مقالات

لوله فولادی

 

لوله فولادی چیست ؟

تاریخچه تولید و استفاده لوله های فولادی  به اوایل دهه ۱۸۰۰ میلادی باز می­گردد،ماده اصلی لوله از متریال فولادمی باشد، به زبان ساده لوله استوانه ای است طویل و توخالی که دوطرف آن باز می باشد، لوله فلزی دارای سطح مقطع دایره ای شکل و توخالی میباشد که مخلوطی از آلیاژهای ­آهن و فلزات دیگر مانند آلومینیوم، منگنز، تیتانیوم، تنگستن ودیگر آلیاژها می ­باشد.مقاومت و قدرت بالا و استحکام بسیار زیاد لوله فولادی سبب شده تا بتوان از آن هم درسطح زمین و هم در زیر زمین برای انتقال آب و فاضلاب ، گاز و حتی محافظت از سیم ­های برق استفاده نمود. در این مطلب  شرکتاتصال فیت (تولید کننده انواع لوله های پلی اتیلن و لوله های فلزی) قصد دارد به معرفی کامل و مفیدی از لوله فولادی بپردازد.

نکاتی پیرامون لوله فولادی

  • لوله ای که در لوله کشی گاز استفاده می ­شود باید از نوع فولادی سیاه یا کربن استیل باشد.
  • این نوع لوله باید از لحاظ ساخت، مواد، ابعاد، وزن، آزمایشات و تلرانس با استانداردهایی مطابقت داشته باشد که شامل ISIRI، IGS، IPS، API، ASTM، AGA، MSS-SP و DIN می­ باشد.
  • قسمت بیرونی کلیه لوله های فولادی باید صاف و هموار باشد.
  • لوله فولادی را از نظر استقامت فشاری به سه روش تقسیم می­ کنند که شامل روش وزنی، برنامه ای و کدینگ می­باشد.
  •  لوله های فولادی با توجه به روش تولید به دو شکل درزدار و بدون درز (مانیسمان) دسته بندی می­شود.­
  • مواد اولیه  که به شکل درز جوش و بدون درز تولید می­شوند باید طبق یکی از روش­ های: کوره باز، کوره­ الکتریکی و کوره قلیانی با دمش اکسیژن باشد.
  • باید بدانید هر چقدر رده  لوله فولادی بالاتر باشد، ضخامت جداره لوله نیز بیشتر خواهد بود.
  • مشخصات ابعاد لوله فولادی به شرح NPS : ؛ قطر اسمی لوله، ID؛ قطر داخلی لوله، OD؛ قطر خارجی لوله، SCH؛ کلاسه، L؛ طول و T، ضخامت دیواره لوله فولادی می­باشد.

انواع لوله فولادی بر اساس روش تولید:

لوله های فولادی بر اساس روش تولید به دو نوع لوله مانیسمان یا بدون درز و لوله درزدار تقسیم بندی می­شوند که در این بخش به توضیح مختصر در مورد روش تولید وکاربرد آنها می پردازیم.

الفلوله درزدار:

به این نوع لوله های فولادی ، لوله­ با درز جوش نیز گفته می شود که در آن رول ورق با توجه به ضخامت و سایزی که برای تولید لوله مد نظر می­ باشد برش داده می شود و پس از عبور از غلتک های نورد، گرد شده و درز­هایی که بوجود آمده ­اند را جوشکاری می­کنند.بطور مثال یکی از انواع لوله های که با این روش تولید می شود، لوله گالوانیزه درز جوش می باشد که پس از تولید، لوله را در مخزن فلز روی مذاب فرو می برند، این کار باعث میشود سطح لوله نسبت به خوردگی و زنگ زدگی مقاومت بیشتری داشته باشد.

مراحل تولید و جوشکاری لوله های در زدار به دو روش صورت می­گیرد:

ا-  جوشکاری مقاومت الکتریکی یا: ERW جوشکاری در این روش بدون الکترود بوده و اندازه­ لوله های ساخته شده به این روش از ۱ اینچ تا ۲۲ اینچ می­باشند. در روش جوشکاری مقاومت الکتریکی پس از عبور ورق  از غلتک و شکل گیری آن ، قسمتی را که لبه ­ها به هم اتصال پیدا میکنندتوسط عبور دادن از میدان الکتریکی، ایجاد مقاومت و درنهایت با حرارت تولید شده، ذوب می کنند و بهم جوش میدهند.

۲ – جوشکاری زیر پودری یا :SAW جوشکاری در این روش با کمک الکترود بوده و ماده اولیه در آن به صورت لوله در آمده و محل اتصال لبه­ ها با الکترود جوشکاری می­شوند و برای جلوگیری از ارتباط مواد مذاب با هوا، الکترود را با پودر مخصوص محافظت می­کنند که البته گاهی اوقات از گاز خنثی مثل CO2و آرگون نیزاستفاده می­گردد. معمولا اندازه لوله های که به این روش تولید می شوند ازسایز۲۲ اینچ به بالا میباشندکه روش تولید یا به صورت درز مستقیم(طولی) بوده و یا به صورت درز مارپیچی(اسپیرال)می باشد. در هر صورت لوله فولادی درزدار یا جوشی به هر روشی که ساخته شود دارای کاربردهای مختلفی می باشد که ازقبیل استفاده جهت: خطوط انتقال آب، انتقال نفت و گاز ، مصارف پالایشگاهی و پتروشیمی، پایه اسکله و پلها ، ستون ساختمان، نرده و مبل، کشتی سازی، معدن و تونل و… می­ باشد.

ب)  لوله فولادی بدون درز مانیسمان (seamless pipe )

این لوله در اصطلاح علمی  به نام لوله سیمی لس یعنی لوله بدون درز معروف است ، به همین علت لوله مانیسمان یا لوله بدون درز به آن دسته از لوله های فولادی اطلاق میشود که در مراحل مختلف تولید آنها از روشهای معمول یعنی جوشکاری فلزات استفاده نمی گردد. لوله های مانیسمان یا در اصطلاح سیمی لس به صورت اکسترود توسط قالب های مخصوص تولید میشوداین نوع از لوله های فولادی به طور معمول از شمش­ های گرد گداخته به کمک روش سنبه کاری چرخشی یا روشهای دیگر تولید شده و در بدنه آنها هیچ گونه درزی وجود ندارد.

روش تولید لوله فولادی مانیسمان به دوصورت انجام میشود:

۱تولید لوله مانیسمان از بیلت

در این روش تولید لوله مانیسمان ، شمش داخل کروه قرار میگیرد و بعد از گرم شدن تا میزان مشخص ، در قالب های مخصوص که از قبل تعبیه شده است ریخته میشود و با شلیک یک سنبه از مرکز آن لوله مورد نظر شکل می­­گیرد و بعد از طی این مراحل وکشش ، لوله مورد نظر را سرد می کنند و مورد تست وآزمایش های لازم قرار می دهند وکار برش به اندازه های ۶ یا ۱۲متری انجام میشود در نهایت و پایان کار لوله های فولادی بسته بندی می شوند نحوه بسته بندی بصورت شش ضلعی می باشد و با تسمه محکم بسته وآماده بارگیری می گردد.

۲تولید لوله مانیسمان به روش ریخته گری :

 لوله را­ در مجموعه گریز از مرکز قرار می دهند که پس از اتمام شکل گیری وطی مراحل ساخت ، لوله از قالب بیرون آورده می شود. لوله های فولادی بدون درز یا مانیسمان به دلیل مقاومت بالا و داشتن کیفیت عالی در زمان تولید نسبت به لوله های درزدار، در صنایع با فشار بالا مانند، مخازن تحت فشار، بویلرها، مدارهای هیدرولیکی، جداره چاه های نفت، صنایع خودروسازی،پالایشگاههای نفت و… مورد استفاده قرار داده می­شوند.

در مقابل لوله های فولادی می توان از لوله کاروگیت در برخی مواقع استفاده کرد شاید بتوان گفت پر کاربردترین سایز لوله های کاروگیت ، لوله کاروگیت ۸۰۰ میلیمتر می باشد.

دسته بندی لوله فولادی بر اساس استاندارد :

لوله فولادی را بر اساس استاندار می توان به دسته های زیر تقسیم کرد :

لوله فولادی  :API 5L

این نوع از لوله های فولادی که بیشتر در صنعت نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرندنسبت به لوله های فولادی دیگر، کنترل مواد به صورت دقیق تر و با تست­های کنترل کیفیت بیشتری انجام می­ شود. این لوله ها در دوگرید و B هم به صورت در زدار و هم  بدون درز تولید میشوند .

لوله های فولادی  :ASTM A53

این دسته از لوله های فولادی معمولا در پالایشگاه و پتروشیمی مورد استفاده قرار میگیرند که جهت جوشکاری، خمش و سرمایش بسیار مناسب می باشند. این دسته از لوله های فولادی دارای سه نوع مختلف می باشند که دو نوع اول دارای گریدهای A و B و نوع سوم تنها دارای گرید A دارد.

لوله فولادی :ASTM A106

این دسته از لوله های فولادی از متریال کربن استیل میباشند و تقریبا مشابه لوله های فولادی A53 که در لوله کشی پالایشگاه ها و پتروشیمی کاربرد دارند می باشند. با این تفاوت که  لوله های فولادی ازنوع A106 به علت داشتن سیلیسیم بیشتر نسبت به لوله نوع A53، در دماهای بالاتری کاربرد دارند .

لوله فولادی : ASTM A179 

این دسته از لوله های ­فولادی با نام لوله آتشخوار معروف هستند لوله های آتشخوار به دلیل نوع ساختار قابلیت تحمل دماهای بسیار بالا ناشی از شعله مستقیم را دارند کاربرد این نوع لوله ها بیشتردر بویلرهای حرارتی و سیستمهای گرماتاب تابشی به کار می­روند. همچنین به علت وجود درصد کم کربن در لوله های آتشخوار ، خمش خوبی داشته و در مبدل­ های گرمایی و کندانسورهای بخار استفاده می شوند.

لوله فولادی  : ASTM A333

این نوع از لوله ها به دلیل ساختاری که دارند در دماهایی بسیار پایین (نزدیک به ۵۰ درجه زیر صفر)مورد استفاده قرار میگیرند وبه نام لوله های فولادی کربنی دما پایین نیز معروف هستند. این دسته از لوله های فولادی دارای چندین گرید می باشند که برخی از آنها جزء لوله های فولادی آلیاژی و تعدادی نیز جزء لوله های کربن استیل طبقه بندی می­شوند.

لوله فولادی AWWA C200 :

لوله های فولادی که مناسب استفاده در سیستم انتقال آب وفاضلاب  می باشند و از لحاظ متریال اولیه مشابه لوله های گریدهای پایین API و ASTM A53 می­باشند .این نوع لوله فولادی در سایزهای بزرگتر از۸ اینچ و به صورت درزدار و بدون درزقابل تولیداست.

لوله فولادی  : DIN 2440, 2441, 2442

دسته ای از لوله های فولادی کم کربن جهت مصارف خانگی می باشند که در بازار به  نام لوله گاز معروف هستند. از این نوع لوله جهت  لوله کشی آب سرد وگرم خانگی نیز استفاده  میگردد. این لوله فولادی در قطر های۱٫۸تا ۶ اینچ ودر سه وزن متوسط، سنگین و فوق سنگین تولید میگردد.

لوله فولادی  : BS 1387

این لوله ها جهت سیستم ­های بخار آب استفاده می­گردد. حداکثر فشار قابل تحمل ۲۱ بار و دمای کار مجاز برای آنها ۲۶۰ درجه سانتی گراد می ­باشد.

لوله فولادی ضد زنگ ASTM A312 :

لوله های ضد زنگ بخاطر داشتن آلیاژهای کروم و نیکل ضد زنگ می باشند و البته وجود عنصر مولیبدن در این لوله ها موجب شده است مقاومت آنها در دماهای بالا و پایین بیشتر شود. اصلی ترین گریدهای لوله های  فولادی ضد زنگ ۳۰۴، ۳۱۶ و ۳۲۱ می ­باشد.

رده لوله (۲۰-۴۰-۸۰-۱۶۰)به چه معناست؟

در واقع رده لوله اصطلاحی است که اشاره به ضخامت ،مقا ومت و وزن لوله فولادی دارد، این مشخصه به نوعی همان مقدار اسکجول لوله یا گاهی اوقات معادل شاخص استاندارد ضخامت لوله است. اسکجول پارامتری می باشدکه برای تعیین ضخامت لوله مورد استفاده قرار می گیرد. درحال حاضرو با استفاده ازاین روش جدید در اندازه گذاری لوله های فولادی، امکان انتخاب دقیق­تر هر یک از لوله ها براساس الزامات عملکردی مورد نیاز به منظور دستیابی به بهترین نتیجه و ایمن­ترساختن سیستم های پایپینگ فراهم شده است. در استفاده از این پارامتر برای سفارش لوله باید دقت داشت که ممکن است برای قطرهای مختلف، یک رده برابر معرف ضخامت های متفاوتی وجود داشته باشد.

اتصالات فولادی:

یکی از مواردی که در سیستمهای لوله کشی بسیار پرکاربرد هستند اتصلات مربوط به آنها می باشد، اتصالات لوله های فولادی نیز جزء مواردی می باشد که در فرایند انتقال سیالات جهت ارتباط لوله، انشعابات مسیر لوله کشی ، تغیر مسیروتبدیل کردن سایز لوله ها به کوچکتر یا بزرگتر جهت ادامه مسیر لوله کشی مورد استفاده قرار میگیرند.دراین بین یکی از انواع اتصالات لوله های فولادی استفاده از نوع دنداه ای می باشدکه در استاندارد های مختلف تولید می شود، مواد اوالیه وجنس این اتصالات از فولاد ویا چدن می باشد.این اتصالات براساس استاندارد ISOتولید میشوندودر سایزهای مختلف تا سایز ۶ اینچ ساخته میشود.

انواع اتصالات فولادی :

بوشن : جهت اتصال دو لوله به هم از بوشن استفاده میگردد

بوشن معمولی : این نوع بوشن برای اتصال لوله ها با قطر مساوی استفاده می شود

بوشن تبدیلی :جهت اتصال دوشاخه لوله غیر هم قطر از بوشن تبدیل استفاده میشود

بوشن رو پیچ تو پیچنوع دیگری از بوشن می باشد که یک طرف آن از قسمت داخلی وطرف دیگر از قسمت خارجی رزوه می شود

زانو: زمانی که نیاز باشد جهت ومسیر لوله کشی تغیر نماید از زانوی استفاده می شود،زانودر ابعاد وانواع مختلف تولید میشود از قبیل زانو۹۰درجه،زانو۴۵درجه،زانو چپقی۹۰درجه و زانو چپقی ۴۵درجه بهتراست بدانید تفاوت زانو معمولی با زانو چپقی در دنده هاست. یعنی یک طرف از دنده ها به سمت خارج است.

سه راهی: زمانی که نیاز باشد در قسمتهای مختلف مسیر لوله کشی انشعاب گرفته شود از سه راه استفاده می شود.در سه طرف سه راهی دنده داخلی وجود دارد،سه راهی در شکلهای مختلف از قبیل ۹۰درجه یا مستقیم،سه راهی کنج،سه راه تبدیلی وسه راه ۴۵ درجه تولید وبه بازار عرضه میشوند.

مهره ماسوره : مهره ماسوره یک اتصال جدا شونده می باشد، این نوع اتصالات زمانی مورد استفاده قرار میگیرد که میخواهیم یکسر لوله را به دستگاه دیگری مانند:مخزن آب،شوفاژ،آب گرمکن و…متصل کنیم.

 مزایای اصلی لوله های فولادی :

  •  لوله های فولادی قابل استفاده در صنایع مختلف ازقبیل آب،نفت،گاز، پتروشیمی، خودروسازی، هوافضا، کشتی سازی، معدن، الکتریکی و…می باشند.
  • لوله فولادی نسبت به دما وفشار مقاومت بالای دارد.
  • مناسب جهت استفاده در جداره چاه­های نفت، صنعت پل سازی و اسکله ، ستون های بلند در برج ها و ساختمان، نرده و مبل،حمل ونقل و احداث تونل
  • قابلیت استفاده به عنوان لوله گازصنایع بزرگ ومصارف خانگی
  • استفاده از لوله های فولادی با ساختار خاص جهت استفاده در دماهای بسیار پایین یا بالا
  • لوله های گالوانیزه و روکش دار ، مقاوم در برابر خوردگی و زنگ زدگی است
  • قابل استفاده در مبدل­ های گرمایی و کندانسورهای بخارو سیستمهای گرمایش تابشی
  • امکان تولید لوله های فولادی در قطر و ضخامت­ های مختلف-درزدار وبدون درز

همانطورکه مشاهده نمودید سعی کردیم در این مطلب مروری جامع ودقیق برانواع لوله های فولادی،نحوه تولید لوله فولادی،استاندارهای لوله فولادی ، انواع اتصالات لوله فولادی و مزایای لوله های فولادی داشته باشیم .

شرکت اتصال فیت یکی از تولید کنندگان و تامین کننده انواع لوله های کربنی ، فولادی و آلیاژی در  کشور می باشد. تامین لوله و قطعات فولادی پروژه های نفت و گاز ، پتروشیمی ، آبرسانی و … در تمامی شهرها و نقاط کشور  تخصص ما می باشد.جهت دریافت اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان برای تامین لوله و قطعات و اتصالات پایپینگ و صنعتی با مشاورین ما تماس حاصل فرمایید.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.