أنواع وصلات حديد الدكتايل: الوصلات، والمعايير، والاختيار

تعتمد أنظمة أنابيب حديد الدكتايل على مجموعة متنوعة من طرق التوصيل - كل منها مصمم لضغوط وبيئات ومتطلبات تركيب محددة. يغطي هذا الدليل عشرة أنواع اتصال رئيسية (الوصلات ذات الحواف، والمفصل الميكانيكي، والمفصل الميكانيكي، والمفصل الميكانيكي، والمفصل بالدفع، والمزودة بأخاديد، والملولبة، والملحومة، والمقيدة، والمربوطة بالاندماج، والمبطنة بالملاط الأسمنتي، والوصلات المبطنة بالملاط، والموصولة بحشية)، مع تفصيل خصائص المواد ومعايير التصميم وإجراءات التركيب وخصائص الأداء ودوافع التكلفة.

1. الوصلات ذات الحواف

1.1 نظرة عامة

تتكون الوصلات ذات الحواف من وجه مسطح مانع للتسرب مثبتة ببراغي على شفة مطابقة على أنبوب أو تركيبة، باستخدام حشيات لتحقيق إحكام مانع للتسرب.

1.2 المعايير والأبعاد

• ANSI/AWA C110/A21.10 يحكم الشفاه المصنوعة من حديد الدكتايل من الفئة 125 والفئة 250 من 2″ إلى 64″.

• ASME B16.1 يغطي الشفاه المصنوعة من الحديد الزهر من الفئة 125/250، مما يضمن قابلية التبادل في أنابيب المعالجة.

الجدول 1: مقارنة بين ثقب الحافة من الفئة 125 مقابل الفئة 250

1.3 المواد والحشوات

تشمل مواد الحشية ما يلي EPDM, النتريلو الألياف المضغوطة، تم اختياره حسب توافق السوائل ودرجة الحرارة.

2. الوصلات الميكانيكية المشتركة (MJ)

2.1 مبادئ التصميم

تستخدم وصلات الوصلات الميكانيكية المشتركة غدة وحشية مطاطية لإنشاء مانع تسرب بين حنفية الأنبوب وجرس التركيبة، مثبتة بمسامير عبر حلقة غدة.

2.2 المعايير

• ANSI / AWWA C111/A21.11 يغطي وصلات MJ للأحجام من 3 ″- 64″، مصنفة حتى 350 رطل لكل بوصة مربعة للأحجام الأصغر و250 رطل لكل بوصة مربعة للأحجام الأكبر.

• ANSI/AWA C153/A21.53 يحدد سُمك الجدار لتجهيزات MJ المحزوزة.

2.3 خطوات التثبيت

1. قم بتنظيف وتشحيم الحشية والحنفية حسب إرشادات الشركة المصنعة.

2. ضع الغدة في موضعها وشد البراغي يدوياً بالتساوي.

3. اربط البراغي بعزم الدوران في النمط النجمي إلى قدم-رطل محددة.

الجدول 2: تقييمات عزم الدوران والضغط لتوصيلات MJ

3. وصلات دفع على (تايتون/فاستيت)

3.1 أنواع المفاصل

• تايتون®: حشية مدمجة في الجرس؛ تركيب بسيط بالدفع.

• فاستيت®: اختلافات في شكل الحشية لتعزيز ضبط النفس.

3.2 المعايير والأداء

• محكومة بـ ANSI / AWWA C111/A21.11 للمقاسات 3 ″- 64″؛ مفصل غير مقيد بمقياس 150 رطل لكل بوصة مربعة (قياسي).

• بدل التسرب النموذجي: <0.05 جالون/دقيقة لكل وصلة عند ضغط تشغيل 2×.

3.3 المزايا والقيود

• المزايا: تركيب سريع، وتكلفة منخفضة، وحشيات ذاتية التشحيم.

• القيود: لا توجد قيود متأصلة - يتطلب منع الدفع أو قيود خارجية في ظل ظروف معينة.

الجدول 3: خصائص وصلة الدفع على المفصل

4. وصلات مخددة (طراز فيكتوليك)

4.1 أساسيات الاقتران المخدد

تستخدم الوصلات المحززة باستخدام مبيت اقتران وحشية مطاطية إشراك الأخاديد على أطراف الأنابيب لتشكيل وصلة محكمة الغلق.

4.2 المعايير

• ANSI/AWWA C606 للتجهيزات المحزوزة من حديد الدكتايل.

• ANSI/AWA C110/A21.10 الأبعاد من طرف إلى طرف ومن طرف إلى وجه.

4.3 الأداء

• مصنفة ضغط يصل إلى 350 رطل لكل بوصة مربعة (3 ″- 36″) مع وصلات فيكتوليك القياسية.

• يسمح بالانحراف الزاوي (حتى 7 درجات) والحركة المحورية (± 3 مم).

الجدول 4: أداء الوصلة المحزوزة

5. وصلات ملولبة (NPT)

5.1 نظرة عامة

تستخدم تجهيزات حديد الدكتايل الملولبة الملولبة NPT (خيوط الأنابيب الوطنية) وفقًا للمعيار ASME B1.20.1 للمقاسات حتى 4″، مع خيوط مستدقة لتحقيق الختم.

5.2 المعايير

• ASME B16.3 لتجهيزات الحديد الزهر الملولبة (حتى 4″).

• ASME B16.14 للتجهيزات ذات الشفة المسننة.

5.3 التركيب والختم

• استخدم شريط PTFE أو مخدر أنبوبي على اللوالب الذكرية لمنع التسرب.

• يتم الشد بإحكام حتى الشد اليدوي بالإضافة إلى 3-4 لفات باستخدام مفتاح ربط الأنابيب.

الجدول 5: بيانات التوصيل المترابطة

6. الوصلات الملحومة

6.1 اللحام بالعقب واللحام بالمقبس

• لحام المقبس: أنبوب يتم إدخاله في تجويف التركيبة، ملحوم فيليه.

• لحام المؤخرة: اللحام النهائي واللحام الكامل الاختراق (اللحام التناكبي أقل شيوعًا على حديد الدكتايل بسبب خطر التشقق).

6.2 إجراءات اللحام

• قم بتسخين السطح إلى 350-450 درجة فهرنهايت؛ قم بالطحن حتى يصبح المعدن لامعًا وأزل الأكاسيد.

• استخدم أقطاب منخفضة الهيدروجين والمعالجة الحرارية بعد اللحام لتجنب الهشاشة.

7. المفاصل المقيدة

7.1 طرق تقييد الدفع

• ضبط النفس الميكانيكي: الأوتاد المتكاملة أو الغدد الخارجية.

• غدد التقييد بالضغط على القيد: نوع EF-Type (TYTON® المقيد) حتى 350 رطل لكل بوصة مربعة.

7.2 المعايير

• ANSI / AWWA C111/A21.11 يسمح بإجراء تعديلات (مثل حلقات التقييد) إذا تم استيفاء معايير الأداء.

8. وصلات الإيبوكسي الملتصقة بالاندماج (FBE)

8.1 الطلاء والتبطين

• داخلي: هاون أسمنتي حسب ANSI/AWWA C104/A21.4 لمرونة مياه الشرب.

• خارجي: طلاءات FBE للحماية من التآكل في التربة العدوانية.

8.2 التأثير على النوع المشترك

• لا يغير FBE نوع التوصيل ولكنه يضيف اعتبارات المعالجة والسماكة أثناء التركيب.

9. وصلات مبطنة بالأسمنت والملاط

9.1 الغرض

التبطين الأسمنتي يقلل من التآكل ويمنع نمو البكتيريا؛ إلزامي لخدمات الشرب.

9.2 التوافق المشترك

• متوافقة مع جميع الوصلات الميكانيكية والدفع والوصلات ذات الحواف؛ سمك 0.01-0.03 بوصة.

10. وصلات موصولة بحشية

10.1 وصلات التوصيل ذات الحشية المزدوجة

تُستخدم للإصلاحات السريعة-حشوتان تسمحان بالاقتران مع أقسام الأنابيب التالفة.

10.2 الاتصال والمعايير

• ANSI/AWWA C219 يغطي الوصلات حتى 24 بوصة مربعة؛ بمعدل 200-350 رطل لكل بوصة مربعة.

ستة أسئلة شائعة (FAQs)

1. كيف يمكنني تحديد نوع الاتصال المناسب لمشروعي؟

الإجابة: يعتمد الاختيار على متطلبات الضغط وحركة خط الأنابيب وظروف الخدمة. على سبيل المثال، تناسب الوصلات ذات الحواف (الفئة 125/250) إمكانية الوصول وتطبيقات درجات الحرارة العالية (حتى 350 درجة فهرنهايت مع الحشيات المناسبة)، في حين تتفوق وصلات الدفع (ANSI/AWA C111) في التركيب السريع تحت الأرض ولكنها تتطلب تقييد الدفع. توفر الوصلات الميكانيكية (MJ؛ ANSI/AWWA C111) معدلات ضغط عالية وتجميع بسيط. توفر الوصلات المخددة (ANSI/AWA C606) مرونة وتعويضًا للحركة، وهي مثالية للمناطق الزلزالية. تقتصر الوصلات الملولبة (ASME B16.3) على ≤4″ والضغوط المنخفضة. توفر الوصلات الملحومة وصلات دائمة وعالية التكامل ولكنها تتطلب عمالة ماهرة ومعالجة حرارية بعد اللحام. تشمل اعتبارات التكلفة العمالة وسعر التركيبات والصيانة طويلة الأجل.

2. ما هي استراتيجيات الحماية من التآكل في وصلات حديد الدكتايل؟

الإجابة: بطانة داخلية من الأسمنت والملاط حسب ANSI/AWWA C104 تمنع التآكل والغشاء الحيوي الرقيق؛ وتشمل الحماية من التآكل الخارجي الطلاء الأسفلتي (AWWA C110) وطلاءات FBE وأنظمة الحماية الكاثودية. يجب أن تقاوم مواد الحشية المواد الكيميائية للتربة والأوزون. غالبًا ما تحتوي الوصلات المحزوزة والوصلات الميكانيكية على مواد أولية مطبقة في المصنع. التجميع السليم للوصلات (التنظيف والتشحيم) يمنع تلف الطلاء.

3. كيف تختلف الوصلات المقيدة عن غير المقيدة؟

الإجابة: تعتمد الوصلات غير المقيدة (الوصلات غير المقيدة (ذات الحواف الدافعة وغير المقيدة) على كتل الدفع في الخندق. تشتمل الوصلات المقيدة على ميزات ميكانيكية - مثل حلقات التقييد TYTON® أو أسافين اقتران محززة - لامتصاص قوى الدفع داخليًا. وهذا يسمح بالتركيب في الأماكن الضيقة أو مناطق الضغط العالي بدون تثبيت خرساني واسع النطاق. يضمن التصميم وفقًا لتعديلات AWWA C111 سلامة الوصلة في ظل أحداث الاندفاع المفاجئ.

4. ما هي الصيانة المطلوبة لأنواع التوصيلات المختلفة؟

الإجابة:

• ذو حواف: افحص عزم دوران البرغي سنويًا؛ افحص الحشيات للتأكد من عدم تصلبها؛ أعد طلاء المعدن المكشوف.

• إم جيه: أعد ربط مسامير الغدة سنويًا؛ استبدل الحشيات إذا لوحظ تورم أو قذف.

• الضغط على الزر: مراقبة الإزاحة؛ التأكد من بقاء كتل الدفع سليمة.

• مخدد: افحص براغي الوصلة والحشية؛ استبدلها إذا لوحظ تشوه.

• مترابطة: نادراً ما تستخدم في الأنابيب الرئيسية المدفونة؛ تحقق من عدم وجود تسرب في التركيبات فوق الأرض.

• ملحومة: فحص اللحامات عن طريق الفحص غير القابل للكشف عن المعادن بعد الأحداث القصوى؛ والحفاظ على الحماية الكاثودية.

5. كيف يؤثر تصنيف الضغط على اختيار المفصل؟

الإجابة: يجب أن تتطابق الوصلات مع ضغط التشغيل الأقصى للنظام بالإضافة إلى بدل الزيادة. يمكن للوصلات ذات الحواف والوصلات المحزوزة أن تتحمل حتى 350 رطل لكل بوصة مربعة؛ MJ حتى 350 رطل لكل بوصة مربعة (≤24 بوصة مربعة)؛ وتقتصر الوصلات ذات الدفع على 150 رطل لكل بوصة مربعة ما لم يتم استخدام متغيرات مقيدة. عادة ما تقتصر التركيبات الملولبة عادة على 150 رطل لكل بوصة مربعة. يجب أن يأخذ مصممو النظام في الاعتبار الضغوط العابرة واختيار أنواع الوصلات وفقًا لذلك، مع تطبيق تحليل الطفرة وفقًا ل AWWA.

6. ما هي أنماط الفشل الشائعة وكيفية التخفيف من حدتها؟

الإجابة:

• بثق الحشية: استخدم السُمك/المادة وتسلسل عزم الدوران الصحيح.

• الفصل المشترك تحت الطفرة: استخدام المتغيرات المقيدة أو كتل الدفع المناسبة.

• التآكل في الوصلات البينية المشتركة: ضمان التغطية الكاملة للطلاء واستخدام الأنودات المضحية.

• تآكل البراغي: استخدم براغي غير قابلة للصدأ أو محمية؛ استخدم مركب مضاد للتثبيت.

• إرخاء الوصلة المحزوزة: الفحص وإعادة ضبط العزم حسب إرشادات شركة فيكتوليك.

المراجع:

• نظرة عامة على معايير الجمعية الأمريكية لأشغال المياه (AWWA) - مصدر موثوق لمعايير أنابيب وتركيبات حديد الدكتايل بما في ذلك معايير ANSI/AWWA C110 وC111 وC104 وC153 وC606 وC219.
• رموز ومعايير ASME - الموقع الرسمي لمعايير سلسلة ASME B16، التي تغطي الفلنجات والتجهيزات الملولبة ووصلات الأنابيب.
• أنابيب حديد الدكتايل - ويكيبيديا - ملخص مرجعي جيد لمواد أنابيب حديد الدكتايل والوصلات والطلاءات مع روابط للمعايير والمواصفات.
• وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) - إرشادات تنظيمية لمواد شبكات مياه الشرب ومكافحة التآكل، بما في ذلك تبطين الملاط الأسمنتي والطلاء.
• نظرة عامة على أنظمة ربط الأنابيب فيكتوليك (Victaulic) - مرجع الشركة المصنعة الرائدة في الصناعة لتقنية القارنة المحززة والأداء والامتثال للمعايير.