کوپلینگ های فشاری مکانیکی برای لوله هایی با قطر کم

این نوع اتصالات در شکل ها و جنس های مختلفی به بازار آمده اند. قطعات تشکیل دهنده آن ها، چنانکه در شکل ۹-۷ نشان داده شده است، معمولاً شامل یک بدنه؛ یک مهره فشاری رزوه شده ۱؛ یک رینگ یا اورینگ ضد نشتی الاستومری؛ یک لایی فلزی ۲؛ و در برخی موارد یک رینگ لوله گیر ۳ می باشد. رینگ های ضد نشتی و لوله گیر در هنگام فشرده شدن، دور لوله را محکم می گیرند و یک عایق بندی بدون درز و تحت فشار ایجاد می کنند و در اکثر طراحی ها میزانی از مقاومت در برابر بیرون کشیده شدن را بوجود می آورند که از تنش تسلیم ۴ لوله های پلی اتیلن بیشتر است. نگهداشته شدن دیواره داخلی لوله با استفاده از لایی فلزی در محل زیر رینگ ضد نشتی و رینگ لوله گیر (در صورت وجود در طراحی) به منظور جلوگیری از خمش لوله، اهمیت دارد. از این نوع اتصالات معمولا در خطوط خدمات آب و گاز با اندازه ۲ اینچ در مقایس IPS یا کوچک تر، استفاده می شود. همچنین باید بدانیم که ۳ دسته از این نوع اتصالات وجود دارند. یک نوع از آن ها فقط عایق بندی را تأمین می کند، نوع دوم عایق بندی به همراه مقداری مهار در برابر بیرون کشیده شدن را به دست می دهد و نوع سوم ارائه دهنده عایق بندی با مهار کامل در برابر بیرون کشیده شدن است.

شکل ۹-۷٫ نمونه ای متداول از کوپلینگ های مکانیکی نوع مهره ای فشاری برای اتصال دو لوله پلی اتیلنی

اتصالات مکانیکی نوع خنجری (پیوندی)

در اینجا نیز انواع مختلفی وجود دارند. طرحی که در شکل ۹-۸ نشان داده شده است، در اکثر انواع، مشابه است. در بین آن ها قطعاتی با طراحی ویژه متشکل از یک عایق الاستومری مثل یک اورینگ و یک ابزار لوله گیر برای انجام عایق بندی فشاری محکم و ایجاد قابلیت مقاومت در برابر بیرون کشیده شدن، وجود دارند. در طراحی این قطعات، لایی فلزی نیز در نظر گرفته شده است. در این نوع اتصالات، اپراتور سر لوله ها را آماده می کند، عمق پیوند را روی لوله علامتگذاری می کند.، و لوله را تا عمق مشخص شده برای نصب اتصال مورد نظر، »خنجر « می زند. این نوع اتصالات در اندازه هایی از ½ اینچ در مقیاس CTS تا ۲ اینچ در مقیاس IPS در دسترس هستند و همگی جزء طبقه بندی I طراحی در استاندارد ASTM D2513  می باشند که بیانگر عایق بندی به همراه مهار کامل در برابر بیرون کشیده شدن است.

شکل ۹-۸٫ نمونه ای از اتصالات خنجری

کوپلینگ های مکانیکی پیچی

انواع و اقسام زیادی از کوپلینگ های »نوع پیچی « برای اتصال پلی اتیلن به پلی اتیلن یا سایر انواع لوله ها مانند لوله های PVC ، فولادی و چدنی در ابعادی از ۱ ¼ اینچ به بالا در مقیاس IPS در دسترس هستند. اجزای چنین اتصالاتی در شکل ۹-۹ نشان داده شده اند. این کوپلینگ ها هم مثل اتصالات فشاری مکانیکی بر اساس فشردن یک گسکت الاستومری حول انتهای هر یک از لوله های مورد نظر برای اتصال است و با این روش عایق بندی می شوند. گسکت در اثر تنگ تر شدن کمربند به دیواره خارجی لوله فشرده شده و یک عایق فشاری ایجاد می کند. حلقه لوله گیر مقاومت در برابر بیرون کشیده شدن را ایجاد می کند که این مقاومت از استحکام تسلیم لوله پلی اتیلن بیشتر است. استفاده از حلقه لوله گیر در این کوپلینگ ها همانطور که در شکل نشان داده شده است، اختیاری است. وقتی که یک لوله پلی اتیلن تحت فشار قرار می گیرد، بدلیل وجود اثر پواسون قطر آن اندکی افزایش یافته و دچار قدری کوتاه شدگی می شود. در یک سری طولانی از لوله های پلی اتیلن، مجموع کوتاه شدگی می تواند آنقدر زیاد باشد که باعث جداشدن اتصالات مکانیکی مهار نشده ای شود که با لوله های پلی اتیلن هم راستا هستند. این مسئله یکی از چالش های مهم در پیوستن یک لوله پلی اتیلن به یک لوله آهنی چقرمه است. با نصب مهارهای خارجی یا با نصب قلاب در خط لوله و یا استفاده از ترکیبی از هر دو روش می توان از جدایش اتصالات مکانیکی جلوگیری کرد. در صورت نیاز می توان از سایر مکانیزم های مهار برای تقویت مقاومت در برابر بیرون کشیده شدن در اینگونه اتصالات استفاده کرد. کارخانه سازنده می تواند با در اختیار گذاشتن اطلاعات لازم در این زمینه به کاربر کمک کند. استفاده از لایی فلزی در این نوع اتصالات به منظور حفظ لوله در زیر محل نصب حلقه عایق بندی و یا هر گونه ابزار لوله گیری که برای مقاومت در برابر بیرون کشیده شدن مورد استفاده قرار می گیرد، لازم است.

شکل ۹-۹٫ نمونه ای از کوپلینگ های مکانیکی پیچی برای اتصال لوله فولادی به لوله پلی اتیلن یا برای اتصال دو لوله پلی اتیلن

راهنمای نصب لایی فلزی

توصیه شده است که در هنگام اتصال لوله ای پلی اتیلنی به انتهای مادگی یک لوله آهنی چقرمه یا PVC ، برای اطمینان از اتصال خوب بین عایق در مادگی و لوله، یک لایی فلزی به قطر داخلی لوله اضافه شود. لوله را از نظر وجود لبه های روبه داخل بررسی کنید. اگر مقدار این لبه ها زیاد بود، لوله را کوتاه کنید تا این لبه ها حدف شوند. در صورت امکان از وسیله ای برای فشردن لایی فلزی در جای خودش استفاده کنید. استفاده از روان کننده ها، جایگذاری را تسهیل می کند. توصیه می شود از یک شوینده یا روغن سیلیکون استفاده کنید. دو نوع لایی فلزی در بازار وجود دارند. لایی فلزی با قطر ثابت یکی از آن هاست که بر قطر داخلی لوله های در دست تعمیر، منطبق می شود (شکل ۹-۱۰ را ببینید). در هنگام استفاده از این نوع لایی فلزی باید اطمینان حاصل شود که اندازه درستی از آن ها برای جاگیری مناسب در لوله پلی اتیلن، مورد استفاده قرار گرفته است. از این لایی فلزی عموماً در خطوط لوله خدماتی با قطر کوچک استفاده می شود.

شکل ۹-۱۰٫ نمونه ای از لایی فلزی با قطر ثابت برای لوله های پلی اتیلن

شکل ۹-۱۱٫ الف- لایی فلزی حلقوی دو تکه برای لوله های پلی اتیلن

لایی فلزی حلقوی دو تکه ۱، نوع دیگری از لایی فلزی است (شکل ۹-۱۱ الف -را ببینید). این لایی فلزی معمولاً از فولاد ضد زنگ ساخته شده و یک لایه تقویتی اگرچه نازك ولی مستحکم را بدون ایجاد خللی در خواص جریانی لوله بوجود می آورد. روش نصب آسان آن ها در شکل ۹-۱۱ ب- نشان داده شده است.

شکل ۹-۱۱٫ ب- دستورالعمل آسان نصب

شکل ۹-۱۲٫ نصب لایی فلزی حلقوی دو تکه در لوله پی اتیلنی