اگر تا به حال در صنعت خط لوله کار کرده باشید، می دانید که مناطق سرد فقط دماهای پایین را به همراه ندارند، بلکه چالش های منحصر به فرد و بی امان را به همراه دارند. لوله‌های مدفون با یخ زدن و انبساط خاک ترک می‌خورند، فلز شکننده می‌شود و تعمیرات نشتی اغلب باید در هوای انجام شود که باعث می‌شود اکثر تاجران در داخل خانه بمانند. به عنوان یک تامین کننده گیره تعمیر لوله فلنج، همیشه این سوال از من پرسیده می شود: آیا گیره های تعمیر ما در این شرایط سرد می توانند مقاومت کنند؟ پاسخ کوتاه بله است، اما فقط یک بله یا خیر نیست. این بستگی به طراحی، مواد، فرآیند نصب و نحوه محاسبه تنش های خاص هوای سرد بر لوله ها دارد. در طول دهه گذشته، من عملکرد گیره‌هایمان را در مکان‌هایی که دمای زمستان به -40 درجه فارنهایت (-40 درجه سانتیگراد) کاهش می‌یابد و ماه‌ها برف روی هم انباشته می‌شود، تماشا کرده‌ام، و می‌خواهم دقیقاً دلیل کارکرد آنها، چه چیزی را باید تماشا کرد و چگونه مطمئن شوم وقتی جیوه پایین می‌آید، بیشترین بهره را از آنها ببرید.
اول، بیایید یک چیز را روشن کنیم: همه گیره های تعمیر به ویژه در آب و هوای سرد یکسان ساخته نمی شوند. بسیاری از گیره های استاندارد برای شرایط ملایم و معتدل ساخته می شوند و مواد آنها ممکن است در هنگام کاهش دما از بین بروند. به عنوان مثال، واشرهای لاستیکی معمولی که در گیره‌های با کیفیت پایین‌تر استفاده می‌شوند، می‌توانند در معرض سرمای مداوم سفت شده و ترک بخورند و توانایی خود را برای ایجاد آب‌بندی ضد آب از دست بدهند. اجزای فلزی نیز - اگر از فولادی ساخته شده باشند که برای دماهای پایین درجه بندی نشده باشد، در اثر فشار ناشی از خاک یخ زده یا حرکت لوله، می توانند شکننده شده و بشکنند. به همین دلیل است که گیره های تعمیر لوله فلنج ما به طور خاص با در نظر گرفتن مناطق سرد طراحی شده اند، اما حتی آنها نیز باید با افزودنی های مناسب جفت شوند تا به طور موثر کار کنند.
بیایید با مواد شروع کنیم، زیرا این پایه و اساس عملکرد هر گیره تعمیری است. گیره های ما از یک ساختار دو فلزی برای بدنه اصلی استفاده می کنند: فولاد کربنی که برای چقرمگی در دمای پایین عملیات حرارتی شده است، و به صورت اختیاری، فولاد ضد زنگ 316 برای مقاومت در برابر خوردگی بیشتر در مناطقی که نمک یا مواد شیمیایی خشن برای ذوب یخ در جاده ها استفاده می شود. واشرها؟ ما از لاستیک EPDM استفاده می کنیم که طوری فرموله شده است که تا 60- درجه فارنهایت (51- درجه سانتیگراد) انعطاف پذیر بماند، نه EPDM استاندارد که در حدود 0 درجه فارنهایت (18- درجه سانتیگراد) شروع به سخت شدن می کند. این تفاوت شب و روز است. من مشتریانی را دیده‌ام که سعی کرده‌اند از گیره‌های استاندارد در مینه‌سوتا استفاده کنند و ترک خوردگی واشر را در عرض دو هفته تماشا کنند، اما واشرهای درجه‌بندی سرد ما به اندازه‌ای انعطاف‌پذیر می‌مانند که حتی زمانی که لوله به دلیل یخ زدگی کمی جابجا می‌شود. برای زمینه، یخبندان زمانی است که آب در خاک منجمد می‌شود، منبسط می‌شود و به لوله‌های مدفون فشار می‌آورد - این حرکت می‌تواند فشار ناهمواری را بر تعمیر وارد کند، و یک واشر سفت و سخت نمی‌تواند منجر به نشتی شود. واشر ما با این حرکت خم می شود و مهر و موم را دست نخورده نگه می دارد.
یکی دیگر از موارد کلیدی در مورد مواد، پیچ و مهره هایی است که گیره را در کنار هم نگه می دارند. در هوای سرد، فلز منقبض می‌شود، به این معنی که پیچ‌ها می‌توانند به مرور زمان شل شوند، اگر برای دماهای پایین درجه بندی نشوند. ما از پیچ و مهره های گالوانیزه گرم استفاده می کنیم که از نظر مقاومت در برابر ضربه در دمای -50 درجه فارنهایت تست شده اند و توصیه می کنیم در حین نصب از یک قفل رزوه ای مقاوم در برابر یخ زدگی استفاده کنید. این یک جزئیات پیش پا افتاده نیست - سال گذشته، یک کارگر آب شهری در داکوتای شمالی یک گیره استاندارد را در طول یک ضربه سرد نصب کرد و در عرض یک ماه، پیچ‌ها به اندازه‌ای شل شدند که نشت کوچکی ایجاد شود. وقتی آنها آنها را با پیچ و مهره های درجه حرارت پایین و قفل رزوه ما جایگزین کردند، آن نشتی برنگشته است. این جزئیات کوچک و خاص است که همه تفاوت را در آب و هوای سرد ایجاد می کند.
اکنون، بیایید در مورد نحوه عملکرد خاص گیره های تعمیر لوله فلنجی صحبت کنیم، زیرا طراحی آنها برخلاف برخی از انواع دیگر گیره تعمیر، برای استفاده در هوای سرد مناسب است. گیره های تعمیر لوله فلنج برای قرار گرفتن در اطراف محل اتصال دو لوله فلنجی ساخته می شوند که یکی از رایج ترین نقاط نشتی است. اتصالات فلنجی اغلب اولین مواردی هستند که در مناطق سردسیر از کار می افتند، زیرا فلنج های فلزی ممکن است در هنگام کاهش دما کمی تاب بخورند، یا پیچ و مهره های متصل کننده آنها می توانند به مرور زمان خورده شوند و منجر به شکاف هایی شوند که آب به بیرون نفوذ کند. گیره‌های تعمیر فلنج ما دور آن مفصل می‌پیچند و یک مانع دوم ضد آب ایجاد می‌کنند. بر خلاف برخی از گیره های دیگر که فقط بخش کوچکی از لوله را می پوشانند، گیره های فلنجی کل اتصال را می پوشانند، بنابراین می توانند آن تاب خوردگی جزئی در فلنج ها را که در هوای سرد اتفاق می افتد، جبران کنند.
همانطور که گفته شد، گیره های فلنجی تنها گزینه برای تعمیرات مناطق سرد نیستند، و مهم است که بدانید چه زمانی از آنها در مقایسه با سایر انواع گیره استفاده کنید. به عنوان مثال، اگر در حال تعمیر نشتی در قسمت مستقیم لوله هستید که اتصال فلنجی ندارد، ممکن است گیره تعمیر سوکت مناسب‌تر باشد. گیره‌های سوکت برای آب‌بندی اطراف بخش‌های مستقیم لوله طراحی شده‌اند و گیره‌های تعمیر سوکت با درجه سرد ما از همان مواد کم دما مانند گیره‌های فلنجی ما استفاده می‌کنند، بنابراین در شرایط سرد به همان اندازه خوب عمل می‌کنند. من همیشه به مشتریان می گویم که نوع گیره را با محل نشتی مطابقت دهند، نه اینکه فقط با هر چیزی که در دست دارند استفاده کنند. برای مثال، اگر با لوله‌های چدنی سر و کار دارید، یک گیره فلنجی استاندارد ممکن است به طور یکنواخت روی سطح چدن ناهموار قرار نگیرد و منجر به آب‌بندی ضعیف شود. اینجاست که یک گیره تعمیری برای لوله چدن وارد می شود - گیره های تعمیر چدن ما دارای یک قسمت داخلی ماشینکاری شده هستند که با سطح ناهموار چدن مطابقت دارد و حتی زمانی که لوله به دلیل یخ زدگی جابجا شده است یک مهر و موم محکم ایجاد می کند. من از این گیره ها برای رفع نشتی در لوله های آب چدنی 100 ساله در ساسکاچوان استفاده کرده ام، جایی که دمای آن به مدت شش ماه از سال زیر صفر باقی می ماند و اکنون بیش از سه سال است که قوی هستند.
یکی از رایج ترین اشتباهاتی که من در تعمیرات مناطق سردسیر می بینم این است که افراد انبساط و انقباض لوله را در نظر نمی گیرند. لوله های فلزی وقتی گرم می شوند منبسط می شوند و وقتی سرد می شوند منقبض می شوند و این حرکت می تواند بر تعمیر فشار وارد کند. به عنوان مثال، اگر یک گیره تعمیری را در یک روز خفیف پاییزی نصب کنید، زمانی که لوله گرم است، با فرا رسیدن زمستان منقبض می شود و کمی از واشر گیره جدا می شود. به همین دلیل است که نصب گیره در زمانی که لوله در دمای متوسط خود برای آن زمان از سال است، نه فقط در هر دمایی، بسیار مهم است. اگر مجبور به نصب آن در یک ضربه شدید سرد شدید، می‌توانید شکاف کوچکی بین بدنه گیره و لوله (حدود 1/16 اینچ) بگذارید تا اجازه انقباض بدون محکم کردن واشر را بدهد. این جزئیاتی است که بسیاری از DIYers یا حتی پیمانکاران کوچک از آن غافل می شوند و در عرض چند ماه منجر به نشت می شود. ما همراه با هر گیره ای که می فروشیم، راهنمای نصب در هوای سرد را اضافه می کنیم، و بازخورد خوبی از تیم هایی داشته ایم که از نزدیک آن را دنبال می کنند.
همچنین این سؤال وجود دارد که عوامل خارجی در مناطق سردسیر می توانند بر عملکرد گیره تعمیر تأثیر بگذارند، مانند تجمع برف و یخ. هنگامی که یخ در اطراف تعمیر جمع می شود، وزن و فشار اضافی بر لوله اضافه می کند. به همین دلیل مهم است که مطمئن شوید که گیره به درستی پشتیبانی می شود، به خصوص برای لوله های بالای زمین (که در مناطق سردسیر رایج تر است زیرا اگر عایق به اندازه کافی عمیق نباشد، لوله های مدفون می توانند یخ بزنند). گیره های فلنجی ما دارای دنده های تقویت کننده اختیاری هستند که استحکام ساختاری بیشتری را اضافه می کنند، بنابراین می توانند فشار اضافی ناشی از یخ و برف را بدون خم شدن یا شکست تحمل کنند. ما این دنده‌ها را در طوفان یخی 2021 در مین آزمایش کردیم، جایی که دما به -20 درجه فارنهایت کاهش یافت و ضخامت یخ روی لوله‌ها تا 2 اینچ افزایش یافت. گیره های بدون دنده تحت وزن شروع به تغییر شکل کردند، اما گیره های فلنجی تقویت شده ما شکل خود را حفظ کردند و مهر و موم را دست نخورده نگه داشتند.
نکته دیگری که باید در نظر گرفت دوام طولانی مدت است. در مناطق سردسیر، تعمیرات باید طول بکشد—شما نمی توانید هر چند ماه یک بار برای رفع نشتی به عقب برگردید، زیرا هوا روی لوله سخت است. گیره های تعمیر لوله فلنج ما برای عمر مفید بیش از 20 سال در آب و هوای سرد طراحی شده اند، اما این تنها در صورتی است که آنها را به درستی نگهداری کنید. توصیه می کنیم سالی دو بار گیره ها را بازرسی کنید، یک بار در بهار پس از یخ زدگی و یک بار در پاییز قبل از شروع سرما. در طول بازرسی، پیچ ها را بررسی کنید تا مطمئن شوید هنوز سفت هستند و به دنبال هرگونه نشانه سایش واشر، مانند ترک خوردن یا سفت شدن باشید. اگر متوجه شدید که واشر شروع به سفت شدن می کند، می توانید بدون نیاز به تعویض کل گیره، فقط واشر را تعویض کنید، که در دراز مدت باعث صرفه جویی در وقت و هزینه می شود.
در طول سال‌ها مشتریانی داشته‌ام که با داستان‌های ترسناک درباره خرابی گیره‌های تعمیر در مناطق سردسیر به من مراجعه کرده‌اند. یکی از مشتریان در آلاسکا سعی کرد از یک گیره تعمیر عمومی برای رفع نشتی لوله آب استفاده کند و در عرض یک هفته واشر ترک خورده و نشتی منجمد شد و منجر به ترکیدگی لوله شد. یکی دیگر در کلرادو از گیره ای با پیچ و مهره های فولادی استاندارد استفاده کرد و پیچ ها در طول یک چرخه یخ زدگی و ذوب شکستند و باعث قطعی آب در آنها شد. این داستان ها منحصر به فرد نیستند، اما قابل اجتناب هستند. نکته کلیدی این است که گیره ای را انتخاب کنید که برای هوای سرد مهندسی شده باشد، نه هر گیره ای که متناسب با اندازه لوله باشد. همچنین مهم است که عواملی مانند مواد لوله (چدن، فولاد، پی وی سی - همه در هوای سرد دارای خواص متفاوتی هستند)، محل نشتی (مفصل فلنج، بخش مستقیم، سوکت) و مشخصات آب و هوای منطقه شما (چقدر دما پایین می آید، چقدر یخ زدگی دارید، آیا نمک یا سایر مواد شیمیایی در آب وجود دارد که می تواند گیره را خورده کند).
به عنوان مثال، اگر در حال کار بر روی تعمیر لوله کشی در یک کابین سرد هستید، یک گیره تعمیر لوله کشی فشرده ممکن است مناسب تر از یک گیره فلنج صنعتی بزرگ باشد. گیره های تعمیر لوله کشی ما برای لوله های کوچکتر (1/2 اینچ تا 4 اینچ) طراحی شده اند و از همان واشرها و پیچ و مهره های کم دمای مدل های بزرگتر صنعتی ما استفاده می کنند، بنابراین در برنامه های مسکونی در هوای سرد به خوبی کار می کنند. من به یک لوله کش در شمال میشیگان کمک کردم تا زمستان گذشته لوله یخ زده را با استفاده از یکی از گیره های تعمیر لوله کشی درجه سرد ما تعمیر کند، و آنها به من گفتند که این تنها تعمیری بود که بعد از آب کردن لوله نشتی نداشت. این همان موفقیتی است که ما برای آن تلاش می کنیم.
حال، بیایید به یک نگرانی رایج بپردازیم: اگر نتوانم گیره تعمیر لوله فلنج با درجه سرد را در حال حاضر تهیه کنم، چه؟ آیا راهی برای تطبیق گیره استاندارد برای هوای سرد وجود دارد؟ پاسخ کوتاه این است که خطرناک است، اما چند قدم وجود دارد که می توانید برای به حداقل رساندن احتمال شکست انجام دهید. ابتدا واشر استاندارد را با یک واشر EPDM درجه بندی سرد جایگزین کنید—این بزرگترین پیشرفتی است که می توانید انجام دهید. دوم، از پیچ و مهره های درجه حرارت پایین استفاده کنید و همانطور که قبلاً اشاره کردم از قفل نخ استفاده کنید. ثالثاً، گیره را زمانی نصب کنید که لوله در دمای متوسط قرار دارد، نه در هنگام ضربه شدید سرما. حتی با این مراحل، من همیشه توصیه می‌کنم اگر می‌توانید با گیره‌ای با درجه سرد ساخته شده بروید، زیرا حدس‌ها و خطر خرابی پرهزینه را از بین می‌برد.
در پایان روز، چه یک کارگر شهرداری باشید که سیستم آب را نگهداری می کند، چه لوله کشی باشید که یک لوله مسکونی را تعمیر می کند، یا یک تیم ساختمانی که یک خط لوله جدید در یک منطقه سرد می سازد، گیره تعمیر مناسب می تواند تفاوت را ایجاد کند. گیره تعمیر لوله فلنج فقط یک تکه فلز و لاستیک نیست - این یک راه حل بادوام است که برای مقاومت در سخت ترین شرایط آزمایش شده است، به شرط اینکه گیره مناسب را انتخاب کرده و به درستی نصب کنید. ما عملکرد گیره‌های خود را در برخی از سردترین مکان‌های روی زمین دیده‌ایم، و اگرچه غیرقابل تخریب نیستند، اما در صورت استفاده صحیح، توانایی مقابله با چالش‌های مناطق سرد را دارند.
اگر در حال انجام تعمیر در آب و هوای سرد هستید و می‌خواهید درباره گیره‌های تعمیر لوله فلنج با درجه سرد ما یا هر یک از راه‌حل‌های تعمیر دیگر ما در هوای سرد مانند گیره تعمیر سوکت، گیره تعمیر سوکت لوله، گیره تعمیر لوله چدنی، گیره تعمیر نشتی فلنج یا گیره‌های تعمیر لوله‌کشی بیشتر بدانید، این کار را نکنید. ما می‌توانیم به شما کمک کنیم تا گیره مناسب برای کاربرد خاص خود را انتخاب کنید، فرآیند نصب را به شما راهنمایی کنیم و مطمئن شوید که تعمیر شما بدون توجه به کاهش دما، پایدار است.
مراجع
- انجمن مهندسین مکانیک آمریکا. (2019). دستورالعمل های طراحی برای سیستم های لوله کشی با دمای پایین ASME B31.3.
- انجمن تولیدکنندگان لاستیک. (2020). استانداردهای عملکرد واشرهای EPDM در دماهای شدید. انتشار RMA 04-2020.
- انجمن ملی شرکت های آب (2021). بهترین روش های تعمیر لوله در هوای سرد بولتن فنی ناکو 21-03.
- شورای کد بین المللی (2022). الزامات کد لوله کشی برای تاسیسات در آب و هوای سرد. IRC فصل 7.
- موسسه لوله فولادی. (2020). الزامات چقرمگی در دمای پایین برای فولاد سازه ای در کاربردهای لوله کشی. گزارش فنی STI 12-20.