روش تولید لوله درزدار و بدون درز

مسلما روش تولید لوله بر کیفیت انتقال سیال میزان نشتی، خوردگی و … تاثیر مستقیم دارد.

آیا شما هم به یادگیری روش های متنوع ساخت یک لوله علاقه مندید؟

این مقاله به بررسی روش های تولید یک لوله، انواع آن و روش های جوشکاری یک لوله خواهد پرداخت.

با نماتک همراه باشید.

1# لوله چیست؟

در ابتدا قبل از شروع به بررسی روش های تولید باید این موضوع را مورد بررسی قرار دهیم که منظورمان از لوله چیست؟

لوله (Pipe) حجم استوانه ای شکل تو خالی است که
وظیفه انتقال سیال از نقطه A به نقطه B را بر عهده دارد.

ویژگی های یک لوله به 7 روش معرفی می شوند.

در ادامه مقاله به این 7 روش اشاره می کنیم.

1-1# هفت روش معرفی یک لوله چیست؟

لوله به عنوان مهمترین عضو سیستم پایپینگ، با این 7 المان اصلی معرفی می شود:

• نوع لوله (Type)
• سایز لوله (Size)
• جنس لوله (Material)
• استاندارد ابعادی (Dimensional standard)
• ضخامت (Thickness)
• آرایش انتهای لوله (Pipe end)
• طول لوله (Length)

در ادامه مقاله مشخصا به اولین فاکتور معرفی یک لوله یعنی روش تولید لوله یا اصطلاحا نوع (Type) لوله پرداخته می شود.

2-1# روش تولید لوله چیست؟

لوله به روش های گوناگونی تولید می شود.

ممکن است یک لوله به صورت یکپارچه تولید شود، یعنی لوله بدون هیچ جوش یا درز جوشی ساخته شده باشد.

به زبان ساده، سطح مقطع لوله در این روش به شکل “O” است.

لوله می تواند با یک درز جوش تولید شود، یعنی یک لوله “U” شکل را خم کرده و با یک درز جوش، اتصال ایجاد کنیم.

لوله با دو درز جوش هم قابلیت تولید شدن دارد یعنی
دو لوله “U” رو به روی هم قرار می گیرند و با دو ردیف جوش، اتصال برقرار می شود.

2# انواع لوله بر اساس نوع جوش

لوله های فلزی که از از جمله پرکاربردترین لوله ها در صنایع مختلف هستند با روش جوشکاری تولید می شوند.

همان طور که اشاره شد، روش های تولید یک لوله مختلف است.

یک لوله می تواند بر اساس نوع جوش به 2 دسته بدون درز جوش (Seamless) یا با درز جوش (Welded) تولید شود.

1-2# روش تولید لوله بدون درز جوش (Seamless)

در این روش لوله تولید شده یک تکه بوده و درز جوشی ندارد.

این روش برای تولید لوله های سایز پایین استفاده می شود.

همانطور که مشخص است، به دلیل وجود نداشتن درز جوش، این نوع لوله از استحکام بسیار بالایی برخوردار است.

با توجه به این که لوله های مانیسمان فولادی بیشترین کاربرد را در صنعت دارند، در این جا روش تولید این دسته از لوله ها را بررسی می کنیم.

ماده خام اولیه ای که برای تولید لوله ها مورد استفاده قرار می گیرد، شمش فولادی است.

ابتدا شمش فولادی را در ابعاد مشخصی برش می دهند.

در گام بعدی شمش ها را در کوره های مخصوصی حرارت می دهند تا حالت مذاب پیدا کند و به رنگ سرخ دربیایند.

به این ترتیب امکان انجام عملیات مکانیکی روی آن ها فراهم می شود.

در گام بعد به کمک دستگاه مخصوصی به نام الانگیتور (Elongator)، شمش ها را به صورت پروفیل های استوانه ای در می آورند.

قطر پروفیل ها با توجه به سفارش مشتری می تواند در اندازه های گوناگونی تعیین شود.

در ادامه به کمک دستگاه پرس خاصی، داخل پروفیل استوانه ای سوراخ ایجاد می شود.

در نهایت لوله مانیسمان با قطر داخلی و خارجی مدنظر به دست می آید.

2-2# روش تولید لوله درز دار (Welded)

در این روش لوله شده یک تکه نبوده و درز جوش وجود دارد که به دو دسته زیر تقسیم می شوند.

1) لوله تک درز جوش (One Seam Weld)

این نوع لوله ها دارای یک درز جوش هستند.

دو سر آزاد یک لوله خم شده و به هم جوش داده می شوند.

2) لوله دو درز جوش (Two Seam Weld)

این نوع لوله ها دارای 2 درز جوش هستند.

دو لوله که دو سر آزاد دارند رو به روی هم قرار گرفته و به هم جوش داده می شوند.

این نوع لوله ها به دلیل درز جوشی که دارند، برای تولید لوله های سایز بالا استفاده می شوند.

همچنین، جوشکاری بر روی لوله از استحکام لوله کم کرده و احتمال نشتی را افزایش می دهد.

در ادامه نحوه اتصال و جوشکاری در یک لوله را با هم بررسی می کنیم.

3# نحوه جوشکاری لوله

برای اتصال لوله ها به هم به روش جوشکاری و تولید یک لوله، دو قسمت از لوله رو به روی هم قرار گرفته و
جوش داده می شود. حرارت ناشی از جوشکاری، تولید آلیاژ در محل جوشکاری می کند.

این آلیاژ ترکیب ماده پایه (Base Metal) و سیم جوش (Seam Weld) است.

حرارت و فشار ناشی از جوشکاری، باعث انبساط کریستال های لوله شده و
این عوامل در کنار هم باعث تضعیف لوله و کاهش استحکام لوله درز جوش دار نسبت به لوله بدون درز جوش است.

محل اتصال لوله ها به هم یا منطقه متاثر از حرارت (Heat Affected Zone) را HAZ می گویند.

4# استحکام در برابر کشش (Strength)

استحکام در برابر کشش (Strength) لوله، به روش جوشکاری استفاده شده برای تولید لوله وابسته است.

همانطور که گفته شد لوله های درزدار نسب به لوله های بدون درز یا لوله مانیسمان استحکام کمتری دارند.

اگر بخواهیم رابطه ای بین استحکام یک لوله قبل و بعد جوشکاری بیان کنیم،
لازم است ضریب بازدهی اتصال Ej به وجود آمده (Joint Efficiency) را معرفی کنیم.

1-4# ضریب بازدهی یا Ej اتصال به وجود آمده (Joint Efficiency)

Ej یا ضریب بازدهی اتصال به وجود آمده در لوله درزدار، عددی است بین 0 و 1.

این ضریب در استحکام لوله قبل از جوش کاری ضرب شده و استحکام بعد از جوشکاری لوله، بدست می آید.

ضریب Ej برای لوله بدون درز تعریف نمی شود.

همانطور که گفته شد لوله بدون درز از لوله درز دار استحکام بیشتری دارد.

اولویت اول ما به عنوان یک مهندس پایپینگ، استفاده از لوله های بدون درز است.

اما باید بدانیم که روش تولید لوله بدون درز برای سایزهای کوچک است و این نوع لوله به دلیل محدودیت سایزی همه جا قابل استفاده نیست.

2-4# ضریب Ej وابسته به چیست؟

ضریب Ej در لوله درز دار ظاهر می شود. این ضریب بستگی به روش جوشکاری دارد و
همینطور این ضریب با توجه و حساسیت مکان اجرا، متغییر است.

این عدد با توجه به کد و استانداردها قابل به دست آمدن است.

در ادامه با روش های جوشکاری آشنا می شویم.

5# چهار روش متداول تولید لوله با توجه به روش جوشکاری

دو لوله با 4 روش زیر به هم جوش داده می شوند.

1. ERW  جوش مقاومت الکتریکی (Electrical Resistance Weld)
2. FBW جوش کوره ای لب به لب (Furnace Butt Weld)
3. EFW جوش الکتریکی گداخت (Electrical Fusion Welding)
4. SAW جوش قوس الکتریکی زیر پودری (Submerged Arc Welding)

ضریب Ej وابسته به روش جوشکاری و محیط جوشکاری متغییر است و از استانداردها به دست می آید.

برای مثال مقدار ضریب Ej در روش جوشکاری ERW طبق کد و استاندارد B31.3  عدد 0.85 است و
طبق کد و استاندارد B31.4 عدد 1 است.

این تفاوت به خاطر محیط اجرای جوش است.

6# انواع لوله بر اساس روش تولید لوله

در لوله کشی صنعتی، یک لوله به 3 دسته تقسیم می شود

• S: بیانگر لوله بدون درز جوش (Seamless) است.
• E: بیانگر لوله درزدار با روش تولید ERW
• F: بیانگر لوله درزدار با روش تولید FBW

نوع (Type) یک لوله به روش تولید آن یعنی درز جوش داشتن یا بی درز بودن آن بستگی دارد و
در موارد درز دار به نوع جوشکاری مربوط می شود.

این مقاله به معرفی یک لوله بر اساس روش تولید پرداخت. انواع یک لوله بر اساس درز دار بودن یا بدون درز بودن معرفی شد و
4 روش متداول جوشکاری لوله معرفی گردید.