لوله های پلی اتیلن محبوب ترین لوله های مورد استفاده در صنایع مختلف می باشند. اگر این لوله ها به درستی به یکدیگر متصل شوند تا حد بسیار زیادی ایمنی سیستم لوله کشی بالا می رود اما اگر این اتصال به شکل نادرستی انجام شود به مرور زمان لوله ها دچار نشتی شده و ممکن است هزینه های زیادی را بر شبکه لوله کشی تحمیل کنند. ما در این مقاله قصد داریم نحوه نصب لوله پلی اتیلن به شکل استاندارد بیان کنیم. اگر قصد خرید یا تجهیز شبکه آبرسانی خود را دارید با ما همراه باشید.
راهنمای نصب لوله های پلی اتیلن

به طور کلی لوله و اتصالات پلی اتیلنی به دو روش اصلی می توان به یکدیگر متصل کرد. روش اول اتصال دهی به کمک فرایند جوشکاری گرمایی است و روش دوم اتصال دهی مکانیکی می باشد. هر یک از این دو روش دارای انواع و اقسام متعددی هستند که هر پیمانکار با توجه به شرایط و الزامات پروژه یکی از آن ها را برمی گزیند. در ادامه سعی می کنیم متداول ترین روش های اتصال لوله پلی اتیلن را بیان و به طور کامل آن را توضیح دهیم.
نحوه نصب لوله پلی اتیلن به روش جوشکاری گرمایی

اتصال لوله پلی اتیلن به روش جوشکاری گرمایی به ۴ نوع اصلی تقسیم می شود که عبارتند از:

جوش لب به لب
جوش زینی
جوش سوکتی
جوش الکتروفیوژن

فراموش نکنید که پس از جوش لوله پلی اتیلن با کمک هر کدام از روش ها باید محل اتصال و فصل مشترک اتصال متناسب با استانداردهای صنعتی مورد استفاده و یا دستورالعمل های کارخانه سازنده از منظر خواص فیزیکی و مکانیکی بررسی شوند. طی این بررسی باید از استحکام نقطه جوش اطمینان حاصل شود.
جوش لب به لب

در این قسمت از راهنمای نصب لوله های پلی اتیلن به معرفی جوش لب به لب لوله های پلی اتیلنی می پردازیم. اتصال لوله و اتصالات پلی اتیلن به روش جوشکاری لب به لب یکی از مشهورترین و پرکاربردترین فرایندهای اتصالات می باشد. برای داشتن یک اتصال با کیفیت داشتن دستگاه های استاندارد و اپراتور آموزش دیده ی با سابقه بسیار حائز اهمیت است. دستگاه جوش لب به لب باید قابلیت هم راستا نمودن دو سر لوله و نگهداشتن آن ها رو به روی هم را داشته باشد. توازن لوله ها به صورت موازی و عمود بر خط مرکزی برای ایجاد یک اتصال مستحکم ضروری می باشد.

جوش لب به لب
مراحل انجام جوشکاری لب به لب

نحوه نصب لوله پلی اتیلن با فرایند جوش لب به لب به صورت زیر انجام می شود:

تمیزکاری دو سر لوله و قرار دادن آن ها در گیره مخصوص
هم راستا کردن دو سر لوله
قرار دادن دو سر لوله روبه روی یکدیگر به صورتی که سطوح تمیز و عاری از مواد خارجی در برابر هم قرار بگیرند.
ذوب دو سر لوله
اعمال نیروی جوش برای شکل دادن به اتصال مطابق با استاندارد و الزامات صنعتی خواسته شده.
تحت فشار نگه داشتن دو سر لوله تا زمانی که فصل مشترک جوش سرد و خنک شود.

[مقالات بیشتر: آشنایی با مراحل تولید لوله پلی اتیلن] جوش زینی

جوش زینی یک تکنیک پرکاربرد برای اتصال یک قطعه زینی به دیواره لوله پلی اتیلن می باشد که با استفاده از دستگاه جوش زینی انجام می شود. در این روش سطح خارجی لوله با استفاده از یک منبع حرارت مقعر گرم می شود و به طور همزمان با کمک یک منبع محدب، حرارت لازم به سطح مشترک اتصال زینی داده می شود. زمانی که دو سطح به درجه حرارت مطلوب جوش رسیدند اتصال ایجاد می شود. استانداردهای صنعتی توصیه می کنند جوشکاری زینی حتما با دستگاه استاندارد و اپراتور متخصص انجام شود. اپراتور نقش مهمی در کیفیت جوش و عدم نشتی آن به عهده دارد. به همین دلیل اپراتور باید در هم راستا سازی و کنترل نیروی جوش تبحر داشته باشد. گزارش فنی TR-41، موسسه PPI و استاندارد ASTM2620 به الزامات این نوع جوشکاری پرداخته است.

جوش زینی
مراحل انجام جوشکاری زینی

نحوه نصب لوله پلی اتیلن با جوش زینی به شرح زیر می باشد:

تمیزکاری سطح لوله به منظور قرار گرفتن جوش زینی
نصب رابط های حرارتی دهی زینی متناسب
قرار دادن دستگاه جوش زینی بر روی لوله
آماده سازی سطح لوله و اتصالات بر اساس دستورالعمل های موجود و استانداردهای صنعتی
هم راستا کردن قطعات
اعمال نیروی کافی به لوله و اتصال زینی
اعمال حرارت
فشار بر روی قطعات و ثابت نگه داشتن دو طرف جوش
خنک کردن اتصال و جدا نمودن دستگاه از محل جوشکاری

جوش سوکتی

سومین روش در راهنمای نصب لوله های پلی اتیلن جوش سوکتی می باشد. این فرایند برای لوله هایی با ابعاد کوچک انجام می شود و مشابه با اتصالات پیچی است. با این تفاوت که استحکام و جلوگیری از نشت آن کاملا تضمین شده است. جوش سوکتی جزو روش های محبوب جوشکاری پلی اتیلن است. در این فرایند ابتدا سطح خارجی انتهای دو لوله و سطح داخلی اتصال سوکت حرارت داده می شود. هنگامی که دو طرف لوله به درجه حرارت استاندارد رسیدند انتهای لوله به درون سوکت وارد می شود و پس از خنک شدن فصل مشترک، اتصال نهایی می گردد. در مرحله بعدی الگوی جوش جهت اطمینان از کیفیت اتصال بازرسی می شود. به منظور اجرای صحیح جوشکاری سوکتی پلی اتیلن باید از تجهیزات مکانیکی مطلوبی استفاده کرد. تجهیزات کمک می کنند اتصالات و لوله در جای درست ثابت نگه داشته شود.
مراحل انجام جوشکاری سوکتی

نحوه نصب لوله پلی اتیلن با جوش سوکتی به شرح زیر است:

تمیزکاری مناسب سر لوله و سطح داخلی اتصال سوکتی
گونیا کردن انتهای لوله و آماده سازی آن
حرارت دهی دو طرف اتصال
ورود انتهای لوله به درون سوکت در حالت گداخته
گذشت زمان تا سرد شدن اتصال و شکل گیری جوش
بازرسی نقطه جوش مطابق با استاندارد ASTM 2620

جوشکاری الکتروفیوژن (اتصال لوله پلی اتیلن بدون اتو)

اگر به دنبال مستحکم ترین و بی نقص ترین اتصال ممکن برای لوله و اتصالات پلی اتیلن هستید؛ آن جوشکاری به روش الکتروفیوژن است. این روش یکی از کاربردی ترین روش ها برای خطوط نفت و گاز می باشد. این روش حتی برای لوله پلی اتیلن فشار قوی نیز جواب می دهد. در روش اتصال لوله پلی اتیلن بدون اتو از نوعی اتصالات استفاده می شود که خود دارای سیم مقاومت الکتریکی هستند.این سیم ها گرمای مورد نیز برای ذوب و گداخته شدن محل جوشکاری را ایجاد می کنند. وقتی جریان الکتریسیته از دستگاه جوشکاری الکتروفیوژن به دو سر اتصال منتقل می شود؛ مقاومت ناشی از جریان، گرمای لازم برای شکل گیری اتصال را تامین می کند و جوش مورد نظر انجام می شود.

جوشکاری الکتروفیوژن (اتصال لوله پلی اتیلن بدون اتو)
مراحل انجام جوشکاری الکتروفیوژن

البته در روش جوشکاری ذوبی الکتروفیوژن می توان از اتصالات زینی و سوکتی نیز استفاده کرد. اما از آنجایی که تکنیک آن با دیگر روش ها متفاوت است به صورت جداگانه مطرح می شود. یکی از تفاوت های اصلی آن لزوم استفاده از کوپلینگ های الکتروفیوژنی در دو سر اتصال است. نحوه نصب لوله پلی اتیلن با جوش الکتروفیوژن به شرح زیر است:

تمیزکاری و آماده سازی لوله
علامت گذاری لوله
هم راستا کردن دو لوله؛ مهار و نگهداری لوله و قطعه اتصالی مطابق با الزامات استانداردهای صنعتی
اعمال جریان برق
سرد کردن محل جوش و برداشتن گیره های دستگاه الکتروفیوژن
بازرسی محل جوشکاری و مستند سازی پارامترهای فرایند جوشکاری

[مقالات بیشتر: جوشکاری پلی‌اتیلن چیست؟] راهنمای نصب لوله های پلی اتیلن با اتصالات مکانیکی

در این قسمت انواع روش های نصب لوله پلی اتیلن به روش مکانیکی را بررسی می کنیم. گاهی اوقات خریداران و کارفرمایان در رابطه با این نوع اتصالات کم کاری می کنند و اهمیت لازم را به آن نمی دهند در صورتی که استانداردهای صنعتی به ما توصیه می کنند حتما اطلاعات کاملی در این رابطه داشته باشیم. اتصالات مکانیکی پلی اتیلن به ۴ دسته اصلی تقسیم می شوند که عبارتند از:

کوپلینگ‌های فشاری مکانیکی
اتصالات مکانیکی خنجری یا پیوندی
اتصالات پیوندی
اتصالات فلنجی

کوپلینگ‌های فشاری مکانیکی

اولین دسته از اتصالات مکانیکی شامل کوپلینگ های فشاری می شود. این روش برای لوله هایی با سایز پایین قابل استفاده است. این نوع اتصالات مکانیکی شامل بدنه، مهره فشاری رزوه شده، رینگ یا اورینگ ضد نشتی الاستومری، یک لایه فلزی و در برخی مواقع رینگ لوله گیر می شود. رینگ های ضد نشتی و لوله گیر موقع فشرده شدن، دور لوله را به شکل مستحکمی می گیرند. این کار باعث ایجاد عایقی بدون درز می شود. اتصالات کوپلینگ فشاری معمولا در شبکه های انتقال آب و گاز با ابعاد ۲ اینچ در مقیاس ISP یا پایین تر استفاده می شود. در روش اتصال لوله پلی اتیلن با کوپلینگ فشاری نوع کوپلینگ بسیار اهمیت دارد. به طور کلی ۳ مدل اتصالات کوپلینگ فشاری استفاده می شود:

اتصالات کوپلینگی فشاری که تنها عایق اتصال را تامین می کنند.
اتصالات کوپلینگ فشاری که علاوه بر عایق بندی مقداری مهار در برابر بیرون کشیده شدن را نیز فراهم می کنند.
اتصالات کوپلینگ فشاری که عایق بندی و مهار کامل را فراهم می کنند.

کوپلینگ‌های فشاری مکانیکی
اتصالات مکانیکی خنجری یا پیوندی

نحوه نصب لوله پلی اتیلن به روش اتصالات مکانیکی خنجری به این صورت است که از یک عایق الاستومری مانند اورینگ استفاده می شود. برای ایجاد عایق بندی مطلوب نیز از ابزار لوله گیر کمک گرفته می شود. این ابزار به ما کمک می کند تا مقاومت لازم در برابر بیرون کشیده شدن لوله ایجاد شود. کارشناسان بر این عقده هستند که در فرایند اتصال مکانیکی به روش خنجری باید از لایی فلزی نیز استفاده کرد. این کار کیفیت اتصالات را تا حد زیادی بالاتر می برد. روش اتصالات لوله پلی اتیلن به ترتیب زیر است:

آماده سازی سر لوله ها توسط اپراتور
علامت گذاری عمق پیوند روی لوله پلی اتیلن
اصطلاحا خنجر زدن لوله تا عمق مشخص شده جهت قرارگیری اتصال مورد نظر

این دسته از اتصالات مکانیکی پلی اتیلن در ابعاد ۰.۵ اینچ در مقیاس CTS و ۲ اینچ در مقیاس IPS در بازار موجود هستند. برای تولید این محصولات از الزامات استاندارد ASTM D2513(2) استفاده می شود. همچنین جهت اطمینان از عدم نشت، کیفیت عایق بندی کامل و مهار بیرون کشیده شدن به این استاندارد رجوع می شود.
اتصالات پیچی پلی اتیلن

یکی از فراوان ترین و متداول ترین نوع اتصالات مکانیکیی اتصالات پیچی پلی اتیلن می باشد. این اتصال یکی از اتصالات کاربردی جهت اتصال لوله و اتصالات پلی اتیلنی با یکدیگر و اتصالات پلی اتیلنی با سایر لوله ها می باشد. شما می توانید با کمک این نوع اتصال لوله های پلی اتیلنی را به لوله های PVC، لوله های فولادی، چدنی و… متصل کنید. تنها ایراد این نوع اتصال محدودیت ابعادی ۱.۲۵ اینچ به بالا در مقیاس IPS می باشد.
نحوه نصب لوله پلی اتیلن به روش اتصالات پیچی

اساس کار این نوع اتصال به این شکل است که نقطه اتصال با فشردن یک گسکت الاستومری حول انتهای هر یک از دو طرف لوله ایجاد می شود. ابتدا گسکت به دلیل تنگ تر شدن کمربند به دیواره خارجی لوله فشار وارد می کند و نوعی عایق فشاری پدید می آورد. این حلقه لوله گیر باعث ایجاد مقاومت بهینه در برابر بیرون کشیده شدن می شود. زمانی که لوله پلی اتیلن تحت فشار قرار بگیرد به سبب ایجاد « اثر پواسون» قطر لوله بیشتر می شود. این موضوع سبب رخ دادن پدیده ای به نام کوتاه شدگی لوله می شود. کوتاه شدگی اگر از مقدار نرمال بیشتر باشد باعث جدا شدن اتصالات می گردد.

مهم ترین چالش ما با اتصالات پیچی بحث کوتاه شدگی در اتصال لوله های پلی اتیلنی با لوله های آهنی می باشد. کارشناسان برای حل این مشکل نصب مهارهای خارجی و ابزارهای لوله گیر مثل نصب قلاب در خط لوله را پیشنهاد می دهند. این ابزارها مانع از جدا شدن اتصالات مکانیکی می شوند.
اتصالات فلنجی

آخرین روش مکانیکی برای نصب لوله های پلی اتلینی استفاده از اتصالات فلنجی است. در این روش ابتدا یک رینگ فلزی بین دو فلنج قرار می گیرد. پس از آن فلنج پلی اتیلن با بکارگیری دستگاه جوش لب به لب به لوله پلی اتیلن جوش داده می شود. برای شکل دهی باکیفیت تر به این اتصال پیشنهاد می شود از دستگاهای جوش بات فیوژن دستی و هیدرولیکی استفاده شود. در هنگام اتصال حتما میان دو لوله از یک واشر پلاستیکی استفاده شود تا آب بندی و عایق شدن به طور کامل حاصل شود. در پایان کار دو لوله پلی اتیلن با پیچ و مهره به یکدیگر متصل می شوند. معمولا اتصال فلنجی و مدل کوتاه تر آن «ته زبانه» به نحوی طراحی شده اند که یک طرف آن ها با ابعاد لوله پلی اتیلن یکسان بوده و مناسب برای جوش لب به لب هستند. سمت دیگر به شکل فلنج ساخته شده است که سبب نگهدارندگی ساختاری و حذف نیاز به لایی فلزی می شود.