در صنایع لوله کشی و سیستم های انتقال گاز، اتصالات نقش مهمی در ایجاد شبکه ای مطمئن و مقاوم دارند. یکی از پرکاربردترین انواع اتصالات، سه راهی گاز است که وظیفه تقسیم جریان گاز در مسیرهای مختلف را بر عهده دارد. کیفیت و روش ساخت این قطعه از اهمیت ویژه ای برخوردار است؛ زیرا کوچک ترین نقص در ساختار آن می تواند موجب نشتی، افت فشار و بروز خطرات جدی شود. در میان روش های مختلف تولید سه راهی، روش هیدروفرمینگ (Hydroforming) یکی از پیشرفته ترین و دقیق ترین شیوه ها به شمار می رود. این روش با بهره گیری از فشار سیال به جای نیروهای مکانیکی، قطعاتی با دقت بالا و بدون جوشکاری اضافی تولید می کند. در ادامه با مراحل، مزایا و ویژگی های تولید سه راهی گاز به روش هیدروفرمینگ آشنا می شویم.
آشنایی با روش هیدروفرمینگ
هیدروفرمینگ روشی نوین در شکل دهی فلزات است که به جای استفاده از قالب های مکانیکی یا پرس های سنگین، از فشار بالای مایع (معمولاً آب یا روغن هیدرولیک) برای تغییر شکل لوله یا ورق فلزی استفاده می کند. در این فرآیند، لوله درون قالب مخصوص قرار می گیرد و سپس سیال تحت فشار بالا به درون آن تزریق می شود تا فلز به شکل قالب درآید. این تکنیک برای تولید قطعاتی با اشکال پیچیده مانند سه راهی ها، زانویی ها و اتصالات بدون درز بسیار مناسب است.
اهمیت استفاده از روش هیدروفرمینگ در صنعت گاز
در صنایع گازرسانی، ایمنی و دوام از اولویت بالایی برخوردارند. سه راهی های گاز باید تحمل فشار زیاد، دمای بالا و تنش های مکانیکی را داشته باشند. روش های سنتی مانند جوشکاری یا فورجینگ گاهی موجب ضعف در نواحی اتصال می شوند. اما در روش هیدروفرمینگ، قطعه نهایی بدون نیاز به برش یا جوشکاری اضافی و به صورت یکپارچه تولید می شود. این موضوع احتمال نشتی یا ترک را به حداقل می رساند و طول عمر قطعه را افزایش می دهد.
مراحل تولید سه راهی گاز به روش هیدروفرمینگ
فرآیند هیدروفرمینگ برای تولید سه راهی شامل چند مرحله اساسی است:
۱. آماده سازی لوله اولیه: در ابتدا لوله ای از جنس فولاد یا آلیاژ مناسب انتخاب می شود که دارای قطر و ضخامت مشخصی است. سطح لوله باید کاملاً تمیز و بدون زنگ زدگی یا آلودگی باشد.
۲. قرار دادن لوله در قالب: لوله درون قالب مخصوص قرار داده می شود. این قالب شامل بخش هایی است که شکل نهایی سه راهی را تعیین می کنند.
۳. بستن دو سر لوله: دو انتهای لوله به وسیله درپوش یا نگهدارنده بسته می شود تا در هنگام تزریق سیال، فشار از داخل لوله خارج نشود.
۴. تزریق سیال تحت فشار: سیال (معمولاً آب) با فشار بسیار بالا به داخل لوله پمپ می شود. فشار وارد شده باعث می شود فلز در ناحیه مرکزی به سمت قالب گسترش پیدا کرده و انشعاب سه راهی شکل گیرد.
۵. خنک کاری و تخلیه سیال: پس از رسیدن به شکل نهایی، فشار کاهش یافته و سیال تخلیه می شود. قطعه در این مرحله به شکل نهایی سه راهی گاز تبدیل شده است.
۶. پرداخت نهایی و کنترل کیفیت: پس از خارج کردن قطعه از قالب، سطح آن پرداخت و صیقل داده می شود. سپس تست های کیفی از جمله تست فشار، مقاومت مکانیکی و بررسی عدم وجود ترک یا نشتی انجام می گیرد.
مزایای استفاده از روش هیدروفرمینگ در تولید سه راهی گاز
روش هیدروفرمینگ نسبت به سایر روش های شکل دهی فلزات دارای مزایای متعددی است. مهم ترین آن ها عبارتند از:
- یکپارچگی و استحکام بالا: در این روش، قطعه بدون نیاز به جوشکاری یا اتصال خارجی ساخته می شود، بنابراین هیچ نقطه ضعفی در ساختار وجود ندارد.
- دقت ابعادی بالا: به دلیل کنترل فشار و شکل قالب، قطعات تولید شده دارای تلرانس بسیار دقیق هستند.
- کاهش وزن و مصرف مواد: فلز فقط در نواحی لازم کشیده می شود و از هدر رفت مواد جلوگیری می گردد.
- سطح صاف و بدون درز: قطعات حاصل از هیدروفرمینگ دارای سطحی یکنواخت و بدون زبری هستند که جریان گاز را بدون افت فشار هدایت می کنند.
- افزایش طول عمر: به علت عدم وجود درز جوش و تنش های حرارتی، مقاومت خستگی و دوام قطعه بیشتر است.
کاربرد سه راهی های تولید شده با روش هیدروفرمینگ
سه راهی های تولید شده به روش هیدروفرمینگ در بخش های مختلف صنعت گاز مورد استفاده قرار می گیرند. از شبکه های انتقال گاز شهری و صنعتی گرفته تا سیستم های پالایشگاهی و خطوط فشار قوی، این اتصالات نقش مهمی در تقسیم جریان گاز دارند. علاوه بر این، در صنایع نفت، پتروشیمی و نیروگاهی نیز از این نوع سه راهی ها برای افزایش ایمنی و دوام سیستم استفاده می شود.
تأثیر روش هیدروفرمینگ بر بهره وری تولید
با استفاده از فناوری هیدروفرمینگ، تولید سه راهی های گاز با سرعت بیشتر و ضایعات کمتر انجام می شود. از آنجا که این فرآیند به قالب های پیچیده و عملیات جوشکاری نیاز ندارد، هزینه تولید نیز کاهش می یابد. علاوه بر آن، به دلیل استفاده از ماشین آلات خودکار، دقت و تکرارپذیری تولید بالا می رود و کیفیت نهایی یکنواخت تر می شود.
چالش ها و محدودیت های روش هیدروفرمینگ
اگرچه هیدروفرمینگ مزایای زیادی دارد، اما اجرای آن نیازمند تجهیزات پیشرفته و کنترل دقیق فشار است. همچنین طراحی قالب و انتخاب پارامترهای مناسب برای هر نوع آلیاژ اهمیت زیادی دارد. در صورت عدم تنظیم صحیح فشار یا ضخامت لوله، ممکن است پارگی یا تغییر ضخامت ناهمگون رخ دهد. به همین دلیل تولیدکنندگان معتبر از نرم افزارهای شبیه سازی و سیستم های نظارتی دقیق برای جلوگیری از خطا استفاده می کنند.
سخن پایانی
تولید سه راهی گاز به روش هیدروفرمینگ یکی از پیشرفته ترین فناوری های شکل دهی فلز در صنعت امروز است که با استفاده از فشار سیال، قطعاتی دقیق، مقاوم و بدون درز تولید می کند. این روش توانسته است جایگزینی مطمئن برای شیوه های سنتی جوشکاری و فورجینگ شود و محصولاتی با دوام بیشتر و ایمنی بالاتر ارائه دهد. به کارگیری این فناوری در صنایع گازرسانی، علاوه بر افزایش کیفیت و طول عمر اتصالات، موجب صرفه جویی در هزینه های نگهداری و کاهش خطرات ناشی از نشتی می شود. در نهایت، شرکت سه ستاره نسوز سمنان با بهره گیری از تجهیزات مدرن و استفاده از روش های نوینی مانند هیدروفرمینگ، توانسته است در تولید اتصالات گازی استاندارد و مقاوم پیشگام باشد و محصولات خود را مطابق با بالاترین معیارهای صنعتی عرضه کند.
