هرآنچه که باید درباره لوله های فولادیSTEEL PIPE بدانید :

لوله‌ها ، استوانه‌ های توخالی هستند که از هزاران سال گذشته توسط بشر برای اهداف مختلف مورد استفاده قرار گرفته‌اند. لوله‌ها را می‌توان تقریباً از هر ماده‌ای تولید کرد، با این حال، از آنجایی که معنای امروزی لوله‌ها به چیزی بیش از لوله‌های توخالی که سیال را انتقال می‌دهند خلاصه میشود ، فلزات در تولید لوله محبوبیت بیشتری پیدا کرده‌اند.فولادها به عنوان یک آلیاژ فلزی تنوع زیادی از خواص مکانیکی و شیمیایی را ارائه می‌کنند که می‌توان از آنها حتی در کاربردهای با شرایط محیطی و سیال سخت نیز استفاده کرد، بنابراین امروزه لوله‌های فولادی در بسیاری از کاربردهای مختلف برای اهداف ساخت و سازه‌ای حمل و نقل مورد استفاده قرار می‌گیرند. لوله های فولادی ممکن است با گریدهای مختلف فولاد با روش های مختلف تولید تولید شوند که به دلیل نیازهای کاربردی متفاوت است.

لوله ( به لاتین PIPE ) چیست؟

لوله های فولادی لوله های بلند و توخالی هستند که برای کاربردهای مختلف در مکان های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. تطبیق پذیری آن باعث می شود لوله ها پرمصرف ترین محصولی باشد که توسط صنعت فولاد تولید می شود. آنها معمولاً برای انتقال سیالی که می توانند جریان داشته باشند و ذرات جامد کوچک استفاده می شوند. به دلیل استحکام بالا، می توان از آنها در حمل و نقل زیرزمینی آب و گاز از طریق شهرها یا در ساخت و ساز برای مقاصدی مانند گرمایش، لوله کشی و غیره استفاده کرد. مردم هزاران سال است که از لوله ها برای اهداف مختلف استفاده و تولید می کنند. شواهد باستان شناسی تأیید می کند که حتی در سال 2000 قبل از میلاد، کشاورزان باستانی یا مردم چین از لوله های ساخته شده از مواد مختلف مانند چوب یا بامبو برای حمل و نقل آب استفاده می کردند. از دهه 1800، گام‌های بزرگی در فناوری لوله‌های فولادی از جمله بهبود روش‌های ساخت، توسعه برنامه‌های کاربردی برای استفاده از آن‌ها و ایجاد مقررات و استانداردهایی که بر صدور گواهینامه آنها حاکم است، انجام شده است.

انواع فولاد مورد استفاده در لوله ها *

- لوله های کربنی Carbon Steel Pipe

فولادهای کربنی تقریباً 90 درصد کل تولید لوله فولادی را تشکیل می دهند. آنها از مقدار نسبتاً کمتری از عناصر آلیاژی تشکیل شده اند و به طور کلی در صورت استفاده به تنهایی ضعیف عمل می کنند. از آنجایی که خواص مکانیکی و ماشین کاری آنها کافی است، ممکن است هزینه کمی کمتر داشته باشند و ممکن است برای کاربردهای مخصوصاً با تنش کم ترجیح داده شوند. فقدان عناصر آلیاژی، مناسب بودن فولادهای کربنی را برای کاربردهای پرفشار و شرایط شدید کاهش می‌دهد، بنابراین در برابر بارگذاری‌های زیاد دوام کمتری دارند. دلیل اصلی ترجیح دادن فولادهای کربنی برای لوله ها ممکن است شکل پذیری پیشرفته و ماهیت غیر خمشی آنها تحت بارگذاری باشد. آنها عموماً در صنایع خودروسازی و دریایی و حمل و نقل نفت ، گاز و پتروشیمی استفاده می شوند.

A500، A53، A106، A252 گریدهای فولاد کربنی هستند که می توانند به صورت درزدار(ERW / EFW / SAW ) یا بدون درز ( SEAMLESS ) استفاده شوند.

- لوله های آلیاژی Alloy Steel Pipe

وجود عناصر آلیاژی خواص مکانیکی فولاد را بهبود می‌بخشد، بنابراین لوله‌ها در برابر کاربردهای پرتنش و فشار بالا مقاوم‌تر می‌شوند. عمومی ترین عناصر آلیاژی نیکل، کروم، منگنز، مس و ... هستند که در ترکیب بین 1-50 درصد وزنی وجود دارند. مقادیر متفاوتی از عناصر آلیاژی مختلف به روش‌های متفاوتی به خواص مکانیکی و شیمیایی محصول کمک می‌کنند، بنابراین ترکیب شیمیایی فولادها نیز مطابق با نیازهای کاربرد اصلاح می‌شود. لوله های فولادی آلیاژی به طور کلی تحت بارهای بالا با شرایط ناپایدار مانند صنایع نفت و گاز، پالایشگاه ها، پتروشیمی و کارخانه های شیمی استفاده می شوند.

- لوله های استنلس استیل یا فولاد ضد زنگPipe Stainless Steel

فولاد ضد زنگ یا استنلس استیل نیز می تواند در خانواده فولاد آلیاژی قرار گیرد. عنصر آلیاژی اصلی در فولاد ضد زنگ، کروم است که کسر آن بین 10 تا 20 درصد وزنی متغیر است. هدف اصلی افزودن کروم این است که فولاد با جلوگیری از خوردگی خواص ضد زنگ به دست آورد. لوله های فولادی ضد زنگ به طور کلی در شرایط خاص مورد استفاده قرار می گیرند که در آن مقاومت در برابر خوردگی و استحکام بالا حیاتی است، مانند صنایع دریایی، تصفیه آب، پزشکی و صنعت نفت و گاز. 304/304L ، 316/316L گریدهای پرکاربرد استننلس استیل هستند که می توانند در تولید لوله استفاده شوند. در حالی که درجه 304 دارای مقاومت و استحکام زیادی در برابر خوردگی است. به دلیل محتوای کربن کم، سری 316 استحکام کمتری از خود نشان می دهند و می توانند جوش داده شوند.

- لوله های گالوانیزه Galvanized Pipe

لوله های گالوانیزه لوله های فولادی هستند که برای جلوگیری از خوردگی با روکش روی ( Zinc Coated ) استفاده می شوند. پوشش روی از مواد خورنده از خوردگی لوله جلوگیری می کند. زمانی رایج ترین نوع لوله برای خطوط آبرسانی بود، اما به دلیل کار و زمان صرف شده برای برش، رزوه کشی و نصب لوله گالوانیزه، به جز استفاده محدود در تعمیرات، دیگر چندان مورد استفاده قرار نمی گرفت. این نوع لوله ها از قطر 12 میلی متر (0.5 اینچ) تا 15 سانتی متر (6 اینچ) تهیه می شوند. آنها در طول 6 متر (20 فوت) موجود هستند. با این حال، لوله گالوانیزه برای توزیع آب هنوز در کاربردهای تجاری بزرگتر دیده می شود. یکی از معایب مهم لوله های گالوانیزه عمر 40 تا 50 ساله آنهاست. با وجود اینکه پوشش روی سطح را می پوشاند و از واکنش مواد خارجی با فولاد و خوردگی آن جلوگیری می کند، اگر مواد انتقال یافته خورنده باشند، لوله ممکن است از داخل شروع به خوردگی کند. بنابراین، کنترل و ارتقاء لوله های فولادی گالوانیزه در دوره های خاص بسیار مهم است.

انواع لوله Pipe Types

لوله ها بر اساس روش های ساخت به دو گروه لوله های بدون درز یا به زبان عامیانه مانیسمان ( Seamless ) و لوله های درزدار ( ERW / EFW / SAW ) طبقه بندی می شوند. لوله های بدون درز در طول نورد در یک مرحله تشکیل می شوند، اما لوله های درزدار پس از نورد نیاز به فرآیند جوشکاری دارند. می توان لوله های درزدار را به دلیل هندسه درز به دو دسته جوش مارپیچی ( درز اسپیرال یا ماهیچه ای ) ( SAW ) و مستقیم تقسیم کرد. اگرچه بحث در مورد اینکه آیا بدون درز بهتر از لوله های فولادی درزدار است، وجود دارد، تولید کنندگان لوله های بدون درز و جوش داده شده می توانند لوله های فولادی را با کیفیت، قابلیت اطمینان و مقاومت در برابر خوردگی بالا تولید کنند. تمرکز اصلی باید بر مشخصات کاربرد و جنبه های هزینه در هنگام تعیین نوع لوله باشد.

- لوله های بدون درز Seamless Pipe ( SMLS PIPE )

لوله های بدون درز ( به لاتین Seamless Pipe / Smls Pipe ) به طور کلی در مراحل پیچیده ای ساخته می شوند که از حفاری حفره ها از بیلت ها، با کشیدن سرد و فرآیندهای نورد سرد شروع می شود. برای کنترل قطر خارجی و ضخامت دیواره، کنترل ابعاد نوع بدون درز در مقایسه با لوله جوش داده شده دشوار است، کار سرد خواص مکانیکی و تحمل ها را بهبود می بخشد. مهمترین مزیت لوله های بدون درز این است که می توان آنها را در ضخامت دیواره های سنگین و ضخیم تولید کرد. به دلیل نداشتن درز جوشی باعث می شود که نسبت به لوله های درزدار خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی بهتری را از خود نشان دهند. همچنین بیضی یا گرد بودن بهتری از لوله های بدون درز انتظار می رود. به طور کلی ترجیح داده می شود در شرایط محیطی شدید مانند بارگذاری بالا، فشار بالا و خورندگی بالا استفاده شوند.

- لوله های درزدار ( ERW / SAW / EFW Pipes )

لوله فولادی درزدار از جوشکاری یک صفحه فولادی که توسط یک درز ( EFW / ERW ) یا یک درز مارپیچی که به آن درز ماهیچه ای یا اسپیرال ( SAW Pipes ) نیز گفته میشود ، به شکل لوله ای نورد شده است، تشکیل می شود. بسته به ابعاد بیرونی، ضخامت دیواره و کاربرد، روش های مختلفی برای تولید لوله های جوشی وجود دارد. هر روش با شمش داغ فولادی یا نوارهای مسطح شروع می شود و سپس با کشش شمش فولادی داغ و فشار دادن لبه ها به هم و مهر و موم کردن آنها با جوش به لوله تبدیل می شود. لوله‌های درزدار به جای لوله‌های بدون درز تحمل‌های محکم‌تری دارند اما ضخامت دیواره نازک‌تری دارند. زمان کوتاه‌تر و هزینه کمتر نیز ممکن است دلایلی باشد که چرا لوله‌های درزدار را می‌توان بر لوله‌های بدون درز ترجیح داد. با این حال، از آنجایی که درز جوش ممکن است مناطق حساسی را تشکیل دهد که ممکن است برای انتشار هر ترک مناسب باشد و منجر به شکستگی لوله شود، باید در حین تولید، سطح بیرون و داخل لوله کنترل شود.

استاندارد لوله Pipe Standard

ممکن است در مورد نحوه مشخص کردن این مواد و ویژگی های دقیق لوله سردرگمی وجود داشته باشد. انجمن آمریکایی تست و مواد (ASTM) به همراه انجمن مهندسین مکانیک آمریکا (ASME) و مؤسسه نفت آمریکا (API) بیشترین مرجع برای مشخصات لوله کشی در آمریکای شمالی است.

اندازه اسمی لوله

اندازه لوله به عنوان "اندازه اسمی لوله" یا NPS ذکر می شود. مبدا اعداد NPS برای لوله های کوچکتر (< NPS 12) با مبدا لوله های با قطر بزرگتر متفاوت است. با این حال، تمام لوله های یک عدد NPS خاص دارای قطر خارجی یا خارجی (OD) یکسانی هستند. قطر داخلی بسته به ضخامت دیواره فلز متفاوت خواهد بود. دلیل این امر این است که می توان از تکیه گاه های ساختاری یکسان برای تمام لوله کشی های یک عدد NPS خاص بدون در نظر گرفتن ضخامت دیوار استفاده کرد.

وزن لوله

وزن لوله را می توان با توجه به NPS که قطر بیرونی را نادیده می گیرد و برنامه زمانی که ضخامت دیواره لوله ها را تعیین می کند محاسبه کرد. این فرمول از وزن نظری فولاد 40.8 پوند بر فوت مربع در هر 1 اینچ ضخامت برای تعیین ثابت استفاده می کند. وزن لوله با فرمول زیر نشان داده می شود که در آن t ضخامت، OD قطر بیرونی و W وزن لوله است: W = 10.69 x t (OD – t)

جهت دانلود جدول ضخامت و وزن لوله بر اساس استاندارد ASME B36.10 & ASME B36.19 کلیک نمایید.

استانداردها

استانداردهای ساخت لوله ها معمولاً به آزمایش ترکیب شیمیایی و یک سری آزمایشات مقاومت مکانیکی برای هر گرمای لوله نیاز دارند. گرمای لوله همگی از یک شمش ریخته‌گری شده ساخته می‌شود و بنابراین ترکیب شیمیایی یکسانی دارد. آزمایش‌های مکانیکی ممکن است با لوله‌های زیادی مرتبط باشد که همگی از یک گرما بوده و از طریق فرآیندهای عملیات حرارتی یکسانی انجام شده‌اند. مواد با این گزارش های آزمایشی مرتبط قابل ردیابی نامیده می شوند. برای کاربردهای حیاتی، تأیید شخص ثالث این آزمایش‌ها ممکن است مورد نیاز باشد. در این صورت یک آزمایشگاه مستقل گزارش آزمایش مواد تایید شده را تهیه می کند و مواد گواهی شده نامیده می شود.

برخی از استانداردهای لوله یا کلاس های لوله کشی که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند به شرح زیر است:

ASME SA106 Grade B (لوله فولادی کربن بدون درز برای خدمات دمای بالا)

ASTM A312 (لوله فولادی ضد زنگ آستنیتی بدون درز و جوش داده شده)

ASTM C76 (لوله بتنی)

ASTM A36 (لوله فولادی کربنی برای استفاده ساختاری یا فشار کم)

ASTM A795 (لوله فولادی مخصوص سیستم های اسپرینکلر آتش نشانی)

منبع : وبسایت www.yenaengineering.nl

جدول متریال موجود پایپینگ متریال PIPING MATERIAL TABLE

برخی از برندهای قابل تامین لوله