كوع نصف قطري طويل مقابل كوع نصف قطري قصير

المرفقين نوع من تجهيزات الأنابيب. بالإضافة إلى المرفقين، تشمل تجهيزات الأنابيب الشائعة المحملات، والصلبان، والشفاه، والمفاصل، والمفاصل المثلثة، وما إلى ذلك. المرفق هو موصل شائع في نظام خطوط الأنابيب، والذي يستخدم على نطاق واسع في مختلف الصناعات، مثل النفط والغاز الطبيعي والصناعة الكيميائية والطاقة الكهرومائية والبناء، وما إلى ذلك. لا يشمل تصميم المرفق المواد والزاوية فحسب، بل يشمل أيضًا اختيار نصف قطر الانحناء، مما يؤثر بشكل مباشر على مقاومة تدفق السوائل واستقرار نظام خطوط الأنابيب. وفقًا لنصف قطر الانحناء المختلف، يمكن تقسيم المرفق إلى مرفق طويل نصف قطر ومرفق قصير نصف قطر. إذن، ما الفرق بين هذين المرفقين؟ ما هي المناسبات المناسبة لهما؟

1. المفهوم الأساسي للمرفق

المرفق هو تركيب يستخدم لتحويل خط الأنابيب، والذي يمكنه تغيير اتجاه تدفق السوائل. وفقًا لمعايير مختلفة، يمكن تصنيف المرفقين وفقًا للمادة (مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني والفولاذ السبائكي وما إلى ذلك) والزاوية (45 درجة و90 درجة و180 درجة وما إلى ذلك) ونصف قطر الانحناء (نصف القطر الطويل ونصف القطر القصير). يتميز المرفق الطويل ونصف القطر القصير بنصف قطر الانحناء، ولكل منهما خصائص تدفق سائل مختلفة وسيناريوهات قابلة للتطبيق.

2. تعريف المرفق الطويل ونصف القطر القصير

المرفق الطويل: نصف قطر الانحناء للمرفق الطويل يساوي 1.5 مرة القطر الاسمي للأنبوب، أي R = 1.5D (D هو القطر الاسمي للأنبوب). تتميز المرفق الطويلة الشائعة بنصف قطر انحناء أكبر، مما يمكن أن يوفر مسار تدفق أكثر سلاسة، وبالتالي تقليل مقاومة التدفق.
مرفق نصف القطر القصير: نصف قطر الانحناء لمرفق نصف القطر القصير يساوي القطر الخارجي للأنبوب، أي R = D. نظرًا لنصف قطر الانحناء القصير، يكون شكل المرفق أكثر إحكاما، لذلك عادة ما يكون لديه مقاومة تدفق أعلى.

3. الفرق بين المرفقين نصف القطر الطويل والمرفقين نصف القطر القصير

مقاومة التدفق: نظرًا لأن انحناء المرفق نصف القطر الطويل أكثر لطفًا، فإن المقاومة التي يواجهها السائل عند المرور تكون أصغر. يكون انحناء المرفق نصف القطر القصير أكثر حدة، مما يؤدي إلى مقاومة أكبر عند دوران السائل، وخاصة في حالات معدل التدفق العالي والضغط العالي، يكون تأثير المقاومة أكثر وضوحًا.

المناسبات القابلة للتطبيق: تُستخدم المرفقين نصف القطر القصير عادةً في الأماكن ذات المساحة المحدودة أو تخطيط خطوط الأنابيب المضغوط، وخاصة في خطوط أنابيب السوائل منخفضة الضغط. المرفقين نصف القطر الطويل مناسبين للظروف ذات الضغط العالي ومعدل التدفق العالي، ويُستخدم بشكل شائع في أنظمة مثل النفط والغاز الطبيعي والصناعة الكيميائية التي تحتاج إلى ضمان تدفق السوائل بسلاسة.

فرق الحجم: عادةً ما تكون الكوع ذات القطر الطويل أكبر حجمًا ومناسبة للأنابيب ذات الأقطار الأكبر، بينما تكون الكوع ذات القطر القصير مناسبة للأنابيب ذات الأقطار الأصغر أو الأماكن ذات المساحات الصغيرة.

نصف قطر الانحناء:

الكوع ذو القطر الطويل: له نصف قطر انحناء أكبر، عادةً 1.5 مرة قطر الأنبوب أو أكبر. وهذا يعني أن المسافة من مركز الكوع إلى محور الانحناء أطول.

الكوع ذو القطر القصير: له نصف قطر انحناء صغير نسبيًا، عادةً 1 مرة قطر الأنبوب. وهذا يؤدي إلى شكل أكثر إحكامًا وانحناءات أكثر حدة.

خسائر ضغط مختلفة
الكوع ذو القطر الطويل: مقاومة أقل للسوائل، وفقدان ضغط منخفض.
الكوع ذو القطر القصير: مقاومة أكبر للسوائل، وفقدان ضغط أعلى.

تكلفة التصنيع وصعوبة التركيب

الكوع ذو القطر الطويل مكلف نسبيًا، ولكن تأثيره على النظام أثناء التركيب ضئيل.

الكوع ذو القطر القصير رخيص التصنيع، ولكن قد يكون له تأثير أكبر على ديناميكيات السوائل أثناء التركيب.

NPS	O. D. (D)	180° Long Rad		180° Short Rad
		Center to Center	Back to Face(K)	Center to Center(O)	Back to Face(K)
6	168.3	457	313	305	237

4. المواد والصناعات القابلة للتطبيق

أكواع نصف القطر القصيرة: يمكن تصنيع أكواع نصف القطر القصيرة من الفولاذ المقاوم للصدأ (مثل 201، 304)، والفولاذ الكربوني (مثل 20#، 20G) والفولاذ السبائكي (مثل 12CR1MOV). نظرًا لبنيتها المدمجة، غالبًا ما تُستخدم للسوائل ذات الضغط المنخفض أو في المواقف التي تكون فيها مساحة التركيب محدودة. تُستخدم على نطاق واسع في صناعات مثل النفط والغاز الطبيعي والصناعة الكيميائية.
أكواع نصف القطر الطويلة: تصنع أكواع نصف القطر الطويلة عمومًا من الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني والفولاذ السبائكي. وهي مناسبة للمناسبات ذات الضغط العالي ومعدل التدفق العالي حيث يلزم تقليل مقاومة التدفق، مثل معالجة مياه الصرف الصحي والحرارة والكهرباء والفضاء وصناعة الورق وغيرها من الصناعات.

5. تأثير مقاومة التدفق وأساس الاختيار

سيتأثر السائل بالمقاومة عند مروره عبر خط الأنابيب، وخاصةً عندما يكون هناك كوع في نظام خط الأنابيب، فإن نصف قطر انحناء الكوع له تأثير كبير بشكل خاص على مقاومة التدفق. يتميز الكوع الطويل الشعاع بشكل انحناء أكثر سلاسة، مما يقلل من تأثير واضطراب السائل، وبالتالي تقليل استهلاك الطاقة وفقدان الضغط للنظام. لذلك، في خطوط الأنابيب ذات الضغط العالي والتدفق العالي، عادة ما يتم تفضيل الكوع الطويل الشعاع. على الرغم من أن تصميم الكوع القصير الشعاع يوفر المساحة، إلا أنه يستخدم بشكل أساسي لخطوط أنابيب السوائل ذات الضغط المنخفض أو عندما تكون ظروف التركيب مقيدة بسبب مقاومته العالية للتدفق.

6. فحص ومراقبة جودة الكوع

سواء كان كوعًا طويل الشعاع أو كوعًا قصير الشعاع، فإن جودته أمر بالغ الأهمية، خاصة عندما يكون تحت ضغط ودرجة حرارة عالية. بالنسبة للكوع غير الملحومة، فإن اكتشاف السُمك عند القوس الخلفي هو المفتاح لأن هذا الجزء يتحمل ضغط الوسط في خط الأنابيب. عادة ما يكون عامل أمان سمك جدار الكوع حوالي 6 مرات. في الاستخدام الفعلي، مع تقدم خط الأنابيب في العمر وتآكله، قد ينخفض سمك القوس الخلفي. لذلك، فإن الفحص المنتظم لسمك القوس الخلفي للتأكد من أنه يلبي متطلبات التصميم هو إجراء ضروري لضمان التشغيل الآمن لخط الأنابيب.

7. الملخص

وفقًا للاتصال بأنابيب الصلب، يمكن تصنيف المرفقين على أنهم مرفق ملحوم بعقب ومرفق ملحوم بمقبس ومرفق ملولب. وفقًا لمادة جسم الصمام، فإنه يحتوي على مرفق من الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني والفولاذ السبائكي. تلعب المرفقين ذات نصف القطر الطويل والمرفقين ذات نصف القطر القصير أدوارًا مختلفة في نظام خطوط الأنابيب. المرفقين ذات نصف القطر الطويل مناسبين للمناسبات ذات الضغط العالي ومعدل التدفق العالي، مما يمكن أن يقلل بشكل فعال من مقاومة التدفق ويحافظ على استقرار السوائل؛ بينما المرفقين ذات نصف القطر القصير مناسبين للمساحات الضيقة أو خطوط أنابيب السوائل ذات الضغط المنخفض. على الرغم من أن مقاومة التدفق كبيرة، إلا أنها تتمتع بمزايا فريدة في مساحة التركيب المحدودة. إن اختيار نوع المرفق المناسب لا يمكن أن يحسن أداء تدفق خط الأنابيب فحسب، بل يطيل أيضًا عمر خدمة نظام خطوط الأنابيب.