لوله فولادی در برق صنعتی چیست؟ | مقایسه انواع آن و کاربرد هر یک

سیستم لوله فولادی برق چیست؟

یک سیستم لوله کشی است که برای هدایت، محافظت و نگهداری از سیم و کابل در طول مسیر اجرای سیم کشی و کابل کشی در واحد های صنعتی و پروژه های ساختمانی و تجاری، به منظور برق رسانی یا ارتباطات استفاده می شود که اجرای آن می تواند به صورت داخلی و یا روی سطحی انجام پذیرد.

فرم دهی ساده با استفاده از دستگاه لوله خم کن و مقاومت بالا و ماندگاری لوله فولادی برقی در برابر ضربات مکانیکی، حیوانات موذی، گرد و غبار و همچنین شکل مناسب آن محبوبیت این نوع لوله را در نزد کاربران بالا برده است.

مزایای استفاده از لوله های فولادی برق نسبت به سایر روش های کابل کشی

• لوله ی فولادی برقی محافظت بسیار خوبی از کابل ها در برابر ضربه، رطوبت و بخارات شیمیایی ایجاد می کند.
• لوله برق به طور گسترده ای برای محافظت از کابل هایی که مقادیر مختلف جریان الکتریکی را حمل می کنند استفاده می شود.
• لوله از آسیب تصادفی به عایق جلوگیری می کند.
• تعداد، اندازه‌ها و انواع مختلف کابل ها را می‌توان به داخل یک لوله کشید، که طراحی و ساخت را در مقایسه با کابل‌های چندگانه یا هزینه کابل کامپوزیت سفارشی ساده‌تر می‌کند.
• سیستم های کابل کشی در ساختمان ها ممکن است در معرض تغییرات مکرر قرار گیرند. تغییرات مکرر کابل کشی از طریق استفاده از لوله ی برق ساده‌تر و ایمن‌تر می‌شود، زیرا کابل های موجود را می‌توان با اختلال کمی در مسیر کانال خارج و کابل های جدید نصب کرد.
• لوله ی فلزی می تواند برای محافظت از مدارهای حساس در برابر تداخل الکترو مغناطیسی استفاده شود و همچنین می تواند از انتشار چنین تداخلی از کابل های برق محصور جلوگیری کند.
• هنگامی که یک لوله با اتصالات آب بندی مناسب نصب می شود، اجازه عبور گازها و بخارات قابل اشتعال را نمی دهد و از خطر آتش سوزی و انفجار در مناطقی که مواد فرار را جابجا می کنند محافظت می کند.
• لوله های فلزی و پلاستیکی را می توان در محل کار خم کرد تا امکان نصب منظم و بدون تعداد زیاد اتصالات تولیدی را فراهم کند. این امر به ویژه هنگام دنبال کردن مسیرهای نامنظم یا منحنی سودمند است.
• برخی از انواع لوله برای پوشش مستقیم در بتن تایید شده اند. این روش معمولاً در ساختمان‌های تجاری استفاده می‌شود تا امکان نصب پریزهای برق و ارتباطات در وسط مناطق باز و بزرگ را فراهم کند.

معایب استفاده از لوله های برق

• هزینه نصب لوله کشی به دلیل هزینه مواد و نیروی کار نسبت به سایر روش های کابل کشی بیشتر است.
• رساناهایی که در داخل لوله نصب می شوند نمی توانند گرما را به آسانی آنهایی که در کابل کشی باز نصب شده اند دفع کنند، بنابراین اگر تعداد زیادی از کابل ها و یا سیم ها در یک لوله نصب شوند، ظرفیت فعلی هر رسانا بایستی کاهش یابد.
• داشتن بیش از 360 درجه خمیدگی در لوله غیر عملی است و طبق مقررات کابل کشی ممنوع است، بنابراین باید اتصالات خروجی ویژه ای برای نصب کابل ها بدون آسیب در چنین مسیرهایی ارائه شود.

انواع لوله های فولادی برق و کاربرد آن ها

سیستم های لوله برق بر اساس ضخامت دیواره، استحکام مکانیکی و مواد مورد استفاده برای ساخت لوله طبقه بندی می شوند. لوله های مورد استفاده برای کابل کشی یا سیم کشی شامل انواع مختلفی از مصالح فلزی و پلاستیکی می باشد که برای کاربرد های مختلفی طراحی شده اند. رایج ترین انواع لوله های برق عبارتند از:

1- لوله فلزی

1-1 لوله ی فلزی سخت (RMC)

2-1 لوله ی صلب گالوانیزه (GRC)

3-1 لوله فلزی متوسط (IMC)

4-1 لوله فلزی الکتریکی (EMT)

5-1 لوله ی آلومینیومی

2- لوله های انعطاف پذیر

1-2 لوله فلزی انعطاف پذیر (FMC)

2-2 لوله فلزی انعطاف پذیر مایع (LFMC)

3-2 لوله های فلزی انعطاف پذیر (FMT)

3- لوله های غیر فلزی

1-3 لوله پی وی سی (PVC)

2-3 لوله غیر فلزی سخت (RNMC)

3-3 لوله غیر فلزی الکتریکی (ENT)

1-1 لوله فلزی سخت (Rigid Metal Conduit)

لوله ی فلزی سخت بهترین محافظت را برای کابل ها فراهم می کند و به اندازه کافی قوی است که از آسیب ناشی از کوبیدن با میخ و ضربه محافظت کند.

ممکن است در خارج یا داخل ساختمان، در همه ی انواع ساختمان ها، در فرارو یا پنهان و در هر مکانی از جمله مکان های خطرناک نصب شود.

لوله ی فلزی سخت از کابل در برابر آتش سوزی حفاظت می کند، زیرا جرقه های قوس الکتریکی نمی توانند از سیستم لوله خارج شوند.

این لوله ی فلزی که سنگین وزن و دیواره آن ضخیم می باشد، حداکثر استحکام را فراهم می کند و در صورت اجرای مناسب، زمینه عالی برای نصب دیگر تجهیزات برقی را نیز فراهم می کند. در صورت امکان، جعبه ها و اتصالات باید از یک ماده باشند تا از اثر گالوانیکی جلوگیری شود.

هنگام برش، انتهای لوله ی فلزی سخت باید به دقت اصلاح شود تا عایق سیم در برابر سایش محافظت شود.

از لوله ی فلزی سخت در محلی که در معرض رطوبت دائمی است استفاده نکنید، مگر اینکه از نوع مقاوم در برابر خوردگی باشد.

مجرای فلزی سخت  (RMC) و مجرای فلزی میانی (IMC) مختص کار سنگین هستند و از فولاد گالوانیزه ساخته شده اند. این دو برای کابل کشی ساختاری به منظور اتصال به خطوط خدمات شهری برای بهره از بسیاری از خدمات عمومی مورد استفاده واقع می شوند. لوله فلزی الکتریکی (EMT) تا حد زیادی جایگزین لوله فلزی سخت (RMC) در ساخت و سازهای جدید، و هردوی (RMC) و (IMC) با اتصالات رزوه ای به هم متصل می شوند.

2-1 لوله صلب گالوانیزه (Galvanized rigid conduit)

این لوله فولادی گالوانیزه است و دیواره آن به اندازه ای ضخامت دارد که بتوان آن را رزوه کرد. کاربردهای رایج آن در ساخت و سازهای تجاری و صنعتی است.

3-1 لوله فلزی متوسط (Intermediate Metal Conduit)

این لوله فولادی سنگین تر از لوله فلزی الکتریکی (EMT) اما سبک تر از لوله فلزی سخت (RMC) است و می توان آن را رزوه کرد.

4-1 لوله فلزی الکتریکی (Electrical Metal Tubing)

لوله فلزی الکتریکی نوعی فلز سخت و نازک است که معمولا از فولاد گالوانیزه شده ساخته می شود. به دلیل نازکی و سبک وزنی لوله، خم کردن آن آسان است و به وسیله دستگاه خم کن لوله فولادی برق انجام می گیرد. بهترین استفاده از این نوع لوله را می توان داخل ساختمان ها و به طور کلی سازه های مسکونی و تجاری داشت. (اگر قرار است در فضای باز نصب شود، باید حتما همراه با اتصالات محکم و نفوذ ناپذیر (ضد آب) باشد. این لوله در فضای باز معمولا سال های انگشت شماری دوام می آورد مگر اینکه از نوع گالوانیزه گرم باشد، در حالی که داخل ساختمان ها تا مدت زیاد و نامشخصی دوام می آورد.

لوله فلزی برقی مانند لوله صلب گالوانیزه  در ساختمان های تجاری و صنعتی بیشتر از کاربردهای مسکونی رایج است.

لوله فلزی الکتریکی معمولا از فولاد روکش شده ساخته شده است و حدود 40 درصد سبک تر از  لوله صلب است.

کوپلینگ ها و کانکتورهای آن ممکن است از نوع فشاری یا پیچی باشند.

لوله فلزی الکتریکی ممکن است در اکثر مکان ها استفاده شود، اما به دلیل وزن سبک تر، دیواره نازک محدود به تاسیساتی است که در معرض آسیب فیزیکی شدید قرار نگیرد.

درست مانند لوله ی فلزی سخت هنگام برش، انتهای لوله ی فلزی الکتریکی باید به دقت اصلاح شود تا عایق سیم در برابر سایش محافظت شود. لوله فلزی الکتریکی را می توان هم به صورت روکار و هم توکار نصب کرد. در صورت نصب در مکان های مرطوب، باید طوری نصب شود که از ورود آب به لوله جلوگیری شود. اگر در مکانی نصب شود که بخار  یا بخارات خورنده وجود دارد، باید از لوله های مخصوص مقاوم در برابر خوردگی استفاده شود.

5-1 لوله ی آلومینیومی (Aluminum Conduit)

این لوله مشابه لوله فولادی گالوانیزه است، یک لوله ی سفت و سخت است که معمولا در کاربردهای تجاری و صنعتی استفاده می شود، جایی که مقاومت بالاتری در برابر خوردگی مورد نیاز است. چنین مکان‌هایی شامل کارخانه‌های فرآوری مواد غذایی می‌شود، جایی که مقادیر زیادی آب و مواد شیمیایی پاک‌کننده، لوله ی گالوانیزه را نامناسب می‌سازد. آلومینیوم را نمی توان مستقیما در بتن جاسازی کرد، زیرا فلز با قلیاهای موجود در سیمان واکنش می دهد.

1-2 لوله فلزی انعطاف پذیر (Flexible Metallic Conduit)

لوله های فلزی انعطاف پذیر (FMC) اغلب به طور غیر رسمی فلکسی نامیده می شود. عمدتا در مناطق خشک استفاده می شود که در آن ها نصب لوله های غیر فلزی الکتریکی یا سایر لوله های غیر قابل انعطاف، غیر عملی است، اما مقاومت فلزی برای محافظت از کابل ها هنوز مورد نیاز است. لوله انعطاف پذیر هیچ گونه خمیدگی دائمی را حفظ نمی کند.

اگر مقررات خاصی در مورد اندازه تجاری و طول FMC مورد استفاده علاوه بر آمپراژ مدارهای موجود در لوله رعایت شود، FMC ممکن است به عنوان یک هادی اتصال به زمین استفاده شود. به طور کلی یک رسانای دارای اتصال زمین باید از طریق FMC با ظرفیت مناسب برای حمل جریان خطا که احتمالا بر روی بزرگترین مدار موجود در FMC اعمال می شود، کشیده شود.

2-2 لوله فلزی انعطاف پذیر ضد مایع (Liquidtight Flexible Metal Conduit)

این یک لوله انعطاف پذیر فلزی است که توسط یک پوشش پلاستیکی ضد آب پوشانده شده است (LFMC). فضای داخلی شبیه FMC است.

لوله ی فلزی انعطاف پذیر ضد مایع، یک نوار منفرد از آلومینیوم یا فولاد گالوانیزه است. این نوار مارپیچی و در هم قفل شده است و انعطاف پذیری و استحکام زیادی را فراهم می کند.

لوله ی فلزی انعطاف پذیر نیازی به اتصالات زانویی ندارد. فلز منعطف ممکن است در زمانی که لوله فلزی سخت مطرح نباشد، مناسب باشد.

لوله ی انعطاف پذیر ضد مایع که با پلاستیک ضد مایع پوشانده شده است، در برابر آب، گریس، روغن، مواد شیمیایی و غیره نفوذ ناپذیر است.

لوله ی انعطاف پذیر ضد مایع ممکن است به عنوان یک روش سیم کشی ثابت نصب شود.

با این حال، یک رسانای زمینی تجهیزات زمانی که به عنوان یک روش سیم کشی ثابت استفاده می شود، باید نصب شود. هنگامی که برای انعطاف پذیری یا در مسیرهایی با طول کمتر از 6 فوت استفاده می شود.

NEC مشخص می کند که لوله ی انعطاف پذیر ضد مایع نباید در معرض آسیب فیزیکی قرار گیرد.

این نوع لوله نباید در جایی نصب شود که دمای محیط یا درجه رسانا بالاتر از درجه بندی لوله باشد.

 3-2 لوله های فلزی انعطاف پذیر (Flexible Metallic Tubing)

این، همان لوله فلزی انعطاف پذیر (FMC) نیست که در ماده 348 قانون ملی برق (NEC) توضیح داده شده است.

FMT به عنوان یک سیستم عبور جریان (Raceway) شناخته می شود اما یک لوله نیست و در ماده 360 NEC جداگانه توضیح داده شده است.

این نوع FMT، فقط در اندازه های تجاری 1/2 و 3/4 اینچ ارائه می شود، در حالی که اندازه ی FMC از 1/2 تا 4 اینچ است.

1-3 لوله پی وی سی (PVC Conduit)

لوله ی پی وی سی در مقایسه با سایر مواد لوله کشی سبک وزن ترین است و معمولا هزینه کمتری نسبت به سایر اشکال لوله دارد.

در سیستم برقکاری در سه ضخامت مختلف موجود است، که انواع دیواره نازک فقط برای استفاده جاسازی شده در بتن و گریدهای سنگین‌تر برای دفن مستقیم و کار در محیط باز مناسب هستند.

اتصالات مختلف ساخته شده برای لوله های فلزی نیز برای PVC ساخته شده اند. مواد پلاستیکی در برابر رطوبت و بسیاری از مواد خورنده مقاومت می کنند، اما از آنجایی که لوله نارسانا است، یک هادی اتصال اضافی (زمین) باید به داخل هر لوله کشیده شود. لوله PVC ممکن است در زمین گرم و خم شود.

اتصالات با اتصالات جوش حلال لغزنده ساخته می شوند که پس از مونتاژ به سرعت برقرار می شوند و در حدود یک روز به استحکام کامل می رسند.

از آنجایی که بخش های لغزنده نیازی به چرخش در طول مونتاژ ندارند، اتصالات ویژه مورد استفاده با لوله رزوه ای مورد نیاز نیست.

از آنجایی که لوله ی PVC دارای ضریب انبساط حرارتی بالاتری نسبت به انواع دیگر است، باید طوری نصب شود که امکان انبساط و انقباض در هر اجرا فراهم شود.

به دلیل اثر گرمایش متقابل کابل، هنگام نصب پی وی سی در زیر زمین در پیکربندی های چندگانه یا موازی باید دقت شود.

2-3 لوله غیر فلزی سخت (Rigid Nonmetallic Conduit)

این یک لوله غیر فلزی (PVC) بدون رزوه است.

3-3 لوله غیر فلزی الکتریکی (Electrical Nonmetallic Tubing)

این لوله شیاردار با دیواره نازک است که در برابر رطوبت و شعله مقاوم است.

به حدی انعطاف پذیر است که می توان آن را با دست خم کرد، اگرچه اتصالات اینگونه نیستند.

به دلیل شکل راه راه آن رزوه نمی شود، اگرچه اتصالات ممکن است رزوه شوند.