اتصالات لوله فلکسیبل معمولا به دلیل اتصال به تجهیزات متحرک، امکان حرکت یا انبساط حرارتی را میسر می‌سازد. این کار فشار بر روی لوله را کاهش داده و امکان حرکت را مهیا می‌سازد اما یکی از مزایایی که معمولا نادیده گرفته می‌شود این است که اگر این قطعه به درستی طراحی شود می‌تواند خطر ایجاد سر و صدا و یا خرابی لوله به دلیل ارتعاش را به حداقل برساند. علاوه بر این، اگر یک مفصل یا رابط خراب یا ترکیده شود، هزینه خسارتی که به بار می‌آورد می‌تواند نجومی باشد.
وقتی یک سیال از طریق سیستم پمپ می‌شود معمولا به‌صورت مجموعه‌ای از پالس‌ها جریان پیدا می‌کند نه به صورت یک جریان پیوسته. این موضوع باعث شکل‌گیری اثرات نامطلوبی نظیر تولید سر و صدا یا ارتعاش در بخش‌های دیگر ساختمان می‌شود. در طول زمان، این مسأله می‌تواند باعث شود که لوله‌ها و مفصل‌ها به دلیل ترک‌خوردگی از کار افتاده و منجر به تحمیل خسارات سنگین همچون جاری‌شدن سیل یا در موارد وخیم‌تر، جراحات بدنی شدید شود.
راهکار انعطاف‌پذیر
اتصالات انعطاف‌پذیر لاستیکی یا اکسپنشن جوینت‌های لاستیکی نوعی از رابط‌های لوله فلاکسیبل هستند که راه‌حلی را برای این مشکل ارائه می‌دهند. بدنه لاستیکی اتصالات حرکت موردنیاز در تمام جهت‌ها را میسر می‌سازد اما اگر با یک سطح مقطع کروی‌شکل طراحی شوند می‌توانند با عبور پالس‌ها انرژی را جذب و منبسط کنند.
طراحی صحیح تا حد زیادی خطر ایجاد سروصدای لوله و خرابی‌های بالقوه در آینده را کاهش می‌دهد. بنابراین این رابط‌ها را می‌توان در ورودی و خروجی پمپ‌ها و نیز در جاهایی که انبساط گرمایی در لوله‌ها رخ می‌دهد پیدا کرد.
عواقب جاری‌شدن سیل می‌تواند شدید بوده و در نتیجه هزینه خرابی نیز بالا می‌باشد. معمولا زمانی‌که چنین اتفاقی می‌افتد ساختمان خسارت شدیدی می‌بیند و در نتیجه بروز صدمات بدنی برای ساکنان به‌ویژه با لوله‌های بخار نیز دور از تصور نخواهد بود.
انتخاب مواد مناسب
با توجه به کنترل ارتعاش، مطالب زیادی را از متون فنی یاد گرفته‌ایم. با این وجود، تخصص واقعی از ترکیب چند دهه آزمون عملی و تحقیقات در دنیای واقعی به‌دست می‌آید. برای مثال، معرفی اتصالات انعطاف‌پذیر لاستیکی Safelex شرکت Mason UK در سال 1996، حاصل 20 سال تحقیق و پژوهش در این زمینه بود.
یکی از پیشرفت‌های کلیدی که توسط مهندسان ما انجام شد، تغییر الاستومر از نئوپرن به اتیلن پروپیلن دین مونومر (EPDM) بود. مورد دوم در به حداقل‌رساندن تورم آب و مقاومت در برابر اکسیژن در مقابل نئوپرن بسیار بهتر عمل می‌کند، بنابراین برای آن دسته از کاربردهایی که شامل لوله‌های آب هستند ایده‌آل است. مزایای دیگری که می‌توان به آن اشاره کرد فرسایش قابل‌توجه ازن و تحمل درجه حرارت بالاست.
ما نیز مثل همه تصور می‌کردیم که لاستیک طبیعی که بین دو لایه نئوپرن یا EPDM فشرده شده است در درجه حرارت بالا ایمن خواهد بود. اما در عمل به نتیجه‌ای کاملا متفاوت دست پیدا کردیم: قرار گرفتن در معرض دمای بالا در طول زمان منجر به سخت‌شدن لاشه داخلی می‌شود.
راهکار این بود که یک لایه یا بدنه‌ای تولید کنیم که تمام آن از یک مواد ساخته شده باشد. اولین ویژگی کلیدی Safeflex استفاده از EPDM در سرتاسر این قطعه بود. با این حال، این گام هر چند در هدف ما برای کاهش خرابی‌های ناشی از گرما بسیار حیاتی بود، اما این تنها نیمی از ماجرا بود.
درجه حرارت بالا
ما متوجه شدیم که توانایی EPDM برای تحمل درجه حرارت بالا تا حدی به سیستم عمل‌آوری آن بستگی دارد – یعنی آن دسته از مواد شیمیایی که EPDM را در مرحله عمل‌آوری تثبیت یا ولکانیزه می‌کنند. معمولا از سیستم عمل‌آوری مبتنی بر سولفور استفاده می‌شود زیرا هم قیمت پایین‌تری دارد و هم نسبت به گزینه‌های دیگر سریع‌تر است.
تحقیقات و تجربیات ما نشان دادند که پراکسید در مرحله عمل‌آوری بسیار بهتر عمل می‌کند. هر چند هزینه آن بیشتر و مدت زمان تولید آن طولانی‌تر است اما این روشی است که واقعا جلوی خرابی‌های ناشی از گرما را می‌گیرد. در Safeflex، روکش، الیاف و مواد اصطکاکی همگی با پراکسید عمل‌آوری شده‌اند.
تحقیقات بیشتری بر روی اثربخشی کولار انجام شد. ما متوجه شدیم که پلی‌استر (دو پونت داکرون) نسبت به درجه حرارت بالاتر مقاومت بیشتری از خود نشان می‌دهد و مقاومت کششی آن بسیار نزدیک به نایلون است. ما همچنین به این نتیجه رسیدیم که کولار مدول کشسانی بالاتری دارد و این بدان معناست که تعویض آن با نایلون خاصیت کشسانی آن را محدود خواهد کرد. و نکته آخر اینکه دوپونت کولار حداکثر مقاومت را برای Safeflex ارائه می‌دهد، حتی اگر این کار مشمول هزینه بالاتر شود.
بنابراین در طراحی Safeflex، کولار را جایگزین نایلون کردیم. اگرچه درجه حرارت را تا بالاتر از 250 درجه فارنهایت (120 درجه سانتیگراد) افزایش ندادیم، اما عملا موفق شدیم تا فرسایش دمایی یا کاهش ضریب ایمنی را از بین ببریم. برای هر نوع جریان آب داغ، اتصالات انعطاف‌پذیری که به این روش تقویت نشده باشند، چرخه دما می‌تواند منجر به خرابی زودهنگام آنها شود.
طراحی فلنژ
برای دستیابی به طراحی درست، طراحی فلنژ بسیار مهم است تا خطر بیرون‌زدگی فلنژ کاهش پیدا کند. در طراحی سنتی که در آن از فلنژ یک‌تکه‌ای استفاده می‌شود، فلنژها پس از قالب‌گیری لاشه روی آن قرار می‌گیرند، بنابراین مهار بیرون‌زدگی توسط یک کابل فلکسیبل میسر خواهد شد. مادامیکه این کابل وجود دارد، خطر بیرون‌زدگی نیز همیشه وجود خواهد داشت.
تنها راه‌حل این معضل، معرفی رینگ فولادی تخت است که امکان بیرون‌زدگی از آن وجود ندارد. با این حال، این تغییر در طراحی نیازمند آن است که به جای فلنژهای یک‌تکه‌ای سنتی از فلنژهای چند تکه استفاده کنیم.
درحالیکه این تغییر به شکل قابل‌توجهی خطر بیرون‌زدگی را کاهش می‌دهد، اما هنوز هم فضا برای نشتی وجود دارد. در فشارهای بالا، نیمه‌های فلنژ به سمت بیرون کشیده می‌شوند و هنگام آزمایش برای رسیدن به فشارهای ترکیدگی، شکاف بوجود آمده بین آنها احتمال نشتی را افزایش می‌دهد. راهکار مهندسی باعث تغییر منحصربفرد دیگری در طراحی فلنژ شد. انتهای قلاب‌مانند روی فلنژها با این هدف طراحی شدند که دو فلنژ می‌توانند در یکدیگر قفل شوند تا جلوی هرگونه نشتی را بگیرند. این راه‌حل بسیار کارآمد است زیرا در رابط‌های Safeflex ما دیگر نیازی به کابل‌های و میله‌های گران‌قیمت نیست.
کاربردهای دیگری نیز وجود دارد که در آنها نمی‌توانید کیفیت و ایمنی را به خطر بیاندازید. خوشبختانه، به لطف سال‌ها تجربه و تخصص مهندسی، دیگر نیازی نیست در استفاده از اتصالات انعطاف‌پذیر لاستیکی، ایمنی و کیفیت موردنظرتان را به خطر بیاندازید.
