مختصری از دنیای لوله های فلزی
مقالات
تعریف لوله
محصولات تیوپی ( استوانه ایی ) به عنوان لوله فلزی یا تیوپ شناخته می شوند که وظیفه اصلی این محصولات (لوله و تیوپ) انتقال سیال از نقطه ایی به نقطه دیگر می باشد و هیچ گونه پروسسی بروی سیال درون لوله فلزی و تیوپ انجام نمیشود که نوعی از این لوله ها بر اساس تولید به لوله مانیسمان معروف می باشد.
روش های تولید لوله مانیسمان
در اصطلاح به لوله های هایی که از هیچ گونه خط جوشی در طول لوله برای ساخت استفاده نمی شود و از شمش گرد توپر فلزی ساخته می شود لوله مانیسمان گفته می شود .
لوله های مانیسمان توسط سایز نامی (NPS) و ضخامت جداره ها ( SCH ) مشخص می شوند و لوله های درزدار به وسیله سایز نامی و ضخامت جداره مشخص می شوند ، لوله ها در بازار به صورت شاخه های 6 متری و 12 متری ارائه می شود که با توجه با سایز لوله و ضخامت آن طول لوله مشخص می شود.
سایز و طول های متداول لوله
قبل از شروع با اصطلاحات و عبارات زیر باید آشنا شویم :
- OD : قطر بیرونی لوله (پشت تا پشت لوله)
- ID : قطر داخلی لوله
- WT : ضخامت لوله
- SCH : رده
در گذشته سایز لوله ها فلزی را بر اساس استاندارد (IPS (IRON PIPE SIZE بیان میکردند که به صورت زیر بوده است :
در گذشته تا قبل از سال 1939، درصنعت نفت و گاز آمریکا طبق سیستم اندازه گذاری که برای لوله های صنعتی تعریف شده بود، شاخص اندازه گذاری لوله ها با عنوان "اندازه لوله آهنی" ( Iron Pipe Size _ IPS ) معمول بود. در این سیستم اندازه گذاری، قطر تقریبی داخلی لوله بر حسب اینچ به عنوان اندازه شاخص لوله یا همان اندازه لوله آهنی شناخته می شد. برای مثال لوله ای با IPS برابر با 6، قطر داخلی تقریباً برابر با 6 اینچ داشت. برای این اندازه های IPS ضخامت دیواره لوله ها نیز به شکل زیر تعریف می شد:
وزن استاندارد ( Standard_STD ) برای لوله کشی تحت فشارهای معمولی – کلاس 150 و 300 از ASME؛ استحکام بالا ( Extra Strong _ XS ) یا سنگینی بالا ( Extra Heavy _ XH ) برای فشار متوسط – کلاس 600 از ASME؛
استحکام فوق العاده بالا ( Extra Extra Strong _ XXS ) یا سنگینی فوق العاده بالا (Extra Extra Heavy _ XXH ) برای فشار بالا – کلاس 900 و بالاتر ASME.
توجه : در این ضخامت ها قطر خارجی لوله تغییری نمیکرد و تنها قطر داخلی لوله با توجه به ضخامت تغییر میکرد .
اما با پیشرفت صنعت و نیاز پروژه ها به لوله فلزی با ضخامت های متفاوت استاندارد (NPS ( Nominal Pipe Size مطرح شد که بر حسب سایز نامی لوله بیان می شوند ، اشتباها در بازار این سایزها را به اینچ بیان می کنند ولی در مثال باید بصورت لوله NPS1/2 که قطر خارجی آن برابر با 0.84 اینچ میباشد بیان شود ، در جدول زیر مقایسه بین سایز نامی و قطر خارجی بر اساس اینچ آورده شده است:
نکته : از سایز 14 اینچ به بعد NPS با قطر خارجی برابر می شود.
|
OD(inch) |
NPS |
|
0/840 |
1/2 |
|
1/050 |
3/4 |
|
1/315 |
1 |
|
1/900 |
1.1/2 |
|
2/375 |
2 |
|
3/5 |
3 |
|
4/5 |
4 |
|
6/625 |
6 |
|
8/625 |
8 |
|
10/750 |
10 |
|
12/750 |
12 |
|
14 |
14 |
|
16 |
16 |
|
18 |
18 |
|
20 |
20 |
|
24 |
24 |
ضخامت لوله ها فلزی
برای بیان ضخامت لوله ها از (Schedule number (SCH استفاده می شود که با توجه به سایز لوله و SCH ضخامت ها متفاوت می باشد و هرچه SCH بالاتر باشد ضخامت لوله ها هم بالاتر می رود ، به عنوان مثال لوله با سایز 1 اینچ و SCH 40 ضخامتی برابر با 3.38 میلیمتر دارد که این اعداد در استاندارد ASME B36.10 موجود می باشد .
جدول استاندارد ASME B36.10 :
سایزهای ½ تا 2 اینچ
|
NPS |
1/2 |
3/4 |
1 |
1.1/4 |
1.1/2 |
2 |
|
OD |
21.3 |
26.7 |
33.4 |
42.2 |
48.3 |
60.3 |
|
|
Wall Thickness |
|||||
|
Sch 10 |
2.11 |
2.11 |
2.77 |
2.77 |
2.77 |
2.77 |
|
Sch 30 |
2.41 |
2.41 |
2.90 |
2.97 |
3.18 |
3.18 |
|
Sch 40 |
2.77 |
2.87 |
3.38 |
3.56 |
3.68 |
3.91 |
|
Sch 80 |
3.73 |
3.91 |
4.55 |
4.85 |
5.08 |
5.54 |
|
XXS |
7.47 |
7.82 |
9.09 |
9.70 |
10.15 |
11.07 |
|
Sch 160 |
4.78 |
5.56 |
6.35 |
6.35 |
7.14 |
8.74 |
سایزهای 2.1/2 تا 5 اینچ
|
NPS |
2.1/2 |
3 |
3.1/2 |
4 |
5 |
|
OD |
73 |
88.9 |
101.6 |
114.3 |
141.3 |
|
|
Wall Thickness |
||||
|
Sch 10 |
3.05 |
3.05 |
3.05 |
3.05 |
3.40 |
|
Sch 30 |
4.78 |
4.78 |
4.78 |
4.78 |
... |
|
Sch 40 |
5.16 |
5.49 |
5.74 |
6.02 |
6.55 |
|
Sch 80 |
7.01 |
7.62 |
8.08 |
8.56 |
9.53 |
|
XXS |
14.02 |
15.24 |
... |
17.12 |
19.05 |
|
Sch 160 |
9.53 |
11.13 |
... |
13.49 |
15.88 |
سایز های 6 تا 14 اینچ
|
NPS |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
|
OD |
168.3 |
219 |
273 |
323.9 |
355.6 |
|
|
Wall Thickness |
||||
|
Sch 10 |
3.40 |
3.76 |
4.19 |
4.57 |
6.35 |
|
Sch 20 |
... |
6.35 |
6.35 |
6.35 |
7.92 |
|
Sch 30 |
... |
7.04 |
7.80 |
8.38 |
9.53 |
|
STD |
7.11 |
8.18 |
9.27 |
9.53 |
9.53 |
|
Sch 40 |
7.11 |
8.18 |
9.27 |
10.31 |
11.13 |
|
Sch 80 |
10.97 |
12.70 |
15.09 |
17.48 |
19.05 |
|
XXS |
21.95 |
22.23 |
25.40 |
25.40 |
... |
|
Sch 160 |
18.26 |
23.01 |
28.58 |
33.32 |
35.71 |
سایزهای 16 تا 24 اینچ :
|
NPS |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
|
OD |
406.04 |
457.2 |
508 |
558.8 |
609.6 |
|
|
Wall Thickness |
||||
|
Sch 10 |
6.35 |
6.35 |
6.35 |
6.35 |
6.35 |
|
Sch 20 |
7.92 |
7.92 |
9.53 |
9.53 |
9.53 |
|
Sch 30 |
9.53 |
11.13 |
12.70 |
12.70 |
14.27 |
|
STD |
9.53 |
9.53 |
9.53 |
9.53 |
9.53 |
|
Sch 40 |
12.70 |
14.27 |
15.09 |
... |
17.48 |
|
XS |
12.70 |
12.70 |
12.70 |
12.70 |
12.70 |
|
Sch 80 |
21.44 |
23.83 |
26.19 |
28.58 |
30.96 |
|
XXS |
... |
... |
... |
... |
... |
|
Sch 160 |
40.49 |
45.24 |
50.01 |
53.98 |
59.54 |
جنس لوله ها
لوله ها به دوبخش کلی لوله های آهنی و غیر آهنی تقسیم میشود که لوله های کربن استیل و استنلس استیل و ... جزو دسته های لوله های آهنی و لوله های پلی اتیلن و PVC و ... جزو دسته لوله های غیر فلزی می باشد .
استاندارد لوله ها
عموما استاندارد لوله ها از دو نظر مورد بررسی قرار می گیرد :
استاندارد آلیاژ ساخت لوله : لوله ها در آلیاژهای متفاوتی ساخته می شود که ما به دو مورد اشاره می کنیم :
1- لوله کربن استیل ( Carbo Steel ) که آلیاژ ساخت آن طبق استاندارد ASTM A106 می باشد که در جدول زیر آنالیز عنصری این استادارد آماده است :
البته استاندارد های ASTM A52 Gr B و API 5L نیز موجود می باشد که استاندارد ASTM A106 همگی اینها را پوشش می دهد.
|
ASTM A53 |
ASTM A106 |
|
||
|
Gr. B |
Gr. B |
|
||
|
Heat Analysis |
Heat Analysis |
|
||
|
Product Analysis per request , matches heat specification |
Product Analysis per request , matches heat specification |
Product check |
||
|
MAX |
MIN |
MAX |
MIN |
chemistry |
|
0.300 |
|
0.300 |
|
Carbon (C) |
|
1.20 |
0.290 |
1.06 |
0.290 |
Manganese (MN) |
|
0.050 |
|
0.035 |
|
Phosphorus (P) |
|
0.045 |
|
0.035 |
|
Sulfur (S) |
|
|
|
|
0.100 |
Silicon (SI) |
|
0.400 |
|
0.400 |
|
Copper (CU) |
|
0.400 |
|
0.400 |
|
Nickel (NI) |
|
0.400 |
|
0.400 |
|
Chrome (CR) |
|
0.150 |
|
0.150 |
|
Molybdenum (MO) |
|
0.080 |
|
0.080 |
|
Vanadium (V) |
|
|
|
|
|
Columbium (CB) |
2- لوله استنلس استیل ( Stainless Steel ) که آلیاژ ساخت آن ها طبق استاندارد ASTM A358 – ASTM A269 – ASTM A312 و... می باشد که با توجه به دما و فشار و مقدار عنصرهایی نظیر کربن متفاوت می باشد .
|
|
Stainless Steel |
|||||||||
|
Mo |
Cr |
Ni |
SI |
S |
P |
Mn |
C |
|||
|
% |
% |
% |
% |
% |
% |
% |
% |
|||
|
|
18.00 |
8.00 |
|
|
|
|
|
MIN |
ASTM A312 |
304 |
|
|
20.00 |
11.00 |
1.00 |
0.030 |
0.045 |
2.00 |
0.080 |
MAX |
||
|
2.00 |
16.00 |
11.00 |
|
|
|
|
|
MIN |
ASTM A312 |
304L |
|
3.00 |
18.00 |
14.00 |
1.00 |
0.030 |
0.045 |
2.00 |
0.080 |
MAX |
||
|
2.00 |
16.00 |
11.00 |
|
|
|
|
|
MIN |
ASTM A312 |
316 |
|
3.00 |
18.00 |
14.00 |
1.00 |
0.030 |
0.045 |
2.00 |
0.080 |
MAX |
||
|
3.00 |
16.00 |
10.00 |
|
|
|
|
|
MIN |
ASTM A312 |
316L |
|
2.00 |
18.00 |
14.00 |
1.00 |
0.030 |
0.045 |
2.00 |
0.035 |
MAX |
||
آرایش انتهایی لوله های فلزی
عموما آرایش انتهای لوله فلزی به 3 دسته زیر تقسیم بندی می شود :
- Plain End : مسطح و بدون ماشین کاری می باشد .
- Butt Weld End : لبه ابتدا و انتها لوله پخ زده می شود که جوشکاری را راحتتر کرده و قسمت پخ زده شده با جوش پر می شود.
- Thread End : ابتدا و انتها لوله از بیرون دنده میخورد و اتصال آن با اتصالات به صورت دنده ایی می باشد که عموما در بازار به صورت گالوانیزه گرم موجود می باشد.
روش های تولید لوله فلزی
لوله ها عموما به دو صورت کلی درزدار و بدون درز ساخته می شود :
1- لوله های مانیسمان :
در اصطلاح به لوله هایی که با این روش تولید میشود لوله های مانیسمان گفته می شود که این اسم از کارخانه ایی به نام مانیسمان در آلمان که اولین بار به تولید لوله های بدون درز مبادرت کرد گرفته شده است ، استاندارد ابعادی ساخت این لوله ها از ASME B36.10 تبعیت میکند.
در این روش از هیچ گونه خط جوشی در طول لوله برای ساخت استفاده نمی شود و لوله از شمش گرد توپر فلزی ساخته می شود.
2- لوله های درزدار :
به طور کلی لوله های درزدار از خم نمودن ورق و جوش لبه های ورق ساخته می شود ، این لوله ها بنا به سایز و ضخامت های مورد نیاز به دو صورت جوش مستقیم ( درز مستقیم ) و جوش مارپیچ ( درز اسپیرال ) ساخته می شود که عموما از استاندارد DIN2440 تبعیت می کند .
اشتراک گذاری
