لوله فولادی

لوله فولادی بر اساس کاربردها و نیازهای خاص از آلیاژهای مختلف و روشهای مختلف تولید ساخته می شوند. از جمله فولادهای کربن استیل، فولادهای آتشخوار، فولادهای ضد رنگ (استنلس استیل) و غیره.

لوله های فولادی
لوله های فولادی

لوله ها استوانه ای تو خالی هستند که در طول سالیان گذشته و حال برای اهداف مختلفی از آنها استفاده شده است. امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی تنوع در لوله ها بسیار زیاد شده است و امروزه از بسیاری از مواد برای تولید لوله ها استفاده می گردد.در سالیان اخیر به خصوص انواع لوله های پلیمری بسیار رایج گردیده است.

با همه ی اینها هنوز استفاده از لوله فولادی کاربرد و محبوبیت بسیاری دارد. ضمن آنکه که دیگر امروزه لوله ها صرفا برای انتقال مواد و سیالات بکار نمی روند و کاربردهای سازه ای و استفاده در ساخت و تولید قطعات و تجهیزات نیز دارد. فولادها امروزه گستره وسیع و متنوعی از خواص مکانیکی و شیمیایی را دارا می باشند که باعث می شوند برای همه کاربردها و نیازها مورد استفاده واقع شوند.

انواع لوله فولادی:

رایج ترین تقسیم بندی لوله ها و پر کاربردترین آنها تقسیم بندی لوله فولادی به لوله درزدار (درز جوش) و بدون درز (مانیسمان یا سیم لس) می باشد. لوله هایی که برای انتقال گاز، مجراهای برق و لوله کشی عمومی ساختمان استفاده می شود معمولا درزدار هستند.

مهمترین پارامترهایی که در تولید لوله فولادی لحاظ می شوند یکی قطر اسمی لوله ها و دیگری ضخامت دیواره لوله است که حتما در حین فرآیند تولید می بایست کنترل شوند. هرچه این پارامترها دقیق تر کنترل شوند لوله کیفیت بالاتری خواهد داشت. با توجه به نیاز و کاربرد لوله ها از قطرها و ضخامت های بسیار کم به طور مثال سوزنهای تزریق و لوله ها با قطر های بسیار زیاد مثلا برای انتقال گاز بین شهری ساخته می شوند. لوله های درزدار یا درزجوش از رول کردن ورق و جوش دادن درز آن ساخته می شوند.

و انواع زیادی دارد که مهمترین دسته بندی آن لوله های درز مستقیم و لوله های اسپیرال می باشند. که در لوله های اسپیرال، درز جوش داده شده به صورت مارپیچ می باشد. برای توضیحات بیشتر به لوله فولادی درزدار مراجعه شود.

لوله مانیسمان یا بدون درز یا سیم لس هم به روشهای مختلف تولید می شود و در تولید آن از شمش فولادی گرد استفاده می شود. برای توضیحات بیشتر می توانید به لوله فولادی مانیسمان یا بدون درز مراجعه کنید.

یک دسته مهم از لوله های مانیسمان نیز لوله مانیسمان گوشتدار است که میتوانید از این لینک مطالعه بفرمایید.

و یکی دیگر از انواع مهم لوله های مانیسمان، لوله هیدرولیک دقیق NBK می باشد.

انواع آلیاژهای فولادی مورد استفاده در لوله فولادی:

– کربن استیل: بیشترین آلیاژ مورد استفاده در ساخت لوله های فولادی می باشد که تقریبا 90 درصد از کل لوله های فولادی ساخته شده از این آلیاژ بکار رفته است. این آلیاژ مقدار بسیار کمی از عناصر آلیاژی را دارا می باشد. و به همین دلیل برای مواردی که فشار بسیارر بالا باشد و یا تنش زیادی به لوله وارد شود ، خیلی مناسب نیستند.

اما به دلیل خواص مکانیکی قابل قبول و مقرون به صرفه بودن در اغلب موارد بکار گرفته می شوند. در بیشتر خطوط انتقال نفت و گاز و صنایعی مانند خودروسازی و دریایی از این لوله ها استفاده می شود.

گریدهای مختلف کربن استیل ها عبارتند از: A500, A53, A106, A252

این نوع از لوله ها هم می تواند به صورت درزدار و هم به صورت مانیسمان یا بدون درز تولید شوند.

– فولادهای آلیاژی: در فولادهای آلیاژی با توجه به نیاز و نوع کاربرد می توان برای بهود خواص مکانیکی و شیمیایی از انواع عناصر آلیاژی به میزان لزوم به کاربرد و خواص مکانیکی و شیمیایی فولاد را بهبود بخشید.

پر کاربردترین عناصر آلیاژی عبارتند از: نیکل، کروم، منگز، مس و… که می توانند از 0.1 تا 50 درصد وزنی در فلز بکار برده شوند و با توجه به میزان ترکیب هر کدام از عناصر خواص مکانیکی و شیمیایی ویژه ای خواهیم داشت که عموما در صنایعی مانند صنایع نفت و گاز، نیروگاهها، پالایشگاهها، پتروشیمی ها و کارخانه های صنایع شیمیایی از آنها استفاده می شود.

لوله فولادی ضد زنگ یا استنلس استیل:

لوله های فولادی ضد زنگ یا استنلس استیل
لوله های فولادی ضد زنگ یا استنلس استیل

در واقع فولادهای ضد زنگ یا استنلس استیل نیز نوعی فولاد آلیاژیست اما به خاطر کاربردهای ویژه و وسیع آن عموماً جایگاه ویژه ای دارد و اغلب در دسته جدا و شاخص تقسیم بندی می شوند. این نوع فولاد نیز انواع مختلفی دارد و بسته به نوع کاربرد و نیاز خاص از هر کدام از آنها در صنایع مختلف استفاده می گردد.

اصلی ترین عنصر به کار رفته در استنلس استیل کروم می باشد که عموما بین 10 تا 20 درصد ترکیب فولاد را دارا می باشد (بسته به نوع آلیاژ).

و همین عنصر است که باعث خاصیت ضد زنگ و ضد خوردگی در این آلیاژ می شود. این نوع لوله ها عموما در جاهایی که خورندگی بسیار بالاست و همچنین استحکام بالایی مورد نیاز است کاربرد دارند. و یا استانداردهای بهداشتی خاص می بایست رعایت شوند مانند صنایع غذایی، صنایع پزشکی، صنایع دریایی، تصفیه آب، صنعت نفت و گاز، صنایع شیمیایی، صنایع داروسازی و…

گریدهای مختلف استنلس استیل که در صنایع مختلف کاربرد دارند عبارتند از: 304, 304L, 316L, 316 و…. برای مطالعه بیشتر می توانید به لوله های استنلس استیل مراجعه فرمایید.

لوله های فولادی گالوانیزه:

لوله های فولادی گالوانیزه
لوله های فولادی گالوانیزه

در لوله فولادی گالوانیزه برای جلوگیری از زنگ زدگی و خورندگی مواد روی لوله را با پوشش روی می پوشانند. در سالهای گذشته عموم لوله کشی های آب ساختمانها از این نوع لوله بود. ولی به دلایل زیادی از جمله هزینه، سختی نصب و عمر کم آنها کم کم لوله های پلیمری جایگزین آنها شدند. ولی هنوز در بسیاری موارد کاربرد دارند و هنوز در پروژه های بزرگ مورد استفاده قرار می گیرند.

برای آشنایی بیشتر میتوانید از لینک لوله های فولادی گالوانیزه استفاده نمایید.

سایزهای اسمی لوله فولادی:

برای سایز اسمی لوله ها از دو عبارت DN و NPS استفاده می شود که در واقع سایز های اسمی میلیمتری و اینچی لوله ها هستند. لوله های با یک DN یا NPS مشخص در واقع دارای یک قطر خارجی مشخص و ثابت هستند ولی قطر داخلی لوله ها بسته به گوشت یا ضخامت دیواره لوله متغیر است.

جدول زیر می تواند برای تبدیل DN به NPS لوله فولادی و یا برعکس به شما کمک کند:

جدول تبدیل DN به NPS لوله های فولادی

DN NPS DN NPS DN NPS DN NPS
1100 44 550 22 90 3.1/2 6 1/8
1200 48 600 24 100 4 8 ­1/4
1300 52 650 26 125 5 10 3/8
1400 56 700 28 150 6 15 1/2
1500 60 750 30 200 8 20 3/4
1600 64 800 32 250 10 25 1
1700 68 850 34 300 12 32 1.1/4
1800 72 900 36 350 14 40 1.1/2
1900 76 950 38 400 16 50 2
2000 80 1000 40 450 18 65 2.1/2
- - 1050 42 500 20 80 3

رده لوله فولادی یا schedules:

رده یا schedules لوله ها برای توصیف ضخامت دیواره لوله فولادی بکار برده می شود. و یکی از مهمترین پارامترهای لوله ها می باشد که باید دقیق باشد و کنترل شود. و همچنین یکی از مهمترین پارامترهای تأثیر گذار بر استحکام لوله ها می باشد. این پارامتر ها یک عدد بدون واحد است و با توجه به مقدار فشار و تنش مجاز روی لوله محاسبه و تعیین می شود. هر چه مقدار رده یا schedules بیشتر باشد ضخامت دیواره نیز افزایش پیدا می کند و استحکام لوله فولادی نیز به مراتب بیشتر خواهد شد.

همچنین با استفاده از رده یا schedules می توان قطر داخلی لوله ها را نیز محاسبه کرد.

کافیست با داشتن NPS یا DN شما OD را بدست آورید و با داشتن رده یا schedules می توانید ضخامت دیواره را بدست آورید و از فرمول ID=OD-2t می توانید قطر داخلی را بدست آورید. (ID قطر داخلی لوله، OD قطر خارجی لوله و t ضخامت دیواره لوله می باشد.)

فرمول محاسبه وزن هر شاخه (6 متر) لوله فولادی:

با استفاده از فرمول زیر می توانید به طور تقریبی وزن هر شاخه 6 متری لوله های فولادی را حساب کنید. به هیچ وجه وزن دقیق لوله با این فرمول محاسبه نمی شود فقط محاسبه سر انگشتی برای وزن لوله فولادی است. زیرا علاوه بر اینکه اندازه های لوله همواره تلرانس دارند و بسته به میزان کیفیت و دقت لوله این تلرانسها کم یا زیاد می شوند؛ خود این فرمول نیز خیلی دقیق نیست. و هر چه ضخامت لوله بیشتر شود خطای محاسبه آن نیز بیشتر می شود. ولی برای محاسبه سر انگشتی و سریع به شما کمک می کند.

W= 0.147 x t x (OD-t)

که در آن w وزن هر شاخه  لوله فولادی به کیلوگرم است و t ضخامت دیواره لوله به میلیمتر است و OD نیز قطر خارجی لوله به میلیمتر می باشد. به عنوان مثال اگر لوله ای با قطر خارجی 20 میلیمتر و ضخامت دیواره 3میلیمتر داشته باشیم وزن هر شاخه آن خواهد شد.

W=0.147 x 3 x (20-3) = 7.497 kg

یعنی وزن هر شاخه لوله می شود تقریبا 7.500 kg

وزن دقیق هر شاخه لوله فولادی (با فرض تلرانس صفر و طبق جدول) می شود: 7.550 kg

که تقریبا خیلی نزدیک به هم هستند.