لوله چیست؟ و انواع آن کدامند؟

لوله یک استوانه توخالی است که برای هدایت یا انتقال سیالات (مایعات و گازها) از یک مکان به مکان دیگر به کار می رود و همچنین از لوله ها برای ساخت سازه‌ها استفاده می‌شود.

 انواع لوله از نظر روش تولیدی

• لوله های بدون درز (Seamless Or SMLS)
• لوله های درز دار (Welded)
• لوله های با درز مارپیج (Spiral)

لوله بدون درز یا Seamless Pipe

لوله بدون درز از یک شمش گرد فولادی و به روش اکستروژن تولید می شود. در این روش لوله ها عموماً با کشش و نورد شمش های گرد فولادی تولید می شوند بدین صورت که ابتدا آن را گرم می کنند و سپس ابزاری استوانه ای و نوک تیز در شمش فرو برده می شود تا سوراخ شود سپس با وارد کردن سمبه به داخل شمش و حرکت آن با سرعت زیاد لوله با ضخامت دلخواه بدست می آید.

لوله های بدون درز در مقایسه با لوله های جوشی ترجیح داده می شوند و دلیل این انتخاب یکپارچه بودن لوله های بدون درز است. عموماً در سایزهای پایین (تا 24 اینچ) لوله ها را به صورت درز می سازند. زیرا استفاده از این روش برای ساخت لوله هایی با سایز بالا هزینه های بسیار زیادی را در پی خواهد داشت. از لوله های بدون درز در صنایع آب، نفت، گاز، ساختمان و پتروشیمی استفاده می شود.

لوله درز دار یا welded pipe

لوله های درزدار یا لوله با درزجوش از یک رول ورق با ضخامت مورد نظر و بر اساس سایز لوله برش خورده و پس از عبور از غلطک های نورد به شکل گرد در می آیند و پس از آن درز به وجود آمده جوشکاری می شود.

در جوشکاری درزجوش لوله های درز دار از روش های لوله درزدار با روش جوشکاری مقاومت الکتریکی (ERW Or Electric Resistan Welded) و لوله درزدار با روش جوشکاری (SAW Or Submerged Arc Welded) استفاده می شود.

جوشکاری مقاومتی الکتریکی (ERW)

لوله درزدار ERW یا Electric Resistan Welded تحت نورد سرد ایجاد می شود. ورق به صورت نوار از میان غلطک ها با ابعاد مختلف عبور کرده و به تدریج به شکل استوانه تبدیل می شود و در نهایت زمانی که لبه های ورق به هم نزدیک شد و در فاصله ای مناسب از هم قرار گرفت، دستگاه جوش مقاومت الکتریکی دوسر ورق را به هم جوش داده و در نهایت اضافات جوش، پلیسه گیری می شود. پروسه تولید به این روش بسیار سریع است. لوله های ERW از ورق ها با ضخامت های گوناگون و قطرهای گسترده در طول های بلند امکان تولید دارند.

جوشکاری زیرپودری (SAW)

فرآیند تولید این نوع از لوله درزدار (Submerged Arc Welded) به این صورت است که فرآیند ابتدا با خم کردن صفحات فولادی به شکل استوانه آغاز می شود. سپس لبه های ورق با فورج در کنار هم قرار گرفته و شکافی V شکل را به وجود می آورند و در نهایت دستگاه جوش قوس الکتریک، شکاف را با جوشکاری زیر پودر های مخصوص پر می کند.

تفاوت بین لوله های ERW و SAW

اولین تفاوت لوله درزدار SAW و ERW در فرآیند تولید آن‌ها است. در لوله‌های فولادی SAW جوشکاری به صورت قوس غوطه ور اعمال می‌گردد. لوله از دو طرف و از سمت داخل و خارج جوش می‌خورد. در تولید ERW برای جوشکاری از دو الکترود مسی استفاده می‌کنند که فشار و جریان برق را اعمال می‌کنند.

دومین تفاوت لوله های درز دار SAW و ERW در درز جوش آن‌ها است. SAW و ERW هر دو دارای درز جوش هستند اما نوع درز جوش آن‌ها متفاوت است. درز جوش ERW صاف است اما درز جوش SAW اینگونه نیست.

سومین تفاوت ERW و SAW در میزان تنش آن‌ها است. نسبت تنش در SAW نسبت به ERW بیشتر است.

چهارمین تفاوت لوله SAW و ERW معایب کمتر لوله ERW در بازرسی کشف نسبت به SAW می‌باشد. لوله‌های SAW معمولا دارای عیوب بیشتری هستند. زیرا در تولید آن‌ها از حلال استفاده می‌گردد. اما لوله‌های ERW معمولا عیوب کمتری داشته که این عیوب به سیم جوش و خط جوش مستقیم محدود می‌گردد.

لوله درز دار مارپیچ یا Spiral

یکی از این روش های تولید، ساخت لوله فولادی به روش اسپیرال است که به این نوع از لوله ها لوله اسپیرال فولادی یا متداول تر لوله اسپیرال Spiral Pipe می گویند. به این لوله ها، لوله HSAW نیز گفته می شود.

دراین روش تولید، لوله فولادی از ورقه های فولادی با ضخامت های متفاوت و به شکل مارپیچی ساخته میشوند. نام این روش در زبان انگلیسی  Spiral Weld است. لوله های اسپیرال در سایزهای 8 الی 120 اینچی تولید و روانه بازارهای مصرفی میشوند.

این لوله ها عمدتا جهت مصارف آبرسانی و گازرسانی شهری و روستایی و صنایع بزرگ با استانداردهای مختص همان سیال که قرار است حامل آن باشد تولید میگردد. لوله های اسپیرال فولادی در شاخه های به طول ۶ الی 12 متر ی و در ضخامت های تعریف شده در استاندارد ساخت این لوله ها برای هر سایز جهت مصارف بیان شده استفاده میگردد.

درباره لوله اسپیرال بیشتر بخوانید.

مشخصات لوله

جهت معرفی کامل مشخصات یک لوله موارد زیر می بایست بیان شود

• Size سایز
• Wall thickness Schedule ضخامت
• End Preparation آرایش انتهای لوله
• Production روش تولید
• Length طول لوله
• Material جنس
• Standard استاندارد ساخت

ضخامت لوله

اندازه لوله با سایز نامی لوله (Nominal Pipe Size, NPS) بیان می شود. این عدد به ندرت برابر با اندازه واقعی قطر لوله است. برای NPS14 به بالا، عدد NPS برابر قطر خارجی می باشد. لوله ها در سایزهای مختلف و در چندین ضخامت ساخته می شوند:

• در استاندارد آمریکا (ANSI) عدد Sch. به کار برده می شود.
• انجمن مهندسین آمریکا (ASME) و انجمن تست مواد آمریکا (ASTM)، شاخص های استاندارد (STD) را که توسط سازنده لوله مشخص می شود، در نظر میگیرند.
• موسسه نفت آمریکا (API) در استاندارد ANSI B36.10M طول و قطرهای استاندارد لوله را بیان می کند.

آرایش انتهای لوله

آرایش انتهایی لوله عبارت است از نوع پرداخت یا عملیات ماشین کاری که بر روی انتهای شاخه لوله ها انجام می شود، طبق استانداردهای مختلف سه نوع متفاوت از آرایش انتهایی لوله ها متداول است که هر کدام از این آرایش ها، روشهای اتصال و اتصالات مخصوص به خود را در پیاده سازی سیستم پایپینگ نیاز دارد.

• انتهای پخ خورده (Bevel End Or BE)
• انتهای صاف یا ساده (Plain End Or PE)
• انتهای رزوه ای (Thread End Or TE)

طول لوله

دو دسته طول تولیدی در لوله ها وجود دارد:

• 5 تا 7.5 متر که نرم تولید در این محدوده طول 6 متر می باشد.
• 10 تا 13 متر که نرم تولید در این محدوده طول 12 متر می باشد.

اگر ما لوله ای با طول 12 متر نیاز داشته باشیم، بهتر است از یک شاخه 12 متری استفاده کنیم به جای اینکه بخواهیم دو شاخه ۶ متری را به یکدیگر جوش دهیم. اما این قضیه در مورد لوله های سایز بزرگ فرق می کند. لوله هایی که سایزشان بزرگ باشد، اگر که دارای طول زیادی هم باشند، در اینصورت دارای وزن زیادی شده که حمل و نقل آنها را بسیار مشکل میشود.

جنس لوله

اغلب لوله های مورد استفاده در صنایع مختلف از جنس فولاد هستند. انتخاب لوله مناسب از نظر مقاومت و عمر کارکرد از اهمیت به سزایی برخوردار است. برای انتخاب لوله مناسب باید شرایط کارکرد از جمله فشار، دما و مقدار خوردگی را در نظر بگیرید و از یک استاندارد مناسب طراحی استفاده کنید. استانداردهای API و ASTM از مهم ترین استانداردها در این زمینه می باشند.

مشخصات لوله های مختلف مناسب برای خطوط فرآیند، جوشکاری، خمش و سرمایش برای استفاده های معمولی صنعتی در استانداردهای ASTM A-53 و ASTM A-106 آمده است.

لوله های دنده ای مورد استفاده در سرویس های بخار، آب، گاز و هوا در استاندارد ASTM A-120 معرفی شده اند. این لوله ها برای درمای کارکرد بالا، خم کردن و استفاده های مواد هیدروکربنی توصیه نمی شوند.

لوله های مورد استفاده در صنایع نفت و گاز باید مطابق استاندارد API 5-L ساخته شوند که در این مورد کنترل بیشتر و تست دقیق مواد مصرفی انجام شود. مشخصات لوله های فولادی در کشورهای دیگر را میتوان مطابق استاندارد آمریکایی تعیین کرد.

لوله های آهنی که از چدن (Cast Iron) یا چدن داکتیل (Ductile-Iron) ساخته می شوند، دارای کاربردهای آب، گاز و خطوط فاضلاب می باشند. لوله از فلزهای دیگری مثل مس، نیکل، برنج، آلومینیوم و انواع فولاد ضد زنگ (Stainless Steel) هم ساخته می شوند. این لوله ها معمولا دارای مقاومت خوردگی و شیمیایی بیشتر، هدایت حرارتی بالاتر و مقاومت کششی بیشتر در دماهای بالاتر هستند. معمولا قیمت این لوله ها نیز گران تر است.

استفاده از مس و آلیاژ های آن در خطوط ابزار دقیق، فرآیندهای غذایی و تجهیزات انتقال حرارت بسیار مرسوم است؛ اما استفاده از Stainless Steel نیز در این موارد رو به افزایش است.

لوله های پلاستیکی برای انتقال سیالات خورنده مثل اسیدهای معدنی و گازهای خورنده و ترکیبات شیمیایی بکار برده می شود. این لوله ها از جنس پلی پروپیلن و پلی اتیلن، پلی بوتین و.. ساخته می شود.

محدوده دما و فشار

در دماهای بالا، لوله های کربن استیل مقاومت کمتری دارند. لوله های درز دار با جوش الکتریکی برای دمای بالای 750 درجه فارنهایت و لوله های درز دار با جوش کوره ای برای دمای کارکرد بالای 650 درجه فارنهایت پیشنهاد نمی شوند. برای دماهای بالاتر باید از لوله های ساخته شده از فولاد زنگ نزن یا آلیاژهای دیگر استفاده کرد. محدوده فشار برای انواع لوله های فولادی مختلف در استاندارد ANSI B31 آمده است.

روش های اتصال لوله

روش های اتصال لوله های فولادی و زنگ نزن به این صورت می باشد:

• جوش لب به لب (Butt-welded)
• جوش سوکتی (Socket-welded)
• پیچی (Screwed)
• فلنج پیچ دار (Bolted flange)
• کوپلینگ پیچ دار (Bolted Quick Coupling)

مشاوره فنی لوله

شما میتوانید جهت دریافت مشاوره فنی از طریق شماره تلفن 1462 با مهندسان صنعت فولاد تبار تماس بگیرید.