لوله
لوله های فولادی ضد زنگ و لوله های کربن فولادی رایج ترین نوع لوله های استاندارد هستند که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند. آنها بخشی از کالاهای لوله ای هستند که با مشخصات و استانداردهای مختلف تولید می شوند. لوله ها با “اندازه اسمی لوله” در اندازه های ۱/۸ اینچ تا ۷۲ اینچ فروخته می شوند. دو نوع رایج لوله ها لوله های جوشی و لوله های بدون درز هستند. هر دو در فولاد کربن و فولاد ضد زنگ موجود هستند. لوله جوش داده شده به لوله ERW (جوش با مقاومت الکتریکی) نیز گفته می شود. رایج ترین مشخصات لوله فولادی کربن جوش داده شده A53 است. لوله بدون درز با فرآیندی ساخته می شود که نیازی به جوش ندارد. رایج ترین مشخصات لوله فولادی کربن بدون درز A106B است. لوله فولادی ضد زنگ با مشخصات A312 ساخته شده است. لوله فولادی ضد زنگ نیز در هر دو پیکربندی بدون درز و جوش موجود است. رایج ترین مواد ضد زنگ ۳۱۶ و ۳۰۴ است.
انواع لوله و اجناس لوله ای:
شش نوع لوله و کالای لوله ای وجود دارد:
۱- لوله استاندارد: سه نوع مختلف لوله فلزی استاندارد وجود دارد – لوله های جوشی (ERW Pipe)، لوله بدون درز و لوله گالوانیزه. آنها ۱۰٪ از کل محصولات لوله ای را نشان می دهند.
۲- خط لوله: عمدتاً در کاربردهای نفت و گاز استفاده می شود. لوله لاین شامل ERW، FW، SAW و DSAW Pipe می باشد. آنها مطابق با مشخصات API 5L ساخته شده اند و در درجه های X42، X50، X60 و غیره موجود هستند. آنها ۲۱ درصد از کل محصولات لوله ای را تشکیل می دهند.
۳- کالاهای لوله ای کشور نفت (OCTG): این شامل لوله های مته، لوله و پوشش است. در حفاری و تکمیل چاه های نفت و گاز کاربرد دارد. OCTG توسط ERW و تولید بدون درز تولید می شود. OCTG 35 درصد از کل کالاهای لوله ای را نشان می دهد.
۴- لوله فشار: برای کاربرد صنعتی و فشار استفاده می شود. لوله های تحت فشار با استفاده از تولید بدون درز تولید می شوند. آنها ۲٪ از کل کالاهای لوله ای را تشکیل می دهند.
۵- لوله مکانیکی: برای کاربردهای مکانیکی و ساختاری استفاده می شود و توسط ERW و ساخت بدون درز تولید می شود. آنها با مشخصات ASTM مطابقت دارند. لوله های مکانیکی ۱۷ درصد از کل کالاهای لوله ای را تشکیل می دهند.
۶- لوله های ساختاری: برای هدف پشتیبانی یا نگهداری استفاده می شود. این لوله می تواند گرد یا مربع باشد و توسط کارخانه ERW تولید می شود. آنها برای نرده ها، ساخت و ساز و سایر موارد دیگر استفاده می شوند. نیازهای پشتیبانی آنها ۱۵٪ از کل کالاهای لوله را تشکیل می دهند.
لوله چگونه اندازه گیری می شود؟
لوله به طور کلی با “اندازه اسمی لوله” (NPS)، با ضخامت دیواره توسط “Schedule” (SCH) مشخص می شود. NPS نشانگر بدون بعد است و نشان دهنده اندازه است اما اندازه واقعی نیست. این برای بسیاری از افراد تازه وارد در صنعت لوله کشی گیج کننده است. NPS 1/8 تا NPS 12 دارای قطر خارجی است که با اندازه لوله ansi مشخص می شود. به طور کلی، یک بعد لوله ۴۰ برنامه برای حداکثر ۱۲ NPS تقریباً برابر با ID لوله است. اندازه لوله های ۱۴ و بالاتر کمتر گیج کننده هستند زیرا ۱۴ NPS برابر با ۱۴ اینچ OD (قطر بیرونی) است.
نمودار اندازه لوله:
ASME B 36.10 جزئیات بیشتری از اندازه لوله دارد. هنجار صنعت برای اندازه لوله نیز بین انواع مختلف لوله متفاوت است. برای یک لوله استاندارد، یک لوله OD 4.5 اینچی به عنوان ۴ اینچ NPS نامیده می شود، اما برای لوله خط و OCTG، تنها به عنوان ۴.۵ اینچ نامیده می شود. ضخامت دیوار نیز متفاوت ذکر شده است. برای لوله استاندارد، از جدول زمانی لوله استفاده می شود. برای تعیین ضخامت دیوار.با این حال لوله لاین تقریباً همیشه با ضخامت دیواره در نظر گرفته می شود در حالی که OCTG بر اساس وزن به ازای هر فوت مشخص می شود.
وزن لوله:
وزن لوله بر حسب پوند بر فوت یا کیلوگرم بر متر اندازه گیری می شود. باید به یاد داشته باشید که وزن لوله در نمودار اندازه لوله انسی وزن “تئوری” است و وزن واقعی نیست. وزن واقعی بر اساس تحمل اندازه لوله متفاوت خواهد بود.
فرمول محاسبه وزن لوله فولادی:
W = [{OD-WT} x WT] x 10.69
W = وزن در هر پای خطی
OD = قطر بیرونی
WT = ضخامت دیوار
تولید لوله:
لوله های فولادی به دو دسته اصلی تقسیم می شوند:
- لوله جوش داده شده
- لوله بدون درز
چهار روش اصلی برای تولید لوله فلزی وجود دارد:
- کوره جوش (FW). جوش پیوسته نیز نامیده می شود
- جوش مقاومت الکتریکی (ERW)
- جوش قوسی مستغرق (SAW)، همچنین DSAW
- روش بدون درز (SMLS)
لوله جوش مقاومتی الکتریکی (ERW):
ERW Pipe در سایزهای ۱/۸ تا ۲۴ در NPS تولید می شود. لوله جوش داده شده ERW از فلزات تخت تولید می شود. لوله ERW ابتدا به صورت سرد به شکل استوانه ای شکل می گیرد و سپس به صورت طولی جوش داده می شود. هر دو لوله جوش پیوسته و مقاومت الکتریکی با شکل دادن به رول های فولادی سیم پیچ به شکل استوانه ای و جوشکاری در امتداد درزهای طولی ساخته می شوند. تصویر زیر مرحله اول شکل دادن نوارها به شکل استوانه ای و سپس ذوب آن ها را در مرحله دوم نشان می دهد.
راه های زیادی برای استفاده از جریان الکتریکی برای جوشکاری نوار نورد وجود دارد. این شامل دیسک مسی گردان، کنتاکت های مس آلیاژی ثابت و کویل های القایی است. این روش ها دمای لبه فولاد را برای جوشکاری موثر تا ۲۶۰۰ درجه فارنهایت افزایش می دهند. فرآیند نورد آنقدر فشار وارد می کند که یک درز جوشی فلزی در خارج و داخل ایجاد می کند. سپس این درزهای جوش در طول فرآیند تکمیل جدا می شوند. لوله جوش داده شده تحت عملیات حرارتی، بازرسی و آزمایش آب قرار می گیرد.
لوله ERW در مشخصات رایج زیر موجود است:
ASTM A53، A135، A252، A500، A795، API 5L و API 5CT.
رایج ترین مشخصات برای لوله های جوش داده شده A53 و API 5L است.
لوله بدون درز:
تعریف بدون درز چیست؟ یا معنای بدون درز؟ ما این سوال را زیاد داریم لوله بدون درز در سایزهای اسمی ۱/۸ تا ۳۶ اینچ تولید می‌شود. لوله بدون درز در مقایسه با لوله ERW بدون درز طولی یا جوشی است. دو روش اصلی برای تولید لوله بدون درز وجود دارد.
- پیرسینگ روتاری داغ
- روش فرآیند اکستروژن
در فرآیند اکستروژن، بیلت‌های داغ فلزی با فشار دادن بیلت‌ها از طریق قالب‌های اکستروژن و روی یک سنبه شکل‌دهنده به لوله‌های بدون درز تبدیل می‌شوند. تصویر زیر را ببینید:
روش سوراخکاری چرخشی داغ رایج ترین فرآیند تولید لوله بدون درز است. در این فرآیند، شمش‌های داغ از طریق غلتک‌های سنگین چرخشی روی یک سنبه یا دوشاخه سوراخ‌کننده فشار داده می‌شوند. پلاگین سوراخ کننده سوراخ را از طریق بیلت های استوانه ای بدون درز ایجاد می کند. تصویر زیر فرآیند چرخشی داغ را نشان می دهد.
لوله بدون درز عملیات تکمیلی مختلفی مانند صاف کردن، بازرسی، آزمایش هیدرولیک و تصویربرداری را انجام می دهد. لوله بدون درز به طور گسترده در لوله کشی تحت فشار، ساخت و ساز، پتروشیمی و پالایشگاه نفت استفاده می شود. لوله بدون درز در مشخصات زیر موجود است.
ASTM A53، A106، A252، A333، A335، A501، A523، A589، API 5L و API 5CT. رایج ترین لوله بدون درز A106B است.
پایان لوله بدون درز شامل انتهای ساده یا اریب یا برش مربع است. لوله فولادی کربن بدون درز در رنگ مشکی، لخت، گالوانیزه یا با پوشش اپوکسی موجود است.
طول لوله های فولادی:
لوله فولادی به طور کلی در طول ۲۱ فوت عرضه می شود. همچنین به صورت Single Random Length (SRL) موجود است که می تواند از ۱۷ فوت تا ۲۴ فوت باشد. طول تصادفی دوگانه (DRL) به لوله هایی اطلاق می شود که حداقل طول آنها ۳۷ فوت و حداکثر تا ۴۴ فوت باشد.
پایان لوله فولادی:
پنج نوع متداول پایان لوله فلزی وجود دارد:
- رشته و جفت شده
- رزوه شده بدون کوپلینگ
- انتهای ساده – مربع برش
- اریب برای جوشکاری – اریب ۳۰ درجه
- انتهای شیاردار – برش یا نورد برای اتصال مکانیکی
تصویر زیر پایان لوله های فولادی مختلف را نشان می دهد:
کوپلینگ برای لوله های بسیار قوی و دوبل فوق قوی برای همه اندازه ها دارای رزوه مخروطی و فرورفته است. تصویر بالا کوپلینگ با ضربه مستقیم و کوپلینگ با ضربه مستقیم با فرورفتگی را نشان می دهد.
شناسایی و علامت گذاری لوله های فولادی:
لوله فولادی در طبقه بندی های مختلف، درجه، وزن، شماره برنامه و غیره موجود است. از این رو شناسایی علامت های لوله فولادی مهم است. لوله فولادی با شابلون رنگ یا علامت گذاری مهر شده بر روی خود لوله یا با برچسبی که به آن وصل شده است مشخص می شود.
شناسایی لوله طبق ASTM:
تصویر زیر الزامات علامت گذاری را مطابق با مشخصات ASTM نشان می دهد:
شناسایی لوله طبق API:
تصویر زیر علامت گذاری مورد نیاز را مطابق با مشخصات API نشان می دهد:
فرآیندهای تکمیل لوله فلزی:
متداول ترین پوشش روی لوله فلزی، پوشش لاکی است که از خوردگی جلوگیری می کند و لوله را در برابر آب و هوا محافظت می کند. به این لوله آهن سیاه نیز می گویند. به غیر از لاک، چهار نوع پوشش لوله فلزی وجود دارد:
- فلز لخت
- فقط ترشی
- ترشی و روغنی
- لوله گالوانیزه
گالوانیزه شامل استفاده از پوشش روی به عنوان یک عنصر قربانی برای جلوگیری از خوردگی است. روی معمولاً توسط یک فرآیند غوطه ور کردن داغ استفاده می شود که در آن لوله در حمام مذاب محلول روی غوطه ور می شود. وزن استاندارد روی ۱.۸ اونس در هر فوت مربع است. لوله های گالوانیزه محافظت خوبی از لوله در داخل و خارج می کنند.
پوشش لوله های فولادی و لوله های فولادی اندود شده:
مقاومت در برابر خوردگی لوله را می توان با پوشش لوله مقاوم در برابر خوردگی نیز افزایش داد. چنین پوشش هایی معمولاً در مقایسه با پوشش های لاکی یا گالوانیزه ماندگاری طولانی دارند. سه نوع اصلی پوشش محافظ در برابر خوردگی برای لوله های فولادی وجود دارد.
پوشش فلزی:
پوشش غیر فلزی:
بسته بندی لوله:
جنس لوله های فولادی:
لوله های فلزی در گریدهای مواد زیر موجود هستند:
- A106B/A53B/API 5L-X42/API 5L B
- فولاد ضد زنگ ۳۰۴
- فولاد ضد زنگ ۳۱۶
- سوپر ضد زنگ A20
- Duplex Stainless D2205
- آلیاژ نیکل A200
- آلیاژ نیکل A400
- نیکل آلیاژ A600
لوله های فولادی ضد زنگ:
فولاد ضد زنگ آلیاژی بر پایه آهن است که حداقل ۱۶ درصد کروم دارد. نیکل یکی دیگر از عناصر آلیاژی مهم در لوله های فولادی ضد زنگ است. لوله های فولادی ضد زنگ در برابر محیط های خورنده و اکسیداسیون تقریباً در هر دمایی بسیار مقاوم هستند.
لوله های جوشی و بدون درز از جنس استنلس استیل به دلایل مختلفی مانند مقاومت در برابر خوردگی، آماده سازی در دمای بالا، ظاهری تمیز و هزینه نگهداری کم استفاده می شوند. مهمترین جنبه برای لوله فولادی ضد زنگ ویژگی های ذاتی مواد آن است که اجازه می دهد تا دیوارهای بسیار نازک تری مانند sch 5، sch 10 بدون به خطر انداختن یکپارچگی ساختاری لوله ایجاد شود. استفاده از جوش ذوبی برای اتصال لوله نیز نیاز به رزوه کاری را بی نیاز می کند.
لوله فولادی ضد زنگ نوع ۳۰۴ بیشتر برای کاربردهای عمومی مقاوم در برابر خوردگی استفاده می شود. از آن در کارخانه های شیمیایی، پالایشگاه ها، کارخانه های کاغذسازی و صنایع غذایی استفاده می شود. لوله ۳۰۴SS دارای حداکثر محتوای کربن ۰.۰۸٪ است. استفاده از آن در محدوده دمایی بین ۸۰۰ درجه فارنهایت و ۱۶۵۰ درجه فارنهایت به دلیل بارش کاربید در مرزهای دانه توصیه نمی شود. نوع ۳۰۴L همان ۳۰۴ است با این تفاوت که حداکثر کربن آن ۰.۰۳۵ درصد است.
لوله نوع ۳۱۶SS به دلیل افزودن ۲ تا ۳ درصد مولیبدن نسبت به سایر آلیاژهای نیکل کروم در برابر سوراخ شدن بسیار مقاوم تر است. در کاربردهای اسیدی، آب نمک، آب گوگردی، آب دریا و نمک های هولوژن مفید است. لوله فولادی ضد زنگ ۳۱۶L، مانند ۳۰۴L، دارای حداکثر کربن ۰.۰۳۵٪ است.
لوله فولادی ضد زنگ جوش داده شده با مشخصات ASTM A312 و A358 ساخته شده است. A312 رایج ترین مشخصات برای لوله های فولادی ضد زنگ است. لوله ضد زنگ جوش داده شده از ۱/۸ اینچ تا ۲۴ اینچ NPS ساخته شده است.
لوله فولادی ضد زنگ بدون درز با مشخصات ASTM A312 و A376 ساخته شده است. A312 همچنین رایج ترین مشخصات برای لوله های فولادی ضد زنگ بدون درز است. لوله ضد زنگ بدون درز از سایز ۱/۸ تا ۱۴ اینچ اسمی ساخته شده است.
لوله فولادی کشور مبدا:
لوله های فولادی توسط کارخانه های سراسر جهان ساخته می شود و در کشورهای مختلف تجارت می شود. برخی از نام‌های بزرگ در صنعت لوله عبارتند از US Steel، ArcelorMittal، Nippon Steel، Nucor Corp، Hyundai Steel، ThyssenKrup، Vallourec، Hebei Iron and Steel Group، Posco، Jiangsu Shagang، Ulma Piping، Shultz USA و Webco و غیره.
پرسش و پاسخ درباره لوله های فولادی:
فولاد تبار انواع زیادی از لوله های جوشی و بدون درز را به فروش می رساند. بر اساس سالها تجربه ما، سوالات اصلی یا نکات کلیدی که مشتریان در مورد آنها می پرسند، زیر است:
- لوله فولادی بر اساس اندازه اسمی لوله و برنامه به فروش می رسد. ذکر هر دو مهم است.
- A106 B رایج ترین مشخصات لوله بدون درز است. اکثر مشتریان فقط می‌دانند که لوله A106B را می‌خواهند و این به سادگی به این معنی است که آنها لوله بدون درز فولاد کربنی را مطابق با A106B می‌خواهند. A106 مشخصات لوله فولادی ضد زنگ نیست.
- اندازه لوله های ۱۰ اینچ و بالاتر به طور مستقیم با شماره برنامه مرتبط نیست. مانند SCH 40 و SCH 80 همیشه به ترتیب به معنای استاندارد و فوق سنگین نیست. به نمودار لوله مراجعه کنید تا مطمئن شوید که ضخامت دیوار را درست سفارش می دهید.
- A53 درجه B رایج ترین مشخصات لوله های جوش داده شده است. این فقط به معنای لوله ای است که توسط فرآیند ERW تولید شده است.
- لوله جوش داده شده دارای درز جوش در داخل یا خارج نیست. لوله جوش داده شده توسط جوش مقاومتی الکتریکی تولید می شود و درز آن در طول فرآیند تولید خارج شده است.
- اندازه لوله های کوچکتر از ۲ اینچ در لوله جوش پیوسته موجود است که به عنوان درجه A53 نیز شناخته می شود.
- لوله استنلس استیل به دو صورت جوشی و بدون درز و در درجه مواد ۳۱۶ و ۳۰۴ موجود است. سایر گریدهای ضد زنگ نیز موجود هستند اما کمتر رایج هستند.
- لوله فولادی ضد زنگ نیز در جدول ۱۰ که یک دیواره نازک است بسیار رایج است.
- جدول زمانی لوله های فولادی ضد زنگ با “s” بعد از شماره برنامه مانند Sch 10s، Sch 40s، Sch 80s مشخص می شود.
- برنامه لوله های فولادی ضد زنگ همیشه با برنامه لوله های فولاد کربنی مرتبط نیست. نمودار لوله ansi را برای تعیین صحیح تعداد برنامه و ضخامت دیوار بررسی کنید.
- لوله ها عمدتاً توسط SRL (تک طول تصادفی) یا دوبرابر تصادفی (DRL) فروخته می شوند. SRL به این معنی است که لوله معمولاً بین ۱۷ فوت تا ۲۴ فوت است. DRL معمولاً به این معنی است که لوله ۳۷ فوت تا ۴۴ فوت است.
- اکثر لوله های فروخته شده دارای پوشش لاکی هستند. اگر لوله برهنه می خواهید، لطفا در زمان سفارش مشخص کنید.
- پوشش اپوکسی لوله در صورت درخواست انجام می شود.
- متداول ترین نوع انتهای لوله، انتهای صاف یا انتهای اریب است. انتهای رشته نیز در صورت درخواست موجود است.
