用于配管的耦合器在配管系统中扮演着各种角色，其形状、接合方法和材料根据流体的压力、温度和功能而多种多样。此外，随着产业的发展，配管中的流体也在不断变化，耦合器也随着流体温度和压力条件的提高、种类的增加以及使用环境的扩大而不断发展。
本文将介绍耦合器的功能、法兰连接等各种接合方法以及耦合器的材料等。
耦合器也称为“配管耦合器”或“管耦合器”，是用于连接管道与管道、管道与阀门等，旨在将管道引向预定路径的配管部件。除了主要用于改变管道走向、分支/汇合、改变管径、延长或封闭末端外，应对管道的热膨胀和振动也是耦合器的重要作用。与管道的连接方法及耦合器的材质因气体、液体、粉体等流体种类的不同而异。大多数情况下，会使用符合规格的耦合器。规格中按材质将耦合器的形状尺寸规定为尺寸表。
耦合器有根据其作用而定的连接形状，如用于弯曲管道走向的弯头、用于管道分支或汇合的三通和Y形三通等，每种都有其在图纸上的标注规则。本文将介绍这些耦合器的种类及其在图纸上的标注方法。
弯头是改变管道走向的耦合器。有45°、90°、180°三种，这些耦合器的形状尺寸由标准规定。每种都有长型和短型之分，长型是指弯曲半径约为管道外径的1.5倍。而短型则是弯曲半径与管道外径相同的耦合器。通常使用的是长型，在狭窄空间的配管中则使用短型。
这是一种将4根管子以十字形连接的耦合器。有连接4根相同直径管子的类型，也有连接不同直径管子的类型，通常通过螺纹或焊接与管道连接。主要用于液体配管，很少用于机械设备的配管。
是用于连接相同粗细管道的接头。也称为全联轴节，在延长管道时使用。
三通也称为T形管，是用于管道分支、汇合的接头。呈T字形，有支管与主管相同粗细的等径三通（直通）和支管较细的异径三通（缩径）。
Y形三通是用于管道分支、汇合的接头。呈Y字形，有支管与主管相同粗细的等径Y形三通和支管较细的异径Y形三通。此外，连接角度有45°和90°，该角度由标准规定。与三通的区别在于，它也可以封闭一个端口，像弯头一样使用。
异径管是用于连接不同粗细管道的接头。有同心异径管（同心）和偏心异径管（偏心），同心异径管的管道中心在一条直线上。而偏心异径管的管道中心是平行错位的。通常使用同心异径管，但在设计施工上，需要将细管的一侧与粗管的底面或顶面对齐时，则使用偏心异径管。
这是一种设置在管道中间，便于管道拆卸的接头。由活接头螺纹、活接头凸缘、活接头螺母构成，通常用于流体压力和温度较低的管道。
两者都是用于封闭管道末端的接头。管帽以盖住管道的方式连接。而管塞则以插入管道孔的方式连接。
因配管温度变化引起的管道伸缩称为位移，伸缩接头可以吸收这种位移。此外，也用于吸收配管的安装误差和振动。
根据使用目的，伸缩接头有多种类型，大致可分为波纹管型和滑动型（套筒型）。这里将对这两种类型进行说明。
波纹管型伸缩接头使用波纹管（蛇腹管）来吸收管道的位移、配管的误差和振动。
波纹管型伸缩接头有单式和复式两种，单式用1个波纹管，主要可以应对轴向、角度以及与轴向垂直方向的位移。复式是组合了2个单式的类型，可以应对轴向以及与轴向垂直方向的位移。虽然无法应对角度位移，但在轴向上可以应对比较大的位移。
此外，挠性管也是使用波纹管连接管道与管道的接头，用于吸收管道的位移和配管的误差，因此具有与波纹管型伸缩接头相同的功能。
但是，根据制造商的不同，挠性管可以灵活应对轴向和角向等位移，而波纹管型有时被定义为仅应对轴向位移。
通过外管和内管的移动来吸收轴向的变化。外管和内管之间有密封件，可防止流体泄漏。滑动型只能吸收轴向位移，但与波纹管型相比，其特点是能够应对高温高压的流体，且耐久性高。
耦合器与管道的连接方法可分为螺纹连接、法兰连接和焊接连接。这些方法根据管道的大小和流体的种类等进行区分使用。这里将对各自的特点和优缺点进行说明。
通过螺纹连接进行连接的耦合器也称为螺纹耦合器。一般耦合器侧为螺帽，管道侧为螺钉，通过旋转管道将其拧入耦合器进行连接。
多数情况下，螺纹部分呈越往前端越细的锥形，作为管用锥形螺纹进行了标准化。与直螺纹相比，其气密性更优，通过在螺纹部分缠绕密封带或涂抹密封剂，可以进一步提高气密性。
法兰连接是在称为法兰的部件之间夹入垫片并用螺栓紧固，从而密封法兰之间的接合方法。法兰连接虽然易于拆卸，但另一方面也存在流体泄漏的可能性，因此法兰或垫片座的形式、垫片的材质，必须选择适用于流体压力、性质、温度等条件的产品。
法兰的形式大致可分为颈型法兰和搭接法兰。
颈型法兰通过对焊与管道连接。因此抗疲劳性强，用于高压高温的管道。
搭接法兰也称为活套法兰，与称为短节（搭接）的端部带凸缘的部件组合使用。由于管道和法兰不通过焊接固定，因此在用法兰相互固定螺栓时可以旋转管道，便于连接施工时对准螺栓孔的位置。
在法兰上安装垫片的部分称为垫片座。垫片座有平面座、全面座、凹凸座等种类。这些垫片座的形式根据所连接的管道或设备的材质、所要求的密封性等进行区分使用。
平面座是垫片座中较为常见的一种，法兰的垫片座呈凸型。用法兰夹住垫片并用螺栓固定后，强大的压力会从凸部施加到垫片上，因此可以实现高密封性。
全面座的垫片座面是平坦的。由于座面较宽，垫片面压较低，不会因螺栓紧固产生的弯矩而导致法兰破裂。此外，还可以使用柔软材质的垫片。
凹凸座是一方法兰的垫片座为凹形，在凹形部分安装垫片。由于垫片装在凹槽内，因此不会因内压而导致垫片弹出。垫片使用缠绕式垫片等直径较细的类型。
从材料上对垫片进行分类如下。
焊接是通过熔化金属将它们连接起来，因此在耐高压和气密性方面是可靠的连接方法。代表性的焊接方法有对焊和承插焊等。
用于连接口径为40A或50A以上的管道。由于需要完全熔透，因此在对接部分进行坡口加工。
也称为插入式焊接。用于连接口径为40A以下的细管。将管道插入耦合器，然后对耦合器和管道进行角焊。细管通常壁厚较薄，难以进行对焊，因此采用承插焊。此外，由于承插焊是角焊，因此用于低压管道。
耦合器根据流体的性质、压力、用途等，由不同的材质制成。大致分为金属和非金属，此外还有表面加工的有无等种类。在这里，我们将耦合器按材质分类，并说明各自的特点。
黑耦合器和白耦合器的材质均为黑心可锻铸铁。黑心可锻铸铁的强度约为普通铸钢的2倍。此外，由于具有普通铸钢所没有的可锻性，因此具有抗冲击和吸收振动的特性。因此，黑耦合器和白耦合器被广泛用于各种管道。
黑耦合器和白耦合器的区别在于有无表面加工。黑耦合器没有进行表面加工，而白耦合器则经过了热浸镀锌的表面加工，因此可以防止生锈和腐蚀。
用于耦合器的不锈钢是含铬10.5%以上的合金钢，称为SUS。主要使用SUS304、SUS304L、SUS316、SUS329J1等，各自性质不同，用途也各不相同。
与金属制耦合器相比，树脂和聚氯乙烯制耦合器在施工性、耐腐蚀性、耐化学性方面更优异，用于自来水、下水道、气体管道以及穿过电缆的保护管等。材质根据供水用和排水用而有所不同。
供水用使用TS耦合器或HITS耦合器。另一方面，排水用使用DV耦合器或VU（VUDV）耦合器等。此外，在要求耐热性的情况下，使用HT耦合器。任何一种耦合器与管道的连接都通过螺纹连接、粘接或熔接进行，在螺纹连接的情况下，也有些类型的螺纹部分使用了金属。
CHAPTER 5
精准的流量管理
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