لوله

لوله صنعتی و انواع آن

لوله صنعتی به طور کلی ظرفی با مقطع دایره که ضخامت و قطر و طول مشخصی دارد نامیده می شود که از لوله صنعتی برای جابجایی و انتقال سیالات استفاده می شود. لوله فولادی از جنس های مختلفی هم چون فولاد، بتن و فایبرگلاس ساخته شده است. از نظر ساخت لوله های فولادی انواع مختلفی از قبیل لوله فولادی درزدار و لوله فولادی بدون درز دارند. برای تولید لوله فولادی بدون درز که مانیسمان نیز نامیده می شود از کلاف ورق استفاده می گردد که این برخلاف تولید لوله درز دار و لوله اسپیرال می باشد. برای تولید لوله مانیسمان بعد از اینکه تمامی سطح شمش را با یک سمبه یا توسط عبور جریان هوا در داخل شمش، حرارت دادند این محصول توسط غلطک های مخصوص نورد می گردد. این لوله های فولادی بدون درز نیز به انواع مختلفی از قیبل لوله آلیاژ، لوله استینلس استیل، لوله دیگ بخار فشار، لوله های بویلر فشار پائین یا متوسط تخت، لوله های ریخته گری نفت تقسیم می شوند.

لوله صنعتی آلیاژ مقاومت بالایی نسبت به درجه حرارت دارند و از این لوله ها در صنایع شیمیایی، دیگ بخار و صنایع برق استفاده می گردد. از لوله های استینلس استیل نیز در صنایعی هم چون غذا، آب، قدرت، ذخیره نفت، متالورژی، شیمیایی و پزشکی استفاده می گردد. لوله فولادی دیگ بخار فشار نیز که دسته دیگری از لوله های فولادی بدون درز می باشد در لوله های حرارتی و لوله های بخار استفاده می گردد. لوله های فولادی بویلر فشار پایین یا متوسط تخت نیز در دیگ های بخار فشار کم، و دیگ های بخار لوکوموتیو استفاده می گردد.

موارد استفاده لوله صنعتی

لوله های فولادی ریخته گری نفت نیز برای انتقال نفت خام و انتقال گاز طبیعی در چاه های نفت استفاده می گردد. هم چنین از نظر جنس فولاد مورد استفاده در لوله های فولادی نیز به دو دسته لوله صنعتی سیاه و لوله صنعتی گالوانیزه تقسیم بندی می گردند. لوله فولادی سیاه بدون پوشش می باشد ولی لوله گالوانیزه با لایه ای از فلز روی پوشش داده شده است. پوشش روی استفاده شده برروی این محصول برای کاهش خوردگی لوله فولادی می باشد و این محصول به عنوان آند در صنایع شیمیایی استفاده می گردد. لوله فولادی سیاه نیز به دو دسته لوله های درزدار و بدون درز تقسیم بندی می شوند. لوله فولادی درزدار برای ساخت مصنوعات، ساخت سازه های فلزی، تولید اتپروفیل های قوطی و انتقال مایعات استفاده می گردد. هم چنین از لوله های فولادی بدورن درز نیز برای ساخت مخازن تحت فشار بالا، تاسیسات پالایشگاه ها و نیروگاه ها و هم چنین صنایع گاز استفاده می گردد.

برای تولید لوله صنعتی ابتدا برش کاری انجام شده و نوار ورق به اندازه محیط لوله آماده می گردد. پس از آن ورق به لوله تبدیل شده و جوش کاری درز لوله انجام می گیرد. مرحله بعد براده برداری از سطح جوش و تقسیم بندی لوله فولادی به شاخه های مساوی می باشد. هم چنین صاف کاری و قاب گیری از لوله نیز در مرحله بعدی وجود داشته و در مرحله آخر نیز بازرسی و کنترل کیفیت محصول مورد نظر می باشد.

روش تهیه لوله های فولادی درزدار :

به طور کلی لوله های فولادی در صنعت به دو دسته درزدار و بدون درز تقسیم می شود. لوله های درز دار برای انتقال مایعات ، تولید پروفیلهای قوطی ، ساخت مصنوعات و سازه های فلزی به کار برده می شود. لوله های بدون درز نیز در زمینه های مختلف صنعتی از قبیل انتقال گاز، ساخت مخازن تحت فشار تاسیسات پالایشگاهی ، نیروگاهها و غیره به کار برده می شود.ابتدا با روشهای مختلف تولید لوله های درزدار که با سه روش زیر تولید می گردند آشنا می شویم.

الف-تهیه لوله ها با قطر کم و متوسط و جوش طولی

این لوله ها طی یک سری عملیات مختلف به شرح زیر تولید می شوند.

-برشکاری و آماده سازی نوار ورق به اندازه محیط لوله

-عملیات تبدیل ورق به لوله

-جوشکاری درز لوله

-براده برداری از سطح جوش

-تقسیم لوله تولید شده به شاخه های مساوی

-قاب گیری و صافکاری لوله های تولید شده

-بازرسی و کنترل کیفیت لوله های تولید شده

برشکاری و آماده سازی نوار ورق به اندازه محیط لوله

برای تهیه لوله از رولهای ورق استفاده می شود. عرض رولهای ورقی که جهت لوله سازی مورد استفاده قرار می گیرد.

معمولاَ یک متر بوده ضخامت آنها بین 5/1تا 6 میلیمتر متغیر است. وزن کویلهای ورق متفاوت بوده در ضخامت های بالا تا 10 تن می رسد.حداقل قطر آنها نیز500میلیمتر است. کویلهای فوق با وسایل مکانیکی روی دستگاههای برش قرار گرفته به نوارهای باریک (متناسب با محیط لوله مورد نظر)تبدیل می شود.

دستگاه برش از تعداد تیغه های برنده غلطکی شکل تشکیل شده که لبه آنها گوه ای شکل بوده عمل برش را با هدایت ورق به طرف جلو انجام می دهد.

تیغه های مزکور می توانند روی محور افقی دستگاه حرکت کرده در فاصله های مختلف از یکدیگر قرار گیرند. به این طریق عرض لازم برش متناسب با قطر لوله مورد نظر تنظیم می شود و سرعت برش این دستگاهها حدود 110تا 300متر در دقیقه است.

نوارهای بریده شده ضمن عبور از غلطکهای صاف و مسطح کننده  دوباره به صورت کویل (رول) پیچیده شده جهت تغییر شکل آماده می شوند.

کویلهای نوار ورق روی خط تولید لوله قرار گرفته به طرف غلتکهای تغییر شکل پیشروی می کنند..سرعت پیشروی آنها متناسب با قطر لوله مورد نظر متفاوت است  . به طور مثال ،برای تولید با قطر اسمی  4/3 (19میلیمتری) ،سرعت پیشروی حدود m/min40 است  تقریباَ 400شاخه لوله شش متری در ساخت تولید بدون و تغذیه به طور مستمر ادامه دارد. هرگونه توقف در خط تولید باعث ناهماهگی بین عوامل بعدی شده در کار اخلال بوجود      می آورد.(به طور مثال در وسط کار از خط خارج می شود)

از آن رو برای جلوگیری از این گونه نواقص ،نوار باید به صورت ذخیره در کانالهای زیر زمینی دستگاه موجود باشد تا هنگام تمام شدن یک رول نوار ورق و جایگزینی رول دیگر و اتصال سر به سر نوارهای ورق با جوش فلاش (mig )صورت می گیرد و سطح جوش خورده با عملیات براده برداری، صاف و مسطح می شود.

- عملیات تبدیل نوار ورق به لوله

در این مرحله نوار ورق ضمن عبور از غلتکهای فرم دهنده به تدریج شکل لوله را به خود می گیرد . این علیات متناسب  با قطر لوله و کالرخانه سازنده تقریباً طی 7 تا 14مرحله تغییر شکل صورت می پذیرد که در مراحل اول فقط غلتکهای افقی و در مراحل آخر غلتکهای افقی و عمودی همزمان عمل فرم دهی را انجام می دهند .در تمام مراحل شکل دهی برای بر طرف کردن حرارت ناشی از اصطکاک بین غلتکها  و ورق ،مایع خنک کننده ای مثل آب صابون روی محل تغییر شکل ریخته می شود.

جوشکاری درز لوله

هنگامی که تغییر شکل نهایی انجام گرفت و شکل لوله کامل شد،باید درز آن را به وسیله جوش آبندی شود. جوشکاری درز لوله با روشههای مختلف اجرا کی شود. معمولاً کارخانجات مختلف تولید لوله با توجه به قطر و ضخامت لوله مورد نظر ،یکی از روشهای زیر را برای جوشکاری درز لوله بکار می برند.

بالا بردن مقاومت لوله فولادی (steel pipe)در برابر خوردگی سطح لوله (corrosion resistance pipe surface)

روش های بسیاری برای فرایند ضد خوردگی در لوله های فولادی ضد زنگ  وجود دارد. با بهبود روش ها و فرایند های تصفیه سطح (surface treatment methods)لوله های فولادی ضد زنگ ، بسیاری از برنامه ها و روشهای عملی قابل اجرا و پیاده سازی است.

۱- تمیز کردن لوله فولادی

تمیز کردن لوله فولادی ضد زنگ است. می توان لوله فولادی را با حلال (solvent) و امولسیون (emulsion) تمیز کرد و ماده تمیز کننده شیمیایی برای تمیز کردن سطح لوله از جنس فولاد ضد زنگ توصیه می شود تا روغن ، گرد و غبار و مواد آلی مشابه آن از بین برود و زنگ زدگی و  ناخالصی هایی مانند لایه ی اکسیدی سطح لوله فولادی را از بین برد. به همین علت این روشهای کمکی فقط در جهت کمک  به فرایند ضد خوردگی و به طور مقطعی مورد استفاده قرار می گیرد و یک روش دائمی محسوب نمی شود .

۲- پاک کردن زنگار و زنگ زدگی لوله فولادی

استفاده از ابزارهایی  مانند برس های فلزی برای از بین بردن زنگار و پوشش های سطح لوله فولادی ، به منظور حذف اکسید هرزه و سست (loose or warped oxide)، زنگارو گرد وغبار(rust or slag) است.

اگر سطح لوله فولادی با اکسید جامد(solid oxide) پوشیده شده باشد ابزارهای دستی عمکرد خوبی برای پاک کردن زنگار سطح لوله فولادی ندارد.

اگر استحکام زنگارلوله فولادی به حدی باشد که این ابزارهای دستی الزامات لازم برای مقاوت در برابر خوردگی را ایجاب نکنند توصیه می شود که از مواد شیمایی برای تمیز کاری استفاده شود.

۳- اسید شویی لوله فولاد

اسید شویی لوله فولاد ضد زنگ است که معمولاً با استفاده از مواد شیمیایی و الکترولیز جهت انجام عملیات اسید شویی از دو نوع عملیات شستشوی اسیدی استفاده می شود .

درلوله فولادی ضد زنگ  که برای مقاومت در برابر خوردگی از شستشوی اسیدی استفاده می شود ، شستشومی تواند پوست اکسید (oxide skin)، زنگ زدگی(rust) ، پوشش (coating)را از بین ببرد. بعد از انجام عملیات شستو شوی اسیدی از ماسه برای تمیز کردن سطح لوله فولادی از باقی مانده مواد شمیایی استفاده می شود.

عملیات خش زدایی لوله فولادی

عملیات خش زدایی لوله فولادی به روش جت(jet derusting treatment) است. حذف زنگ زدگی (زنگار) لوله فولادی چرخش با سرعت بسیار بالای پره جت از طریق موتوربسیارپرقدرت است .

همین امر باعث می شود شن و ماسه فولادی ، گلوله های فولادی ، سیم آهنی ، مواد معدنی و سایر مواد ساینده به سطح لوله های فولادی ضد زنگ  تحت عمل نیروی گریز از مرکز پاشیده شود. این روش نه تنها می تواند به طور کامل زنگ زدگی ، اکسید و خاک را از سطح لوله فولادی ازبین ببرد ، بلکه لوله فولادی ضد زنگ کاملا صیقل داده شود.

تحت عملیات اصابت  و نیروی اصطکاک ، ناهمواری ها و خش های لوله فولادی کاملا یکنواخت می شود. در فرآیند پردازش جت ، سطح لوله فولادی ضد زنگ کاملا خشک و همچنین توپهای استیل ، شن و ماسه فولادی و پوشش زنگ و اکسید  کاملا از سطح لوله جدا است  و سطح لوله فولادی بعد از عملیات زنگ زدایی به طور محسوسی تمیزترازقبل ازعملیات است.