آشنایی با فلنج PVC-U Spigot

الف فلنج پی وی سی یو اتصال لوله‌ای است که یک لوله با انتهای ساده - یک لوله صاف و استوانه‌ای شکل با قطر بیرونی مشخص - با سطح فلنج دایره‌ای مسطح ترکیب می‌کند، که اجازه می‌دهد بخشی از لوله پلی‌وینیل کلراید غیرپلاستیک شده (PVC-U) به یک شیر فلنج، پمپ، متر یا بخش لوله اتصال فلزی متصل شود. انتهای اسپیگوت به گونه‌ای طراحی شده است که با قطر خارجی سری لوله PVC-U مربوطه مطابقت داشته باشد و اتصالات را قادر می‌سازد تا بدون هیچ آداپتور اضافی مستقیماً به لوله سیمان شوند یا بطور مکانیکی به لوله متصل شوند. صفحه فلنج که معمولاً به یک الگوی دایره پیچ استاندارد سوراخ می شود، یک واشر تمام وجه یا برجسته را می پذیرد و با استفاده از پیچ و مهره که با گشتاور کنترل شده سفت شده اند، در برابر فلنج جفت قطعه مجاور محکم می شود.

PVC-U به عنوان یک ماده ترکیبی برجسته از مقاومت شیمیایی، استحکام مکانیکی، پایداری ابعادی و هزینه کم را ارائه می دهد که آن را به ماده غالب برای لوله کشی تحت فشار در تامین آب، آبیاری، حمل و نقل شیمیایی صنعتی و کاربردهای تصفیه فاضلاب در سطح جهان تبدیل می کند. اتصالات فلنج اسپیگوت این سیستم مواد را به رابط‌هایی که در آن اتصالات فلنجی مورد نیاز است - مانند اتصالات به پمپ‌ها، دریچه‌ها، دبی‌مترها و انتقال به تجهیزات فلنجدار چدن داکتیل یا فولاد ضد زنگ - بدون نیاز به انتقال کامل به لوله‌کشی فلزی در آن رابط‌ها گسترش می‌دهد. درک ساخت و ساز، استانداردهای ابعادی، درجه بندی فشار، و الزامات نصب فلنج های لوله PVC-U برای مهندسین لوله کشی، پیمانکاران و متخصصان تدارکات که بر روی سیستم های جابجایی سیال کار می کنند ضروری است.

مشخصات ساختمان و مواد

فلنج های پی وی سی-U از ترکیب پلی وینیل کلرید پلاستیکی نشده قالب گیری یا ماشین کاری می شوند که مطابق با الزامات استانداردهای بین المللی برای اتصالات لوله تحت فشار است. این ماده به طور خاص درجه پلاستیک نشده است - به این معنی که هیچ نرم کننده ای به پلیمر PVC اضافه نمی شود - که استحکام، استحکام و مقاومت شیمیایی ذاتی ماده را حفظ می کند. در مقابل، PVC پلاستیکی (PVC-P)، برای اتصالات لوله های تحت فشار، انعطاف پذیر و نامناسب است. ترکیب PVC-U مورد استفاده در اتصالات فشار معمولاً شامل اصلاح‌کننده‌های ضربه، تثبیت‌کننده‌های حرارتی، کمک‌های پردازش و رنگدانه (معمولاً خاکستری یا مایل به سفید) در نسبت‌های دقیق کنترل‌شده برای دستیابی به تعادل مورد نیاز چقرمگی، پایداری UV و مقاومت طولانی‌مدت فشار هیدرواستاتیک است.

فلنج اسپیگوت یک قطعه قالبی تک تکه است که در آن اسپیگوت و فلنج به طور یکپارچه بدون اتصال چسب یا مونتاژ مکانیکی بین دو قسمت تشکیل شده اند. این ساختار یکپارچه هرگونه مسیر نشتی احتمالی بین ساقه اسپیگوت و بدنه فلنج را از بین می‌برد، که اگر این دو قسمت جداگانه ساخته شده و به هم متصل شوند، نگران کننده خواهد بود. صفحه فلنج به صورت مسطح و دارای زبری سطح سازگار با مواد واشر مشخص شده برای کاربرد ماشینکاری می شود و این اطمینان را ایجاد می کند که واشر فشرده شده تحت بار پیچ و مهره یک مهر و موم مؤثر در سراسر سطح صفحه فلنج ایجاد می کند.

استانداردهای ابعادی و الگوهای حفاری فلنج

فلنج های لوله PVC-U مطابق با استانداردهای ابعادی شناخته شده بین المللی تولید می شوند که قطر خارجی و ضخامت دیواره اسپیگوت، قطر بیرونی فلنج، قطر دایره پیچ، تعداد و قطر سوراخ های پیچ و ضخامت صفحه فلنج را تعیین می کند. انطباق با این استانداردها، قابلیت تعویض ابعادی بین اجزای سازنده های مختلف و سازگاری با تجهیزات فلنجی را که اتصالات به آن متصل می شود، تضمین می کند.

رایج ترین استانداردهای مرجع برای فلنج های پی وی سی-U و سیستم های لوله کشی که در آنها خدمت می کنند شامل موارد زیر است:

• ISO 15493 / EN 1452: استانداردهای اولیه اروپایی و بین المللی حاکم بر سیستم های لوله کشی فشار PVC-U برای کاربردهای صنعتی و تامین آب. این استانداردها قطر بیرونی لوله، ضخامت دیواره و ابعاد اتصالات را برای سری متریک که معمولاً در اروپا، آسیا و بازارهای صادراتی استفاده می شود، تعریف می کنند.
• DIN 8063 / DIN 16962: استانداردهای آلمانی از لحاظ تاریخی در تعیین ابعاد اتصالات PVC-U که به طور گسترده در لوله‌های صنعتی اروپا استفاده می‌شوند، تأثیرگذار بوده است. بسیاری از فلنج های لوله PVC-U در بازار اروپا هنوز به قطرهای خارجی سری DIN طراحی شده اند.
• الفSTM D2466 / D2467 / D1785: الفmerican standards covering Schedule 40 and Schedule 80 PVC fittings and pipe. PVC-U spigot flanges for North American markets are dimensioned to IPS (Iron Pipe Size) outside diameters and drilled to ANSI/ASME B16.5 or B16.1 bolt circle patterns.
• الفS/NZS 1477: استاندارد استرالیا و نیوزلند برای اتصالات فشار PVC، تعیین قطرهای متریک خارجی و الگوهای حفاری فلنج AS 4087 یا AS 2129 برای اتصالات به شیرها و تجهیزات محلی.

الگوی حفاری فلنج - که توسط قطر دایره پیچ (PCD)، تعداد سوراخ های پیچ و قطر سوراخ پیچ تعریف می شود - باید با فلنج جفت کننده تجهیزات متصل مطابقت داشته باشد. رایج‌ترین استانداردهای حفاری که برای فلنج‌های PVC-U با آن مواجه می‌شوند عبارتند از PN10 و PN16 تا EN 1092-1 (فلنج‌های متریک اروپایی)، جدول D و جدول E تا BS 4504 (فلنج‌های استاندارد بریتانیا)، کلاس 150 تا ANSI B16.5 F16.5 (فلنج‌های شمالی تا T29 آمریکایی) (فلنج های استرالیایی). بسیار مهم است که الگوی حفاری فلنج و درجه فشار هنگام سفارش فلنج‌های PVC-U مشخص شود تا از سازگاری با تجهیزات جفت‌گیری و کلاس فشار سیستم اطمینان حاصل شود.

رتبه بندی فشار و کاهش دما

درجه فشار یک مجموعه فلنج لوله PVC-U به سه عامل وابسته به هم بستگی دارد: کلاس فشار اسمی خود اتصالات، درجه فشار لوله ای که اسپیگوت به آن متصل شده است و دمای عملیاتی سیال منتقل شده. اتصالات PVC-U معمولاً در دمای مرجع 20 درجه سانتیگراد به PN10 (10 بار) یا PN16 (16 بار) درجه بندی می شوند. جدول زیر فاکتورهای کاهش فشار استاندارد برای PVC-U را با افزایش دما بالاتر از مرجع 20 درجه سانتی گراد نشان می دهد:

این عوامل کاهش دهنده ماهیت گرمانرم PVC-U را منعکس می کند که با افزایش دما، سختی و استحکام طولانی مدت را به تدریج از دست می دهد. PVC-U معمولاً برای سرویس مداوم بالای 60 درجه سانتیگراد توصیه نمی شود و حد بالایی عملی برای اعمال فشار معمولاً 50 درجه سانتیگراد برای حفظ حاشیه ایمنی کافی در نظر گرفته می شود. برای کاربردهای دمای بالاتر، مواد ترموپلاستیک جایگزین مانند CPVC (PVC کلردار)، PP-R (کوپلیمر تصادفی پلی پروپیلن)، یا PVDF (پلی وینیلیدین فلوراید) باید در نظر گرفته شوند، زیرا این مواد در دماهای بالا، درجه فشار بسیار بالاتری را حفظ می کنند.

انتخاب واشر برای اتصالات فلنج PVC-U

واشر مورد استفاده در اتصال فلنج PVC-U یک جزء حیاتی است که باید با دقت انتخاب شود. بر خلاف اتصالات فلنج فلزی که در آن می توان بارهای پیچ و مهره بالایی را برای دستیابی به آب بندی بر روی سطوح نسبتاً سخت اعمال کرد، سطوح فلنج PVC-U مقاومت فشاری محدودی دارند و نباید در هنگام سفت کردن پیچ بیش از حد بارگذاری شوند. این محدودیت به این معنی است که انتخاب واشر و مشخصات گشتاور پیچ در طراحی اتصال فلنج PVC-U ارتباط نزدیکی دارند.

واشر تمام صورت

واشرهای تمام وجهی در سراسر سطح فلنج از جمله موقعیت سوراخ پیچ گسترش می یابند و توصیه استاندارد برای اتصالات فلنج PVC-U هستند. واشرهای تمام وجه با توزیع بار پیچ بر روی سطح کامل صفحه فلنج به جای متمرکز کردن آن بر روی یک حلقه نشیمنگاه داخلی، تنش واحد اعمال شده به صفحه فلنج PVC-U را کاهش می‌دهند و خطر ترک خوردن فلنج یا تغییر شکل خزشی تحت بار پیچ را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهند. لاستیک EPDM (اتیلن پروپیلن دی ان مونومر) به دلیل مقاومت عالی در برابر آب، ازن، اشعه ماوراء بنفش و طیف وسیعی از اسیدهای رقیق و قلیایی، پرمصرف ترین ماده واشر برای آب و خدمات شیمیایی عمومی است. NBR (لاستیک نیتریل بوتادین) برای مایعات حاوی روغن ترجیح داده می شود و واشرهای ورق PTFE برای خدمات شیمیایی تهاجمی استفاده می شود که در آن الاستومرهای لاستیکی توسط سیال فرآیند مورد حمله قرار می گیرند.

ضخامت و سختی واشر

ضخامت واشر برای اتصالات فلنج PVC-U معمولاً 3 میلی متر است که تراکم کافی برای مهر و موم کردن بی نظمی های جزئی سطح بدون نیاز به بار پیچ و مهره بیش از حد را فراهم می کند. سختی واشر (Shore A) برای مواد EPDM و NBR که با فلنج های PVC-U استفاده می شوند باید در محدوده 50-70 باشد. واشرهای سخت‌تر برای رسیدن به آب‌بندی به تنش بیشتری نیاز دارند، که ممکن است به محدودیت‌های گشتاور پیچ امن برای فلنج‌های PVC-U نزدیک شود یا از آن فراتر رود، به‌ویژه در قطرهای اسمی بزرگ‌تر که قطر دایره پیچ بزرگ‌تر است و اثر بازوی اهرمی بار پیچ بر روی صفحه فلنج بارزتر است.

مراحل نصب و الزامات حیاتی

نصب صحیح اتصالات فلنجی PVC-U برای دستیابی به خدمات بدون نشتی و جلوگیری از خرابی زودرس اتصالات ضروری است. روش زیر نشان دهنده بهترین روش صنعت برای نصب فلنج اسپیگوت با سیمان با حلال است:

• آماده سازی لوله: مربع لوله PVC-U را با استفاده از یک لوله برش یا اره دندانه ریز برش دهید و با استفاده از یک ابزار یا سوهان ریز تمام سوراخ ها را از انتهای برش جدا کنید. لبه جلویی انتهای لوله را تقریباً 15 درجه اریب کنید تا ورود به سوکت اسپیگوت تسهیل شود و از خراشیدن سیمان حلال انتهای لوله در حین مونتاژ از سوراخ سوکت جلوگیری شود.
• بررسی تناسب و تراز خشک: یک مونتاژ آزمایشی فلنج اسپیگوت را روی انتهای لوله بدون سیمان انجام دهید تا مطمئن شوید که لوله تا عمق صحیح وارد سوکت اسپیگوت شده و بعد از مونتاژ صفحه فلنج به درستی جهت تراز با فلنج جفتی قرار می گیرد. قبل از جداسازی برای سیمان کردن، عمق درج و جهت چرخش را روی لوله با مداد علامت بزنید.
• کاربرد سیمان حلال: الفpply PVC-U primer (where required by the applicable standard or local regulation) to both the pipe outer surface and the spigot socket bore, followed immediately by a uniform coat of PVC-U solvent cement. Apply cement to the pipe first, then to the socket bore, using a brush or applicator of appropriate size for the pipe diameter. Work quickly as solvent cement begins to set within seconds of application.
• الفssembly and cure time: لوله سیمانی شده را با فشار محکم و ثابت به طور کامل به سوکت اسپیگ تا عمق مشخص شده فشار دهید - اتصالات را در حین قرار دادن پیچ و تاب نکنید. مجموعه را تحت فشار محوری خفیف به مدت 30 ثانیه نگه دارید تا از برگشت فنر در حین ایجاد پیوند اولیه سیمان جلوگیری شود. قبل از اعمال هر گونه فشاری، حداقل 24 ساعت در دماهای بالاتر از 15 درجه سانتیگراد، یا طبق توصیه های سازنده سیمان، مدت زمان طولانی تری در دمای محیط پایین تر، اجازه دهید تا عمل آوری شود.
• سفت کردن پیچ فلنج: واشر تمام صورت را روی صفحه فلنج قرار دهید و فلنج جفت را در تماس قرار دهید. همه پیچ ها را وارد کنید و مهره ها را با دست به طور مساوی ببندید. با استفاده از یک آچار گشتاور کالیبره شده، پیچ‌ها را در یک توالی مورب متضاد سفت کنید - به جای ترتیب در اطراف دایره پیچ - پیروی از الگوی ستاره‌ای - برای رسیدن به فشرده‌سازی یکنواخت واشر. گشتاور پیچ را در دو یا سه مرحله افزایشی اعمال کنید و در آخرین گذر به گشتاور مشخص شده نهایی برسید. از حداکثر گشتاور پیچ تعیین شده توسط سازنده اتصالات PVC-U تجاوز نکنید. گشتاور بیش از حد یکی از دلایل اصلی ترک خوردن فلنج است.

کاربردهای رایج فلنج های PVC-U Spigot

فلنج های PVC-U در طیف گسترده ای از کاربردهای جابجایی سیال یافت می شوند که در آن مقاومت شیمیایی، مقرون به صرفه بودن و وزن کم لوله های PVC-U با نیاز به اتصالات فلنج پیچ شده در رابط های تجهیزات ترکیب شده است. مهم‌ترین حوزه‌های کاربردی شامل کارخانه‌های تصفیه و توزیع آب است، جایی که فلنج‌های لوله‌های PVC-U لوله‌ها را به شیرهای دروازه‌ای فلنجی، شیرهای پروانه‌ای، شیرهای چک و دبی‌سنج‌ها در سراسر فرآیند تصفیه و شبکه توزیع متصل می‌کنند. در سیستم‌های استخر شنا و ویژگی‌های آبی، فلنج‌های اسپیگوت اتصالات قابل سرویسی را به پمپ‌ها، فیلترها و تجهیزات دوز مواد شیمیایی ارائه می‌کنند که برای تعمیر و نگهداری بدون برش لوله نیاز به حذف دوره‌ای دارند.

کارخانه های فرآوری شیمیایی صنعتی به طور گسترده از فلنج های PVC-U در سیستم های مدیریت اسیدهای رقیق، قلیاها، محلول های نمک و عوامل اکسید کننده استفاده می کنند که به سرعت لوله های فلزی را خورده می کنند. اتصالات فلنجی در مکش ها و تخلیه های پمپ، نازل های مبدل حرارتی و خروجی های مخزن این امکان را فراهم می کند که تجهیزات جدا شده و برای تعمیر و نگهداری جدا شوند و در عین حال یکپارچگی سیستم لوله کشی PVC-U اطراف حفظ شود. سیستم های آبیاری و تامین آب کشاورزی از فلنج های PVC-U در ایستگاه های پمپ و اتصالات بانک فیلتر استفاده می کنند که ترکیبی از هزینه کم مواد، ایمنی در برابر خوردگی و قابلیت اتصال به تجهیزات کشاورزی فلنج دار استاندارد، PVC-U را به ماده انتخابی برای زیرساخت های خط اصلی تبدیل می کند.

چک لیست تدارکات و تأیید کیفیت

هنگام تهیه فلنج های PVC-U برای کاربردهای حیاتی، یک فرآیند تأیید کیفیت ساختاریافته در برابر محصولات نامرغوب که ممکن است در سرویس دهی زودرس خراب شوند محافظت می کند. چک لیست زیر باید برای صلاحیت تامین کننده و بازرسی ورودی اعمال شود:

• تأیید کنید که اتصالات دارای گواهینامه شخص ثالث مطابق با استانداردهای قابل اجرا هستند - مانند BSI Kitemark به BS EN 1452، NSF/ANSI 61 برای تماس با آب آشامیدنی، یا تأیید WRAS برای برنامه‌های تامین آب بریتانیا - به جای اینکه صرفاً بر اعلامیه‌های انطباق تامین‌کننده تکیه کنید.
• قطر بیرونی و ضخامت دیواره اسپیگ را با ابزارهای کالیبره شده در برابر تلورانس های استاندارد مشخص شده بررسی کنید. میله های بزرگ به درستی وارد سوکت های جفت گیری نمی شوند. میله های کم اندازه اتصالات سیمانی نازک با استحکام باند ناکافی ایجاد می کنند.
• صافی صورت فلنج را به صورت بصری و با لبه مستقیم بررسی کنید. لبه های تاب دار یا غیر مسطح فلنج نشان دهنده کیفیت قالب گیری ضعیف است و از نشستن کافی واشر جلوگیری می کند که منجر به نشت اتصال حتی در گشتاور پیچ صحیح می شود.
• موقعیت سوراخ پیچ و قطر دایره پیچ را با استاندارد حفاری مشخص شده با استفاده از گیج دایره پیچ یا کولیس دیجیتال تأیید کنید. سوراخ‌های پیچ نادرست یک نقص رایج در اتصالات با کیفیت پایین‌تر است که باعث ایجاد مشکل در نصب و توزیع ناهموار بار پیچ در سرویس می‌شود.
• برای کاربردهای حیاتی در تامین آب، فرآوری مواد غذایی یا محیط‌های صنعتی تحت نظارت، گواهی‌های آزمایش مواد را که مطابقت ترکیب PVC-U با استاندارد مربوطه را تأیید می‌کند، از جمله دمای نرم‌شدگی Vicat، مقاومت ضربه‌ای و نتایج آزمایش فشار هیدرواستاتیکی درخواست کنید.