را دارند. همچنین این سیلندرها به قدری انعطاف پذیر هستند که حرکات محوری، جانبی و زایه ای لوله را جذب کنند.

معمولاً اتصالات انبساطی در نزدیکی اتصالات لوله به تجهیزاتی مانند دیگهای بخار، مبدل های حرارتی، پمپ ها، توربین ها، کمپرسورها و موتورها نصب می شوند تا از جذب ایمن انحراف لوله در اثر انبساط حرارتی یا انقباض اطمینان حاصل کنند. لرزه گیر های آکاردئونی یک کلید حیاتی برای مقابله با لوله های داغ موجود در سیستم هستند. آنها همچنین از انتقال بارهای اضافه به تجهیزات متصل جلوگیری می کنند.

حرکات اتصالات آکاردئونی

چهار حرکت اساسی  که در ادامه معرفی می شوند می تواند بر روی لوپ های انبساطی اعمال شود.

حرکت محوری (Axial Movement)

این نوع حرکت تغییر در طول موازی بلوز به موازات محور طولی آن است. هنگامی که بلوز در جهت محوری فشرده می شود، نوع آن منفی است. و بالعکس ، هنگامی که بلوز در جهت محوری کشیده می شود، نوع حرکت اصطلاحا مثبت می باشد. واحد اندازه گیری نرخ فنری نیوتن بر میلی متر (N / mm) است.

حرکت جانبی (Lateral Movement)

حرکت جانبی جابجایی نسبی یک سر سیلندر نسبت به سر انتهای دیگر است. جهت حرکت عمود بر محور طولی بلوز است. اتصالات آکاردئونی منفرد می توانند تا مقدار محدودی از حرکات جانبی را جذب کنند ، در حالی که اتصالات آکادئونی یونیورسال حرکات جانبی طولانی تری را جذب میکنند. واحد اندازه گیری نرخ فنری  در حرکت جانبی نیوتن بر میلی متر است (N / mm).

حرکت زاویه ای ( Angular Movement)

حرکت زاویه ای جابجایی پیچشی محور طولی بلوز حول نقطه چرخش است. در این حرکت، پره های بلوز که نزدیک به نقطه چرخش قرار دارند فشرده، و پره های دورتر گسترده می شوند. واحد اندازه گیری نرخ فنری در حرکت زاویه ای برابر نیوتن متر بر درجه (Nm / deg) است.

حرکت پیچشی (Torsional Movement)

این حرکت هنگامی اتفاق می افتد که  بلوز در امتداد محور مرکزی خود پیچیده شود. حرکات پیچشی برای اتصالات آکاردئونی مناسب نیست. از آنجا که دیواره سیلندر در اتصالات آکاردئونی نازک است، حرکت پیچشی منجر به شکست پره های آن می شود. علاوه بر این، باعث کاهش توانایی لرزه گیر آکاردئونی فلزی برای جذب حرکات دیگر مانند محوری ، جانبی و زاویه ای می شود. همچنین قابلیت  مقاومت در برابر فشار را کاهش می دهد. اگر سیستم لوله کشی شما تحت حرکت پیچشی باشد، توصیه می شود سیستم خود را با اتصال آکاردئونی گاردانی و اتصال آکاردئونی لولایی  مجهز کنید تا  ازحرکت پیچشی جلوگیری شود. نرخ فنر در حرکت  پیچشی بر حسب Nm / deg است.

اتصالات آکاردئونی و نیروی تراست (Pressure Thrust Load)

قبل از رفتن به سراغ انواع مختلف اتصالات انعطاف پذیر، لازم است کمی وقت بگذارید و مفهوم مهم نیروی تراست را که در همه عناصر انعطاف پذیر تحت فشار وجود دارد، درک کنید. مفهوم نیروی تراست یک موضوع مهم است که اغلب نادیده گرفته می شود. اما درک آن به شما کمک می کند تا از بین محصولات مختلف اتصالات آکاردئونی براحتی انتخاب کنید. هنگامی که اتصالات آکاردئونی را به سیستم لوله کشی اضافه می کنید، در حال وارد کردن نیروی تراست به لنگرها هستید. دقیقا به همین دلیل است که نباید فقط در خط لوله برش ایجاد کنید  و یک اتصال انبساطی اضافه کنید. حتی اگر این اتصال، انبساط گرمایی را به حداقل برساند. اما دقیقاً نیروی تراست چیست؟ مثال زیر به شما کمک می کند آن را درک کنید.

مثال

تصور کنید که یک نی قابل خم شدن دارید که یک انتهای آن بسته است. بخش خمشی  در نی نماینده  اتصالات آکاردئونی در لوله است. اگر در نی محکم بدمیم، می بینیم که قسمت خمشی نی از نظر طولی کشیده می شود. اما آنچه برای بقیه قسمت نی اتفاق می افتد، نشان دهنده خط لوله در مدل ما است. نیروی فشار اعمال شده از قسمت مسدود نی باعث کشیدگی در قسمت خمشی شده ولی سایر بخش های سفت نی بی تغییر مانده است. این نیروی فشاری که بر قسمت قابل خم شدن نی تأثیر می گذارد ، نیروی تراست است. نیروی تراست با توجه به معادله ی زیر محاسبه می شود.

نیروی تراست = فشار سیال * سطح مقطع بلوز

حال بیایید به مدل سیستم لوله کشی در دنیای واقعی برگردیم. در یک سیستم لوله کشی مسدود تحت فشار، نیروی تراست سبب کشیدگی بلوز درامتداد محور طولی میشود. این کشیدگی آنقدر ادامه پیدا میکند تا خرابی کامل اتصالات آکاردئونی اتفاق بیفتد. اما همانطور که در مدل ذکر شد سایر قسمت های لوله به دلیل سفتی بدون تغییر میمانند. زمانی که یک اتصال آکاردئونی بدون هیچ مهار کننده ای در مسیر خط لوله نصب می شود اتصالات آکاردئونی بر اثر نیروی تراست کشیده شده و منجربه خرابی می گردد. اما راه حل ها چیست؟

راه حل

در اکثر سیستم های لوله کشی ، این نیرو توسط  نقاط صلب ثابت یا همان لنگرها  (Anchors)با اطمینان مهار می شود. نقاط صلب ثابت باید از مقاومت کافی در برابرنیروی تراست برخوردار باشند. در غیر این صورت، آنها می توانند از کار بیفتند و منجر به خرابی اتصالات لوله کشی شوند. علاوه بر این ، گایدها و نقاط صلب ثابت به لوله کمک می کنند که در مسیر مستقیم قرار گیرند و ازجمع شدن لوله ها جلوگیری می کنند.

یکی دیگر از عناصری که در برابر نیروی تراست مقاومت می کند ، میل های مهار (Tie Rods) است که معمولاً به اتصالات انتهایی  اکسپنشن جونت ها جوش می خورند. میل مهار نیروی تراست را در داخل اتصالات انعطاف پذیر جذب می کند ، بنابراین لنگرها یا نقاط صلب ثابت دیگر مجبور به تحمل فشار نیستند.  محدود کردن حرکات اتصالات انبساطی  به جهت های جانبی و زاویه ای تنها مسئله مرتبط با میل ها مهار است. میل های مهار مناسب شرایطی هستند که درآن حرکات محوری درگیر نیستند .

هرگز نیروی تراست را دست کم نگیرید. طراحان خطوط  لوله کشی با اتصالات انعطاف پذیر باید دقیقاً این نیرو را حساب نموده و تمهیدات لازم را اتخاذ نمایند. سیستم هایی با اتصالات آکاردئونی یا باید دارای لنگرهای تحمل فشار مانند نقاط صلب ثابت بر روی لوله کشی یا عناصر تحمل کننده فشار در اتصالات آکاردئونی مانند میل مهار باشد.

انواع مختلف اتصالات آکاردئونی چیست؟

اتصالات آکاردئونی در انواع متنوعی طراحی می شوند . آنها همچنین در طرح های استاندارد ارائه می شوند، اما اکثر آنها طبق نیاز مشتری سفارشی می شوند.

اتصالات مهار نشده (Unrestrained Assemblies)

در این نوع اتصالات، سیستم های لوله کشی باید با نقاط صلب ثابت، لنگر ها و گایدها پشتیبانی شوند. اتصالات آزاد و  مهار نشده قادر به جذب نیروی تراست نیستند.

اتصال آکاردئونی منفرد (Single Bellows)

اتصال آکاردئونی منفرد یا تکی متداول ترین و ساده ترین نوع اتصالات آکاردئونی است. این اتصال متشکل از یک سیلندر یا بلوز می باشد که به اتصالات جوشی و فلنج جوش داده می شود. این نوع اتصال آکاردئونی می تواند مقدار کمی از حرکت محوری، جانبی و زاویه ای را جذب کنند. اتصال آکاردئونی تکی یک راه حل نسبتاً کم هزینه برای جبران نوسانات ناشی ازدمای لوله است. بعلاوه ، آنها به فضای کمتری احتیاج دارند و تغییری در جهت جریان سیال ایجاد نمی کنند. اتصالات آکاردئونی تکی باید به  لنگرها، نقاط صلب ثابت و گایدهای کافی برای مقابله با نیروی تراست مجهز باشند.

اتصال آکاردئونی یونیورسال (Universal Expansion Joints)

اتصال آکاردئونی یونیورسال متشکل از دو سیلندر است که توسط یک لوله مرکزی به یکدیگر متصل شده اند. این اتصالات برخلاف اتصال آکاردئونی منفرد ، میزان بیشتری از حرکات را جذب می کنند. میزان جذب حرکت با طول لوله مرکزی ارتباط مستقیم دارد. هرچه طول لوله بیشتر باشد، حرکات جانبی، محوری و زاویه ای بیشتری امکان پذیر است. اتصال آکادئونی یونیورسال زمانی که میزان حرکت برای اتصال آکاردئونی منفرد بیشتر باشد، مناسب هستند.این اتصالات هر ترکیبی از حرکات جانبی، محوری و زاویه ای را جذب می کنند. این اتصالات همچنین باید به  لنگرها، نقاط صلب ثابت و گایدهای کافی برای مقابله با نیروی تراست مجهز باشند.

اتصال آکاردئونی مهار دار

اتصالات مهاردار به لنگرهای اصلی نیاز ندارند و نیروی تراست به خوبی توسط اتصالات مهاردار کنترل می شود. اما هنوز وجود نقاط صلب ثابت میانی برای مقاومت در برابر نیروی فنری اتصال آکاردئونی ضروری هستند.

اتصال آکاردئونی منفرد مهاردار(Tied Single Bellows)

اتصال آکاردئونی منفرد مهار دار همان اتصال آکاردئونی منفرد است ، با این تفاوت که طول محوری بلوز توسط یک میل مهار کنترل می شود تا نیروی تراست را مهار کند. یک اتصال آکاردئونی منفرد مهار دار کامل از یک سیلندر + میل مهار تشکیل شده است. میل های مهار نیروی تراست سیستم را جذب کرده و نیازبه نقاط صلب ثابت اصلی را از بین می برند. میل های مهار معمولاً به اتصال انتهایی اکسپنشن جوینت ها متصل می شوند. اتصال آکاردئونی منفرد  مهار دار فقط می توانند حرکات جانبی و زاویه ای را جذب کرده و نمی توانند تحت حرکت محوری قرار گیرند.

اتصال آکاردئونی یونیورسال مهاردار (Universal Expansion Joints)

این نوع اتصالات بسیار شبیه اتصالات اتصال آکادئونی یونیورسال است با این تفاوت که حرکت محوری اتصال با میل مهار محدود می شود. اتصال آکادئونی یونیورسال مهاردار شامل دو مجموعه سیلندر است که توسط یک لوله متصل می شوند. میل های مهار نیز بروی این اتصالات نصب می شود و این بدان معنی است که نیروی تراست توسط میل مهار مراقبت می شود. به دلیل دو مجموعه از بلوز در این اتصالات ، امکان جذب حرکات جانبی بزرگتری امکانپذیر است. با افزایش طول لوله و افزایش فاصله سیلندرها جذب حرکات جانبی بزرگتری  قابل دستیابی است.

اتصال آکاردئونی لولایی (Hinged Expansion Joint)

در اتصالات آکاردئونی لولایی، دو مجموعه از اتصالات لولایی به دو طرف بلوز اعمال می شود. اتصالات آکاردئونی چرخش را در یک صفحه محدود می کنند. آنها می توانند انحرافات جانبی و جابجایی زاویه ای را در یک صفحه جذب کنند. بعلاوه ، لولاها از گسترش یا فشرده شدن محوری اتصالات آکاردئونی جلوگیری می کنند. در نتیجه ، هیچ نیروی تراستی به سیستم منتقل نمی شود. اتصالات آکاردئونی لولایی نیروی رانش را مهار می کند و حرکت جانبی و زاویه ای را در یک صفحه جذب می کند.

اتصال آکاردئونی گاردانی (Gimbal Expansion Joint) 

اتصال آکاردئونی گاردانی ، طرح اصلاح شده اتصالات آکاردئونی لولایی است. آنها از دو جفت لولا متصل به حلقه گاردانی تشکیل شده اند که حرکات جانبی و زاویه ای را در چندین صفحه امکان پذیر می کند. علاوه بر این ، اتصالات آکاردئونی گاردانی از کشش محوری اتصالات آکاردئونی جلوگیری می کند و تاثیر نیروی تراست را از بین می برد. اتصالات آکاردئونی گاردانی امکان چرخش زاویه ای در هر صفحه ای را فراهم می کند و نیروی تراست را مهار میکنند.

شرکت راستینکار بهترین لرزه گیرهای آکاردئونی را در سطح رقابتی ارائه می دهد. شرکت راستین کار بزرگترین وارد کننده و ارائه خدمات پس از فروش انواع لوله فلزی از جمله لرزه گیرهای آکاردئونی در خاورمیانه است. همچنین این شرکت با تجربه ای بیش از ۶۰ سال در زمینه محصولات، قطعات و تجهیزات هیدرولیک و پنوماتیک (خدمات عرضه، مونتاژ، بازرسی و نگهداری) همواره آماده ارائه خدمات مشاوره به مشتریان خود است. خواهشمند است برای دریافت مشاوره و قیمت گیری با ما تماس (۰۲۱۳۳۹۹۱۸۵۲ – ۰۲۱۳۳۹۷۶۵۳۰ –   ۰۲۱۳۳۹۷۶۵۳۱) حاصل فرمایید. یا در تلگرام با استفاده از شماره ۰۹۱۹۸۱۶۱۶۹۲ به ما پیام ارسال نمایید (کانال تلگرامی ما: ‌telegram.me/rastinkar ).