لوله فولادی

لوله فولادی

لوله فولادی

لوله فولادی (steel pipe) استوانه‌ای توخالی است که از آن برای انتقال یا نگهداری سایر مواد و مایعات استفاده می‌کنند. به عبارت دیگر وسیله ای جهت حفاظت مواد داخل لوله از محیط بیرونی آن است.

امروزه فرآیند های تولید لوله فولادی بسیار در حال تغییر و تحول هستند، و به همین دلیل است که صنعت وظیفه دارد که نیازهای اولیه سایر صنایع را رفع کند.

با توجه به نیازها و خواسته های مشتری ها، انواع لوله فولادی با حفظ برخی از مشخصات و استانداردها تولید میشوند و در دسترس هستند. فولاد آلیاژی است از آهن و کربن و همچنین ممکن است دارای درصد کمی از سایر فلزات مانند نیکل، کروم، آلومینیوم و … باشد.

لوله های فولادی به پنج دسته کلی تقسیم میشوند:

این تقسیم بندی بر  اساس آلیاژ لوله ،نوع ساخت و عوامل دیگری می باشد.این پنج دسته عبارتند از :

  1. لوله فولادی کربنی
  2. لوله استلنس استیل
  3. لوله فولادی سیاه
  4. لوله فولادی گالوانیزه
  5. لوله جوش داده شده یا درزدار

لوله فولادی کربنی

 

در ساخت آلیاژ این نوع لوله فولادی، نسبت کربن به آهن بیشتر است. این لوله ها به علت آنکه سختی بیشترشان نسبت به لوله های دیگر ، تردتر و شکننده تر هستند و این باعث کاهش تضمین عملکرد آنها میشود، بنابرین قیمت ارزانتری دارند. هرچند پایپ های فولادی کربنی نیز ایمن و بادوام هستند و استحکام و سختی آنها خود میتواند دلیلی بر محبوبیت این لوله ها شود. اما فولاد کربن، ۹۰ درصد از کل تولید فولاد را تشکیل میدهد.

لوله های کربنی در برابر گرما مقاومت بالایی دارند، به همین دلیل معمولا در صنایعی مورد استفاده قرار میگیرند که گازهایی با حرارت بالا مانند بخار را منتقل کنند. موارد دیگر استفاده از آنها انتقال مایعات، روغن، گاز و.. است. اما برای شرایط شدید و فشارزیاد مناسب نیست چرا که در مقابل فشار مقاوت کمتری دارند.

لوله فولادی استلنس استیل

 

لوله فولادی استلنس استیل، در کشور های مختلف طرفداران زیادی دارد. این نوع لوله فولادی ضد زنگ است، و در واقع این لوله ها علاوه بر آهن و کربن دارای ۱۰ تا ۲۰ درصد عنصر کروم هستند.
کروم عنصری ست که ار خوردگی و زنگ زدگی جلوگیری به عمل می آورد. سایر لوله های استلنس استیل که مقداری از عناصر منگنز، سیلیکون، نیکل و مولیبدن را نیز دارا باشند در مقابل زنگ زدگی مقاوم تر هستند.
لوله های فولادی استلنس استیل در اشکال و فرم های متنوعی در دسترند و در صنایعی کاربرد دارند که مقاومت در برابر زنگ و خوردگی مهم باشد و لوله ها دوام و تحمل زیادی در برابر فشار ها داشته باشند.
از جمله صنایعی مانند تصفیه آب، نفت وگاز، انرژی کشتی ها، خودرو، و.. در ساخت و ساز نیز از آنها استفاده میشود زیرا علاوه بر استحکام از منظر زیبایی شناختی نیز در جایگاه خوبی قرار دارند.
از مزایای دیگر این نوع لوله فولادی سبک وزن بودن و سازگاری با محیط زیست است. البته این لوله ها فراخور کارایی هایی هایشان قیمت بالایی هم دارند.

لوله فولادی استلنس استیل با توجه به کارایی انواع متفاوتی دارند:

 

  • ۳۰۴: این نوع لوله استلنس استیل دارای %۰٫۰۸ کربن، یا مقداری کمتر از این است. این نوع لوله ها مقاومت بالایی در برابر زنگ زدگی دارند.. لوله فولادی استلنس استیل L304 زیر مجموعه این نوع لوله است که کربن آن بیشتر از %۰٫۰۳ نیست. و بیشترین استفاده را در خطوط سوخت و هیدرولیک دارند.
  • ۳۱۸: استلنس استیل ۳۱۸ علاوه بر کروم، دارای چند درصد مولیبدن نیز هست که این امر به شدت آن را در برابر زنگ زدگی مقاوم میکند.
  • ۳۱۶: این لوله فولادی ضد زنگ راحت تمیز میشود و مقاومت بسیار بالایی در برابر اسیدها و انواع مواد شیمیایی دارد.
  • L316: این مدل لوله فولادی نسبت به مدل ۳۱۶ کربن بالاتری دارد و مقاومت آن در برابر گرما بالاتر است. در الکترونیک، سیستم های گرمایشی، معماری و… کاربرد دارد.

لوله فولادی سیاه

 

منظور از لوله فولادی سیاه لوله هایی ست که به لوله آهنی معروف هستند. و دلیل رنگ سیاه آن اکسید آهنی است که در هنگام ساخت بر روی آن تشکیل میشود.
این لوله ها معمولا برای خطوط گاز، یا حمل و نقل مایعات استفاده میشوند. و البته به دلیل مقاومت بالایشان در برابر گرما در سیستم های آتش سوزی نیز کاربرد دارند.
این لوله ها مقاومت بالایی در برابر فشار دارند و نسبت به لوله های هم قطر، ظرفیت بیشتری برای جابه جایی مواد دارند. اما از آنجا درصد آهن این لوله فولادی بسیار بالاست و سطح آن با هیچ گونه رنگ یا ماده ای پوشانده نشده است. در برابر زنگ زدگی مقاومتی از خود نشان نمی دهد و نکته دیگر اینکه لوله فولادی سیاه از زیبایی ظاهری جالب توجهی برخوردار نیست.

لوله فولادی گالوانیزه

 

لوله فولادی گالوانیزه با یک لایه از روی پوشش داده شده است تا وقتی در معرض عناصر محیطی در فضای باز قرار میگیرد مانعی در برابر زنگ زدگی لوله ایجاد کند. این لایه در محافظت لوله در برابر مواد داخل آن نیز به همین ترتیب عمل می کند.
این نوع لوله ها در صنایع مختلفی کاربرد دارد، پیش از سال ۱۹۷۰ از لوله فولادی گالوانیزه برای برای آبرسانی به ساختمان ها استفاده میشد. امروزه فولاد گالوانیزه در هر کجا که استحکام فولاد اهمیت داشته باشد مانند ساخت نرده محافظ، ریل و داربست و.. کاربرد دارد.
این نوع لوله با نام لوله های سفید نیز شناخته میشوند، قیمت مناسبی دارند و همینطور هزینه تعمیرات آن ها نیز پایین است.
این لوله ها کاملا قابل اطمینان هستند و روش گالوانیزاسیون آنها تایید شده است. و همچنین از عمر طولانی، یعنی حداقل ۵۰ سال طول عمر برخوردارند.

لوله فولادی درزجوش یا جوشی

 

این نوع لوله ها با جوش تولید میشوند، یعنی صفحات فولادی را خم میکنند و به هم دیگر جوش میدهند. این لوله ها به اندازه لوله فولادی بدون جوش قابل اطمینان نیست اما به اندازه کافی مستحکم و محبوب است زیرا قبل از اینکه مورد استفاده قرار بگیرند بررسی میشوند.
لوله های جوش داده شده از نظر روش جوشکاری آنها را به انواع مختلفی تقسیم میشوند. از جمله DSAW (لوله فولادی مارپیچی)، EFW (جوش داده توسط فیوژن برقی) یا انواع دیگری شامل لوله جوش شده با قوس اسپیرال، قوس طولانی، القای فرکانس بالا و …
موارد استفاده لوله جوش داده در ایستگاه های کمپرسور، پالایشگاه ها، نیروگاه ها، انتقال گاز طبیعی و بخار، حمل و نقل بخار و همچنین در ساخت قطعات یدکی ساختاری و مکانیکی مانند لوله حفاری روغن، قاب دوچرخه، داربست فولادی است.
لوله های جوش داده باعث صرفه جویی در فولاد و زمان پردازش لوله ها میشود.

لوله فولادی از نظر درزدار و بدون درز

 

روش های مختلفی برای تولید لوله فولادی وجود دارد. معمولاً این لوله ها طبق روشی که برای تولید آنها به کار گرفته می­شود به دو دسته کلی درزدار یا جوشی ( Welded ) و بدون درز یا مانیسمان ( Seamless ) تقسیم می شوند.

لوله های  درزدار یا جوشی ( seamless ) از شکل دهی ورق های فولادی به شکل لوله و جوش لبه ی ورق ها به هم تولید می­شوند.

لوله بدون درز ( مانیسمان ) معمولاً به روش سنبه کاری چرخشی از میلگردهای گداخته تولید می شوند و هیچگونه درز جوشی بر روی بدنه آنها وجود ندارد.

به همین دلیل نیز استحکام و کیفیت ساخت آنها از لوله های فولادی درزدار ( جوشی ) بالاتر است.

روش های ساخت و تولید لوله ، مصارف و کاربرد روش های ساخت وتولید لوله به دو دسته تقسیم می شود:

A) لوله های درزدار

این نوع لوله ها که از اقطار کوچک تا بزرگ تولید می گردند برای موارد مختلف مانند

• خطوط انتقال آب ، نفت ، گاز و پتروشیمی

• پایه اسکله و پل

• ستون ساختمان ، نرده و مبل

• کشتی سازی ، معدن و تونل مصرف شده و با استفاده از ورق و فرم دهی و جوشکاری تولید می‌شوند.

B) لوله های بدون درز

این نوع لوله ها که از قطر خارجی کوچک و دقت بالا، کیفیت خوب و کارایی مناسب و ایمن برخوردار هستند و از نظر جنس شامل لوله های متداول ، لوله آلیاژ ، لوله استنلس استیل و… بوده و در صنایع آب ، نفت ، گاز ، پتروشیمی ، جداره چاه های نفت ، صنایع خودرو سازی ، هوا فضا و … مصرف می گردند.

۱- تولید لوله از بیلت : در این حالت شمش مبنای تولید لوله پس از گرم شدن تادرجه حرارت تعریف شده ، در قالب مربوطه قرار گرفته و یک سنبه از مرکز آن شلیک می‌گردد تا لوله مورد نظر حاصل شود.

پس از تولید ، این نوع لوله ها در کوره های مخصوص، تحت عملیات حرارتی و تنش گیری قرار می‌گیرند.

۲- تولید لوله به صورت ریخته‌گری گریز از مرکز: در این روش ذوب،لوله در مجموعه گریز از مرکز ریخته شده و پس از شکل گیری، از قالب مربوطه تخلیه می گردد.

از مهم ترین پایپ  های فولادی میتوان به لوله های API5L ، ASTMA53 ، ASTM A179ASTM، A106، ASTM A333،AWWA C20..اشاره کرد.

 

خطوط مهم لوله

 

خط لوله فولادی

این لوله ها برای خطوط لوله آب مورد استفاده قرار میگیرند.لوله های با قطر بزرگ از فلز ساخته می شوند و می توانند در مسافت های طولانی گسترش یابند.

خط لوله چدنی

لوله های چدنی بیشتر از چدن خاکستری ساخته شده اند که برای آنها از پوشش ها و روکش های استفاده میشودتا مقاومت به خوردگی را بهبود ببخشند.

این نوع لوله ها در گذشته بسیار مورد استفاده قرار گرفته است. با این حال ، امروزه از لوله های چدنی قابل انعطاف که نسبت به لوله های چدن برتر هستند استفاده می شود. چنین تیپ خط لوله ای برای انتقال آب ، گاز و فاضلاب مناسب است.

خط لوله نفتی

خط لوله نفتی از فولاد ساخته شده است که برای آن از پوشش خارجی و محافظت کاتدی برای کاهش خوردگی خارجی استفاده می شود.

خطوط لوله نفت با جوش به یکدیگر وصل می شوند. دو نوع خط لوله نفت وجود دارد:

خط لوله نفت خام – که نفت خام را به پالایشگاه ها منتقل می کند .

خط لوله محصول – که محصولات پالایش شده مانند بنزین را به بازار منتقل می کند.

خط لوله گاز

خطوط لوله تنها وسیله عملی حمل و نقل گاز طبیعی از روی زمین است زیرا سایر روشها مانند کامیون و قطار بسیار گران هستند.

خطوط جمع آوری و انتقال گاز از فولاد ساخته شده است در حالی که بیشتر خطوط توزیع از لوله های پلاستیکی انعطاف پذیر استفاده می کنند ، که به راحتی قابل جایگزاری بوده و دچار خوردگی نمی شوند.