استاندارد های مهندسی

رديف	استاندارد	شرح	موضوع
1	* NES	NISSAN Engineering Standards	استاندارد كارخانه اتومبيل نيسان
2	* PSA	Automobile PEUGEOT Automobile CITROEN	استاندارد كارخانه اتومبيل پژو و سيتروئن
3	A2LA	American Association for laboratory	استاندارد آزمايشگاهي آمريكا
4	AA	Aluminum Association INC	استاندارد آلومينيوم آمريكا
5	AATCC	American Association of Textile Chemists & Colorist	استاندارد نساجي و رنگ رزي آمريكا
6	ABS	AMERICAN Bureau of Shipping	استاندارد اداره كشتيراني آمريكا
7	ACI	AMERICAN Concrete Institute	استاندارد بتون آمريكا
8	AES	Audio Engineering Society	استاندارد مهندسي صوت
9	AGA	AMERICAN Gas Association	استاندارد گاز آمريكا
10	AIAA	AMERICAN Institute of Aeronautics & astronautics	استاندارد فضانوردي و ستاره شناسي آمريكا
11	AIIM	Association for information &	استاندارد مديريت اطلاعات و تصوير
12	ANS	American nuclear society	استاندارد انرژي اتمي آمريكا
13	ANSI	American national standard institute	استاندارد ملي آمريكا
14	API	American petroleum institute	استاندارد نفت آمريكا
15	ARI	Air - conditioning & refrigeration institut	استاندارد تهويه مطبوع و تبريد
16	ASA	Acoustical society of American	استاندارد صوت آمريكا
17	ASHRAE	American society of heating refrigerating & air-conditioning engineers	استاندارد تاسيسات ساختمان آمريك
18	ASME	American society of mechanical engineering	استاندارد مهندسين مكانيك آمريكا
19	ASQ	American society for quality	استاندارد كيفيت آمريكا
20	ASSE	American society of sanitary engineering	استاندارد انجمن بهداشت آمريكا
21	ASTM	American standards for testing & materials	استاندارد تست و مواد آمريكا
22	AWS	American welding society	استاندارد جوشكاري آمريكا
23	AWWA	American water works association	استاندارد امور آب آمريكا
24	BSI	British standard	استاندارد ملي انگلستان
25	CEN	European committee for electro technical standardization	استاندارد اروپا
26	CENELEC	European committee for electro technical standardization	استاندارد برق و الكترونيك اروپا
27	CEPT	Conference European des administration des posts et des telecommunication	استاندارد پست و مخابرات اروپا
28	CISPR	International special committee on radio interference	استاندارد بين الملي تداخل امواج راديويي
29	DIN	Deutsches institute for normung	استاندارد ملي آلمان
30	EC	European council/commission legislative documents	استاندارد اتحاديه اروپا
31	ECMA	European association for standardizing information & communication systems	استاندارد سيستمهاي اطلاعاتي و ارتباطي اروپا
32	EEC/ECE	European economic committee economic commission for Europe	استاندارد اتحاديه خودرو اورپا
33	ETSI	European Telecommunications Standards institute	استاندارد مخابرات اروپا
34	EURO	Commission of the European Communities	استاندارد انجمن اروپا
35	FORD	Ford Motor Company	استاندارد كارخانه اتومبيل فورد
36	GPA	Gas processors Association	استاندارد پردازشگر هاي گاز امريكا
37	IAEA	International Atomic energy Agency	استاندارد بين المللي انرژي اتمي
38	ICEA	Insulated Cable Engineers Association	استاندارد كابل عايق آمريكا
39	IEC	International Electro technical Commission	استاندارد بين المللي برق و الكترونيك
40	IEEE	Institute Of Electrical & Electronics Engineers	استاندارد برق و الكترونيك
41	IESNA	Engineering	استاندارد مهندسان روشنايي
42	IMAPS	International Microelectronics &	استاندارد بين المللي ميكروالكترونيك
43	INCITS	International National Committee For Information Technology Standards	استاندارد بين المللي تكنولوژي اطلاعات
44	IPC	Association Connecting Electronics Industries	استاندارد اتصالات الكترونيك
45	ISA	International Society For Measurement & Control	استاندارد اندازه گيري دقيق آمريكا
46	ISUZU	Isuzu Motors Limited	استاندارد كارخانه اتومبيل ايسوزو
47	ITU-R	International Telecommunication Union/Radio communication Sector	استاندارد بين المللي ارتباطي راديويي
48	ITU-T	International Telecommunication Union/Telecommunication Standardization Sector	استاندارد بين المللي ارتباطي مخابراتي
49	JTCI	JOINT Technical Committee	استاندارد فني اتصالات
50	MSS	Manufacturers Standard Society Of The Valve & Fitting	Manufacturers Standard Society Of The Valve & Fitting
51	NACE	National	استاندارد انجمن خوردگي
52	NCITS	National Committee For Information Technology Standards	استاندارد تكنولوژي اطلاعات آمريكا
53	NEMA	National Electrical Manufacturers ASSOCIATION	استاندارد توليد كنند گان لوازم برقي آمريكا
54	NFPA	National Fire Protection Association	استاندارد ايمني آتش سوري آمريكا
55	NSE	NSF International	استاندارد بين اللملي صنايع غذايي
56	NTCIP	National Transportation Communication FOR ITS Protocol	استاندارد ارتباطات و حمل و نقل آمريكا
57	OPEL	ADAM OPEL AG	استاندارد كارخانه اتوموبيل اپل
58	PFI	Pipe Fabrication Institute	استاندارد لوله و اتصالات آمريكا
59	PPI	Plastic Pipe Institute	استاندارد لوله هاي پلاستيكي آمريكا
60	RWMA	Resistance Welder Manufacturers Association	استاندارد جوش كاري مقاومتي آمريكا
61	SAE	American Society of Automotive ENGINEERS	استاندارد خودرو آمريكا
62	SSPC	Society for Protective Coating	استاندارد روكش كاري و محافظت سطوح
63	TAPPI	TAPPI Organization	استاندارد كاغذ و كارتن آمريكا

Gaskets :

      Gasket ها يا واشرها جهت آب بندي مورد استفاده قرار مي گيرند. واشرهائي که جهت آب بندي فلنج هاي تخت (Flat Face) به Full-Face Type موسومند و گسکت هائي که براي فلنج هايRaised Face استفاده مي شود را Ring Type مي نامند. شکلهاي زير دو نوع از « گسکت رينگي» و نمونه اي از نوع Flat است.

     جنس مورد استفاده در گسکت ها معمولاً «آزبست» فشرده و يا  فلز غني شده از آزبست است.نوع دوم به خاطر اينکه در موقع باز و بسته کردن زياد آسيب نمي بيند بهتر است. انتخاب جنس واشر بستگي به نوع سيال خطوط و ميزان فشار و دماي آن دارد همچنين در مورد خورندگي سيال نيز دقت شود تا گسکت مناسبي انتخاب گردد.نوعي گسکت Flat نيز نيز بنام Spiral Wound داريم که قسمتي از آن بصورت فنري است.در زير شکل اين گسکت آمده است.

 در انتخاب نوع گسکت، سختي گسکت نيز مهم است.بطوريکه کارخانجات سازنده علاوه بر مشخصات گسکت ، سختي برينل هم ذکر مي گردد.استانداردهائي که در آنها در مورد گسکت و نحوه انتخاب آن توضيحاتي آمده است شامل ASME B16.21 & ASME B16.20  است.ASME B16.21 در مورد گسکت هاي غير فلزي است.اين استاندارد شامل جداول اندازه ، تولورانس گسکت ها براي فلنج هاي چدني است.

 

سوراخ پيچ در فلنج :

 

        تعداد سوراخ هاي پيچ و قطر آنها بستگي به سايز فلنج و کلاس فشاري آن دارد.محل قرارگيري سوراخ فلنـــج ها طوري است که چهار سوراخ در روي خطوط عمودي و افقي گذرنده از مرکز قرار نمي گيرند.زاويه بين خط مرکز و اولين سوراخ برابر است با 360 تقسيم بر دو برابر تعداد سوراخها و زاويه بين هر دو سوراخ نيز برابر 360 درجه تقسيم بر تعداد سوراخها است.

بطور مثال اگر تعداد سوراخها 4 عدد باشد، زاويه بين خط افقي و اولين سوراخ برابر : 45=2*4/360 است و زاويه بين سوراخها 90 درجه است.در شکل مقابل آرايش 8 تائي را نمايش مي دهد.

با توجه به اينکه Stud bolt به راحتي باز و بشته مي شود اکثراً از اين نوع پيچ براي بستن فلنج ها در نظر گرفته مي شود .از مزيت هاي ديگر اين نوع پيچ اين است که با ساير پيچ هائي که در ساختمان تجهيزات ديگر استفاده مي شود متمايز است و در هنگام ساخت و نصب امکان اشتباه بستن اين پيچ به تجهيزات ديگر کاهش مي يابد..همچنين اين نوع پيچ در سايزهاي مختلف يافت مي شود. محاسبه طول پيچ بوسيله فرمول زير صورت مي گيرد.

 

 

L=2(S+He+Hf+x)+Hg S : طول آزاد برابر دو يا سه برابر قطر «پيچ رزوه » He : ضخامت مهره Hf: ضخامت فلنج Hg: ضخامت gasket x:ارتفاع قسمت      Raised Face

 

برخي از سايز Stud Bolt ها در جدول زير آمده است:

 

نحوه اتصال فلنج به لوله :

 

فلنج ها از نظر نحوه اتصال نيز با همديگر متفاوتند و به دسته هاي زير تقسيم بندي مي شوند :

Welding Neck

Slip-On

Screwed

WELDING NECK  :

      جهت اتصال به اتصالات butt-weld يا نازل هاي تجهيزات و مخازن در دو نوع معمولي وبلند ساخته مي شود.به علت ضخامت کافي در جاهائي که دما زياد و تنش هاي برشي ، فشاري  و ارتعاشي وجود دارد بکار مي روند.

شکل سمت راست نوع معمولي و شکل سمت چپ نوع بلند است.

Slip-on :

      جهت فلنج اتصالاتي مانند زانوئيها به ديگر اتصالات فلنجي و يا فلنج لوله ها مناسب است . اين نوع فلنج مقاومت کمتري نسبت به شوک و ارتعاش دارد.مقاومت آن تحت فشار تقريباً يک سوم مقاومت فلنج Welding Neck مشابه مي باشد.

فاصله لوله تا انتهاي فلنج نيز همانند اتصالات Socket يک شانزدهم اينچ مي باشد.

 

Screwed/Threaded Flange   :

    اين فلنج ها نيز همانند اتصالات رزوه اي و پيچي است.

علاوه بر کاربردهاي بالا، فلنج ها جهت تغيير سايز خط نيز بکار مي روند.بنابراين دو نوع «فلنج کاهنده» و « فلنج افزاينده» نيز به دسته بندي هاي فلنج اضافه مي گردد.

     فلنج کاهنده در صورتي که اختشاش جريان مهم نباشد از اين فلنج جهت تغيير سريع سايز خط استفاده مي شود. ولي نبايد براي ورودي و خروجي دستگاههائي مثل پمپ از اين نوع استفاده کرد.

در مورد فلنج هاي افزاينده اتصال آن به دستگاههاي دواري همچون پمپ و کمپرسور مشکلي بوجود نمي آورد.

در برخي موارد حفره اي روي فلنج  بصورت زير ايجاد مي گردد تا از آن بعنوان Orifice استفاده نمود.شکل زير نمونه اي از welding neck orifice را نشان مي دهد.

    در برخي موارد نيز جهت انسداد لوله از نوعي فلنج استفاده مي شود که محل عبور جرياني ندارد ، به اين نوع فلنج نيز فلنج BLIND گفته مي شود.

      نمايش  نوع فلنج روي نقشه يا مدارک نامگذاري بوسيله کلاس فشاري ، نوع اتصال، نوع صورت فلنج و... صورت مي پذيرد. در زير چند نمونه از نامگذاريها آمده است :

1	FLANGE WN #150 8.74mm THK. RF ASME B16.47B ASTM A105
2	FLANGE WN #600 SCH 60 RF ASME B16.5 ASTM A105
3	FLANGE SW #150 RF ASME B16.5 ASTM A105
4	FLANGE SCRD #150 RF ASME B16.5 ASTM A105/GALV
5	FLANGE BLIND #300 RF ASME B16.5 ASTM A105
6	FLANGE LAPPED JOINT #300 RF ASME B16.5 ASTM A105
7	ORIFICE FLANGE WM/RF A105 #300 SCH 40
8	FLANGE RED WN #150 8.74mm THK. RF ASME B16.47 SR.B (SFC-2905) ASTM A105
SW : Socket Weld		SCRD : Screwed	WN : Welding Neck
RF : Raised Face		RED : Reduce Flanges	R(T)J : Ring (Type) Joint

 

        در اين نامگذاري بعد از اشاره به نوع فلنج ، کلاس فشاري و در برخي موارد ضخامت ذکر شده  و در انتها نيز متريال فلنج نوشته مي شود.

 

فلنج ها :

 

      در برخي موارد جهت اتصال لوله به تجهيز يا لوله به لوله از اتصال فلنجي استفاده مي شود.اين اتصال به جهت آساني نصب و جداشدن ، در مواردي کاربرد دارد که لازم است خط بصورت متناوب جهت بازديد يا تعمير باز و بسته شود . اتصال پمپ ها ، کمپرسورها،مبدلهاي حرارتي ، راکتورها و ... به خطوط لوله توسط فلنج هائي صورت مي گيرد که توسط استاندارد ASME B16.5 و API 6 B يکسان سازي شده است. يکي از مواردي که در فلنج ها اهميت زيادي دارد کلاس فشاري فلنج است. کلاس فشاري به سايز لوله ، فشار و دماي سيال درون خط ، خود سيال و مواردي از اين دست بستگي دارد ولي بطور کلي مي توان کلاس فشاري را بوسيله جدول زير به همديگر ربط داد :

     ديگر مساله مهم در فلنج ها صورت فلنج (Flange Facing) است که به دليل آب بندي متفاوت کاربردهاي خاص خود را دارند. صورت فلنج مي تواند داراي شيار ، برجسته يا صاف باشد . در زير دسته بندي انواع فلنج ها بر حسب « صورت فلنج» آمده است :

 

Raised Face

Flat Face

Ring-Joint Face

Lap-Joint Face

Ring-Joint Face :

       جهت سرويس هاي با دما و فشار بالا بسيار مناسب است ولي گرانتر از بقيه نوع ها مي باشد. هر دو جفت فلنج که به هم متصل مي شوند ، از لحاظ شکل و اندازه يکسان هستند . يک رينگ نيز در شيار بين دو صورت قرار مي گيرد.يکي از مزيت هاي اين فلنج عدم برخورد دو صورت فلنج به همديگر است.

 

 

جدول زير ابعاد فلنج براي کلاس 150 را آورده است.

 ابعاد به ميليمتر است.

Size	Diameter of raised portion	Pitch diameter of groove	Depth of groove	Width of groove	Radius at bottom	Approximate dist. between Flanges (mm)	Ring number
NPS	K	P	E	F	r
1	63,5	47,62	6,35	8,74	0,8	4,1	R15
1 1/4	73,2	57,15	6,35	8,74	0,8	4,1	R17
1 1/2	82,5	65,07	6,35	8,74	0,8	4,1	R19
2	101,6	82,55	6,35	8,74	0,8	4,1	R22
2 1/2	120,7	101,60	6,35	8,74	0,8	4,1	R25
3	133,4	114,30	6,35	8,74	0,8	4,1	R29
3 1/2	154,0	131,78	6,35	8,74	0,8	4,1	R33
4	171,5	149,22	6,35	8,74	0,8	4,1	R36
5	193,5	171,45	6,35	8,74	0,8	4,1	R40
6	219,0	193,68	6,35	8,74	0,8	4,1	R43
8	273,0	247,65	6,35	8,74	0,8	4,1	R48
10	330,2	304,80	6,35	8,74	0,8	4,1	R52
12	406,4	381,00	6,35	8,74	0,8	4,1	R56
14	425,5	396,88	6,35	8,74	0,8	3,0	R59
16	482,6	454,02	6,35	8,74	0,8	3,0	R64
18	546,1	517,52	6,35	8,74	0,8	3,0	R68
20	596,9	558,80	6,35	8,74	0,8	3,0	R72
24	711,2	673,10	6,35	8,74	0,8	3,0	R76

 

Lap Joint  :

         هنگامي که بخواهيم يک خط را که جنس لوله آن Stainless Steel  يا مواد نظير آن که گرانقيمت هستند ، بوسيله فلنج به يک قسمت ديگر خط يا دستگاه اتصال دهيم  ، از نوعي از فلنج استفاده مي کنيم که به لوله اصلي جوش نشود و فقط تکه کوچکي بنام STUB END به لـــوله متصل مي شود و عمل fitting بتوسط فلنجي صورت مي گيرد که مي تواند از جنس کـــــــــــربن استيل باشد.درضمن خوردگي نيز در اين حالت پيش نمي آيد.ديگر کاربرد اين فلنج ها موقعي است که زاويه سوراخهاي تجهيز مشخص نباشد و بوسيله  چرخاندن اين فلنج مي توان آن دو را به همديگر متصل نمود.

 

Flat Face    :

         براي اتصال شيرها و اتصالات چدني و فلنج هاي غير فولادي پمپ ها از اين نوع فلنج استفاده مي گردد . همچنين براي خطوط فشار پائين (مانند : (Cooling Water –CWR,CWS  که نشتي زياد مهم نباشد نيز از اين نوع فلنج ها استفاده مي شود.جهت آب بندي اتصالات نيز از واشرهائي استفاده مي شود که قطر خارجي آنها برابر قطر خارجي فلنج است.اين واشر همچنين امکان اتصال دو قطعه را غير ممکن مي کند و در نتيجه امکان شکست قطعات نيز کاهش مي يابد.

 

Raised Face  :

        عمدتاً از اين نوع فلنج در پــــــروژه استفاده مي شود و داراي ارتفاعي برابر 16/1 اينچ براي فلنج هاي کلاس 150 و 300 و 4/1 اينچ براي ساير کلاسها مي باشد. واضح است که اين فلنج ها بصورت نر ومادگي توليد مي گردند.

 

 

اتصالات پيچي (SCREWED) :

       اتصالات پيچي که در لوله کشي هاي ساختماني کاربرد وسيعي دارند معمولاً از جنس آهن نرم و چدن ساخته مي شوند.در کاربردهاي صنعتي نيز , اتصالات گالوانيزه کلاس 150و300 و شيرهاي در همين کلاس و در خطوط هوا و آب آشـــاميدني(INSTRUMENT AIR & POTABLE WATER) بکار مي روند.ولي بطور کلي اتصالات جوشي در سايت بر اتصالات پيچي ترجيح داده مي شود.در زير برخي از اتصالات پيچي توضيح داده شده است :

 

اتصال FULL COUPLING :

جهت اتصال دو لوله رزوه دار به همديگر بکار مي رود.اين اتصال همچنين در لوله کشي «ساکتي» نيز به کار برده مي شود.نوع ديگري از اين اتصال REDUCER COUPLING است که دو لوله با شعاعهاي متفاوت را به همديگر متصل مي کند. اتصال NIPPLE نيز همين عمل را انجام مي دهد با اين تفاوت که عمل اتصال بين دو اتصال را برقرار مي کند.در زير تصويري از REDUCER COUPLING و HEXAGONAL NIPPLE نشان داده شده است :

 

اتصال TANK NIPPLE :

        جهت ايجاد يک انشعاب پيچي به روي مخازن با فشار پائين بکار مي رود.در سه گونه متفاوت ساخت و عرضه مي شود که يکي داراي دو سر رزوه و يک قسمت مياني بدون رزوه است, دومين نوع آن يک تکه لوله با رزوه پيوسته است، و در آخر نوع سوم آن يک تکه لوله با يک سر رزوه شده است.معمولاً طول اين اتصال 6 اينچ مي باشد.

 

اتصال THREDOLET :

     نوعي از اتصالات Bonny Forge است .جهت انشعاب گيري 90 درجه بوده و ساختمان آن شبيه WELDOLET,SOCKOLET است. بيشتر جهت انشعاب گيري از درپوش لوله ها وسرمخازن از نوع «سر تخت» آن استفاده مي شود.

 

 

اتصال SWADGED NIPPLE :      يک اتصال کاهنده براي اتصال يک لوله بزرگتر و يک لوله با قطر کمتر بکار مي رود.از اين اتصال مي توان در موارد زير استفاده نمود : اتصال لوله کشي پيچي به پيچي لوله کشي پيچي به لوله کشي BUTT WELD لوله کشي BUTT WELD به نازل پيچي روي تجهيزات
روي نقشه نوع سرهاي SWAGE با علائم اختصاري بيان مي شود. که در جدول مقابل اين اختصارات آمده است.بطور مثال : NIPPLE TBE SMLS SCH 80 L=75mm ASTM A53 GR.B/GALV که نشان دهنده يک NIPPLE با دو انتهاي پــــــــيچي مي باشدو ديگر مشخصات نيز شامل «اسکچوئل»، طول و متريال است.		Plain both ends Plain large end Plain small end Beveled both ends Beveled large end Beveled small end Threaded both ends Threaded large end Threaded small end Beveled one end Plain one end Beveled one end		P.B.E P.L.E P.S.E B.B.E B.L.E B.S.E T.B.E T.L.E T.S.E B.O.E P.O.E B.O.E
اتصال UNION :    در برخي موارد با توجه به دو سر رزوه بودن لوله ها واتصالات , موقع باز و بسته نمودن آنها , اتصالي لازم است تا خللي در اتصالات ديگر پديد نياورد. اين اتصال همان UNION است که امکان نصب آسان , جداکردن لوله ها, شيرآلات يا  اتصالات مخازن را در سيستم لوله کشي پيچي فراهم مي کند. UNION ها ممکن است بصورت ترکيبي با يک اتصال ديگر عرضه شوند. مانند UNION ELBOW  و UNION TEE ها

اتصال HEXAGON BUSHING :

جهت اتصال يک لـــــوله به يک اتصال بزرگتر بکار مي رود. کاربرد عمده آن در اتصالات ابزار دقيق است.باتوجه به شکل ساده آن مي توان آنرا با يک سوراخ کاري و قلاويز زدن سوراخ ايجاد شده توليد نمود.اين اتصال در خطوط کم فشار بکاربرده مي شود. اتصالات ديگري همچون  زانوئيها سه راهيها از نوع پيچي نيز وجود دارد که از شرح آنها صرف نظر مي کنيم. در حالت عادي رزوه هاي روي اتصالات داخلي مي باشند ,ولي چنانچه رزوه ها بر روي اتصال زده شوند اصطلاحاتي چون « نر و مادگي» به نام اين اتصالات اضافه مي گردد.

رزوه هاي روي اتصالات پيچي بر اساس ASME B 1.20.1 و API 5B استانداردسازي شده اند.عموماً دو نوع رزوه براي لوله و اتصالات تعريف مي شود : «همگرا» و «مستقيم».تعداد رزوه در اينچ هر دو نوع يکسان است .اکثر اتصالات پيچي داراي رزوه هاي همگرا مي باشند.رزوه همگرا با علامت اختصاري NPT که مخفف Taper Pipe Thread است,مشخص مي شود.نوعي از رزوه اصلاح شده موجب تداخل کامل رزوه ها (تماس فلز با فلز) مي شود و مانع نشتي از ميان درزهاي مارپيچ مي گردد که در اين صورت علامت مشخصه آن NPTR است.(Rigid Mechanical Joint for Railings)

علامت مشخصه رزوه هاي مستقيم نيز NPS است که مخفف Straight Pipe Thread است.

مشخصات رزوه هاي NPT در زير آمده است :

 

 :

جهت مسدود سازي خطوط از CAP استفاده مي شود. اين اتصال نيز همانند ساير اتصالات در سه حالت BUTT WELD,SOCKET WELD,THREADED ساخته مي شود.

در صورتي که CAP  نوع پيچي از بيرون رزوه شده باشد آنرا پلاگ(PLUG) مي نامند.

کاهنده ها (REDUCER) :

      هنگاميکه بخواهيم دو لوله با قطرهاي متفاوت را به همديگر متصل نمائيم از REDUCER استفاده مي کنيم.کاهــــــــــــنده ها در دو فرم هم مرکز (CC:CONCENTRIC) و خارج از مرکز (ECC:ECCENTRIC) ساخته مي شوند.

 

انواع ديگري از انشعاب گيري وجود دارد که به روش Bonney Forge ساخته مي شوند که عبارتند از WELDOLET,SOCKOLET,ELBOWLET .

در زير توضيح هر کدام از موارد فوق آمده است:

اتصال WELDOLET :

انشعابي روي لوله اصلي است که روي لوله قرار مي گيرد و يک انشعاب 90 درجه باندازه سايز لوله اصلي يا کوچکتر از خط اصلي مي گيرد.محدوده استفاده از اين نوع انشعاب براي ســــايز لوله هاي با NPS 8/3 اينچ تا ســــــــايز 60  اينچ مي باشد.اصطلاح WELDOLET  مخفف WELD OUTLET مي باشد.

شکل WELDOLET

اين انشعاب استاندارد سازي نگرديده است ولي از استاندارد ASME B31.3 مي توان کمک گرفت. معمولاً از متريال ASTM A 105-A 350 –A 182 جهت ساخت آن استفاده مي شود.

اتصال SOCKOLET :

 اين اتصال نيز همانند اتصال WELDOLET است با اين تفاوت که انشعاب فرعي با اتصال «ساکتي» به آن متصل مي شود. SOCKOLET نيز مخفف دو کلمه SOCKET OUTLET مي باشد.

 

محدوده استفاده از اين اتصال بسته به فشار کاري دارد و اندازه آن بر طبق استاندارد ASME B16-11 مي باشد. براي کلاسهاي تا سه هزار پوند اتصال از 8/1 اينچ تا 4 اينچ مي توان انشعاب گرفت و تا کلاس شش هزار از 4/1 اينچ تا 2 اينچ مي توان از آن استفاده نمود.

نوع پيچي آن (Threaded) نيز به شکل زير مورد استفاده قرار مي گيرد.

اتصال ELBOLET :

 يک انشعاب کاهنده که بر روي زانوئي ها ( شعاع بلند يا کوتاه) ايجاد مي کند.اين اتصال نيز در سه نوع Socket,Butt,Thread  ساخته مي شود.

 

 

انشعاب  LATROLET :

مشخصات اين نوع اتصال به شرح زير است :

انتهاي پخ شده طبق استاندارد ASME B16-25

براي نوع «ساکتي» از استاندارد ASME B 16-11

نوع Threaded طبق استاندارد ANSI B1-20-1

 

اتصالات(Fitting) :

           جهت انشعاب گيري ، تغيير مسير لوله ها , بستن خطوط , تغيير سايز لوله و... از اتصالات استفاده مي گردد.زانوئيها ,فلنج ها , کوپلينگ ها وانشعابات (Boss) جـــــــزو اتصالات به حساب مي آيند.بسته به نوع اتصال که لب به لب , ساکتي يا پيچي باشد نوع اتصالات نيز تفاوت مي کند. در ادامه انواع اتصالات را توضيح خواهيم داد.

برحسب نسبت فشار (Pressure Rating) خطوط, استانداردهاي متفاوتي براي اتصالات تعريف شده است بعنوان مثال استاندارد ASME B 16.9 براي انشعابات با کاربرد عمومي مناسب بوده و استاندارد ASME B 31 براي خطوط با فشار بالا تمهيداتي در نظر گرفته است.

در جدول زير دسته بندي اين استاندارد ها آمده است.

 

Liquid transportation systems for Hydrocarbons, Liquid Petroleum gas, …	ASME B31.4
Refrigeration piping	ASME B31.5
Power piping	ASME B31.1
Chemical plant & petroleum refinery piping	ASME B31.3
Gas transmission & Distribution piping Systems	ASME B31.8

 

زانوئيها (Elbows) :

 جهت چرخش جريان به اندازه 90 يا 45 درجه از زانوئيها استفاده مي گردد. ولي علاوه بر اين اندازه ها در طراحي هاي خاص زانويي با درجه هاي غير متعارف و بصورت سفارشي نيز ساخته مي شود.

اتصالي که باعث برگشت 180 درجه اي جريان مي شود «برگشت» يا Return مي نامند که به نوعي آنرا مي توان جزو زانوئيها طبقه بندي نمود.برگشت ها در ساخت کويل هاي مبدل هاي حرارتي و Vent مخازن مورد استفاده قرار مي گيرد.

زانوئي 45 درجه	زانوئي 90 درجه	برگشت

 

بسته به شعاع چرخش , دو نوع زانوئي ساخته و عرضه مي گردد که عبارتند از «شعاع بلند» و «شعاع کوتاه» (Long-Radius , Short Radius) . زانوئيهاي شعاع بلند با شعاع 5/1 برابر قطر نامي لوله و براي سايزهاي 4/3 به بالا و زانوئيهاي شعاع کوتاه با شعاع برابر قطر نامي لـــــوله مي باشند.استاندارد ASME B16.9  براي شعاع بلند و ASME B 16.28  براي شعاع کـــــوتاه اندازه هاي استاندارد را بيان نموده است. اندازه استاندارد هريک از انواع زانوئيها ضميمه اين گزارش آمده است. يک نوع از زانوهاي 90 درجه ضمن تغيير جهت در مسير سايز لوله را نيز تغيير مي دهد که آن را «زانوي کاهنده» مي نامند.شعاع زانوئي کاهنده 5/1 برابر قطر نامي انتهاي بزرگتر است.

زانوئي کاهنده

ماتيرها (Miters) :

براي تغيير مسير لوله هاي بزرگتر از 10 اينچ که در فشار پائين کار مي کنند و افت فشار در آنها زياد مهم نباشد , با استفاده از چند تکه لوله که زاويه 90 درجه را تامين مي نمايد , درست مي شود. مايترها ممکن است از دو , سه يا چند تکه درست شوند . هر چقدر تعداد تکه ها زياد باشد مقاومت هيدروليکي مايتر کم مي شود. بطور کلي مقاومت در برابر جريان يک ماتير سه تکه تقريباً دو برابر زانوي شعاع بلند معادل مي باشد ولي از لحاظ اقتصادي مايتر باصـــرفه تر از زانوئي مشــــابه مي باشد.

نحوه نمايش يک مايتر در نقشه بصورت زير است:

4-CUT MITRE BEND SAW BE 15.9mm THK 56”

که نشان دهنده يک مايتر چهار تکه ،با انتهاي پخ شده با ضخامت 15.9 ميليمتر با سـايز 56 اينچ مي باشد.

 

سه راهي ها (Tees):

            براي انشـــــعاب گيري از خطوط اصلي از سه راهي ها استفاده مي شود. انشعاب گرفته شده مي تواند هم داراي زاويه 90 درجه باشد و هم مي تواند بصورت 45 درجه از آن جــــدا شود. همچنين انشعاب گرفته شده مي تواند با قطري برابر قطر خط اصلي باشد و يا با قطري کمتري از قطر خط اصلي. درصورتي که انشعاب گرفته شده 90 درجه باشد آنرا Straight Tee يا «سه راهي مستقيم» مي نامند .اگر قطر انشعاب گرفته شده کمتر از قــــطر خط اصلي باشد آنرا « سه راهي کاهنده» يا Reducing Tee مي نامند.نوع ديگري از سه راهي که کـــــاربرد خاص دارد Bullhead مي باشد که در آن قطر فــــــرعي از قطر اصلي بزرگتر است و به ندرت مــــــــورد استفاده قرار مي گيرد.در سه راهي هاي کاهنده قطر انشعاب نمي تواند کمتر از نصف قطر لوله اصلي باشد.

 

مهمترین SPEC در جوشکاری WELDING PROEDURE SPEC. یا همانWPS می باشد که بسته به نوع مواد , نوع جوشکاری مشخصات BEVEL ، شرایط پیش گرم کردن قبل از جوشکاری , مشخصات الکترود و... در آن موجود است.

  در آماده سازی لبه و پروسه جوشکاری و عملیات جوشکاری , رعایت برخی از نکات الزامی است که در مدارک و استانداردها توضیح داده شده است.

در اینجا نمونه ای از این موارد آمده است :

§    در اتصالات Butt , شکل انتهای لوله (End Profile)  برای لوله ها و اتصالات باید مطابق با استاندارد ASME B 16.25 باشد.

§    اگر ضخامت لوله کمتر از 25 میلیمتر باشد, شکل انتهای لوله باید Single Bevel باشد.

§    در اتصالات Socket بین انتهای Socket و لوله فاصله 3-1 میلیمتر حفظ شود.اطلاعات بیشتر در استاندارد ASME B13.3 & ASME B31.1 موجود است.

§    حداقل 20 میلیمتر از انتهای پخ شده لوله باید عاری از انواع آلودگیها باشد.

§    اگر سطوح خارجی دو لوله هم محور نشده باشند, جوشکار باید بین آنها را TEPERED نماید. این کار با زاویه 30 درجه و بر اساس استاندارد ASME B31.3 صورت می گیرد.

§    FITUP باید توسط جوشکار ماهر و با همان الکترود معرفی شده برای جوش اصلی (ROOT PASS) انجام پذیرد.

§    TACK WELD نباید به ریشه آسیب برساند.

§    تعداد TACK WELD ها به سایز لوله بستگی دارد و عموماً بر طبق جدول زیر محاسبه می شود :

 

2   Tack for 2” and Smaller Pipe Diameter

4   Tack for 3” to 12” Pipe Diameter

6   Tack for 14” and Larger Pipe Diameter

 

§    از Tack Weld نباید برای هم محور نمودن لوله های Low Alloy  یا High Alloy و لوله های غیر آهنی استفاده کرد و در عوض باید از یک تکه فلز هم جنس , جهت نگهداری لوله استفاده نمود.

§    قطر الکترود برای جوش پاس اول 2.6 میلیمتر پیشنهاد می شود و نباید از 3.2 بزرگتر باشد.

§    نفوذ جوش در داخل لوله نباید از 3 میلیمتر بیشتر باشد.

§    جوشکاری لوله ها باید بطور پیوسته انجام پذیرد و اگر وقفه زمانی ایجاد گردد, باید قبل از ادامه جوشکاری ،طبق WPS ( WELDING PROCEDURE SPEC.) شرایط پیش گرم رعایت شود.

§    در هنگام جوشکاری باید از ایجاد هرگونه شُک ضربه ای و ارتعاش جلوگیری بعمل آید.

§    برای سرویسهای با دمای کاری بالا که لوله از جنس استنلس استیل یا آلیاژی است , قط الکترود نباید از 4 میلیمتر بیشتر باشد.

§    دو جوشکار نباید بطور همزمان در دو پاس مختلف در یک سرجوش کار کنند.

§    حداکثر ارتفاع جوش که اصطلاحاً «CAP» نامیده می شود, نباید از 3 میلیمتر بیشتر باشد.

§    عملیات جوشکاری نباید در شرایط آب و هوائی نامناسب(باران, برف, بادهای شدید و...) صورت گیرد.در غیر اینصورت باید از حفاظ مناسب استفاده شود.

§    در شرایطی که دما از 10 درجه سانتیگراد پائینتر باشد , عملیات پیش گرمایش تا این دما صورت گیرد؛حتی اگر در WPS اشاره نشده باشد.

§    عملیات HEAT TREATMENT  یا پیش گرمایش که به منظور آماده سازی لوله جهت عملیات جوشکاری است, توسط القاء حرارتی با المنتهای حرارتی یا سوختن گاز اکسی استیلن یا اکسی پروپان , البته در صورتیکه کارفرما تائید نماید, صورت می گیرد.

 

 

§    شرایط دمائی پیش گرمایش باید در طول مدت جوشکاری حفظ شود و پس از عملیات جوشکاری جوش پوشانده شود تا به تدریج سرد گردد.

§    عملیات حرارتی موضعی به جهت نصب ساپورت یا نصب اتصال صورت می گیرد باید بر طبق WPS باشد. این عملیات را اصطلاحاً POSTWELD HEAT TREATMENT (PWHT) می نامند.

§    همه ترمو کوپلها که جهت اندازه گیری دما نصب می شود باید به اندازه کافی عایق گردد تا اشتباهی در اندازه گیری صورت نگیرد

روشهای اتصال لوله ها :

 عمده روشهایی که برای اتصال لوله ها بکار می رود را میتوان در سه دسته اصلی تقسیم بندی کرد, دو روش بصورت جوشی و  روش  دیگر بصورت پیچی است .این سه روش عبارتند از :

·   BUTT WELDED

·   SOCKET WELDED

·   SCREWED

اتصال BUTT WELD  :

در این روش که به روش « جوش لب به لب » نیز موسوم است, دو لوله در راستای هم قرار داده می شوند و در فاصله مناسبی از یکدیگر خال جوش خورده و سپس توسط جوشی پیوسته به هم متصل می شوند . البته قبل از انجام اتصال دو انتهای لوله پخ زده می شود که به آماده سازی لبه (Edge Preparation) موسوم است. در زیر مشخصات پخ ایجاد شده و نمونه ای از این نوع جوش ، آورده شده است :

برای لوله با ضخامت بیش از 4/3 اینچ

برای لوله با ضخامت کمتر از 4/3 اینچ

نوع پخ ایجاد شده بر طبق استاندارد ASTM B16.25   همانطوریکه بیان شد در هنگام جوشکاری لوله ها و اتصالات ابتدا دو لوله در امتداد هم قرار می گیرند, سپس بوسیله جوشهای موقت دو لوله در حالت هم محوری ، ثابت می شوند که به این عملیات اصطلاحاً FITUP گفته می شود. پس از انجام جوشکاری اصلی , جوشهای موقت از لوله جدا می گردند. شکل زیر نمونه ای از FITUP را نمایش می دهد.  روش های جوشکاری و تعداد لایه های جوش , که اصطلاحاً « پاس جوش » نامیده می شود,بسته به نوع فلز و شرایط کاری آن , در مدارک مخصوصی توضیح داده می شود. اتصال SOCKET WELD : در این نوع اتصال یکی از لوله ها در داخل اتصالات دیگر قرار گرفته و دور تا دور آن با فلز جوش پر می شود. در این نوع اتصال انتهای لوله ها صاف ساخته می شود.در زیر شکلی از این نوع اتصال آمده است :               جنس لوله ها:            جنس لوله ها با توجه به نوع سرويس و شرايط کارکرد تعيين مي شود.           و به همين دليل لوله در جنس هاي مختلف توليد و عرضه مي شود.             پس ابتدا به بررسي انواع فولادها مي پردازيم :             انواع فولادها      کربن استيل : فولادي که عناصر آلياژي آن کمتر از 1% و ماکزيمم مقدار کربن    آن 0.25% باشد را فولاد کربن استيل مي نامند.در اين ميان نيز عددي بنام   «کربن معادل» تعريف مي شود که روشي جهت تمييز فولادهاست و به صورت زير    تعريف مي شود: CE=%C+%Mn/6+ (%Ni+%Cu)/15+ (%Cr+%Mo+%V)/5 و بر طبق اين مشخصه، کربن معادل فولاد کربن استيل نبايد بيشتر از 0.43  باشد. فولاد کربن استيل بر اساس عمليات حرارتي که روي آن انجام مي گيرد ( ريخته گري ، شکل دهي و...)به انواع مختلف تقسيم مي گردد.     اين جنس لوله بطور متداول مورد استفاده قرار مي گيرد و بر طبق استاندارد  ASTM با دو کد A53,A106 مشخص مي شود. ترکيب شيميائي اين دو ، همسان  بوده ولي نوع عمليات حرارتي که روي آن انجام مي گيرد متفاوت است و هريک ،  در دو گريد A,B توليد مي شوند که نوع B داراي استحکام بيشتري است، ولي نرمي آن کمتر است.به همين دليل گريد A براي خمش سرد و کويلهاي بسته  توصيه مي شود.ترکيب شيميائي کربن استيل بر اساس کد آن در استاندارد  ASTM و جداول مربوطه مشخص مي شود.بطور مثال :                                                                 A106 Gr.B SMLS حرف A نمايانگر فولاد است ، عدد 106 نوع آن را نمايش مي دهد که مقدار عناصر  آلياژي در جداولي توسط ASTM تهيه شده است. گريد B نيز همانطور که توضيح  داده شد نوع عمليات حرارتي انجام يافته روي آن است.در جدول استاندارد  مي توان براي اين فولاد مشخصات زير را پيدا نمود: MPa psi         Property 415 60,000         Min. Tensile Strength 240 35,000         Min. Yield Strength                         فولاد Killed Carbon : نوعي کربن استيل است که روي آن عمليات اکسيژن زدائي           صورت گرفته و اصطلاحاً آرام شده است.اين عمل باعث افزايش مقاومت در دماهاي           پايين مي شود.    فولادLow Alloy :نوعي فولاد آلياژي است که درصد عناصر آلياژي آن پائين است.    اصولاً اين عناصر باعث تقويت خواص فولاد ، از قبيل : کاهش ضريب انبساط ،    مقاومت در فشارهاي بالا ،افزابش مقاومت در برابر خوردگي و... مي گردند.   دو نمونه از اين نوع فولادها در زير آمده است :                                       A335  Gr. P11 : %1.25 Cr   &  %0.5 Mo                                      A335  Gr. P22 : %2.25 Cr   &  %1  Mo براي دو گريد فوق، مقادير مقاومت تنش به صورت زير معين شده است: TENSILE REQUIREMENTS Minimum tensile strength             Minimum yield strength ksi MPa           ksi                      MPa 60.0 415            30.0                     205     فولاد آلياژي : اگر درصد عناصر آلياژي در فولاد از يک حد خاصي بالا باشد، آنرا فولاد آلياژي مي نامند.    افزودن نيکل باعث تغيير ساختمان کريستالي شده و شکل پذيري ، چقرمگي و  قابليت جوشکاري فولاد را افزايش مي دهد.همچنين باعث افزايش مقاومت در برابر  خوردگي محيطي مي گردد. موليبدن (Mo) باعث افزايش مقاومت در برابر  خوردگي هاي حفره اي و شکافي (Crevice & Pitting) مي شود.کربن و نيتروژن  نيز مقاومت فولاد را افزايش مي دهند. نمونه اي از اين فولاد در زير آمده است  :                                        A312  Gr. TP304    استنلس استيل Stainless Steel  : نوعي فولاد آلياژي است که درصد عناصر    نيکل و کروم آن نسبت به بقيه عناصر آلياژي بالاست .بطور کلي اگر ميزان کروم    فولاد از 11 درصد بيشتر باشد ، آنرا Stainless Steel  مي نامند.اين مقدار کروم  باعث مي شود که هنگام خوردگي، لايه نازکي روي فولاد تشکيل شود و همين  لايه باعث جلوگيري از خوردگي هاي بعدي مي شود و عملاً باعث ترميم خوردگي  مي شود . همچنين S.S در برابر حرارت نيز مقاومتر است.   بيش از 200 گريد مختلف براي استنلس تعريف شده است که مقاومت در برابر حرارت  و خوردگي و مشخصات مکانيکي متفاوتي دارند و در 5 دسته طبقه بندي شده اند که از شرح آنها صرف نظر مي کنيم   فولاد گالوانيزه : فولادي است که روي آن را با روکشي از «روي» پوشش مي دهند که آنرا در برابر عوامل محيطي همچون زنگ زدگي محافظت مي کند.در سايت اوره و آمونياک ،اکثر ساپورت ها روکش گالـوانيزه دارند.همچنين جهت انتـقال آب آشاميدني ، هواي ابـــزار دقيق از لوله هاي گالوانيزه استفاده مي شود.   A53 GR.B / GALV   - اين نوع لوله براي فشارهاي پائين و دماهاي نسبتاً پائين مناسب است.در مورد نام گذاري نيز ، فلز پايه کربن استيل A53 گريد B است و GALV. هم نمايانگر روکش گالوانيزه آن.    بطور کلي از مواد مختلفي بعنوان روکش براي لوله ها استفاده مي شود. اين روکش ها به دو قسمت عمده تقسيم مي شوند :يکي روکش هائي هستند که سطح لوله را بصورت شيميائي تغيير نمي دهند و ديگري روکش هائي که تاثير شيميائي روي لوله دارند. روکش هاي نوع اول خود به چند دسته مختلف تقسيم مي شوند که از آن جمله مي توان به روکــــش هاي فلزي و غير فلزي اشاره نمود.روکش هاي نوع دوم نيز به دو دسته تقسيم مي شوند:روکش هاي با تغيير شيميائي و روکش هاي با تغيير فيزيو-شيميائي. در زير چند نمونه از روکش ها آمده است :    رنگ کاري ، قـــــــيراندود کردن ، رنگ زدن با اســــــپري هاي تقويت شده با فـلزهاي گوناگون ، روکش اتيل سيليکات، Sherardizing،Chromizing ،  Phosphating چدن : ترکيبي از آهن و کربن که درصد کربن آن بالاي 2.2 % است . عمده ترين نوع چدن ، چدن خاکستري است.از مزيت هاي آن مي توان به پائين بودن نقطه ذوب و ريخته گري آسان اشاره نمود.جنس بدنه اکثر شيرآلات از چدن است. شيشه Borosilicate : قديميترين نوع شيشه که در مقابل حرارت مقاوم است و جهت ساخت Sight Glass ، شيشه گيج بويلر(Boiler Gauge Glass) و... مورد استفاده قرار مي گيرد. اين شيشه در برابر واکنش هاي شيميائي نيز مقاوم است.. ·         ساير مواد: موادي چون مس،آلومنيوم و... نيز به دلايل مختلف مورد توجه قرار مي گيرد. علاوه بر اين، لوله هاي PVC ، پلي اتيلني و کلاً لوله هاي پلاستيکي نيز در Piping مورد استفاده قرار مي گيرند.       استاندارد API 5L : اين استاندارد نيز مانند استاندارد ASTM ، لوله هاي با مشخصات و گريدهاي مختلف معرفي مي کند. بيشترين گريد استفاده شده، گريد B مي باشد که اغلب براي لوله هاي با قطر بيشتر از 8” از آن استفاده مي شود. مشخصات اين گريد به شرح زير است : API 5L  GR.B TENSILE REQUIREMENTS Minimum tensile strength Minimum yield strength ksi MPa ksi MPa 35.0 241 60.0 413   همچنين از اين گريد مي توان بجاي گريد A 106 GR.B  استفاده نمود   اصطلاح «Piping» عموماً در مسائل مربوط به انتقال سيال از طريق لوله , اتصالات مربوطه و شيرآلات بكاربرده مي شود . باتوجه به اينكه لوله جزء اصلي لوله كشي را تشكيل مي دهد ابتدا به شرح آن مي پردازيم : لوله ها : محصولاتي كه بصورت تيوپ عرضه مي شوند , عموماً « لوله » يا « تيوپ» ناميده مي شوند.تيوپ ها كه كاربرد آن درمبدل ها ،بويلرها ،قطعات ابزار دقيق و ماشين آلات است، توسط قطر خارجي و ضخامت جداره بر حسب يك هزارم اينچ يا «BWG» مشخص مي گردند. در حاليكه لوله ها توسط «قطر نامي لوله»وضخامت برحسب «Schedule Number» شناسائي مي شوند.البته در استانداردهاي مختلف تقسيم بنديهاي متــعددي در اين زمينه صورت گرفته است, بدين دليل در ابتدا به تشريح استانداردها مي پردازيم : استانداردهايPiping  :      استانداردها و كدها براي سرويس هاي مختلف توسط موسسات استاندارد بين المللي تهيه و توزيع ميگردد.اين استانداردها شامل نحوه ساخت لوله،نحوه استفاده،طراحي،انشعاب،اتصال ،نحوه نصب و نحوه تست خطوط لوله مي باشند.در تهيه اين استانداردها مهمترين مطلبي كه مورد نظر بوده «ايمني» در هنگام استفاده و كاركرد است .    اين استانداردها بسته به شرايط از گذشته تا كنون تكميل تر شده و در حال تغيير بوده اند. انجمن هاي مختلف در زمينهPiping  استانداردهائي ارائه كرده اند كه از جمله مي توان به موارد زير اشاره نمود : ASME ASTM ANSI AWWA API American Standards in Mechanical Engineering American Society for Testing and Materials American National Standards Institute American Water Works Association American Petroleum Institute استانداردهاي ديگري نيز در لوله كشي مورد استفاده قرار مي گيرند تا استانداردهاي فوق را تكميل نمايند ، از جمله اين استانداردها مي توان به موارد زير اشاره نمود : PPI AWS PFI MMS Plastic Pipe Institute American Welding Society Pipe Fabrication Institute Manufacturers Standardization Society of Valve and fitting Industry استاندارد «ASME»  استانداردي است كه عموميت بيشتري دارد. اين استاندارد لوله كشي در كاربردهاي گوناگون را تقسيم بندي و توضيح داده است : B31.1 B31.2 B31.3 B31.5 B31.9 Power Piping Fuel Gas Piping Chemical Plant And Petroleum Refinery Piping Refrigeration Piping Building Service Piping لوله ها در كلاسهاي متفاوت و بسته به كاربرد توليد و عرضه مي شود.بطوركلي محصولات لوله به چند نوع اصلي تقسيم شده اند.هريك از اين گروهها نيز به بخشهائي ريز مي گردند.نمونه اي از اين دسته بندي به شرح زير است : دسته بندي اصلي لوله ها نوع لوله كاربرد استاندارد Standard لوله هاي ساختماني،سرويس هاي كم فشار ، سرويس هاي مبرد و... تحت فشارPressure سرويس هاي مايع ، گاز يا بخار با دما و فشار نسبتاً بالا خطوط Line لوله با سر مسطح يا رزوه شده براي خطوط لوله نفت ، گاز يا بخار آب تميز Water Well لوله هاي مورد  مصرف در پمپ ها، توربين ها و.. متفرقه جهت مصارف گوناگون مانند : سرويس هاي فلاشينگ

SFA 5.1 Welding Electrodes

 

 

SMAW, (Shielded Manual Arc Welding) or more commonly known simply as “stick” welding is still the most widely used welding method. And carbon steel is still the most widely used steel. And for the previous reasons, it is also the most common electrode specification referenced in welding procedures. The electrodes in this group are the fabrication “work horses” throughout the welding world. There is very little useful online information about the welding electrodes used for carbon steel welding. This welding article should give you most of the electrode performance information that you need to either write your own WPS, PQR, or to review a welding procedure for this electrode group. It can also help with selection of the correct electrode based upon available job specifications, welding equipment, position of welding, and base metal. 

 

                                                        

Classification of Electrodes

 

AWS Class	Type of Coating or Covering	Welding Positions	Type of Current
E6010	High cellulose sodium	F, V, OH, H	dcep
E6011	High cellulose potassium	F, V, OH, H	ac or dcep
E6012	High titania sodium	F, V, OH, H	ac or dcen
E6013	High titania potassium	F, V, OH, H	ac, dcep, or dcen
E6019	Iron oxide titania potassium	F, V, OH, H	ac, dcep, or dcen
E6020	High iron oxide	H-fillets, F	H=ac or dcen, F= ac, dcep, or dcen
E6022	High iron oxide	F, H	ac or dcen
E6027	High iron oxide, iron powder	H-fillets, F	H=ac or dcen, F= ac, dcep, or dcen
E7014	Iron powder, titania	F, V, OH, H	ac, dcep, or dcen
E7015	Low hydrogen sodium	F, V, OH, H	dcep
E7016	Low hydrogen potassium	F, V, OH, H	ac or dcep
E7018	Low hydrogen potassium, iron powder	F, V, OH, H	ac or dcep
E7018M	Low hydrogen iron powder	F, V, OH, H	dcep
E7024	Iron powder, titania	H-fillets, F	ac or dcen
E7027	High iron powder, titania	H-fillets, F	H=ac or dcen, F= ac, dcep, or dcen
E7028	Low hydrogen potassium, iron powder	H-fillets, F	ac or dcep
E7048	Low hydrogen potassium, iron powder	F, V, OH, H, V-down	ac or dcep

 

Notes to Above Table:

A.      Welding Position Abbreviations as Follows:

F=Flat

H=Horizontal

H-fillets=Horizontal Fillets

V-down=Vertical with Downward Progression

 

V=Vertical and OH=Overhead. For electrodes 3/16 in. (4.8 mm) and under, except 5/32 in. (4.0 mm) and under for classifications

 E7014, E7015, E7016, E7018, and E7018M.

 

B.       The term “ac” means alternating current. The term “dcep” means direct current electrode positive (dc, reverse polarity). The term

“dcen” means direct current electrode negative (dc, straight polarity).

C.      Electrodes of the E6022 class are used for single pass welds only.

 

Typical Amperage Ranges

 

AWS Class	1/16 in  6 mm	5/64 in 2 mm	3/32 in 2.4 mm	1/8 in 3.2 mm	5/32 in 4 mm	3/16 in 4.8 mm	7/32 in 5.6 mm	1/4 in 6.4 mm	5/16 in 8 mm
E6010	n/a	n/a	40-80	75-125	110-170	140-215	170-250	210-320	275-425
E6011	n/a	n/a	40-80	75-125	110-170	140-215	170-250	210-320	275-425
E6012	20-40	25-60	35-85	80-140	110-190	140-240	200-320	250-400	300-500
E6013	20-40	25-60	45-90	80-130	105-180	150-230	210-300	250-350	320-430
E6019	n/a	35-55	50-90	80-140	130-190	190-250	240-310	310-360	350-410
E6020	n/a	n/a	n/a	100-150	130-190	175-250	225-310	275-375	340-350
E6022	n/a	n/a	n/a	110-160	140-190	170-400	370-520	n/a	n/a
E6027	n/a	n/a	n/a	125-185	160-240	210-300	250-350	300-420	375-475
E7014	n/a	n/a	80-125	110-160	150-210	200-275	260-340	330-415	390-500
E7015	n/a	n/a	65-110	100-150	140-220	180-255	240-320	300-390	375-475
E7016	n/a	n/a	65-110	100-150	140-220	180-255	240-320	300-390	375-475
E7018	n/a	n/a	70-100	115-165	150-220	200-275	260-340	315-400	375-470
E7018M	n/a	n/a	70-100	115-165	150-220	200-275	260-340	315-400	375-470
E7024	n/a	n/a	100-145	140-190	180-250	230-305	275-365	335-430	400-525
E7027	n/a	n/a	n/a	125-185	160-240	210-300	250-350	300-420	375-475
E7028	n/a	n/a	100-145	140-190	180-250	230-305	275-365	335-430	400-525
E7048	n/a	n/a	n/a	80-140	150-220	210-270	n/a	n/a	n/a

 

Note: n/a=Not Applicable. The electrode is not manufactured in that diameter.

 

Welding Electrode Numbering System

 

The welding numbering system consists of mandatory designators and optional supplemental designators. The letter “E” is a mandatory designator. The four or five following numbers are also mandatory. The letter “M” following these is also a mandatory requirement for military electrodes. Any additional numbers or letters are optional and designate specific additional testing that the electrode manufacturer has complied with. The easiest way to explain this seemingly complicated process is with a couple of electrode examples:

1.       E7018M

2.      E7018-1HZR

 

1.       E7018M

 

“E” is simply the designator for electrode.

“70” designates the minimum tensile strength in ksi (thousands of pounds per square inch) as proven by testing according to code specification by the manufacturer. Electrodes made for other specifications include 80, 90, 110, 120 and other ksi tensile strengths.

“1” designates that this electrode is all position. A “2” designation in the same location would be for flat and horizontal only.

“8” designates the composition of the flux coating which in this case is low hydrogen iron powder.

“M” designates that this electrode meets most military requirements for greater toughness and lower moisture content.

 

2.      E7018-1HZR

 

The “E7018” portion will have the same breakdown as above. The rest are optional supplemental designators.

“-1” designates that the electrodes “E7016” and “E7018” meet the requirements for improved toughness. For “E7024” electrodes, it also means improved ductility in addition to the improved toughness.

“HZ” designates that the electrode meets the requirements of the diffusible hydrogen supplemental test of the weld metal.

“R” designates that the electrode meets the requirements of the absorbed moisture supplemental test. This is a mandatory test for “M” or military applicable electrodes.

 

Uses and Performance Characteristics of SFA 5.1 Welding Electrodes

 

E6010 Electrodes

 

E6010 electrodes penetrate deeply and the arc is similar to spray arc welding. The slag is thin and may not completely cover the weld bead. The welds usually have an uneven rippled look to them. Fillet welds will be relatively flat.  These electrodes are commonly used for welding carbon, galvanized, and some low alloy steels. These welding electrodes are designed for use with DCEP (electrode positive) current.

 

E6011 Electrodes

 

E6011 electrodes are for use primarily with ac current, although they will run with DCEP, but at a reduced weld penetration. They are designed to duplicate the usability and welding ability characteristics of E6010.

 

E6012 Electrodes

 

E6012 electrodes have a low penetrating arc and thick heavy slag.  Small size fillet welds can be difficult to make and may have incomplete root penetration with this electrode.  In the vertical and overhead positions, E6012 will produce a larger size fillet weld with a convex weld face compared to E6010 or E6011. The weld ripples are rough looking but will smooth out somewhat as the bead size increases. These electrodes are good for bridging wide gaps due to poor fit-up. For vertical and overhead welding, electrode size selection should be one size smaller than for E6010 or E6011.

 

E6013 Electrodes

 

E6013 electrodes are similar in welding characteristics to E6012. They were designed primarily for use with light sheet metal and produce a much smoother arc transfer.  The slag removal is easier due to the different coating (high titania potassium). These characteristics allow

this electrode to be manufactured in smaller than standard electrode diameter sizes. Fillet welds have a flat rather than convex appearance.

Groove welds exhibit a concave weld face and the weld metal remains freer of slag and oxide inclusions. This allows sound welds with the smaller diameter electrode sizes that often meet Grade 1 radiographic requirements.

 

E6019 Electrodes

 

E6019 electrodes also meet the Grade 1 radiographic requirements. They provide a deeper arc penetration than E6013 and E6020 and are suitable for multipass welds on steel up to one inch thick.  The slag is easy to remove. Weaving in the vertical up position will frequently cause undercutting (edge melt) and should be kept to a minimum.

 

E6020 Electrodes

 

E6020 electrodes run similar to E6010 with a medium to deeply penetrating welding arc depending upon welding current.  This electrode produces a smooth and flat or slightly concave weld face with easily removable slag. E6020 electrodes are best used on thicker base material.

 

E6022 Electrodes

 

E6022 electrodes are designed for single pass, high current, high-speed welding of flat groove welds or horizontal lap joints. The weld face is more convex in appearance and the weld face is usually less uniform due to the higher welding speeds.

 

E6027 Electrodes

 

E6027 electrodes have similar arc characteristics to E6010 and E6020 with a medium penetrating spray type arc. The heavy electrode covering (high iron oxide, iron powder) produces a thick, but easy to remove slag. Weld faces are flat to slightly concave with a smooth and even ripple. These electrodes are suited for multi-pass welding on thicker base metal.

 

E7014 Electrodes

 

E7014 electrodes have similar welding characteristics to E6012 and can bridge wide gaps also. The addition of iron powder allows higher amperage and deposition rates and its use as an all position welding electrode. These electrodes can be used for carbon or low allow steel.

Fillet weld faces are usually flat to slightly convex. Welding slag is easy to remove.

 

E7027 Electrodes

 

E7027 electrodes have the same weld ability and performance characteristics as E6027, but are designed for applications requiring higher yield and tensile strengths.

 

Low Hydrogen Welding Electrodes

 

E7015 Electrodes

 

E7015 electrodes, like all low hydrogen electrodes, require a short arc length (usually no more than 1/8” or 3.2 mm) to prevent porosity in the weld bead. These electrodes are commonly used for making small welds on thick base metal and for welding high sulphur and enameling steels. On normal carbon steel, the slag is thick and easy to remove. On high sulfur steels, the slag is tightly adhering and more difficult to remove and produces an irregular looking weld bead compared to welding on normal steels.

 

E7016 Electrodes

 

E7016 electrodes have similar welding characteristics as E7015 except that they were designed with the ability to be used with ac current also. E7016-1 has manganese content at the high end of the acceptable range and is intended for welds requiring a lower transition temperature. (The transition temperature is basically the rise in temperature of the welded base metal that will change the mechanical properties of the steel from ductile to brittle. Certain steels have a narrow transition range and require post weld heat treatment to return the welded steel back to its original mechanical properties to prevent fracture cracking).

 

E7018 Electrodes

 

E7018 electrodes are used to join regular carbon, high-strength, high carbon, or low alloy steels. Welding characteristics are the same as E7015 or E7016. The welds produced have a slightly convex face and a smooth finely rippled surface. They have medium penetration, low spatter, and a smooth quiet arc. E7018-1 1 has manganese content at the high end of the acceptable range and is intended for welds requiring a lower transition temperature as with E7016-1.

 

E7018M Electrodes

 

E7018M electrodes have the same welding characteristics as E7018 electrodes. Additional code specific testing requirements are required for a welding electrode to have the “M” designation such as tougher moisture values, higher impact test values, and limiting the included groove angle to 60°. This electrode is used to join carbon steels to higher carbon steels and to high strength low alloy steels.

 

E7028 Electrodes

 

E7028 electrodes have the same basic properties as E7018 electrodes except that they can only be used in the flat and horizontal position. The thicker flux coating gives higher deposition rates compared to E7018 electrodes of the same diameter.

 

E7048 Electrodes

 

E7048 electrodes are designed for exceptionally good vertical down hand welding. They have the same design and usability traits as E7018 welding electrodes.

جوشكاري اولتراسونيك شامل استفاده از انرژي صوتي با فركانس بالا براي نرم كردن و ذوب كردن ترموپلاستيك ها در منطقه جوش است . قسمت هايي كه بايد به يكديگر جوش داده شوند زير فشار روي هم نگه داشته شده و تحت ارتعاشات اولتراسونيك با فركانس 20 تا 40 كيلو هرتز قرار مي گيرند. موفقيت جوش به طراحي مناسب اجزا و مناسب بودن موادي كه جوش داده مي شوند بستگي دارد.

از آنجا كه جوشكاري اولتراسونيك بسيار سريع است ( كمتر از 1 ثانيه ) و قابليت اتوماسيون دارد به طور وسيع از آن در صنعت استفاده مي شود . براي تضمين سلامت جوش طراحي مناسب اجزا بخصوص فيكسچرها لازم است . با طراحي مناسب از اين روش مي توان در توليد انبوه استفاده كرد.
يك ماشين جوشكاري اولتراسونيك شامل اجزاي زير است :
يك منبع تغذيه ، يك مبدل ، يك آمپلي فاير تقويت كننده به نام بوستر ، يك وسيله توليد صدا يا شيپوره ( horn )
منبع تغذيه فركانس برق شهر 50-60 هرتز را به 20-40 كيلو هرتز مي رساند . اين انرژي به مبدل مي رود و در مبدل ديسك پيزو الكتريك انرژي الكتريكي را به ارتعاش در فركانس اولتراسونيك تبديل مي كند. اغلب ماشين هاي اولتراسونيك در فركانسي بالاتر از 20 كيلو هرتز كار مي كنند و صدايي توليد مي كنند كه گوش انسان قادر به شنيدن آن نيست . امواج توليد شده در مبدل به بوستر رفته و دامنه آن تا حد دلخواه افزايش پيدا مي كند و سپس در شيپوره ( كه يك وسيله صوتي مكانيكي است) امواج صوتي مستقيماً به قطعه كار منتقل مي شود. همچنين شيپوره نقش اعمال فشار بر روي قطعه را نيز بر عهده دارد.بعد از انتقال امواج صوت به قطعه كار در منطقه اتصال در اثر اصطكاك زياد اين انرژي تبديل به گرما شده و باعث نرم شدن و ذوب پلاستيك و بهوجود آمدن جوش ميشود.



مزاياي اين روش عبارتند از :
- راندمان بالا
- توليد بالا با قيمت پايين
- سهولت در اتوماسيون
- سرعت جوش بالا
- تميز بودن آن
مهمترين محدوديت اين روش محدوديت در انرژي اعمالي و كوچك بودن عرض شيپوره ( كمتر از 250 ميلي متر ) است و در نتيجه طول جوشي كه به وجود ميآيد كوچك است .
موارد استفاده از جوش التراسونيك ترموپلاستيك ها :
- جوشكاري ساده يك اتصال
- جاسازي يك قطعه در قطعه اي ديگر همرا با اتصال بين آن دو
- جوش نقطه اي ورق ها و صفحات پلاستيكي
- ...
صنايعي كه اين نوع جوشكاري در آن كاربرد دارد :
- استفاده در صنعت بسته بندي
- استفاده در صنعت اتومبيل سازي
- استفاده در صنعت پزشكي
- استفاده در صنعت اسباب بازي
- صنايع مرتبط ديگر