معنى كوع الأنبوب

ما هو مرفق الأنابيب؟

تُعدّ وصلات الكوع من أكثر وصلات الإنشاءات شيوعًا في عصرنا الحالي. فهي متعددة الاستخدامات، وتتوفر بأحجام وأشكال متنوعة. تُعدُّ وصلات الأنابيب الفولاذية مكونات أساسية في أنظمة الأنابيب، حيث تُغيّر اتجاه تدفق السوائل. تُستخدم لتوصيل أنبوبين متساويين أو مختلفين في القطر الاسمي، ولتدوير الأنبوب بزاوية 45 أو 90 درجة في اتجاه معين.

يمكن تصنيع وصلات الأنابيب من مواد متنوعة، بما في ذلك الفولاذ الكربوني، والفولاذ المقاوم للصدأ، والحديد الزهر، والبولي فينيل كلوريد (PVC)، والنحاس، وسبائك الفولاذ، وذلك وفقًا للمتطلبات الخاصة بنظام الأنابيب. وهي شائعة الاستخدام في كل من الحياة اليومية والصناعة، مثل أنابيب المياه، وأنابيب النفط والغاز، والمصانع الكيميائية، ومحطات الطاقة، وغيرها. يمكن توصيل الوصلات بطرق متنوعة، بما في ذلك اللحام (اللحام التناكبي أو لحام المقبس)، أو الخيوط، أو الحواف.

المواد الشائعة المستخدمة في وصلات الأنابيب

تتوفر وصلات الأنابيب بأنواع متنوعة، كل منها مصمم لتلبية الاحتياجات التقنية والعملية المحددة في أنظمة الأنابيب. يمكن تصنيفها بناءً على عدة عوامل مختلفة، بما في ذلك المادة، وطريقة الإنتاج، ومعايير التصنيع، ونصف قطر الانحناء، ومعدل الضغط، والشكل أو الوظيفة. فيما يلي تفصيل شامل.

يمكن تصنيع أكواع الأنابيب من مواد متنوعة لتناسب مختلف البيئات والتطبيقات:

الفولاذ الكربوني: قوي، متين، واقتصادي. يُستخدم بشكل شائع في خطوط الأنابيب الصناعية.

الفولاذ المقاوم للصدأ: مقاوم للتآكل، مما يجعله مثاليًا للمصانع الكيميائية وصناعات تجهيز الأغذية.

الحديد الزهر: يُستخدم تقليديًا في أنظمة السباكة والصرف الصحي نظرًا لمتانته.

كلوريد البوليفينيل (PVC): خفيف الوزن، غير مكلف، ومقاوم للعديد من المواد الكيميائية. شائع الاستخدام في السباكة المنزلية والتجارية.

النحاس: موصل حراري ممتاز، يُستخدم على نطاق واسع في أنظمة التدفئة والتبريد وإمدادات المياه.

سبائك الفولاذ: يوفر قوة ومقاومة إضافية للحرارة والضغط والتآكل. يُستخدم في تطبيقات متخصصة مثل مصافي النفط ومحطات الطاقة.

يعتمد اختيار المادة المناسبة على عوامل مثل الضغط ودرجة الحرارة ونوع السائل والتصميم العام لخط الأنابيب.

١. التصنيف حسب المادة

يؤثر اختيار المادة بشكل مباشر على قوة وصلابة كوع الأنبوب ومقاومته للتآكل وعمره الافتراضي. تشمل المواد الشائعة:

الفولاذ الكربوني:
تشمل معايير ASTM/ASME A234 WPB وWPC. تُستخدم هذه المواد على نطاق واسع في خطوط الأنابيب الصناعية العامة نظرًا لمتانتها وفعاليتها من حيث التكلفة.

الفولاذ السبائكي:
يشمل درجات مثل ASTM/ASME A234 WP1، وWP11، وWP12، وWP22، وWP5، وWP91، وWP911، بالإضافة إلى 15Mo3، و15CrMoV، و35CrMoV. يتميز الفولاذ السبائكي بخصائص ميكانيكية مُحسّنة ومقاومة عالية لدرجات الحرارة والضغط.

الفولاذ المقاوم للصدأ:
يُختار غالبًا لمقاومته الممتازة للتآكل. تشمل الدرجات الشائعة ما يلي:

ASTM/ASME A403 WP304، 304L، 304H، 304LN، 304N
ASTM/ASME A403 WP316، 316L، 316H، 316LN، 316N، 316Ti
ASTM/ASME A403 WP321، 321H

ASTM/ASME A403 WP347، 347H

فولاذ مقاوم لدرجات الحرارة المنخفضة:

تُصمم درجات مثل ASTM/ASME A402 WPL3 وWPL6 لتحمل درجات حرارة دون الصفر دون فقدان متانتها.

فولاذ عالي الأداء:
ASTM/ASME A860 WPHY 42، 46، 52، 60، 65، 70. تُستخدم هذه الكوع في بيئات عمل قاسية مثل أنابيب النفط والغاز.

مواد أخرى:

حسب احتياجات التطبيق، يمكن تصنيع الكوع من الفولاذ المصبوب، أو النحاس، أو سبائك الألومنيوم، أو البلاستيك (PVC، أو PPR، أو RFPP المقوى بالبولي بروبيلين)، أو مواد متخصصة مثل فوسفات الأرجون.

٢. التصنيف حسب طريقة الإنتاج

تُستخدم تقنيات تصنيع مختلفة حسب الحجم والمادة ومتطلبات الأداء:

الدفع (التشكيل بالدفع الساخن)

الكبس (التشكيل بالمكبس الهيدروليكي أو الميكانيكي)

التشكيل بالطرق (يوفر قوة ومتانة ممتازتين)

الصب (يُستخدم عادةً للأشكال المعقدة أو ذات الأقطار الكبيرة)

٣. التصنيف حسب معايير التصنيع

تُصنع أكواع الأنابيب وفقًا لمعايير وطنية ودولية مختلفة لضمان الجودة وقابلية التبديل. من الأمثلة:
المعيار الوطني (بريطانيا العظمى في الصين)
معيار الطاقة الكهربائية
معيار بناء السفن
معيار الصناعة الكيميائية
معيار إمدادات المياه
المعايير الدولية: الأمريكية (ASME/ANSI)، الألمانية (DIN)، اليابانية (JIS)، الروسية (GOST)، إلخ.

4. التصنيف حسب نصف قطر الانحناء
يؤثر انحناء المرفق بشكل كبير على خصائص التدفق ومتطلبات المساحة:
كوع طويل نصف القطر (LR):
نصف قطر الانحناء يساوي 1.5 ضعف قطر الأنبوب (R = 1.5D). يوفر هذا تدفقًا أكثر سلاسة مع انخفاض أقل في الضغط.

كوع قصير نصف القطر (SR):
نصف قطر الانحناء يساوي قطر الأنبوب (R = 1.0D). يتميز هذان المرفقان بصغر حجمهما وتوفير المساحة، إلا أنهما يسببان المزيد من الاضطراب وفقدان الضغط.

٥. التصنيف حسب معدل الضغط
تُنتج الكوع بسماكات جدران وفئات ضغط مختلفة، وفقًا لجداول الأنابيب الأمريكية:
تشمل الجداول: Sch5s، Sch10s، Sch10، Sch20، Sch30، Sch40s، STD، Sch40، Sch60، Sch80s، XS، Sch80، Sch100، Sch120، Sch140، Sch160، XXS.

الأكثر استخدامًا: الوزن القياسي (STD) والقوة الفائقة (XS).

تضمن هذه التصنيفات قدرة الكوع على تحمل ضغوط داخلية محددة بأمان.

مواصفات وأبعاد كوع الأنبوب

Standards	ASME/ANSI B16.9 (LR), B16.28(SR), JIS B 2311/2220, DIN2605/2616/2615
Type	Cross, elbow, tee, cap, stud end, reducer, cross etc...
Materials	Stainless steel: ASTM A403-WP304, WP304L, WP304/304L, WP304H, WP316, WP316L, WP316/316L, WP321, WP321H, WP347, WP347H Super stainless steel: ASTM 904L, B366-N08904, A403-WP317, 317L, 254SMO(UNS S31254) Duplex and super duplex steel: ASTM A815-S31803, S32205, S32750, S32760, 2205 Low temperature steel: ASTM A420-WPL6, WPL3 Alloy steel: ASTM A234-WP11, WP22, WP91 Pipeline steel: API X42, X52, X60, X65, X70 Carbon steel: ASTM A234-WPB, WPC Nickel alloy incone l825, Incolloy800HT, Monel400, Al-Mi Metal
OD	Seamless products DN15 (1/2")/DN600 (32") Welded products DN450 (1/2")/DN3000 (120")
Wall thickness	SCH 5S- SCH 160XXS
Applications	Low and middle pressure fluid pipeline, boiler, petroleum and natural gas industry, drilling, chemical industry, electric industry, shipbuilding, fertilizer equipment and pipeline, structure, petrochemical, pharmaceutical industry

ما الفرق بين الانحناءات والكوعين؟
الانحناءات والكوعين مكونات شائعة في أنظمة الأنابيب. كلاهما يُغيّر اتجاه تدفق السوائل، لكنهما يختلفان في وظيفتهما واستخدامهما.
الانحناء هو مكون منحني في الأنابيب يُستخدم بشكل أساسي لتغيير اتجاه الأنبوب. يُمكن صنعه من مواد مثل الفولاذ المقاوم للصدأ أو النحاس أو البلاستيك، ويُوفر أنصاف أقطار انحناء مُتفاوتة لتناسب مختلف التصميمات. عند اختيار الانحناء، عادةً ما تحتاج إلى مراعاة قطره ومادته وزاوية انحناءه.
الكوع هو وصلة أنابيب شائعة، تُستخدم بشكل أساسي لتوصيل الأنابيب وضبط اتجاهها. تتراوح زواياها الشائعة بين 90 و45 درجة، ولكن يُمكن أيضًا تخصيص زوايا أخرى. تُتيح الكوعين تعديلات أفقية أو رأسية مرنة في الأنابيب، وعادةً ما تُصنع من الفولاذ الكربوني أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو النحاس أو البلاستيك.

فيما يتعلق بالتركيب، غالبًا ما تُربط الانحناءات بالأنابيب من خلال اللحام أو الخيوط أو الحواف، بينما تُشبه الكوعين التركيبات الكاملة، وغالبًا ما تستخدم الخيوط أو الحواف.

الفرق بين كوع PVC وثنيات الأنابيب
تتيح كوع PVC وثنيات الأنابيب تغيير اتجاه الأنابيب، ولكن تختلف استخداماتها وبنيتها. تُصنع ثنيات أنابيب PVC عادةً بتسخين أنبوب مستقيم ثم ثنيه إلى قطعة واحدة. وهي مناسبة للتطبيقات التي تتطلب نصف قطر انحناء كبير، مما يُؤدي إلى انتقال أكثر سلاسة ومقاومة تدفق أقل. أما كوع PVC، فهي وصلات أنابيب متخصصة، بزوايا شائعة مثل 45 درجة و90 درجة. تُستخدم لتغيير اتجاه الأنابيب بسرعة أو لتوصيل أقسام مختلفة. وهي سهلة التركيب ولكنها تتطلب دورانًا أكثر حدة. ببساطة، تُعد ثنيات الأنابيب مناسبة للانتقالات الشاملة، بينما تُناسب الكوع التوصيلات الدقيقة.