معرفی اکسپنشن جوینت فلزی: تنوع، مزایا، کاربرد و راهنمای خرید

اکسپنشن جوینت فلزی یا اتصالات انبساطی فلزی یکی از اجزای حساس در سیستم‌های صنعتی با دما و فشار بالا محسوب می‌شوند. این اتصالات به دلیل ویژگی‌های خاصی که دارند، نقش مهمی در حفظ عملکرد بهینه و ایمنی خطوط لوله و تجهیزات مرتبط ایفا می‌کنند. در این مقاله، به معرفی اکسپنشن جوینت فلزی، مزایا، کاربردها، انواع و نکات مهم در انتخاب و استفاده از آن‌ها خواهیم پرداخت.

اکسپنشن جوینت فلزی چیست؟

اکسپنشن جوینت فلزی یا اتصال انبساط فلزی (Metal Expansion Joint)، که در ایران به لرزه گیر هم معروف است، قطعه‌ای مکانیکی است که برای جذب حرکت‌های مختلف مانند انبساط حرارتی، لرزش‌ها، و تغییرات مکانیکی لوله‌ها در خطوط لوله و سیستم‌های انتقال سیالات به کار می‌رود. مهندسان این قطعات را از فلز می‌سازند و آن‌ها را به گونه‌ای طراحی می کنند که بتوانند حرکات و تنش‌های ناشی از تغییر دما یا دیگر نیروهای مکانیکی را در سیستم‌های صنعتی جذب کنند.

اکسپنشن جوینت فلزی عمدتاً در موارد زیر به کار می‌رود:

1. انبساط و انقباض حرارتی: لوله‌ها به دلیل تغییرات دما ممکن است دچار انبساط یا انقباض شوند. اکسپنشن جوینت‌های فلزی این تغییرات طولی را بدون آسیب به سیستم جذب می‌کنند.
2. جذب لرزش‌ها: این قطعات می‌توانند ارتعاشات ناشی از ماشین‌آلات، پمپ‌ها و کمپرسورها را به خود جذب کنند و از انتقال این لرزش‌ها به سایر بخش‌های سیستم جلوگیری کنند.
3. جبران تغییرات مکانیکی: در برخی موارد، ممکن است به دلیل جابجایی‌های سازه‌ای یا تغییرات فشار، لوله‌ها به سمت خاصی حرکت کنند. اکسپنشن جوینت این جابجایی‌ها را جبران می‌کند.

اجزای اصلی اکسپنشن جوینت فلزی

• بلوز (Bellows): مهم‌ترین بخش این نوع اتصال است که شرکت کلورز آریانا آن را از فلزات انعطاف‌پذیری مانند فولاد ضد زنگ (برای تحمل انقباض و انبساط لازم) می سازد.
• رینگ‌های تقویتی: این حلقه‌ها برای افزایش مقاومت و استحکام بلوز استفاده می‌شوند.
• فلنج‌ها یا اتصالات جوشی: برای نصب اکسپنشن جوینت به لوله‌ها یا سیستم‌ها استفاده می‌شوند.

این اتصالات در صنایعی مانند نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاه‌ها، صنایع غذایی و حتی سیستم‌های HVAC مورد استفاده قرار می‌گیرند و به افزایش طول عمر سیستم‌های لوله‌کشی کمک می‌کنند.

مزایای استفاده از اکسپنشن جوینت فلزی

1. مقاومت حرارتی بالا: اکسپنشن جوینت‌های فلزی قادرند تا دمای 1000 درجه سانتی‌گراد را تحمل کنند، این ویژگی آن‌ها را برای استفاده در سیستم‌های با دمای بالا مانند خطوط لوله بخار و دودکش‌ها ایده‌آل می‌سازد.
2. مقاومت در برابر خوردگی: این اتصالات در برابر مواد شیمیایی و خورنده مقاوم هستند، بنابراین می‌توانند در محیط‌های صنعتی خورنده مانند پالایشگاه‌ها و پتروشیمی‌ها بدون مشکل عمل کنند.
3. مقاومت در برابر فشار بالا: اکسپنشن جوینت‌های فلزی توانایی تحمل فشار تا 160 بار را دارند، این ویژگی آن‌ها را برای استفاده در سیستم‌های با فشار بالا مانند توربین‌های گاز مناسب می‌سازد.
4. انعطاف‌پذیری بالا: این اتصالات قابلیت انعطاف‌پذیری بالایی دارند و می‌توانند از حرکات محوری، زاویه‌ای و جانبی سیستم‌ها جلوگیری کنند.
5. عمر طولانی: اکسپنشن جوینت‌های فلزی عمر طولانی دارند و می‌توانند سال‌ها بدون نیاز به تعویض کار کنند، که این امر موجب کاهش هزینه‌های نگهداری می‌شود.

کاربردهای اکسپنشن جوینت فلزی

اکسپنشن جوینت‌های فلزی در صنایع مختلفی کاربرد دارند که از جمله مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. صنایع نفت و گاز: در پالایشگاه‌ها، پتروشیمی‌ها و خطوط لوله نفت و گاز برای دفع انبساط و انقباض حرارتی خطوط لوله به کار می‌روند.
2. نیروگاه‌ها: در نیروگاه‌های برق برای دفع انبساط و انقباض حرارتی خطوط لوله بخار و دودکش‌ها استفاده می‌شوند.
3. صنایع شیمیایی: در صنایع شیمیایی برای دفع انبساط و انقباض حرارتی خطوط لوله حامل مواد شیمیایی خورنده به کار می‌روند.
4. صنایع غذایی و دارویی: در صنایع غذایی و دارویی برای دفع انبساط و انقباض حرارتی خطوط لوله در خطوط تولید به کار می‌روند.

انواع اکسپنشن جوینت فلزی

اکسپنشن جوینت‌های فلزی به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که هر کدام برای کاربردها و نیازهای خاصی طراحی شده‌اند. این انواع شامل موارد زیر هستند:

1. اکسپنشن جوینت فلزی بدون محدودیت (Single Unrestrained Expansion Joint)

این نوع ساده‌ترین نوع اکسپنشن جوینت است که شامل یک بخش بلوز و اتصالات انتهایی می‌باشد. برای استفاده از این نوع اکسپنشن جوینت، باید لوله‌های مجاور از نظر پایه‌های ثابت و هدایت‌کننده به دقت کنترل شوند، زیرا این نوع اتصال توانایی تحمل نیروی فشار داخلی را ندارد.

2. اکسپنشن جوینت یونیورسال (Universal Expansion Joint)

این نوع اکسپنشن جوینت دارای دو بخش بلوز است که توسط یک لوله مرکزی به هم متصل می‌شوند. این طراحی امکان حرکت‌های جانبی (لترال) زیادی را فراهم می‌کند و همچنین می‌تواند حرکات محوری (اکسیال) و زاویه‌ای را جذب کند. این نوع نیز برای مهار نیروی فشار داخلی به سیستم پایه‌های ثابت و هدایت‌کننده مناسب نیاز دارد.

3. اکسپنشن جوینت تک‌محور با میله‌های مهار (Single Tied Expansion Joint)

این اکسپنشن جوینت مشابه نوع بدون محدودیت است، با این تفاوت که به آن میله‌های مهار را (Tie Rods) اضافه می کنند. میله‌های مهار از کشیده شدن بیش از حد بلوز جلوگیری می‌کنند و باعث می‌شوند حرکت محوری در محدوده‌ای خاص کنترل شود.

4. اکسپنشن جوینت یونیورسال با میله‌های مهار (Tied Universal Expansion Joint)

این نوع مشابه اکسپنشن جوینت یونیورسال است، اما دارای میله‌های مهار برای کنترل نیروی فشار داخلی است. با اضافه کردن میله‌های مهار، فشار داخلی مهار می‌شود و از نیاز به پایه‌های ثابت بزرگ جلوگیری می‌شود.

5. اکسپنشن جوینت زانویی با تعادل فشار (Pressure Balanced Elbow Expansion Joint)

این نوع طراحی شده است تا علاوه بر مهار نیروی فشار داخلی، فشار را متعادل کند و نیازی به پایه‌های ثابت در لوله‌ها یا تجهیزات مجاور نداشته باشد. این نوع اکسپنشن جوینت به شکل‌های تک‌محور یا یونیورسال بسته به نیاز به حرکت جانبی طراحی می‌شود.

6. اکسپنشن جوینت جیمبال (Gimbal Expansion Joint)

این نوع دارای یک بخش بلوز است و برای جذب چرخش زاویه‌ای در هر صفحه طراحی شده است. این اتصال با استفاده از دو جفت لولا که به یک حلقه مرکزی متصل هستند، عمل می‌کند. اکسپنشن جوینت جیمبال معمولاً به صورت ترکیبی با اکسپنشن جوینت‌های لولایی استفاده می‌شود تا حرکت‌های پیچیده‌تری را کنترل کند.

7. اکسپنشن جوینت لولایی (Hinged Expansion Joint)

این نوع نیز دارای یک بخش بلوز است و برای اجازه چرخش زاویه‌ای در یک صفحه خاص طراحی شده است. بخش‌های لولایی در این اتصال از حرکت محوری جلوگیری می‌کنند و به آن اجازه می‌دهند تنها در یک جهت زاویه‌ای حرکت کند. این نوع نیز اغلب به صورت ترکیبی با اکسپنشن جوینت جیمبال یا در مجموعه‌های سه‌گانه به کار می‌رود.

8. اکسپنشن جوینت خطی با تعادل فشار (In-line Pressure Balanced Expansion Joint)

این نوع طراحی غیر معمولی دارد و قادر به جذب حرکت‌های جانبی، محوری و زاویه‌ای است. این نوع برای مواقعی که نصب پایه‌های ثابت امکان‌پذیر نیست یا بارهای فشاری برای تجهیزاتی مثل پمپ‌ها و توربین‌ها بسیار زیاد است، مناسب می‌باشد.

هر یک از این انواع اکسپنشن جوینت‌های فلزی برای شرایط مختلف در سیستم‌های لوله‌کشی طراحی شده‌اند و انتخاب نوع مناسب بستگی به شرایط کاربردی، حرکات مورد نیاز، و فشارهای موجود در سیستم دارد.

راهنمای انتخاب اکسپنشن جوینت فلزی

برای انتخاب نوع اکسپنشن جوینت مناسب کاربرد مد نظر شما ابتدا باید به این نکات توجه کرد:

1. نوع سیال عبوری: نوع سیال عبوری، ترکیب شیمیایی و میزان خورندگی آن باید در انتخاب نوع اتصال لحاظ شود.
2. دمای سیال عبوری: دمای سیال عبوری با لحاظ شوک حرارتی باید در نظر گرفته شود.
3. فشار سیال عبوری: اتصالات انبساطی فلزی برای فشارهای بالا مناسب هستند.
4. میزان حرکت‌های درخواستی از اتصال: میزان حرکت‌های درخواستی از اتصال باید در انتخاب آن لحاظ شود.
5. نوع و میزان ذرات ساینده‌ی موجود در سیال: نوع و میزان ذرات ساینده‌ی موجود در سیال باید در نظر گرفته شود.
6. شرایط جوی و محیطی محل نصب: شرایط جوی و محیطی محل نصب اتصال باید در انتخاب آن لحاظ شود.

در زیر جدولی برای مقایسه انواع اکسپنشن جوینت‌های فلزی ارائه شده است. ستون‌های این جدول بر اساس نوع حرکت‌های مجاز، نیاز به پایه‌های ثابت، و کاربردهای متداول انتخاب شده‌اند:

نوع اکسپنشن جوینت	حرکت مجاز	مهار فشار داخلی	نیاز به پایه‌های ثابت	حرکت محوری (Axial)	حرکت جانبی (Lateral)	حرکت زاویه‌ای (Angular)	کاربردهای متداول
Single Unrestrained	محوری (Axial)	نیاز به پایه ثابت	بسیار مهم	بله	محدود	خیر	خطوط ساده با تغییرات دمایی محدود
Universal Expansion Joint	جانبی، محوری و زاویه‌ای	نیاز به پایه ثابت	بسیار مهم	بله	بله	بله	سیستم‌های لوله‌کشی با تغییرات بزرگ حرکتی
Single Tied Expansion Joint	محوری (کنترل‌شده)	دارد	مهم	بله (کنترل‌شده)	محدود	خیر	سیستم‌هایی که نیاز به کنترل دقیق حرکت محوری دارند
Tied Universal Expansion Joint	جانبی، محوری و زاویه‌ای	دارد	متوسط	بله	بله	بله	کاربردهایی با فشارهای بالا و نیاز به کنترل فشار داخلی
Pressure Balanced Elbow	جانبی و زاویه‌ای	تعادل فشار دارد	کم یا بدون نیاز	محدود	بله	بله	سیستم‌هایی با فشار بالا و لوله‌کشی‌های زانویی
Gimbal Expansion Joint	زاویه‌ای (در هر صفحه)	بله	مهم	خیر	خیر	بله	سیستم‌هایی با نیاز به چرخش زاویه‌ای پیچیده
Hinged Expansion Joint	زاویه‌ای (در یک صفحه)	بله	مهم	خیر	خیر	بله	کاربردهایی که به حرکت زاویه‌ای در یک جهت نیاز دارند
In-line Pressure Balanced	محوری، جانبی و زاویه‌ای	تعادل فشار دارد	کم یا بدون نیاز	بله	بله	بله	تجهیزاتی مثل پمپ‌ها و توربین‌ها با بارهای فشاری زیاد

توضیحات:

• حرکت مجاز: نشان‌دهنده نوع حرکات (محوری، جانبی یا زاویه‌ای) است که اکسپنشن جوینت می‌تواند جذب کند.
• مهار فشار داخلی: آیا اکسپنشن جوینت می‌تواند نیروی فشار داخلی را بدون نیاز به پایه‌های ثابت مهار کند یا خیر.
• نیاز به پایه‌های ثابت: نشان می‌دهد که آیا سیستم نیاز به پایه‌های ثابت و هدایت‌کننده دارد یا خیر. این موضوع برای کنترل نیروهای ناشی از فشار بسیار مهم است.
• کاربردهای متداول: کاربردهای رایج برای هر نوع اکسپنشن جوینت.

این جدول به کمک می‌آید تا بر اساس نیازهای خاص یک سیستم لوله‌کشی، بتوان بهترین نوع اکسپنشن جوینت را انتخاب کرد. شرکت کلورز آریانا با سابقه چندین ساله در زمینه تولید و عرضه اکسپنشن جوینت فلزی، راه‌حل‌های ایده‌آل و متناسب با نیازهای شما را ارائه می‌دهد.پیشنهاد می کنم قبل از هر اقدام از طریق این لینک تماس با متخصصان این فن مشورت کنید.

جنس و مواد مورد استفاده

جنس اکسپنشن جوینت‌های فلزی بسته به شرایط کارکرد آن‌ها انتخاب می‌شود. متداول‌ترین مواد مورد استفاده شامل استنلس استیل، آلیاژهای پایه نیکل، فولادهای کروم دار و فولاد کربنی هستند.

نصب و نگهداری

اکسپنشن جوینت‌های فلزی باید توسط متخصصان مجرب نصب شوند تا از عملکرد صحیح و ایمن آن‌ها اطمینان حاصل شود. همچنین، بازرسی و نگهداری دوره‌ای این اتصالات برای حفظ عمر مفید و جلوگیری از خرابی‌های ناگهانی ضروری است.

راهنمای خرید

شرکت کلورز آریانا با سابقه چندین ساله در زمینه تولید و عرضه اکسپنشن جوینت فلزی، راه‌حل‌های ایده‌آل و متناسب با نیازهای شما را ارائه می‌دهد. برای کسب اطلاعات بیشتر این صفحه را مطالعه کنید. جهت دریافت مشاوره رایگان با کارشناسان کلورز آریانا تماس بگیرید.