مشخصات استاندارد اتصالات و مفاصل

یکی از بهترین ویژگی های لوله های پلی اتیلن، قابلیت جوشکاری آن ها با روش های جوش گرمایی (Heat fusion) است لب به لب (Butt)، سوکتی (Socket) و یا زینی (Saddle). در جوش گرمایی لب به لب، سر لوله و یا اتصالات را با استفاده از صفحه ای که بوسیله جریان الکتریسیته تا دمای ۴۰۰ ˚F گرم شده است، تا جایی حرارت می دهند که ذوب شوند. سپس دو انتها با فشار و سرعتی کنترل شده به یکدیگر فشرده می شوند و به همین صورت نگهداشته می شوند تا سرد شوند. این روش در صورت انجام صحیح، منجر به شکل گیری جوشی می شود که با خود لوله یکپارچه است، کاملاً ضد نشتی است و معمولاً محکم تر از خود لوله است.  همچنین می توان از جوش گرمایی برای اتصال خطوط لوله خدماتی به خط لوله اصلی با استفاده از اتصالات زینی استفاده کرد – حتی وقتی خط لوله اصلی در حال سرویس دهی است. یکی دیگر از انواع جوش گرمایی، جوش الکتروفیوژن یا الکتریکی است. تنها تفاوت بین جوش گرمایی معمولی با الکتروفیوژن، نحوه تأمین حرارت در آن ها است. جزئیات کامل تری از دستورالعمل اتصالات جوشی و سایر روش های اتصال لوله های پلی اتیلن را می توان در مطالب قبلی با عنوان »دستورالعمل هال اتصال لوله های پلی اتیلن « یافت.

اگرچه جوشکاری حرارتی روش خوبی برای اتصال لوله و اتصالات پلی اتیلنی است، اتصالات مکانیکی هم گزینه دیگری برای ایجاد اتصالات هستند. اتصالات مکانیکی شامل اتصالات فشاری، فلنج ها و انواع دیگری از اتصالات واسط (TF) (Transition fitting) (اتصالاتی که لوله های پلی اتیلن را به لوله های با جنس متفاوت متصل می کنند) هستند. هر یک از آن ها دارای مزایا و محدودیت هایی است که کاربر در شرایط خاص ممکن است با آن ها مواجه شود.

باید توجه داشت که در حال حاضر هیچ گونه چسب یا حلال سیمانی مناسبی برای اتصال لوله های پلی اتیلن وجود ندارد.

لوله های پلی اتیلن را می توان با استفاده از جوش گرمایی و یا اتصالات مکانیکی به هم وصل نمود. همه جوش ها و اتصالات باید عملکرد معادل و یکپارچگی کامل با سایر اجزای سیستم خط لوله داشته باشند. سیستم های لوله های پلاستیکی که برای توزیع گاز به کار می روند باید با “تکنیک های اتصال مواد با استفاده از روش هایی غیر از جوشکاری (Welding) که مجموعه مقررات اداره حمل و نقل ” اراده شده است، منطبق باشند. الزامات کلی این زیر بخش، به شرح زیر است:

کلیات

– خط لوله باید طوری طراحی و نصب شود که هر یک از اتصالات نیروهای محوری کششی یا فشاری ناشی از انقباض یا انبساط خط لوله یا ناشی از بارگذاری های احتمالی داخلی یا خارجی را تحمل کند.

– هر یک از اتصالات ها باید منطبق با دستورالعمل های مکتوبی ساخته شوند که استحکام و عدم نشت گاز در آن ها بوسیله آزمایش و تجربه ثابت شده باشد.

– هر یک از اتصالات باید از نظر انطباق با زیربخش یاد شده مورد بازرسی قرار بگیرند. در زیر بخش F از مجموعه مقررات ۴۰ CFR 192 ، ماده ۱۹۲٫۲۸۱ گزیده ای از الزامات اتصالات مواد پلاستیکی را بیان می کند، ماده ۱۹۲٫۲۸۲ الزامات لازم برای تأیید دستورالعمل های اتصال را ارائه می دهد، ماده ۱۹۲٫۲۸۵ گواهینامه های لازم برای تکنسین ها را مشخص می نماید، و ماده ۱۹۲٫۲۸۷ بازرسی اتصالات را تبیین می نماید.

از آنجاییکه اتصالات پلی اتیلنی هم تحت تنش قرار می گیرند، باید از مواد اولیه پلی اتیلنی دارای درجه بندی تنش ساخته شوند. با این حال از آنجاییکه هندسه اتصالات با لوله تفاوت دارد، میدان تنش ایجاد شده در اثر فشار داخلی و عوامل خارجی در آن ها پیچیده تر است.

به همین دلیل، معادله ساده ای که بتواند برای طراحی اتصالاتی با درجه بندی فشار بکار رود، وجود ندارد. اقدامی که معمولاً در این زمینه صورت می گیرد، تعیین درجه بندی فشار اتصالات با استفاده از آزمایش است. معمولا اتصالات به گونه ای درجه بندی می شوند که قادر به تحمل همان فشاری باشند که لوله تحمل می کند. خواننده در صورت داشتن هر گونه سؤال درباره درجه بندی فشار اتصالات، می بایست با کارخانه سازنده تماس بگیرد.

مشخصات اتصالات جوش سوکتی، جوش گرمایی لب به لب و الکتروفیوژنی که توسط ASTM وضع شده اند، عبارت اند از:

– استاندارد D 2683 با عنوان »مشخصات استاندارد اتصالات پلی اتیلنی نوع سوکتی برای اتصالات و لوله های پلی اتیلن با قطر خارجی ثابت. «

– استاندارد D 3261 با عنوان »مشخصات استاندارد اتصالات پلاستیکی پلی اتیلنی ذوب لب به لب برای لوله ها و تیوب های پلاستیکی پلی اتیلنی. «

– استاندارد F 1055 با عنوان »اتصالات پلی اتیلنی نوع الکتروفیوژن برای لوله ها و تیوب های پلی اتیلنی با قطر خارجی ثابت. «

– استاندارد D 2657 با عنوان »اقدامات استاندارد برای جوش گرمایی لوله ها و اتصالات پلی اولفینی. «

دستورالعمل های کلی جوش لوله های پلی اتیلن، توسط مؤسسه لوله های پلاستیکی ( PPI ) هم منتشر شده است. این دستورالعمل ها شامل گزارش TR 33 با عنوان »دستورالعمل کلی جوش لب به لب لوله های گاز پلی اتیلنی « و گزارش TR 41 با عنوان »دستورالعمل کلی جوش گرمایی زینی لوله های گاز پلی اتیلنی « می شوند. اضافه بر این استانداردها و دستورالعمل ها، هر یک از کارخانجات سازنده نیز دستورالعمل های اتصال لوله ها و یا قطعه های اتصالی تولیدی خود را منتشر می نماید. برخی استانداردهایی که در ارتباط با عملکرد اتصالات یا نحوه جوش می باشند، در زیر لیست شده اند.

کدها، استانداردها و اقدامات پیشنهادی برای سیستم های خطوط لوله پلی اتیلن

کدها، استانداردها و اقدامات زیادی در زمینه استفاده از لوله های پلی اتیلن وجود دارند. این اسناد، طیف گسترده ای از کاربردهای لوله و اتصالات پلی اتیلنی را پوشش می دهند. برخی استانداردها به الزامات عملکردی محصولات در یک کاربرد خاص ارتباط دارند، در حالیکه استانداردهای دیگر راهنماها و اقداماتی توضیحی در مورد چگونگی انجام یک فعالیت خاص هستند.

برخی از آن ها روش های آزمایش هستند که چگونگی انجام یک آزمایش خاص را به دقت بیان می کنند، طوریکه بتوان مقایسه مستقیمی بین نتایج آن آزمایش انجام داد. سازمان های مختلفی وجود دارند که استانداردها، کد اقدامات، راهنماها و توصیه هایی را وضع می کنند که مربوط به ساخت، آزمایش، عملکرد و کاربرد لوله ها و اتصالات پلی اتیلنی است. برخی از مهم ترین آن ها در مقاله بعدی مورد بحث قرار گرفته اند.