لوله فولادی – مشخصات، انواع، سیاه، گالوانیزه، درزدار، ضخامت بالا، برق

لوله فولادی (فلزی) دارای سطح مقطع دایره‌ای شکل و توخالی است که مخلوطی از آلیاژهای ­آهن و فلزات دیگر مانند آلومینیوم، منگنز، تیتانیوم، تنگستن و دیگر آلیاژها است. مقاومت و قدرت بالا و استحکام بسیار زیاد لوله فلزی سبب شده تا بتوان از آن هم درسطح زمین و هم در زیر زمین برای انتقال آب و فاضلاب، گاز و حتی محافظت از سیم‌های برق استفاده کرد. تاریخچه تولید و استفاده از لوله‌های فولادی به اوایل دهه ۱۸۰۰ میلادی باز می‌­گردد. ماده اصلی لوله فولادی از متریال فولاد است. در این مطلب قصد داریم به معرفی کامل و مفیدی از لوله فولادی بپردازیم.

نکاتی پیرامون لوله فولادی

لوله‌ای که در لوله‌کشی گاز استفاده می‌شود 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 شاملISIRI ، IGS ،IPS ،API ،ASTM ،AGA ،MSS-SP و DIN است. قسمت بیرونی کلیه لوله‌های فولادی باید صاف و هموار باشد. لوله فولادی را از نظر استقامت فشاری به سه روش تقسیم می‌کنند که شامل روش وزنی، برنامه‌ای و کدینگ است.

لوله‌های فولادی با توجه به روش تولید به دو شکل درزدار و بدون درز (مانیسمان) دسته بندی می­‌شوند.­ مواد اولیه که به شکل درز جوش و بدون درز تولید می­‌شوند باید طبق یکی از روش­‌های کوره باز، کوره­ الکتریکی و کوره قلیانی با دمش اکسیژن باشد. هر چقدر رده لوله فولادی بالاتر باشد، ضخامت جداره لوله نیز بیشتر خواهد بود. مشخصات ابعاد لوله فولادی به شرح ذیل است:

• NPS: قطر اسمی لوله
• ID: قطر داخلی لوله
• OD: قطر خارجی لوله
• SCH: کلاسه
• L: طول
• T: ضخامت دیواره لوله فولادی

انواع لوله فولادی بر اساس روش تولید

لوله‌های 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 و کاربرد آنها می‌پردازیم.

لوله درزدار

به این نوع لوله‌های فولادی، لوله­ با درز جوش نیز گفته می‌شود که در آن رول ورق با توجه به ضخامت و سایزی که برای تولید لوله مدنظر است، برش داده می‌شود و پس از عبور از غلتک‌های نورد، گرد شده و درز­هایی که بوجود آمده‌اند را جوشکاری می‌­کنند. بطور مثال یکی از انواع لوله‌های که با این روش تولید می‌شود، لوله گالوانیزه درز جوش است که پس از تولید، لوله را در مخزن فلز روی مذاب فرو می‌برند. این کار باعث می‌شود سطح لوله نسبت به خوردگی و زنگ زدگی مقاومت بیشتری داشته باشد.

جوشکاری لوله‌های درزدار

جوشکاری مقاومت الکتریکی یا ERW

در این روش جوشکاری بدون الکترود بوده و اندازه­ لوله‌های ساخته شده به این روش از 1 اینچ تا 22 اینچ هستند. در روش جوشکاری مقاومت الکتریکی پس از عبور ورق از غلتک و شکل گیری آن، قسمتی را که لبه‌ها به هم اتصال پیدا می‌کنند، توسط عبور دادن از میدان الکتریکی، ایجاد مقاومت و در نهایت با حرارت تولید شده، ذوب می‌کنند و بهم جوش می‌دهند.

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 لبه‌ها با الکترود جوشکاری می­‌شوند و برای جلوگیری از ارتباط مواد مذاب با هوا، الکترود را با پودر مخصوص محافظت می­‌کنند. البته گاهی اوقات از گاز خنثی مثل CO₂ و آرگون نیزاستفاده می‌­گردد. معمولاً اندازه لوله‌های که به این روش تولید می‌شوند، از سایز 22 اینچ به بالا است که روش تولید یا به صورت درز مستقیم (طولی) بوده و یا به صورت درز مارپیچی (اسپیرال) است. در هر صورت لوله فولادی درزدار یا جوشی به هر روشی که ساخته شود، دارای کاربردهای مختلفی است 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 است.

لوله فولادی بدون درز مانیسمان (seamless pipe)

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

روش‌های تولید لوله‌های فلزی

روش ازبیلت

در این روش، شمش داخل کوره قرار می‌گیرد و بعد از گرم شدن تا میزان مشخص، در قالب‌های مخصوص که از قبل تعبیه شده است، ریخته می‌شود و با شلیک یک سنبه از مرکز آن، لوله مورد نظر شکل می­­‌گیرد. بعد از طی این مراحل و کشش، لوله مورد نظر را سرد می‌کنند و مورد تست و آزمایش‌های لازم قرار می‌دهند. سپس کار برش به اندازه‌های 6 یا 12 متری انجام می‌شود. در نهایت و پایان کار، لوله‌های فولادی بسته بندی می‌شوند. نحوه بسته بندی بصورت شش ضلعی است و با تسمه محکم بسته و آماده بارگیری می‌گردد.

روش ریخته گری

 لوله را­ در مجموعه گریز از مرکز قرار می‌دهند که پس از اتمام شکل گیری و طی مراحل ساخت، لوله از قالب بیرون آورده می‌شود. لوله‌های فولادی بدون درز یا مانیسمان به دلیل مقاومت بالا و داشتن کیفیت عالی در زمان تولید نسبت به لوله‌های درزدار، در صنایع با فشار بالا مانند، مخازن تحت فشار، بویلرها، مدارهای هیدرولیکی، جداره چاه‌های نفت، صنایع خودروسازی، پالایشگاه‌های نفت استفاده می‌شوند. در مقابل لوله‌های فولادی می‌توان از لوله کاروگیت در برخی مواقع استفاده کرد. شاید بتوان گفت پر کاربردترین سایز لوله‌های کاروگیت، لوله کاروگیت 800 میلیمتر است.

دسته بندی لوله فولادی بر اساس استاندارد

لوله فولادی را بر اساس استاندارد می‌توان به دسته‌های زیر تقسیم کرد:

• لوله فولادی API 5L: این نوع از لوله‌های فولادی که بیشتر در صنعت نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرند، نسبت به لوله‌های فولادی دیگر، کنترل مواد به صورت دقیق‌تر و با تست­‌های کنترل کیفیت بیشتری انجام می‌شود. این لوله‌ها در دو گرید A و B هم به صورت درزدار و هم بدون درز تولید می‌شوند.
• لوله‌های فولادی ASTM A53: این دسته از لوله‌های فولادی معمولاً در پالایشگاه و پتروشیمی مورد استفاده قرار می‌گیرند که جهت جوشکاری، خمش و سرمایش بسیار مناسب هستند. این دسته از لوله‌های فولادی دارای سه نوع مختلف هستند که دو نوع اول دارای گریدهای A و B و نوع سوم تنها گرید A دارد.
• لوله فولادی ASTM A106: این دسته از لوله‌های فولادی از متریال کربن استیل هستند و تقریبا مشابه لوله‌های فولادی A53 که در لوله‌کشی پالایشگاه‌ها و پتروشیمی کاربرد دارند، هستند. با این تفاوت که لوله‌های 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 لوله‌های ­فلزی با نام لوله آتشخوار معروف هستند. لوله‌های آتشخوار به دلیل نوع ساختار قابلیت تحمل دماهای بسیار بالا ناشی از شعله مستقیم را دارند. کاربرد این نوع لوله‌ها بیشتردر بویلرهای حرارتی و سیستم‌های گرماتاب تابشی است. همچنین به علت وجود درصد کم کربن در لوله‌های آتشخوار، خمش خوبی داشته و در مبدل­‌های گرمایی و کندانسورهای بخار استفاده می‌شوند.
• لوله فلزی ASTM A333: این نوع از لوله‌ها به دلیل ساختاری که دارند در دماهایی بسیار پایین (نزدیک به 50 درجه زیر صفر) مورد استفاده قرار می‌گیرند و به نام لوله‌های فولادی کربنی دما پایین نیز معروف هستند. این دسته از لوله‌های فلزی دارای چندین گرید هستند که برخی از آنها جزء لوله‌های فولادی آلیاژی و تعدادی نیز جزء لوله‌های کربن استیل طبقه بندی می­‌شوند.

• لوله فولادی AWWA C200: لوله‌های فولادی که مناسب استفاده در سیستم انتقال آب و فاضلاب هستند و از لحاظ متریال اولیه مشابه لوله‌های گریدهای پایین API و ASTM A53 هستند. این نوع لوله‌های فلزی در سایزهای بزرگتر از 8 اینچ و به صورت درزدار و بدون درز قابل تولید است.
• لوله فولادی DIN 2440 ،2441 ،2442: دسته‌ای از لوله‌های فولادی کم کربن جهت مصارف خانگی بوده که در بازار به نام لوله گاز معروفند. از این نوع لوله جهت لوله‌ کشی آب سرد و گرم خانگی نیز استفاده می‌گردد. این لوله فولادی در قطرهای 1.8 تا 6 اینچ و در سه وزن متوسط، سنگین و فوق سنگین تولید می‌گردد.
• لوله فولادی BS 1387: این لوله‌ها جهت سیستم‌های بخار آب استفاده می‌­شوند. حداکثر فشار قابل تحمل ۲۱ بار و دمای کار مجاز برای آنها ۲۶۰ درجه سانتیگراد است.
• لوله فولادی ضد زنگ ASTM A312: لوله‌های ضد زنگ بخاطر داشتن آلیاژهای کروم و نیکل ضد زنگ هستند. البته وجود عنصر مولیبدن در این لوله‌ها موجب شده است مقاومت آنها در دماهای بالا و پایین بیشتر شود. اصلی‌ترین گریدهای لوله‌های فولادی ضد زنگ ۳۰۴، ۳۱۶ و ۳۲۱ است.

رده لوله فلزی (20-40-80-160) به چه معناست؟

در واقع رده لوله اصطلاحی است که اشاره به ضخامت، مقاومت و وزن لوله‌های فولادی دارد. این مشخصه به نوعی همان مقدار اسکجول لوله یا گاهی اوقات معادل شاخص استاندارد ضخامت آن است. اسکجول پارامتری است که برای تعیین ضخامت لوله مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حال حاضر و با استفاده از این روش جدید در اندازه گذاری لوله‌های فولادی، امکان انتخاب دقیق‌­تر هر یک از لوله‌ها براساس الزامات عملکردی مورد نیاز به منظور دستیابی به بهترین نتیجه و ایمن‌­تر ساختن سیستم‌های 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 ضخامت‌های متفاوتی وجود داشته باشد.

اتصالات فولادی

یکی از مواردی که در سیستم‌های لوله‌کشی بسیار پرکاربرد هستند، اتصالات مربوط به لوله‌های فلزی است. اتصالات لوله‌های فولادی نیز جزء مواردی است که در فرایند انتقال سیالات جهت ارتباط لوله، انشعابات مسیر لوله‌کشی، تغیر مسیر و تبدیل کردن سایز لوله‌ها به کوچک‌تر یا بزرگ‌تر جهت ادامه مسیر لوله‌کشی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این بین یکی از انواع اتصالات لوله‌های فولادی استفاده از نوع دنده‌ای است که در استانداردهای مختلف تولید می‌شود. مواد اولیه و جنس این اتصالات از فولاد و یا چدن است. این اتصالات بر اساس استاندارد ISO تولید می‌شوند و در سایزهای مختلف تا سایز 6 اینچ ساخته می‌شود.

انواع اتصالات فولادی

• بوشن: جهت اتصال دو لوله به هم از بوشن استفاده می‌گردد.
• بوشن معمولی: این نوع بوشن برای اتصال لوله‌ها با قطر مساوی استفاده می‌شود.
• بوشن تبدیلی: جهت اتصال دوشاخه لوله غیر هم قطر از بوشن تبدیل استفاده می‌شود.
• بوشن رو پیچ تو پیچ: نوع دیگری از بوشن است که یک طرف آن از قسمت داخلی و طرف دیگر از قسمت خارجی رزوه می‌شود.
• زانو: زمانی که نیاز باشد جهت و مسیر لوله‌ کشی تغیر نماید، از زانوی استفاده می‌شود. زانو در ابعاد و انواع مختلف تولید می‌شود؛ از قبیل زانو 90 درجه، زانو 45 درجه، زانو چپقی 90 درجه و زانو چپقی 45 درجه. بهتر است بدانید تفاوت زانوی معمولی با چپقی در دنده‌هاست. یعنی یک طرف از دنده‌ها به سمت خارج است.
• سه راهی: زمانی که نیاز باشد در قسمت‌های مختلف مسیر لوله‌ کشی انشعاب گرفته شود، از سه راه استفاده می‌شود. در سه طرف سه راهی دنده داخلی وجود دارد. سه راهی در شکل‌های مختلف از قبیل 90 درجه یا مستقیم، سه راهی کنج، سه راه تبدیلی و سه راه 45 درجه تولید و به بازار عرضه می‌شوند.
• مهره ماسوره: مهره ماسوره یک اتصال جدا شونده است. این نوع اتصالات زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد که می‌خواهیم یکسر لوله را به دستگاه دیگری مانند: مخزن آب گالوانیزه، شوفاژ، آب گرمکن و… متصل کنیم.

 مزایای اصلی لوله‌های فلزی

•  لوله‌های فولادی قابل استفاده در صنایع مختلف ازقبیل آب، نفت،گاز، پتروشیمی، خودروسازی، هوافضا، کشتی سازی، معدن و الکتریکی هستند.
• لوله فلزی نسبت به دما و فشار مقاومت بالایی دارد.
• مناسب جهت استفاده در جداره چاه‌­های نفت، صنعت پل سازی و اسکله، ستون‌های بلند در برج‌ها و ساختمان، نرده و مبل، حمل و نقل و احداث تونل
• قابلیت استفاده به عنوان لوله گاز صنایع بزرگ و مصارف خانگی
• استفاده از لوله‌های فولادی با ساختار خاص جهت استفاده در دماهای بسیار پایین یا بالا
• لوله‌های گالوانیزه و روکش دار، مقاوم در برابر خوردگی و زنگ زدگی است.
• قابل استفاده در مبدل­‌های گرمایی و کندانسورهای بخار و سیستم‌های گرمایش تابشی
• امکان تولید لوله‌های فولادی در قطر و ضخامت­‌های مختلف، درزدار و بدون درز

شرکت پایپ ایران یکی از تولیدکنندگان و تامین کننده انواع لوله‌های فلزی، کربنی، فولادی و آلیاژی در کشور است. تامین لوله و قطعات فولادی پروژه‌های نفت و گاز، پتروشیمی و آبرسانی در تمامی شهرها و نقاط کشور تخصص ما است. جهت دریافت اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان برای تامین لوله و قطعات و اتصالات پایپینگ و صنعتی با مشاورین ما تماس حاصل فرمایید. برای آشنایی با یکی دیگر از محصولات پر قروش پایپ ایران با عنوان لوله پنج لایه کلیک کنید.