در صنایع مختلف، برای انتقال سیالات معمولاً از لوله‌های فولادی بهره‌گیری می‌شود. در برخی مواقع، برای ایجاد شرایط بهتر برای انتقال سیالات، لازم است خطوط لوله در زوایای خاصی قرار گیرند. برای این منظور، از راه‌های مختلفی استفاده می‌شود که یکی از آن‌ها استفاده از زانوهای جوشی است. در این مقاله، به بررسی زانوهای جوشی و انواع مختلف آن‌ها می‌پردازیم تا خوانندگان بتوانند اطلاعات کاملی را در این زمینه کسب کنند. با دنبال کردن این مقاله، ما را همراهی کنید تا تا انتهای آن، به دنباله پژوهی و آشنایی با جزییات این موضوع بپردازیم.
زانو جوشی چیست؟
انواع زانو جوشی بر اساس زاویه
زانوهای جوشی بر اساس نوع استفاده و زاویه‌های مختلفی که تشکیل می‌دهند، به سه دسته زیر تقسیم می‌شوند:
1. زانو جوشی 45 درجه: این نوع زانوهای جوشی، با زاویه ۴۵ درجه تشکیل شده‌اند و برای تغییر جهت خطوط لوله با انحنای نسبتاً کم استفاده می‌شوند. این زانوها معمولاً در مواردی که نیاز به تغییر جهت کمی دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
2. زانو جوشی 90 درجه: زانوهای جوشی با زاویه ۹۰ درجه، برای تغییر جهت یا جریان خطوط لوله به صورت عمودی استفاده می‌شوند. این نوع زانوها بیشترین استفاده را در مواردی که نیاز به تغییر جهت یا جریان عمودی دارند، دارند.
3. زانو جوشی 180 درجه: زانوهای جوشی با زاویه ۱۸۰ درجه، برای تغییر جهت خطوط لوله به صورت کامل و برگشتی استفاده می‌شوند. این نوع زانوها در مواردی که نیاز به تغییر جهت یا برگشت کامل جریان سیالات دارند، به کار می‌روند.
با توجه به ترتیب و مکان‌گذاری خطوط لوله نسبت به یکدیگر، نوع مناسب زانو جوش بر اساس زاویه مورد استفاده قرار می‌گیرد و این انتخاب بر مبنای نیازهای خاص و شرایط موجود صورت می‌گیرد.
زانو جوشی 90 درجه
یکی از نوع‌های بسیار پرکاربرد و رایج‌ترین زانوهای جوشی، زانوهایی با زاویه ۹۰ درجه هستند که به عنوان زانوی عمودی نیز شناخته می‌شوند. این نوع زانوها به دلیل تطابق مناسب زاویه آن با اکثر ساختارهای فولادی، به عنوان یکی از محبوب‌ترین و پرکاربردترین اتصال‌دهنده‌های زانویی در بین مصرف‌کنندگان شناخته می‌شوند.
زانوهای جوشی ۹۰ درجه، به دو نوع با شعاع بلند و شعاع کوتاه تولید می‌شوند. زانوهای با شعاع بلند اغلب برای اتصال شیلنگ به پمپ، ایجاد اتصالات در زه‌کشی عرشه و اتصال لوله‌ها و تیوب‌ها استفاده می‌شوند. در عین حال، زانوهای با شعاع کوتاه که ابعاد قطر کمتری دارند، در شرایطی که فضای محدودی برای نصب در لوله‌های فولادی موجود است، به کار می‌روند.
پیشنهاد سایت : منظور از شکل‌پذیری فلزات چیست و چه فلزاتی انعطاف‌پذیرند؟
زانو جوشی 45 درجه
این نوع از زانوهای جوشی مورد استفاده قرار می‌گیرد به منظور ایجاد تغییر جهت در مسیر یک لوله و به عنوان دومین نوع زانو جوشی پس از زانوهای ۹۰ درجه شناخته می‌شود.
این نوع زانو جوشی هم در حالت شعاع بلند و هم در حالت شعاع کوتاه تولید می‌شود. زانوهای با شعاع بلند به عنوان یک اتصال بین دو لوله برای انتقال سیالات با زاویه ۴۵ درجه و با کمترین اصطکاک و فشار نسبت به زانوهای ۹۰ درجه استفاده می‌شوند. از زانوهای ۴۵ درجه با شعاع کوتاه بیشترین استفاده در صنایع مختلف از جمله صنایع غذایی، الکترونیکی، شیمیایی، تاسیسات آب‌رسانی، کشاورزی، تهویه هوا و غیره دارند. علاوه بر این، این زانوها قابلیت اتصال به لوله‌های لاستیکی و ضد زنگ را نیز دارند.
زانو جوشی 180 درجه
هنگامی که مسیر حرکت و برگشت سیالات در خطوط لوله به طور موازی در نظر گرفته می‌شود، مناسب است از زانوهای جوشی با زاویه ۱۸۰ درجه که به شکل حرف U انگلیسی شبیه هستند، استفاده نماییم. در این حالت، با تغییر زاویه ۱۸۰ درجه در جهت حرکت سیالات، مسیر خطوط لوله تنظیم می‌شود. استفاده از این نوع محصول به کاهش فشار در خطوط لوله کمک می‌کند. زانوهای جوشی ۱۸۰ درجه معمولاً در سیستم‌هایی که با رسوب‌گذاری و تلاطم پایین مواجه هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
انواع زانو جوشی بر اساس نوع اتصال
نوع اتصال در خطوط لوله می‌تواند با روش‌های متنوعی انجام شود. بنابراین، در برخی شرایط، استفاده از زانوهای جوشی مناسب برای تغییر مسیر ضروری می‌شود.
زانوهای جوشی بر اساس نوع اتصال به سه دسته زیر تقسیم می‌شوند:
1. زانو جوشی لب به لب: این نوع زانو جوشی‌ها با دو سر لوله به هم جوش داده می‌شوند و برای اتصال دو لوله با لبه‌های مستقیم به یکدیگر استفاده می‌شوند.این محصول به‌طور مستقیم با لوله فولادی جوش داده می‌شود. زانو جوشی لب به لب در طول فرآیند پرس گرم یا فورجینگ تولید و شکل می‌گیرد. بیشترین استفاده از این نوع زانو جوشی در خطوط لوله‌هایی که با فشار و دمای بالاتری سروکار دارند، مشاهده می‌شود.
2. زانو جوشی سوکتی: در این نوع زانوهای جوشی، یکی از سرهای لوله داخل یک سوکت یا قسمت توسیع یافته‌ای از لوله قرار می‌گیرد و سپس جوش داده می‌شود. این روش برای اتصال لوله‌هایی با سطوح مرتب و صاف مناسب است.این لوله دارای یک ناحیه ذوزنقه‌ای شکل است که در آن زانو جوشی با دقت در انتهای لوله با استفاده از سکوت و اتصالات جوش داده می‌شود. در هنگام عملیات جوشکاری، انتهای لوله به‌طور دقیق در ناحیه ذوزنقه‌ای شکل قرار می‌گیرد. توجه به این نکته بسیار حیاتی است که قطر زانویی با قطر بیرونی لوله هم‌استاندارد باشد، تا اتصال به‌صورت صحیح و موثری انجام شود.
3. زانو جوشی رزوه دار: در این نوع زانوهای جوشی، بخشی از لوله برای جوش به صورت مستقیم بدون استفاده از سوکت یا لبه به لبه، روی سطح لوله‌های دیگر قرار می‌گیرد. این روش برای اتصال لوله‌هایی با قطرهای مختلف و انواع سطوح مناسب است.این نوع زانو جوش مشابه زانو جوش سوکت دار است، با این تفاوت که سطح داخلی بخش ذوزنقه‌ای شکل با استفاده از ماشین‌کاری به رزوه تبدیل می‌شود. این ویژگی باعث می‌شود که نصب و بازکردن آن راحت‌تر باشد و همچنین اجرای تعمیر و نگه‌داری خطوط لوله آسان‌تر گردد.
در ادامه، به طور خلاصه، اطلاعاتی را در مورد هر کدام ارائه خواهیم داد.
انواع زانو جوش بر اساس مواد تشکیل دهنده
در تولید زانوهای جوشی، از سه نوع مواد مختلف استفاده می‌شود که عبارتند از:
۱. زانو جوش ضد زنگ : فولاد ضد زنگ که معمولاً از جنس استنلس استیل با ترکیباتی از نیکل، کروم و مولیبدن تشکیل شده و برای مقاومت در برابر اکسیداسیون و زنگ زدگی مناسب است.خصوصیت‌های مقاومت و دوام بالا در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی، این نوع زانوهای جوش را به انتخاب اصولی در محیط‌هایی که در تماس با مواد شیمیایی یا فشارهای متنوع آب و گاز هستند، تبدیل کرده است. این زانوها به‌عنوان یکی از قطعات حیاتی و ضروری در انواع صنایع از جمله صنایع غذایی، بهداشتی، و دریایی به کار گرفته می‌شوند. زانوهای جوش ضد زنگ معمولاً در دو زاویه 90 و 45 درجه تولید و عرضه می‌شوند.
۲. زانو جوش فولاد کربنی : فولاد کربنی که از آهن و کربن تشکیل شده و به عنوان یکی از مواد پایه برای تولید زانوهای جوشی استفاده می‌شود.این نوع زانو با رعایت استانداردهای خاصی که برای مواد مورد استفاده در فولاد کربن تعیین شده‌اند، ساخته و تولید می‌شود. استانداردها مانند ASTM 234 WPB و WPC و همچنین ASTM A420 WPL6 در این میان قرار دارند.
۳. زانو جوش فولاد آلیاژی : فولاد آلیاژی که در ترکیبات خود از عناصری مانند منگنز، سیلیسیم، مس و کروم استفاده می‌کند و خواص مکانیکی متنوعی از جمله مقاومت در برابر خستگی و سختی بالا را به محصول اضافه می‌کند.تولید و استفاده از زانوهای جوشی فولادی دو روش متفاوت را در بر دارد. در روش اول، زانوها در محیط‌هایی با فشار بالا تولید می‌شوند، که در این فرآیند سطح مقطع آن‌ها از شکل چندضلعی به شکل لوله تغییر می‌کند. این قطعه قادر است که به چهار زانو با زاویه 90 درجه یا شش زانو با زاویه 60 درجه تقسیم شود. در روش دوم، لوله‌ها به صورت درزدار یا بدون درز به عنوان ماده اولیه برای تولید زانوها خریداری می‌شوند و پس از آن به دمای مورد نیاز گرمایی افزایش داده می‌شوند و در درجات مختلف، قالب‌گیری می‌شوند.
انواع زانو بر اساس نوع ساختار
زانوهای جوشی از مواد اولیه کربن استیل و استنلس استیل ساخته می‌شوند و به عنوان یک راه اتصال دهنده در فولادها استفاده می‌شوند. این زانوها از دو نوع اصلی تولید می‌شوند:
1. زانو جوش درزدار: در این نوع، اتصالات جوشی از طریق جوشکاری درز به وجود می‌آید که به لوله‌ها یا قطعات دیگر اتصال می‌یابد. این روش معمولاً برای لوله‌هایی با قطر کوچک‌تر استفاده می‌شود و اتصالات به صورت جوش داده می‌شوند. در این روش جوشکاری، با استفاده از الکترود و تنظیم جریان الکتریکی که بر اساس آمپر انجام می‌شود، لبه‌های ورق‌های فولادی ضد زنگ به حالت ذوب درآمده و سپس به یکدیگر جوش داده می‌شوند.
2. زانو جوش مانیسمان: این نوع زانو جوشی از موادی تشکیل شده است که امکان انعطاف و جذب تغییرات حرارتی را فراهم می‌کنند. زانوهای جوش مانیسمان به عنوان راه اتصال دهنده‌ای کارآمد در سیستم‌هایی که نیاز به تغییر شکل و جذب تغییرات حرارتی دارند، استفاده می‌شوند.در این نوع زانوهای جوشی، از آلیاژها و مواد اولیه بدون درز، با ایجاد یک سوراخ از مرکز استوانه فولاد ضد زنگ برای اتصال استفاده می‌شود.
فرآیند تولید زانو جوش
زانوهای جوشی با استفاده از دو روش نورد سرد و نورد گرم تولید می‌شوند. در روش نورد سرد، لوله‌های برش داده شده به منظور شکل‌دهی توسط سنبه و دستگاه پرس وارد قالب‌های مخصوص عملیات می‌شوند. اما در روش نورد گرم، لوله‌های برش خورده با استفاده از دستگاه مندرل در ابعاد مناسب به قالب مناسبی وارد می‌شوند. این لوله‌ها از داخل قالب عبور داده شده و با قرارگیری در کوره، فرم مناسب به آن‌ها اعطا می‌شود.
روش نورد گرم هزینه بالاتری دارد و با سرعت کمتری انجام می‌شود، اما در نهایت، محصول با کیفیت بالاتری تولید می‌کند. اما در روش نورد سرد، ایجاد سطح ناهموار در زانو، کاهش اندازه آن نسبت به ساز مشخص بر اساس استاندارد، و احتمال ترک خوردگی پس از سرد شدن، ممکن است باعث تولید زانوهای جوشی با کیفیت پایین شود.
جمع بندی
زانو جوش به‌عنوان یکی از رایج‌ترین اتصالات در خطوط لوله برای هدایت و انتقال سیالات با بهترین کارایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در فرآیند تولید این محصول، از دو روش نورد سرد و گرم استفاده می‌شود. تولید زانو جوش بسته به نیازهای مختلف، شامل متغیرهایی از قبیل ساختار، مواد اولیه، زاویه قرارگیری، شعاع و طول می‌شود. پیش از تهیه زانو جوش، بهتر است با در نظر گرفتن نیازهای خود و داشتن اطلاعات کافی، یک زانو جوش مناسب و بهینه را انتخاب کنید.
پیشنهاد سایت : منظور از دال یکطرفه و دو طرفه چیست؟
