درز اتصال و اکسپنشن جوینت صنعتی
انعطافپذیری مطمئن برای خطوط لوله و تجهیزات صنعتی در بسیاری از واحدهای صنعتی، خطوط لوله و تجهیزات در اثر تغییرات دما، فشار، ارتعاشات مکانیکی، نشست سازه‌ای یا حرکت‌های ناشی از عملکرد تجهیزات، دچار تغییر طول و جابه‌جایی میشوند. اگر این حرکات به‌درستی کنترل نشوند، تنش‌های اضافی به لوله‌ها، فلنجها، نازل تجهیزات، شیرآلات و سازههای نگهدارنده منتقل خواهد شد. Expansion Joint یا درز انبساط با ایجاد انعطافپذیری کنترل‌شده، این تغییرمکان‌ها را جذب کرده و از بروز ترک، شکست، نشتی و آسیب‌های مکانیکی در سیستم جلوگیری می‌کند.
عملکرد فنی درز اتصال | Expansion Joint
اکسپنشن جوینت با تغییر شکل کنترل‌شده در بخش انعطافپذیر خود، حرکات ایجاد‌شده در سیستم را جذب می‌کند. مهم‌ترین حرکات قابل جذب عبارت‌اند از:
- حرکت محوری یا طولی (Axial Movement)
- حرکت جانبی (Lateral Movement)
- حرکت زاویهای (Angular Movement)
- ارتعاشات مکانیکی (Vibration)
- انبساط و انقباض ناشی از تغییرات دما
- نشست یا جابه‌جایی محدود سازه‌ای
- کاهش انتقال صدا و ضربه در برخی کاربردها
- اکسپنشن جوینت لاستیکی
- اکسپنشن جوینت فلزی
- اکسپنشن جوینت پارچهای
- اکسپنشن جوینت سازه‌ای
استفاده صحیح از Expansion Joint می‌تواند مزایای زیر را به همراه داشته باشد:
- کاهش تنش‌های وارد بر خطوط لوله
- جلوگیری از شکست و ترک در اتصالات
- افزایش عمر مفید تجهیزات و خطوط فرآیندی
- کاهش انتقال ارتعاشات به سازه
- کاهش احتمال نشتی در سیستم
- جبران انبساط حرارتی خطوط
- حفاظت از نازل پمپها، کمپرسورها و تجهیزات دوار
- کاهش هزینه‌های تعمیرات و توقف تولید
- افزایش ایمنی در واحدهای نفت، گاز و پتروشیمی
کاربردهای درز اتصال | Expansion Joint در صنایع نفت و گاز
اکسپنشن جوینتها در بخش‌های مختلف صنعت نفت، گاز و انرژی مورد استفاده قرار می‌گیرند، از جمله:
- خطوط انتقال نفت و گاز
- واحدهای پالایشگاهی و پتروشیمی
- خطوط بخار و کندانس
- سیستم‌های آب خنک‌کننده
- اتصالات پمپ و کمپرسور
- خطوط متصل به مخازن ذخیره
- سیستم‌های اگزوز و دودکش
- تأسیسات فراساحلی و دریایی
- خطوط بارگیری و تخلیه در ترمینال‌ها
- سیستم‌های لوله‌کشی اسکله و جتتی
استانداردها و الزامات طراحی Expansion Joint
بسته به نوع اکسپنشن جوینت و کاربرد آن، طراحی و ساخت می‌تواند بر اساس استانداردها و الزامات فنی مرتبط انجام شود، از جمله:
EJMA برای اکسپنشن جوینتهای فلزی
ASME B31.3 برای خطوط لوله فرآیندی
ASME B31.1 برای خطوط لوله نیروگاهی
EN و ISO برای تجهیزات و اتصالات صنعتی
الزامات پروژه، کارفرما و شرکت‌های رده‌بندی دریایی
الزامات ضد‌خوردگی و رنگ‌آمیزی در محیط‌های دریایی
تصاویر درز اتصال | Expansion Joint
پرسش‌های متداول تخصصی درز اتصال (Expansion Joint)
درز اتصال یا اتصال انبساطی، تجهیزی انعطافپذیر متشکل از یک یا چند بلوز (Bellows) آکاردئونی یا المان الاستومری است که برای خنثیسازی انبساط و انقباض حرارتی، جذب ارتعاشات مکانیکی پمپها و تجهیزات دوار، و جلوگیری از انتقال تنش و نیروهای تراست به نازل تجهیزات و سازههای نگهدارنده پایپینگ نصب میشود.
اکسپنشن جوینتهای فلزی (Metal Bellows) بر اساس استاندارد EJMA برای فشارها و دماهای کاری بسیار بالا و سیالات هیدروکربنی خورنده ساخته میشوند. اتصالات لاستیکی (Rubber Joint) انعطافپذیری بالایی در لرزهگیری و خطوط آب و فاضلاب با دمای متوسط دارند. اکسپنشن جوینتهای پارچهای (Fabric) در داکتهای هوا، کانالهای دودکش و گازهای داغ کمفشار توربینها کاربرد دارند.
اکسپنشن جوینتها قادر به جذب حرکت محوری (Axial - در راستای طول لوله)، حرکت جانبی (Lateral - عمود بر محور طولی) و حرکت زاویهای (Angular - انحراف زاویهای فلنجها) هستند. مدلهای یونیورسال، لولایی (Hinged) و گیمبال (Gimbal) برای حرکات چندجهته پیچیده استفاده میشوند.
این تجهیزات بر اساس ویرایش دهم استاندارد EJMA (انجمن تولیدکنندگان درز انبساط)، کدهای ASME Section VIII، استانداردهای پایپینگ ASME B31.3 (پالایشگاهی) و ASME B31.1 (نیروگاهی) و الزامات موسسات رده‌بندی دریایی و نفت و گاز طراحی، تحلیل تنش و تست هیدرواستاتیک میشوند.
نصب نقاط مهار ثابت (Main Anchors) برای تحمل نیروی تراست ناشی از فشار داخلی، و قرارگیری صحیح راهنماهای لوله (Pipe Guides) در فواصل استاندارد ۴ برابری و ۱۴ برابری قطر لوله، از کمانش لوله و تخریب زودرس بلوز جلوگیری می‌کند. همچنین از اعمال هرگونه تنش پیچشی (Torsion) بر روی اتصال باید پرهیز شود.
