به عنوان یک جزء حیاتی در سیستم های لوله کشی که برای جذب جابجایی و کاهش ارتعاش استفاده می شود، قابلیت اطمینان درزهای انبساط تا حد زیادی به عملکرد مواد انتخاب شده بستگی دارد. مواد مختلف از نظر مقاومت، مقاومت در برابر دما، مقاومت در برابر خوردگی و انعطاف پذیری دارای ویژگی های منحصر به فردی هستند. انتخاب مواد مناسب برای اطمینان از عملکرد پایدار دراز مدت اتصالات انبساط تحت شرایط کاری پیچیده ضروری است.
مواد فلزی پرکاربردترین دسته در اتصالات انبساط هستند که فولاد ضد زنگ به دلیل عملکرد جامع عالی آن، انتخاب اصلی است. فولاد زنگ نزن آستنیتی (مانند 304 و 316L) مقاومت در برابر خوردگی، چقرمگی و شکلپذیری بالا را نشان میدهد و در اکثر محیطهای اسیدی و قلیایی و در شرایط دمای متوسط{3}}تا{4}}پایداری را حفظ میکند. این به ویژه برای زمینه هایی با نیازهای بالا برای بهداشت و مقاومت در برابر خوردگی، مانند صنایع شیمیایی، دارویی و غذایی مناسب است. برای محیطهای با دما و فشار بالا، اغلب فولاد آلیاژی کروم{9}مولیبدن یا فولاد ضد زنگ مقاوم در برابر حرارت (مانند 321 و 310S) انتخاب میشود. این مواد حتی در دماهای بالا، استحکام و مقاومت در برابر اکسیداسیون بالا را حفظ میکنند و نیازهای نیروگاهها، دیگها و خطوط لوله بخار با دمای بالا را برآورده میکنند. فولاد کربنی نسبتاً ارزان است و استحکام قابل اعتمادی را ارائه می دهد، اما در محیط های مرطوب یا خورنده، به محافظت از سطح مانند پوشش ها یا گالوانیزه نیاز دارد. در غیر این صورت، مستعد خوردگی است و عمر مفید آن را در محیط های خشن محدود می کند.
برای کاربردهایی که به انعطاف پذیری عالی و مقاومت در برابر خستگی نیاز دارند، دمها اغلب از آلیاژهای پایه نیکل{0}} (مانند Inconel 625 و Hastelloy C276) ساخته میشوند. این مواد مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی و خزش در محیطهای بسیار خورنده،{4}}در حرارت{{5} و با استرس بالا از خود نشان میدهند و به طور گسترده در مهندسی دریایی، کارخانههای هیدروژناسیون پتروشیمی و خطوط لوله رسانههای اسیدی استفاده میشوند. با این حال، آنها گران تر هستند و به طور کلی در پروژه های خاص با شرایط عملیاتی شدید و الزامات ایمنی سخت استفاده می شوند.
مواد غیر فلزی همچنین در اتصالات انبساط نقش دارند، به طور عمده شامل لاستیک، مواد کامپوزیتی تقویت شده با الیاف-و پلیمرها. درزهای انبساط لاستیکی خاصیت ارتجاعی و میرایی ارتعاش و کاهش نویز خوبی دارند، به طور موثر ارتعاش و سر و صدا را جذب می کنند و برای سیستم های آب HVAC، تامین آب و زهکشی، و خطوط لوله-با فشار و دمای معمولی پایین مناسب هستند. مقاومت در برابر خوردگی آنها بسته به نوع لاستیک متفاوت است. لاستیک نئوپرن در برابر روغن-مقاوم است، لاستیک EPDM مقاوم در برابر حرارت- و آب و هوا-مقاوم است، در حالی که لاستیک فلوئورو در محیطهای بسیار خورنده و با دمای{{9}بالا عملکرد بهتری دارد. مواد کامپوزیتی تقویتشده با الیاف، سبک وزن، مقاومت در برابر خوردگی، و استحکام کششی خوب را ترکیب میکنند و برای کاربردهایی که نیاز به محافظت در برابر خوردگی شیمیایی و سبکوزن دارند، مناسب هستند. با این حال، مقاومت دمایی آنها به طور کلی کمتر از مواد فلزی است، که نیاز به کنترل دقیق محدوده دمایی قابل اعمال آنها دارد.
هنگام انتخاب مواد، ضروری است که ویژگی های محیط، دما و فشار عملیاتی، الزامات جبران و کارایی اقتصادی را به طور جامع در نظر بگیرید. به عنوان مثال، آلیاژهای مبتنی بر فولاد ضد زنگ 316L یا نیکل{2}}برای انتقال آب دریا یا محیطهای حاوی یونهای کلرید ترجیح داده میشوند. فولاد یا آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت{3} برای محیطهای گاز دودکش با دمای بالا مناسب هستند. و اتصالات انبساط لاستیکی اغلب انتخاب مناسب تری برای خطوط لوله ساختمان های عمرانی با الزامات بالا برای کنترل لرزش و نویز هستند.
با پیشرفتهای فناوری، سازههای کامپوزیتی به تدریج در حال ظهور هستند، مانند پوشش دمهای فلزی با یک لایه پلیمری{0} مقاوم در برابر خوردگی یا پوشش لایه بیرونی لاستیکی با پارچه تقویتکننده، برای دستیابی به مزیت مکمل در استحکام و مقاومت در برابر خوردگی.
در نتیجه، انتخاب مواد اصلی برای اتصالات انبساط باید بر اساس شرایط عملیاتی و تطابق عملکرد، مطابق با الزامات مقاومت مکانیکی و جبران جابجایی و در عین حال در نظر گرفتن دوام و عقلانیت اقتصادی باشد، در نتیجه تضمین قابل اعتمادی برای عملکرد ایمن و کارآمد سیستمهای خط لوله ارائه میکند.