لوله هیدرولیک و اتصالات هیدرولیک

لوله های هیدرولیک

لوله هیدرولیک و سیال مورد استفاده در سیستم در لوله‌های صلب یا شیلنگ‌های انعطا‌ف‌پذیر جریان می‌یابد. انتخاب صحیح اتصالات مورد استفاده در پاورپک به اندازه سایر اجزا به ویژه در کنترل نشتی سیال تعبیه شده در سیستم ، مهم و اساسی است.

لوله‌ هیدرولیک صلب:

در گذشته، در کشور انگلستان لوله‌ هیدرولیک با دیواره ضخیم براساس قطر اسمی (قطر داخلی برحسب واحدهای انگلیسی) تقسیم‌بندی می‌شد.
قطر خارجی واقعی لوله‌ها به نوع مصرف آبی یا گازی آنها بستگی داشت. در امریکا لوله‌ها براساس قطر خارجی تقسیم‌بندی می‌شد (برحسب واحدهای انگلیسی) که با اندازه‌های متریک (قاره‌ای) تداخل داشت، و به ویژه در انتخاب اتصال مناسب باعث اشتباه و سردرگمی طراح مدار می‌شد زیرا تعداد رزوه پیچ‌های آنها بسیار متنوع بود. نهایتا محدوده‌ای از لوله‌های متریک سریعا به عنوان استاندارد در صنعت جای خود را باز کرد. آنها براساس قطر خارجی و به ازای محدوده‌ای از ضخامت‌های مختلف برای دیواره و فشارهای کاری متفاوت، تقسیم‌بندی شده‌اند.

این لوله‌ها با روش‌های گوناگونی به هم متصل می‌شود که عبارتند از: اتصال پرچی ، اتصال فشاری ، اتصال گیره‌ای ، اتصال فلنجی و اتصال جوشی.
از آنجا که طراح مدار به قطر داخلی لوله (برای محاسبه دبی سیال و غیره) نیاز دارد، می‌دانیم که در سیستم‌های هیدرولیک ، بهتر است جریان در لوله ‌ها آرام و افت‌های فشاری در سیستم حداقل باشد. بهترین راه برای رسیدن به این شرایط، پایین نگه داشتن سرعت جریان سیال در لوله‌ها است. محدوده مناسب سرعت در لوله‌های خطوط مکش و بازگشت و برای خطوط فشار است.

لوله‌ هیدرولیک فشار و اتصالات آن:

اتصال پرچی:

این نوع اتصال را تولیدکنندگان امریکایی براساس استاندارد‌های JIC و SAE به کار می‌برند. در این روش انتهای لوله با چرخک پرچ و چکش یا با پرس پرچ آماده و پرداخت می‌شود. زاویه پرچ معمولا ْ37 (محیطی ْ74) است. به دلیل تغییر شکل سر لوله ، اتصال مکانیکی بسیار محکمی حاصل می‌شود که حتی نسبت به شکست‌های ناشی از خستگی مقاوم است. رزوه مهره سر لوله از نوع UN است.

انتهای پرچ شده لوله هیدرولیک بین انتهای مهره قطعه (قطعه‌ای که لوله هیدرولیک به آن متصل شده) و زبانه مهره (مهره متصل) محکم شده است. بین سطح داخلی سر پرچ شده و زبانه مهره ، آب‌بند هیدرولیکی قرار گرفته است که علاوه بر آب‌بندی و جذب ارتعاشات مکانیکی، اتصال مکانیکی پرچ و زبانه را فراهم می‌کند. در این طرح تنها با تغییر زبانه مهره، می‌توان مهره و سایر قطعات اتصال را هم برای لوله‌های استاندارد متریک و هم لوله‌های استاندارد اینچی در سیستم به کار برد.

اتصالات هیدرولیک فشاری از نوع حلقه گازگیرنده:

این نوع اتصال متداول‌ترین اتصال قابل استفاده در سیستم است که در آن قطعات قابل تعویض و سازگار با سازندگان مختلف به کار می‌رود. این اتصال براساس استاندارد اروپایی 2353 DIN معرفی می‌شود (این استاندارد DIN مطابق با استاندارد 4368 BS است). در واقع هر کدام از سه قطعه این اتصال براساس بخش مجزایی از استاندارد DIN بیان می‌شود و استاندارد 2353 DIN انتهای لوله مورد استفاده در سیستم را در برمی‌گیرد.

هنگامی که اتصال ایجاد می‌شود رینگ گازگیرنده یا رینگ برش به صورت محیطی در پخ محیطی ْ24 جا زده می‌شود و مثل اینکه لوله را گاز گرفته باشد به درون گوشت آن فرو می‌رود به طوری که هم اتصال مکانیکی و هم آب‌بندی را فراهم می‌کند.

نحوه جا زدن اتصال پرچی در لوله هیدرولیک:

جا زدن این اتصال ، سخت و پرزحمت است. در نوع Oclau از رینگ اره‌ای شکل (هزارخاری) استفاده می‌شود و سر لوله هیدرولیک شیاردار می‌شود. اگرچه این اتصال از نظر فنی، بسیار مؤثر و محکم است ولی به دلیل کار زیادی که برای آماده‌سازی سر لوله صرف می‌شود، کارشناسان آن را زیاد نمی‌پسندند. در روش HF از آب‌بند پلی‌آمیدی و رینگ فولادی اره‌ای چکش‌خوار استفاده می‌شود. در هر دو سیستم، زاویه پخ محیطی ْ24 و براساس 2353 DIN است.

مشکل این نوع اتصال:

مشکل عمده در این نوع اتصال، عدم نصب صحیح است. آماده‌سازی سر لوله هیدرولیک بسیار مهم است. سر لوله باید ْ90 بریده و یا ترجیحا اره شود تا لبه رینگ به راحتی درون گوشت آن فرو رود. پلیسه‌های لبه داخلی و خارجی برش باید برداشته و سر لوله روغنکاری شود. باید دقت شود که جا زدن آن با نیروی مناسب انجام شود (یعنی از گشتاور غیر مجاز کم یا زیاد استفاده نشود). به همین دلیل بهتر است ابتدا رنگ و سپس مهره و لوله با استفاده از ابزار مخصوص جا زده شود.

نحوه صحیح نصب:

بدین منظور چنین عمل می‌کنیم. پیچ فولادی را روی گیره محکم می‌کنیم. لوله را کاملا سفت درون حفره پیچ فولادی (که به عنوان ابزار روی گیره محکم شده است) وارد می‌کنیم و مهره را با دست سفت می‌کنیم. به سفت کردن مهره با آچار ادامه داده و اجازه می‌دهیم همراه با مهره بچرخد. وقتی از چرخش ایستاد، موقعیت مهره روی لوله را با علامت مشخص می‌کنیم و سپس مهره را با گشتاور لازم از (کاتالوگ سازنده) که معمولا تا دور گردش آچار است، سفت می‌کنیم.

سپس مهره را باز و به صورت چشمی بررسی می‌کنیم. رینگ باید به گوشت لوله فرو رفته باشد و به سادگی قابل چرخش یا بیرون آوردن نباشد. سپس مجموعه لوله ،‌ رینگ، و مهره را روی پیچ و اتصال اصلی بسته و تا حد استاندارد با آچار سفت می‌کنیم (معمولا تا دور پس از سفت شدن با دست). برای لوله‌های با دیواره نازک باید از ابزار مخصوص همراه با مرغک استفاده شود.
وقتی تعداد اتصالات زیاد باشد بهتر است از آچارهای بادی از قبل تنظیم شده، برای سفت کردن مهره اتصال استفاده کرد.

اتصالات فشاری اورینگ:

در بعضی اتصالات از رینگ‌های چاکدار برای ایجاد بست مکانیکی و از اورینگ مجزا برای ایجاد آب‌بندی استفاده می‌شود. اتصال KR مثالی از این نوع است.
در اتصالات Aeroquip ORS-BT، حلقه‌ فولادی هزارخار سختکاری شده (با لبه دندانه‌دار)، هر دو عمل اتصال مکانیکی و آب‌بندی را فراهم می‌کند. اورینگ در شیار انتهایی بدنه اصلی اتصال و روی پیشانی حلقه فولادی قرار می‌گیرد.

اتصال تبدیل:

با کوپلینگ Walterscheid Poziflare می‌توان لوله پرچی ْ47 SAE را با پخ ْ24 اتصال استاندارد 2353 DIN (انتهای اتصال فشاری) کوپل کرد. بخش مرکزی که وظیفه رابط را بر عهده دارد در هر دو طرف دارای اورینگ است و در کنار سر پرچ نشده لوله که اتصال مکانیکی را فراهم می‌کند، باعث آب‌بندی کوپلینگ می‌شود.

رابط 5200 BS:

انتهای بسیاری از اتصالات مخروطی است. پیچ متریک 2353 DIN دارای مخروط محیطی ْ24 است که به لوله ، رینگ گازگیرنده، و مهره مناسب خود پیچ متصل می‌شود. رزوه رابط‌های 5200 BS از نوع BSPP است. نری اتصال دارای مخروطی داخلی با زاویه محیطی ْ60 است که با مخروط خارجی مناسب خود در مادگی جفت می‌شود.

مهره روی مادگی ثابت است و در محل خود سفت می‌شود تا اتصال محکم شود. آب‌بندی تنها بر اثر اتصال فلز با فلز مخروط‌ها حاصل می‌شود. این نوع اتصال به طور متداول در اتصال انتهای شیلنگ‌ها در انگلستان با تبدیل به کار می‌رود.
نوعی اتصال متریک به نام Globeseal براساس 7647/4631 DIN با زاویة مخروطی ْ60 وجود دارد که بسیار به این نوع اتصالات شبیه است و باید در کاربرد آن بسیار دقت کرد.

اتصالات هیدرولیک جوشی:

هر نوع اتصال ، قطع نظر از خوب بودن آن، محلی برای نشت سیال است و باید فقط در جاهایی در سیستم استفاده شود که جدا کردن لوله‌ هیدرولیک ضروری است و بهتر است سایر اتصال‌ها جوش داده شود. لوله ‌هایی که جوش می‌شود باید به دقت وارسی شود و به ویژه در جوش‌های سربه‌سر این قضیه مهم‌تر است.

برای ایجاد جریان سیال داخل لوله طی فرآیند جوشکاری، از گازهای بی‌اثری مانند آرگون یا هلیوم استفاده می‌شود. عملکرد گاز شبیه حفاظت گازی در فرآیند جوشکاری MIG و TIG است که از تولید پوسته و سوختن فولاد (اکسیداسیون جوش) و آلودگی ناشی از سیال درون لوله جلوگیری می‌کند. دبی سیال و فشار گاز بی‌اثر باید برای خارج کردن هوای سیستم ، کافی باشد و طی جوشکاری به هیچ وجه نباید هوا به سیستم وارد شود.
برای جوشکاری باید اتصال آماده و تمیز شود و جوشکاری توسط افراد ماهر انجام گیرد. در صورتی که جوش سربه‌سر بدون گاز محافظ انجام شود، درون لوله باید تمیز شود.