کاربرد انواع مختلف لوله ها در زندگی بر هیچ کسی پوشیده نیست. لوله های فلزی یکی از انواع لوله هاست که در صنایع مختلف مانند انتقال گاز، ساختمان سازی، موتورخانه ها، اتومبیل و کشتی سازی، لوازم خانگی و کشاورزی و… کاربرد بسیار گسترده ای دارند. لوله ها به طور کلی به دو دسته لوله درزدار و بدون درز تقسیم می شوند. تفاوت اصلی این دو نوع در این است که لوله درزدار دارای یک خط جوش در سطح خود است. در یک تعریف عمومی تر هر لوله ای که از طریق دستگاه های مخصوص خم شده و از طریق فرایند جوشکاری تبدیل به لوله استوانه ای شود، لوله درزدار یا لوله سیاه نامیده می شود. این لوله ممکن است از هر ماده یا آلیاژی تهیه شده باشد. اما عمدتا فلزی و به طور خاص از جنس فولاد است.
نکاتی درباره انواع لوله درزدار و کاربردهای آن
عمده کاربرد لوله درزدار استفاده از آن برای انتقال مواد مختلف به خصوص سیالات با فشار پایین از جمله گاز و نفت است. برخی از انواع آن ها نیز گالوانیزه شده و در برابر فرسودگی و زنگ زدگی مقاوم اند. بنابراین برای انتقال آب به کار گرفته می شوند. لوله درزدار بر اساس نوع مصرف و کاربرد به انواع لوله سیاه درزدار (درز جوش)، گالوانیزه درزدار، جدار چاهی و داربستی تقسیم می شود.
لوله سیاه درزدار که با نام لوله صنعتی نیز شناخته می شود، ساده ترین نوع لوله درزدار است که از ورق نورد گرم تولید می شود. این لوله تحت آزمون های زیادی قرار نگرفته و دارای دو نوع سبک و سنگین است. لوله های سیاه سبک در ضخامت های 1 تا 3 اینچ با وزن 5 تا 7 کیلوگرم تولید می شوند. وزن لوله سیاه سنگین 7 تا 152 کیلوگرم است که با ضخامت 2 تا 8 اینچی تولید می شوند. اصلی ترین کاربرد این لوله ها در صنعت ساختمان و انتقال سیالات با فشار پایین است.
در نتیجه آبکاری لوله سیاه با گالوانیزه، لوله گالوانیزه درزدار تولید می شود که کاربرد بسیاری در صنایع مختلف ازجمله ساختمان سازی، انتقال سیالات و مواد غذایی دارد. ماده اصلی برای ساخت لوله های گالوانیزه درزدار آهن سفید است که تحت در کارخانه های فولاد تحت نورد قرارگرفته و از طریق دستگاه های جوش مخصوص جوش داده می شوند. قیمت مناسب و تنوع وزن و ابعاد این لوله ها را به یکی از پرطرفدارترین انواع لوله درزدار تبدیل کرده است.
لوله های جدار چاه به منظور حفظ ایمنی چاه ها و جلوگیری از ریزش و نشت آن ها، در دیواره چاه ها استفاده می شوند. از این نوع لوله ها در صنایعی چون حفاری، نفت و گاز و کشاورزی استفاده می شود. این موضوع مشخص می کند که ضخامت، استحکام و مقاومت در برابر عوامل محیطی مختلف چون زنگ زدگی، رطوبت و گرما در این لوله ها بسیار حائز اهمیت است.
همان طور که از نام لوله های داربستی مشخص است، این نوع لوله ها کاربرد گسترده ای در ساختمان سازی دارند. به دلیل اینکه این لوله برای انتقال آب، نفت و یا گاز مورداستفاده قرار نمی گیرد، آزمون های مربوط به این بخش روی آن ها انجام نمی شود. لوله های درزدار داربستی در دو نوع فولادی و گالوانیزه در ابعاد و ضخامت های مختلف به بازار ارائه می شوند. در حالت استاندارد این لوله ها دارای قطر خارجی 48.3 میلی متر، 3.2 میلی متر ضخامت و 6 متر طول هستند.
نحوه ساخت و تست لوله درزدار
ورقه ای فولادی موردنیاز برای تولید لوله درزدار از 4 ماده اولیه شمش فولادی، تختال، شمشه و شمشال با ترکیب شیمیایی خاصی که برای ساخت لوله مناسب است، ساخته می شوند. پیش از فروش، ورق ها از نظر نقطه جوش، نقایص نوردی در فولاد، صافی سطح ورق، مقدار پوسته های اکسیدی در سطح خارجی و تنش داخلی موردبررسی قرار می گیرند. ورق ها پس از آماده سازی توسط کارخانه فولاد، به صورت کویل به فروش می رسند. پس از آن مراحل تولید به ترتیب زیر دنبال می شوند.
- هر کویل بر اساس نیاز به کلاف ها یا نوارهایی با ابعاد مختلف برش داده می شود.
- سپس نوارها در کوره های U شکل تا مرحله سرخ شدن گرم شده و با استفاده از دستگاه لخ پرش سوراخی در آن ها ایجاد می شود.
- پس از آن از طریق دستگاه اللنگاتور فرایند گرد سازی نوار انجام می شود.
- لوله درزدار با ابعاد متفاوت که بر اساس استانداردهای مشخصی تعیین شده اند، تولید می شود. در مرحله بعدی از روند تولید سمبه ای با ابعاد استاندارد به داخل نوارها شلیک می شود تا شکل نهایی لوله را بسازد.
- درصورتی که شلیک سمبه باعث ایجاد تاب در لوله شده باشد، عمل تاب گیری از ابتدا تا انتهای لوله با دقت بالایی انجام شده و سپس سمبه از داخل لوله خارج می شود.
- در مرحله بعد سر و ته لوله به صورت کروی شکل درمی آید تا تیزی آن ها باعث آزار مشتری نشود.
- با توجه به سفارش مشتری لوله ها تا رسیدن به اندازه های مختلف (نهایتا 24 متری) تحت کشش قرار می گیرند.
- برای ثابت شدن شکل لوله و آماده سازی آن برای جوشکاری و تست نهایی، لوله با استفاده از آب سر می شود.
- برای اطمینان از اندازه به دست آمده در مرحله کشش، لوله ها یک بار دیگر اندازه گیری شده و ازنظر ضایعات روی سطح لوله از طریق برنامه های کامپیوتری پیشرفته مورد ارزیابی قرار می گیرند.
- در مرحله نهایی تولید، به کمک دستگاه کونیک دو طرف لوله صاف و یکدست شده و برای جوش ارسال می گردد.
خروجی مرحله اولیه تولید ورق های U شکل است که نیاز به جوشکاری دارند. روش های مختلفی برای جوش زدن لوله های درزدار وجود دارد که بسته به سفارش مشتری به کار گرفته می شوند.
در روش جوش فیوژن یا پیوسته (EFW)، ورق های U شکل مجددا گرم شده و از طریق غلتک هایی لبه های ورق به هم نزدیک شده و در اثر گرما و فشار ناشی از غلتک ها لبه ها به یکدیگر جوش می خورند.
روش دوم برای جوش لوله درزدار، جوش مقاومت الکتریکی (ERW) است که مناسب تولید لوله هایی با ضخامت های مختلف و طول های بلند است. در این روش ورق U شکل تحت نورد سرد قرارگرفته و از میان غلتک های مختلف عبور می کند تا به شکل استوانه ای درآمده و لبه های آن به حد کافی به هم نزدیک شوند. نهایتا دو لبه با استفاده از دستگاه جوش مقاومت الکتریکی به یکدیگر جوش داده شده و پس از جداسازی اضافات جوش، لوله درزدار تولید می شود.
در روش سوم که با نام جوش قوس الکتریک زیر پودری (SAW) شناخته می شود، ورق های ورودی به شکل استوانه کامل درآمده و لبه ها از طریق فورج طوری به هم نزدیک می شوند که شکافی V شکل را ایجاد کنند. در این مرحله با استفاده از دستگاه جوش قوس الکتریک و پودرهای مخصوص، شکاف پرشده و لوله درزدار آماده می شود.
در مرحله های نهایی تولید، بسته به سفارش مشتری (به خصوص مشتریان خارجی) می توان لوله را پولیش زد. ابا انجام این مرحله نه تنها سطح لوله درزدار تولیدشده براق و یکدست می شود بلکه مقاومت لوله در برابر زنگ زدگی بسیار بالا می رود. درنهایت لوله ها در بسته های شش ضلعی بسته بندی شده و به مشتریان تحویل داده می شوند.
لوله درزدار معمولا با ضخامت 2 میلی متر یا بالاتر تولیدشده و برخی انواع آن پیش از عرضه به بازار تحت آزمون های مخرب و غیر مخرب قرار می گیرد. در نوع مخرب، یک یا چند نمونه تصادفی از میان لوله های اولیه انتخاب شده و تحت آزمون قرارگرفته و نتیجه به کل محصولات تولیدشده تعمیم داده می شود. در این نوع آزمون نمونه ها پس از آزمایش قابل استفاده نخواهند بود. آزمون های کشش، فشار، ضربه، سنجش میزان سختی، متالوگرافی، تخت پذیری، خمش و انبساط در این دسته قرار می گیرند. آزمون های غیر مخرب روی لوله سالم و با در نظر گرفتن مواردی از قبیل جنس، روش جوشکاری، آلیاژ به کاررفته در ساخت، ابعاد و … انجام می شوند. عیوبی که در آزمون های غیر مخرب لوله درزدار شناسایی می شوند عمدتا ناشی از نامرغوب بودن مواد اولیه، اشتباهات فرایند تولید یا سرویس دهی و شرایط محیطی است.