اتصالات سیاه دندهای (Threaded Black Pipe Fittings)
مقدمه
اتصالات سیاه دندهای (Threaded Black Pipe Fittings) از فولاد کربنی ساخته شده و برای اتصال لولههای فولادی سیاه که رزوه شدهاند، به کار میروند. این اتصالات به دلیل سهولت نصب و عدم نیاز به جوشکاری، در سیستمهای با فشار و دمای پایینتر، به ویژه در تأسیسات داخلی ساختمانها و شبکههای توزیع گاز شهری مورد استفاده قرار میگیرند. این مقاله به جزئیات فنی این اتصالات، فرآیند رزوه گذاری و محدودیتهای آنها میپردازد.
بخشهای فنی اصلی
۱. استاندارد رزوه و روش نصب
الزامات رزوه گذاری برای اتصالات سیاه دندهای عمدتاً بر اساس استاندارد ASME B1.20.1 (یا معادل آن NPT) تعیین میشود. این استاندارد مشخص میکند که رزوه باید به صورت مخروطی (Tapered) باشد تا در هنگام بسته شدن، یک آببندی مکانیکی قوی ایجاد کند.
روش نصب:
نصب این اتصالات شامل رزوه کردن انتهای لولهها و اتصالات و سپس پیچاندن آنها به یکدیگر است. برای اطمینان از آببندی کامل و جلوگیری از گیر کردن (Galling) رزوه، استفاده از روانکننده یا مواد آببندی مانند نوار تفلون (PTFE Tape) یا خمیرهای مخصوص رزوه (Pipe Dope) ضروری است. این مواد به پر کردن فضاهای خالی بین رزوه و افزایش مقاومت در برابر نشت کمک میکنند.
۲. کاربردها در فشار و دمای پایین
اتصالات سیاه دندهای معمولاً در سیستمهایی با شرایط عملیاتی ملایمتر کاربرد دارند:
خطوط گاز خانگی و تجاری سبک: به دلیل سهولت نصب و امکان جداسازی آسان برای تعمیرات.
سیستمهای آب و آتشنشانی (در سایزهای کوچک): جایی که فشار عملیاتی پایینتر از محدودیتهای طراحی است.
خطوط هوا و بخار کم فشار: برای تأسیسات داخلی ساختمانها.
به طور کلی، این اتصالات در سیستمهایی با کلاس فشاری تا ۱۵۰# یا ۳۰۰# و دمای عملیاتی پایینتر از ۲۰۰ درجه سانتیگراد مناسب هستند.
۳. مزایا و معایب
مزایا:
نصب سریع و آسان: نیاز به تجهیزات تخصصی جوشکاری ندارد و توسط نیروی کار عمومی قابل اجرا است.
قابلیت جداسازی مجدد: امکان باز و بسته کردن آسان اتصالات برای تعمیر، نگهداری یا تغییر مسیر لولهکشی وجود دارد.
عدم نیاز به جوشکاری: در مناطقی که جوشکاری ممنوع یا خطرناک است (مانند محیطهای مستعد انفجار)، یک مزیت بزرگ محسوب میشود.
معایب:
محدودیت فشار و دما: رزوه نقطهای تمرکز تنش (Stress Concentration Point) ایجاد میکند که در فشارهای بالا منجر به نشت یا شکستگی میشود.
خطر خوردگی و نشت: محیط رزوه محیطی مستعد تجمع رطوبت و خوردگی است. همچنین، اگر مواد آببندی به درستی اعمال نشود، احتمال نشت در طول زمان افزایش مییابد.
محدودیت سایز: اتصالات دندهای معمولاً برای سایزهای لوله تا ۲ اینچ (DN50) به کار میروند؛ در سایزهای بزرگتر، استفاده از اتصالات فلنجی یا جوشی ارجحیت دارد.
۴. نکات مهم فنی: انتخاب مواد و محدودیتهای صنعتی
جنس این اتصالات معمولاً فولاد کربنی (مانند ASTM A105 برای اتصالات فشار قویتر یا ASTM A181) است که به دلیل عدم پوشش، “سیاه” نامیده میشود. این اتصالات در معرض خوردگی محیطی (مانند رطوبت هوا) هستند و برای کاربرد در محیطهای مرطوب یا خورنده خارجی توصیه نمیشوند، مگر آنکه با پوششهای محافظ (مانند رنگ اپوکسی یا گالوانیزه) تجهیز شوند.
در صنایع پتروشیمی و نیروگاهی که نیازمند قابلیت اطمینان بالا در فشارهای بالا هستند، به دلیل ریسک نشت در ناحیه رزوه، استفاده از اتصالات دندهای معمولاً مجاز نیست و اتصالات جوشی یا ساکت ولد جایگزین میشوند.
جمعبندی
اتصالات سیاه دندهای یک راهکار کلاسیک و اقتصادی برای تأسیسات سبک و متوسط فراهم میکنند. سهولت نصب و قابلیت تعمیر، آنها را برای شبکههای توزیع گاز و سیستمهای آب کمفشار ایدهآل میسازد. با این حال، مهندسان باید همواره محدودیتهای عملیاتی آنها را در نظر بگیرند و از استفاده آنها در شرایط فشار و دمای بالا یا سیالات خورنده اجتناب ورزند تا از ایمنی و پایداری سیستم اطمینان حاصل کنند.