عملکرد اتصالات سه راهی مسی در سیستم های لوله کشی

کاری که یک سه راهی مسی انجام می دهد

سه راهی اتصالی است که سه طول لوله را در زاویه قائم به یکدیگر متصل می کند. دو دهانه در مسیر پیوسته قرار دارند و سومی شاخه را تشکیل می دهد. در جایی که انشعاب کوچکتر از مسیر است، فیتینگ یک سه راهی کاهنده است، و در جایی که هر سه دهانه مطابقت دارند، سه راهی برابر است. در یک سیستم مسی، این اتصالات معمولاً اتصالات مویرگی مس یا آلیاژ مس هستند که به ASME B16.22 برای کاربردهای لحیم کاری{4}}فشار مشترک یا EN 1254-1 در سیستم اروپایی تولید می‌شوند و از همان خانواده مواد C12200 یا C11000 به عنوان لوله‌ای که به آن متصل می‌شوند تشکیل می‌شوند.

سه راهی پر استفاده ترین اتصالات در هر سیستم توزیع است زیرا سه عملکرد مجزا را به طور همزمان انجام می دهد: تقسیم یک جریان، ترکیب جریان ها و تغییر جهت. درک اینکه کدام یک از این وظایف از اتصالات خواسته می شود انجام دهد تعیین می کند که چگونه اندازه شاخه، روش اتصال و آرایش پشتیبانی باید انتخاب شود.

توزیع جریان و تقسیم متناسب

وقتی یک سه راهی یک جریان را به دو تقسیم می کند، تقسیم معمولاً پنجاه-پنجاه نیست. جریان مسیر کمترین مقاومت را طی می کند، بنابراین کشش انشعاب با قطر نسبی انشعاب و مقاومت لوله های متصل به آن تعیین می شود. این به طراح دو اهرم می دهد: تغییر قطر شاخه، یا تغییر طول و تعداد اتصالات پایین دست.

قطر شاخه به عنوان کنترل اولیه:نازل انشعاب کوچکتر مقاومت موضعی را افزایش می دهد و جریان انشعاب را کاهش می دهد، به همین دلیل است که سه راهی کاهش دهنده معمولاً برای تغذیه یک ترمینال منفرد از یک اصلی بزرگتر استفاده می شود.

مقاومت پایین دست به عنوان کنترل ثانویه:فشار موجود در شاخه یک سه راهی فقط کمی کمتر از فشار اصلی در آن نقطه است، بنابراین جریان تحویلی واقعی عمدتاً توسط آنچه که خود مدار انشعاب در افت فشار هزینه می کند، کنترل می شود.

متعادل سازی:در جایی که تقسیم باید به یک نسبت دقیق نگه داشته شود، یک شیر متعادل کننده در انشعاب قابل اعتمادتر از اتکا به هندسه سه راهی است، زیرا هر زمان که تقاضای ترمینال تغییر کند، شکاف مبتنی بر هندسه تغییر می کند.

در سیستم های گرمایش و آب سرد، این مکانیسمی است که به یک رایزر اجازه می دهد چندین منطقه را تامین کند. آب گرم یا سرد در قسمت اصلی در هر سه راهی تقسیم می شود و طراح اندازه شاخه را طوری تنظیم می کند که هر منطقه جریان مورد نیاز خود را در شرایط طراحی دریافت کند. در جایی که نیاز جریان به طور گسترده ای متفاوت است، سه راهی به جای اینکه به عنوان دستگاه اندازه گیری استفاده شود، با یک شیر کنترل جفت می شود.

تلاقی، اختلاط و تغییر جهت

اجرای همان اتصالات به صورت معکوس، دو جریان را در یک جریان ترکیب می کند. در سمت مکش یک پمپ، یا جایی که مایع خنک‌کننده از چندین قطعه تجهیزات قبل از ورود به چیلر همگرا می‌شوند، سه راهی‌ها به عنوان جمع‌کننده عمل می‌کنند. از آنجا که دو جریان ورودی ممکن است در دما متفاوت باشند، سه راهی نیز به عنوان یک محفظه اختلاط عمل می کند: هندسه تلاطم محلی ایجاد می کند که جریان ها را با هم ترکیب می کند، و شرایط مخلوط در پایین دست یکنواخت تر از هر ورودی است.

سه راهی که برای تغییر جهت استفاده می شود، جایگزین یک جفت زانو و بخشی از لوله می شود. این طرح را فشرده نگه می دارد و از نظر مادی تعداد اتصالات را کاهش می دهد، که به نوبه خود هم افت فشار وارد شده در اتصالات و هم تعداد اتصالاتی را که باید تأیید شوند کاهش می دهد. در سیستم‌های پیچیده، ترکیب سه راهی‌ها و زانویی‌ها روی یک منیفولد اجازه می‌دهد چندین مسیر جریان بدون بدنه شیر چند پورت اختصاصی انتخاب شود.

جزئیات نصبی که در اینجا بسیار مهم است سرعت است. سرعت موضعی بالا در شاخه سه راهی شناخته شده برای خوردگی فرسایشی است، زیرا تلاطم لایه اکسید محافظ را از دیواره جدا می کند. سرعت جریان را در محدوده مناسب برای مواد لوله و شیمی آب نگه دارید و از قرار دادن سه راهی بلافاصله در پایین دست تخلیه پمپ یا شیر نیمه بسته خودداری کنید.

مواد، استانداردها و محدوده اندازه

اتصالات را قبل از سفارش با استاندارد لوله و روش اتصال مطابقت دهید. اتصالات مویرگی با اندازه استاندارد یک لوله ممکن است فاصله حلقوی صحیحی را در برابر لوله تولید شده با استانداردهای متفاوت ایجاد نکند و اتصال حاصل ممکن است از پرکننده یا کندی کشیده شود. در جایی که سیستم در دما یا فشار بالاتر کار می کند، از اتصالات لحیم کاری شده با پرکننده مس-فسفر به جای لحیم کاری نرم استفاده می شود، زیرا با افزایش دمای سرویس، استحکام اتصال به شدت کاهش می یابد.

نقاط نصب و بازرسی

برش و تمیز کردن:لوله را مربع برش دهید، داخل و خارج را جدا کنید و انتها و سوکت اتصال را روی فلز روشن تمیز کنید. پرکننده نمی تواند در یک مفصل اکسید شده یا چرب جریان یابد.

عمق درج:لوله را به طور کامل در سوکت قرار دهید، زیرا یک انتهای نیمه وارد شده، ناحیه مفصل را محدود می کند و پله ای ایجاد می کند که جریان را مختل می کند.

کنترل حرارت:گرما را دور از سوکت قرار دهید و از گرمای بیش از حد جلوگیری کنید، که شار را می سوزاند و یک مفصل خشک و متخلخل ایجاد می کند. شار باقیمانده باید پس از مونتاژ شسته شود، زیرا وقتی در جای خود باقی بماند خورنده است.

پشتیبانی:حرکت را نزدیک به سه راهی نگه دارید، زیرا اتصال سفت ترین نقطه در خط است و بار خمشی را از هر حرکت در طول های متصل می گیرد.

تست فشار:سیستم تکمیل شده را قبل از مخفی کردن آزمایش کنید و مفاصل را از نظر خونریزی پرکننده و نشتی در انشعاب که اغلب محل معیوب یافت می شود بررسی کنید.

بررسی فرسایش:در جایی که یک سه راهی نزدیک به یک تغییر در سرعت یا یک دستگاه دریچه گاز قرار می گیرد، سرعت عملیات را ثبت کنید و اندازه شاخه بزرگتر را برای کاهش تلاطم محلی در نظر بگیرید.

سوالات متداول

س: عملکرد اصلی سه راهی مسی چیست؟
این سه انتهای لوله را در زاویه قائم به هم متصل می کند، بنابراین سه کار را انجام می دهد: تقسیم یک جریان به دو، ترکیب دو جریان در یک، و تغییر جهت حرکت بدون استفاده از یک جفت زانو.

س: تقسیم جریان بین اجرا و شاخه چگونه کنترل می شود؟
عمدتاً توسط قطر انشعاب و مقاومت لوله های متصل به شاخه. از آنجایی که جریان مسیر کمترین مقاومت را دنبال می کند، تغییر اندازه شاخه یا تعداد اتصالات پایین دست باعث تغییر شکاف می شود. در مواردی که باید نسبت ثابتی وجود داشته باشد، از شیر متعادل کننده استفاده می شود.

س: چه استانداردهایی برای سه راهی های مسی اعمال می شود؟
اتصالات فشار مشترک مس فرفورژه و آلیاژ مس{0}} توسط ASME B16.22 و اتصالات مویرگی در سیستم اروپایی توسط EN 1254-1 پوشش داده شده است. خود لوله معمولاً مطابق با ASTM B88، ASTM B75 یا EN 1057 است.

س: آیا می توان اتصالات سه راهی را به جای لحیم کاری با لحیم کاری وصل کرد؟
بله. لحیم کاری با یک پرکننده مس-فسفر مطابق با طبقه بندی AWS A5.8 اتصال استحکام بالاتری-به دست می دهد و برای دما و فشار سرویس بالاتر ترجیح داده می شود. لحیم کاری نرم با لحیم بدون سرب برای کارهای لوله کشی و گرمایش عمومی استفاده می شود.

س: چرا نشتی در سه راهی ها ظاهر می شود نه در امتداد لوله؟
زیرا مفصل نقطه ضعف هر سیستمی است. اتصال گرسنه یا داغ شده، انتهای لوله که به طور کامل قرار نگرفته است، یا شار باقی مانده در سوکت، همگی باعث خرابی اتصالات به جای دیواره لوله می شوند. آماده سازی و شستشوی صحیح از اکثر این عیوب جلوگیری می کند.

س: آیا فرسایش در سه راهی های مسی مشکل دارد؟
می تواند باشد. تلاطم موضعی در انشعاب لایه محافظ سطح را از بین می‌برد، بنابراین سرعت بالا در نزدیکی تخلیه پمپ یا دریچه گاز باعث تسریع افت دیواره می‌شود. نگه داشتن سرعت در محدوده توصیه شده و اجتناب از محدودیت های ناگهانی در بالادست سه راهی، خطر را کنترل می کند.