میلگرد
ورق
تیرآهن و هاش
پروفیل
نبشی
ناودانی
لوله و اتصالات
صنایع مفتولی
تخته و چوب
لوله درزدار چیست؟معرفی انواع لوله های درزدار
آیا تا به حال به لوله‌کشی آب منزل خودتان توجه کرده‌اید؟ یا مثلاً پیش نیامده که به فرآیند تولید بعضی محصولات غذایی، یا حتی پتروشیمی و پالایشی فکر کنید؟ لولههای درزدار وجه مشترک تمام این موارد هستند. لولههای جوشی یا درز جوشی در ایران به «لوله درزدار» معروف هستند، به دلیل تطبیق‌پذیری، دوام و کاربردهای گسترده‌ای که دارند، نقش مهمی را در صنایع مختلف ایفا می‌کنند. این لولهها علیرغم اینکه ساختاری ساده دارند، در دنیای امروز اهمیتی ویژه پیدا کرده‌اند و در بخش‌های مختلف زندگی روزمره و صنعتی نقش ایفا می‌کنند. به همین خاطر، در این مقاله سعی داریم شناخت بیشتری در مورد این لولهها پیدا کنیم. در انتهای مقاله، شما درک کاملی از ماهیت این لولهها، انواعشان، مزایا و معایبی که دارند و همچنین روش تولید آنها خواهید داشت.
فهرست
لوله های درزدار چیست؟
لوله درزدار نوعی لوله است که از طریق جوشکاری لبههای یک ورق یا کلاف فولادی به دیگر، به شکل یک لوله‌ی توخالی ساخته میشود. این فرآیند معمولا شامل استفاده از جوشکاری مقاومتی الکتریکی با فرکانس بالا (ERW) یا جوشکاری زیرپودری (SAW) است. درز جوشکاری شده، که به درز جوش نیز معروف است، استحکام لازم را برای لوله فراهم می‌کند. با این حال، استحکام و مقاومت این بخش از لوله درزدار کمتر از سایر بخش‌های آن خواهد بود.
لولههای درزدار علاوه بر اینکه از طریق جوشکاری لبههای یک ورق فولادی به یکدیگر ساخته میشوند، در انواع مختلفی نیز موجود هستند. از جمله این انواع می‌توان به لولههای ERW، SAW، و LSAW اشاره کرد که هر یک روش تولید و کاربردهای خاص خود را دارند. لولههای ERW بیشتر در صنعت آب و فاضلاب و انتقال گازهای طبیعی استفاده میشوند. لولههای SAW و LSAW عمدتاً در صنایع نفت و گاز کاربرد دارند، زیرا دارای قطر بزرگ‌تری هستند و برای انتقال مواد با حجم بالا مناسب‌اند.
معرفی انواع لوله های درزدار
همان‌طور که گفتیم، لولههای درزدار یکی از انواع پرکاربرد لولهها هستند که درز موجود در آنها از طریق فرآیند جوشکاری بسته میشود. این لولهها بسته به نوع کاربرد در جنس‌ها، ضخامت‌ها و اندازه‌های مختلفی تولید میشوند. در این بخش چند مورد از رایج و پرکاربردترین انواع این دسته از لولهها را معرفی و بررسی می‌کنیم، با این حال، مطالعه‌ی مقاله‌ی «لوله چیست ؟» به شما کمک می‌کند درک بهتری از ماهیت این محصولات فولادی داشته و تفاوت‌های موجود بین انواع لوله جوشی را بهتر درک کرده و شناسایی کنید.
لوله های درزدار عادی
این نوع از لولههای درزدار پرکاربردترین نوع بوده و برای مصارف عمومی مانند انتقال آب و گاز مناسب هستند. این لولهها به دلیل تنوع زیادشان در سایز و ضخامت، کاربردهای گسترده‌ای دارند. جنس آنها معمولا از فولاد کربنی است که ترکیبی مناسب از استحکام، دوام و قیمت به صرفه را ارائه می‌دهد. با توجه به ویژگی‌های خاص آنها، قیمت لوله درزدار عادی می‌تواند به نسبت معقول و اقتصادی باشد.
لوله های درزدار داربستی
این نوع خاص از لولههای درز دار، بیشتر برای برای استفاده در داربست‌های ساختمانی کاربرد دارد و به همین خاطر به آن لوله داربستی می‌گوییم. لولههای داربستی استحکام لازم را برای محافظت از کارگران و پشتیبانی از مصالح ساختمانی در طول ساخت و ساز و تعمیرات ساختمان، ارائه می‌کنند. این لولهها عموماً با توجه به استانداردهای ایمنی سختگیرانهای ساخته میشوند تا تا توانایی تحمل بار و فشار وارده در محیط‌های کارگاهی را داشته باشند. همچنین ابعاد و مشخصات فنی آنها برای سازگاری با اتصالات و اجزای داربست، استانداردسازی شده است. از این رو، قیمت لوله داربستی بسته به کیفیت و استانداردهای مورد نظر متفاوت است.
لوله های درزدار تست آب
روی سطح این لولهها پوششی از جنس فلز روی (گالوانیزه) قرار می‌گیرد که مقاومت آنها در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی را به ویژه در محیط‌های خارجی و مرطوب افزایش می‌دهد. فرایند گالوانیزه شامل فرو بردن لوله در روی مذاب میشود که لایه‌ای محافظ ایجاد کرده و از زنگ‌زدگی و خوردگی جلوگیری می‌کند. بنابراین، برای انتقال آب بسیار مناسب بوده و کیفیت آب را حفظ می‌کنند.
نکته حائز اهمیت این است که لوله تست آب در واقع لولهای جداگانه نیست، بلکه به فرآیندی اشاره دارد که در آن لولههای نصب شده در سیستم لوله‌کشی تحت فشار آب قرار می‌گیرند تا از عدم نشتی و استحکام آنها اطمینان حاصل شود. در این فرآیند، لولههای اصلی با آب پر شده و به تدریج فشار تا حد مشخصی افزایش می‌یابد. اگر لولهها در این فشار ثابت بمانند و نشتی نداشته باشند، تست موفقیت‌آمیز است و لولهها برای استفاده آماده‌اند. به این ترتیب، لوله‌هایی که تحت این تست قرار گرفته و آن را با موفقیت پشت سر گذاشته‌اند، به عنوان «لوله تست آب» شناخته میشوند. از آن‌جا که کیفیت این لولهها باید بسیار بالا باشد، قیمت لوله تست آب ممکن است بالاتر از لولههای معمولی باشد.
لوله های درزدار تست گاز
این نوع لوله برای تست و انتقال گاز طبیعی ضروری است. لولههای تست گاز باید از استانداردهای ایمنی و کیفیت بالایی برخوردار باشند تا بتوانند از پس فشار بالای گاز بدون نشتی برآیند. فرایند تولید این لولهها شامل کنترل کیفیت سختگیرانهای است تا از سلامت و دوام آنها در سیستم‌های انتقال گاز اطمینان حاصل شود.
آن‌چه در مورد لوله تست آب گفتیم، در مورد لوله تست گاز هم صدق می‌کند. لوله تست گاز به فرآیندی اشاره دارد که در آن لولههای سیستم گازرسانی تحت فشار قرار می‌گیرند تا از عدم نشتی و استحکام آنها اطمینان حاصل شود. در این فرآیند، لولهها با گاز پر شده و به تدریج فشار افزایش می‌یابد. اگر لولهها در این فشار ثابت بمانند و نشتی نداشته باشند، تست موفقیت‌آمیز است و لولهها برای استفاده آماده‌اند. به همین دلیل، قیمت لوله تست گاز می‌تواند منعکس‌کننده کیفیت و استانداردهای سخت‌گیرانه باشد.
لوله های درزدار جدار چاه
این لولهها برای پوشش دیواره چاه‌های حفر شده استفاده میشوند و وظیفه استحکام بخشی و جلوگیری از آلودگی آب‌های زیرزمینی را بر عهده دارند. لولههای جدار چاه در صنعت نفت و گاز برای حفاری و نگهداری چاه‌ها بسیار حیاتی هستند. جنس این لولهها معمولا از فولاد با استحکام بالا است تا بتواند شرایط سخت حفاری و تولید را تحمل کند. هرچه چاه عمیق‌تر بوده و فشار بسیاری داشته باشد، نیاز به لوله قوی‌تری داریم. برای مثال،برای چاه‌های نسبتاً کوچک‌تر کشاورزی، استفاده از لولههای پی‌وی‌سی هم متداول است. این تنوع در کاربرد باعث میشود که قیمت لوله جدارچاه بسته به مواد و مشخصات فنی، متغیر باشد.
لولههای درزدار اسپیرال (درز مارپیچ یا اسپیرال)
لولههای اسپیرال با استفاده از فرآیند جوشکاری مارپیچی ساخته میشوند. در این روش، یک نوار پیوسته از فولاد به شکل مارپیچ فرم داده شده و درز آن جوشکاری میشود. این فرآیند به تولید لوله‌هایی با قطر زیاد امکان می‌دهد و آنها را برای انتقال حجم بالای آب، نفت و گاز ایده‌آل می‌کند. لولههای اسپیرال از نظر ساختاری مزیت‌هایی داشته و انعطاف‌پذیری بالایی در طراحی دارند و به همین دلیل برای کاربردهای مختلف مناسب هستند.
بنابراین، برخلاف لولههای درز مستقیم که درز جوشکاری شده به شکل یک خط در طولِ لوله است، لولههای اسپیرال دارای یک درز مارپیچی هستند که به دور لوله پیچیده میشود. این نوع درز از جوش دادن لبههای یک ورق فلزی که به صورت مارپیچ پیچیده شده است، ایجاد میشود و به همین دلیل به آنها لولههای اسپیرال گفته میشود. با توجه به این خصوصیات، قیمت لوله اسپیرال معمولاً با توجه به اندازه و کیفیت ساخت متغیر است.
لوله های درزدار آتشخوار
لولههای آتشخوار که به آنها لوله آتش‌نشان هم گفته میشود، برای استفاده در سیستم‌های اطفاء حریق و کاربردهای با دمای بالا طراحی شده‌اند. این لولهها از متریالی ساخته شده‌اند که در برابر حرارت شدید مقاوم بوده و از گسترش آتش جلوگیری می‌کنند. لوله آتشخوار می‌تواند به دو صورت درزدار و بدون درز تولید شود. لولههای آتشخوار درزدار از ورقهای فولادی و از طریق با جوشکاری تولید میشوند، در حالی که لولههای آتشخوار بدون درز از طریق فرآیندهای مختلفی مانند اکستروژن و کشش ساخته میشوند. انتخاب بین این دو نوع لوله به نیازها و کاربردهای خاص هر پروژه بستگی دارد. لولههای بدون درز معمولاً برای تحمل فشار و دمای بالاتر مناسب‌تر هستند، از سوی دیگر، قیمت لوله آتشخوار درز دار ممکن است کمتر باشد.
لوله های درزدار استیل
لولههای استیل مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی دارند و به همین دلیل برای استفاده در محیط‌های سخت و خورنده مناسب هستند و همین موضوع هم باعث شده قیمت لوله استیل مقداری بالاتر از سایر انواع لولههای جوشی باشد. این لولهها به طور گسترده در صنایع غذایی، دارویی و شیمیایی، جایی که بهداشت و مقاومت در برابر خوردگی اهمیت ویژه‌ای دارد، کاربرد دارند. لولههای استیل در گریدها و مشخصات مختلفی تولید میشوند که هرکدام کاربردها و ویژگی‌های خاصی دارند.
کاربردهای لولههای درزدار چیست؟
لولههای درزدار، با توجه به ویژگی‌های مطلوب زیادی که دارند، کاربری و موارد استفاده زیادی در صنایع و زندگی روزانه پیدا کرده‌اند. تعداد کاربری‌های مورد استفاده از این لولهها بسیار زیاد و متنوع است، با این حال، در این بخش تنها برخی از آنها را مرور می‌کنیم:
ساختوساز
لولههای درز جوش به طور گسترده‌ای در صنعت ساختوساز برای لوله‌کشی، گرمایش و کاربردهای سازه‌ای به کار می‌روند. از این لولهها در ساختوساز ساختمان‌های مسکونی، تجاری و صنعتی استفاده میشود. لولههای تست آب و گاز و همچنین لولههای داربستی در این حوزه بسیار کاربرد دارند.
نفت و گاز
در صنعت نفت و گاز، از لولههای درز جوش برای انتقال هیدروکربن‌ها، ساخت خطوط لوله و عملیات حفاری استفاده میشود. استحکام و دوام بالای لولههای درز جوش، آنها را برای استفاده در محیط‌های سخت و کاربردهای فشار بالا مناسب می‌کند. نوع خاصی از این لولهها، به‌نام لولههای درز مستقیم (ERW) در صنعت نفت‌وگاز بیشتر کاربرد دارند.
آب و فاضلاب
لولههای درزدار بخشی جدانشدنی از سیستم‌های توزیع آب و مدیریت فاضلاب ضروری هستند. از آنها در سیستم‌های آبرسانی شهری، سیستم‌های آبیاری و تصفیه‌خانه‌های فاضلاب استفاده میشود. خاصیت ضد خوردگی لولههای گالوانیزه و استیل، آنها را برای این کاربردها ایده‌آل می‌کند. لولههای گالوانیزه،درزدار عادی و حتی لولههای جدار چاه در این صنعت کاربری بیشتری دارند.
صنایع شیمیایی و پتروشیمی
در صنایع شیمیایی و پتروشیمی، از لولههای درز جوش برای انتقال مواد شیمیایی، گازها و سایر مواد خطرناک استفاده میشود. لوله درزدار استیل در این صنعت عموماً محبوبیت بیشتری دارد. چرا که خاصیت ضد خوردگی لولههای استیل، آنها را برای استفاده در این صنایع محبوب و کارآمد کرده است.
تولید برق
از لولههای جوشی در نیروگاه‌ها برای انتقال بخار، آب و سایر سیالات استفاده میشود. برای مثال، لولههای آتشخوار در این صنعت کاربرد زیادی دارند و از آنها برای تضمین ایمنی و جلوگیری از گسترش آتش در نیروگاه‌ها و دیگر محیط‌های با دمای بالا استفاده میشود.
استاندارد لولههای درزدار
لولههای درزدار برای اطمینان از کیفیت، ایمنی و قابلیت اطمینان آنها باید مطابق با استانداردهای ملی و بین‌المللی باشند. برخی از مهم‌ترین استانداردها عبارتند از:
- استانداردهای ملی: در ایران، استانداردهای ملی لولههای درزدار توسط موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران (ISIRI) تعیین میشود. این استانداردها، مواد اولیه، فرآیند تولید، ابعاد و الزامات تست را برای لولههای درزدار مورد استفاده در کاربردهای مختلف مشخص می‌کنند.
- استانداردهای بین‌المللی: استانداردهای بین‌المللی برای لولههای درزدار شامل استانداردهایی است که سازمان‌هایی مانند انجمن آمریکایی برای آزمایش و مواد (ASTM)، سازمان بین‌المللی استاندارد (ISO) و مؤسسه استاندارد ملی آمریکا (ANSI) تعیین می‌کنند. این استانداردها، راهنماهایی را برای ساخت، آزمایش و استفاده از لولههای درزدار در صنایع مختلف ارائه می‌دهند.
مزایای استفاده از لوله های درزدار
۱. مقرون به صرفگی: لولههای جوشی یا همان درزدار، نسبت به لولههای بدون درز، از نظر اقتصادی به صرفه‌تر هستند. فرآیند تولید آنها ساده‌تر بوده و به مواد اولیه کمتری نیاز دارد که منجر به کاهش هزینه‌ها میشود.
۲. تنوع و در دسترس بودن: لولههای جوشی در اندازه‌ها، ضخامت‌ها و انواع مختلفی تولید میشوند. همین تنوع و در دسترس بودن، آنها را برای طیف وسیعی از مقاصد و کاربردها مناسب کرده است.
۳. سهولت تولید: تولید لولههای جوشی نسبت به لولههای بدون درز، راحت‌تر و سریع‌تر است. بنابراین، امکان ساخت سریع و با حجم بالا در این لولهها، زمان تحویل را هم کوتاه‌تر کرده و این یک مزیت برای پروژه‌هایی محسوب میشود که محدودیت زمانی دارند.
۴. امکان سفارشیسازی: لولههای جوشی را بهراحتی می‌توان برای نیازها و پروژه‌های خاص سفارشیسازی کرده و با ویژگی‌های موردنظر تولید کرد. این انعطاف‌پذیری در طراحی و تولید، یک مزیت بزرگ محسوب شده و در بخش‌های مختلف صنعتی و ساختوساز، محبوبیت زیادی به آنها بخشیده است.
معایب و چالش‌های استفاده از لوله های درزدار
در بخش قبل در مورد مزایای این لولهها صحبت شد. علیرغم مزایای مختلف و کاربرد زیاد لولههای جوشی، استفاده از آنها با برخی چالش‌ها و محدودیت‌ها هم همراه است که در این بخش بعضی از آنها را بررسی می‌کنیم:
۱. ضعف ساختاری: درز جوش، یک نقطه ضعف بالقوه برای این لولهها محسوب میشود. در کاربردهای فشار بالا، این نقطه‌ها معمولاً تحمل کمتری از سایر بخش‌های لوله دارند. بنابراین، کیفیت جوش باید به دقت کنترل و بررسی شود تا از استحکام و عملکرد لوله تحت فشار اطمینان حاصل شود.
۲. محدودیت در تحمل فشار: تحمل فشار در لولههای جوشی معمولا کمتر از لولههای بدون درز است. این محدودیت باعث میشود تا برای کاربردهای با فشار بسیار بالا، گزینه مناسبی نباشند. در چنین مواردی، نبود درز جوش در لولههای بدون درز، دوام و تحمل بیشتری را به همراه دارد.
۳. مستعد خوردگی بودن: در صورت عدم رسیدگی و نگهداری مناسب، درز جوش در لولههای جوشی، بیشتر در معرض خوردگی قرار می‌گیرد. برای تضمین طول عمر لوله در محیط‌های خورنده، نیاز به اقدامات حفاظتی بیشتری داریم که انجام آنها می‌تواند هزینه نگهداری بیشتری را به شما تحمیل کند.
فرآیند تولید لولههای درزدار
فرآیند تولید لولههای درزدار شامل چند مرحله اصلی میشود که در این بخش سعی می‌کنیم آنها را مختصراً مرور کنیم:
۱. آماده‌سازی مواد اولیه
تولید لولههای درزدار یا همون جوشی با آماده‌سازی مواد اولیه که معمولا ورق یا کلاف فولادی است، آغاز میشود. کیفیت و ابعاد این مواد به دقت بررسی میشود تا مطابق با مشخصات مورد نیاز باشد. کیفیت بالای فولاد، دوام و عملکرد نهایی محصول در گرو مواد اولیه با کیفیت است.
۲. شکل‌دهی:
در مرحله‌ی بعدی، ورق یا کلاف فولادی با استفاده از فرآیند نورد یا پرس به شکل استوانه‌ای درمی‌آید و به آن مرحله‌ی «شکل‌دهی» می‌گوییم. این مرحله بسیار مهم است چرا که پایه‌ی ساختار لوله را بنا می‌کند. لبههای استوانه‌ی شکل داده شده برای جوشکاری آماده میشوند تا اتصالی دقیق و تمیز ایجاد شود، ولی هیچ جوشی انجام نمی‌شود.
۳. جوشکاری:
لبههای آماده شده به کمک فرآیند جوشکاری القایی فرکانس بالا (HFIW) یا جوشکاری زیرپودری (SAW) به هم متصل شده و جوش داده میشوند. در روش HFIW جریان الکتریکی با فرکانس بالا، حرارتی ایجاد می‌کند که لبههای فولاد را ذوب کرده و با جوشکاری آنها به یکدیگر، درز جوشکاری پیوسته‌ای به وجود می‌آورد. در روش SAW، قوسی الکتریکی بین لبههای فولاد و الکترود مصرفی زیر پوششی از فلاکس (فلاکس: ماده‌ای که از حوضچه مذاب در برابر آلودگی محافظت می‌کند) ایجاد میشود. این فرآیند جوشکاری، درز جوشی محکم و پیوسته در طول لوله ایجاد می‌کند.
۴. اندازه‌گیری و شکل‌دهی نهایی:
پس از جوشکاری، لوله از غلتک‌های اندازه‌گیری و شکل‌دهی عبور می‌کند تا به ابعاد و شکل نهایی مورد نیاز برسد. این فرآیند باعث میشود لوله با قطر و ضخامت دیواره مورد نظر مطابقت داشته باشد. این ابعاد و مشخصات اهمیت زیادی دارند، چراکه تمام کاربری لوله بسته به همین موارد است.به همین خاطر، اندازه‌گیری مناسب جهت اطمینان پیدا کردن از صحت عملکرد و فرآیندها اهمیت زیادی دارد. کاری که در مرحله بعد با دقت بیشتری انجام میشود.
۵. بازرسی و تست:
در این مرحله دیگر لولههای ما جوشکاری شده و تقریباً آماده هستند. حالا، آنها تحت بازرسی و تست‌های سختگیرانهای برای اطمینان از کیفیت آنها قرار می‌گیرند. این موارد شامل تست فراصوتی، تست هیدرواستاتیک و بازرسی چشمی می شود. در تست فراصوتی از امواج صوتی با فرکانس بالا برای تشخیص عیوب داخلی یا ناپیوستگی‌ها در نقاط جوشکاری شده و بدنه لوله استفاده میشود. تست هیدرواستاتیک هم شامل پر کردن لوله با آب و اعمال فشار برای بررسی نشتی یا نقاط ضعف است. از سوی دیگر، بازرسی چشمی به شناسایی هرگونه عیب سطحی یا نامنظمی کمک می‌کند. این تست‌ها برای اطمینان از مطابقت لولهها با استانداردهای صنعتی و عملکرد قابل اعتماد آنها در شرایط کاری، بسیار مهم هستند.
۶. پرداخت نهایی:
آخرین مرحله شامل عملیات سطحی برای افزایش دوام و مقاومت لوله در برابر خوردگی است. این عملیات ممکن است شامل گالوانیزه کردن، پوشش دهی یا رنگ‌آمیزی باشد. البته، این عملیات همیشه انجام نمی‌شوند و آنها را باید به نوعی اختیاری بدانیم. گالوانیزه کردن شامل پوشاندن لوله با لایه‌ای از فلز روی برای محافظت در برابر زنگ زدگی و خوردگی است. پوشش دهی و رنگ‌آمیزی هم به همین شکل سعی دارند یک لایه محافظتی جدید روی سطح لوله ایجاد کنند. پس از عملیات سطحی، لولهها به طول‌های مورد نظر بریده شده و برای حمل و نقل آماده میشوند. بسته‌بندی و استفاده از بندیل‌های مناسب هم تضمین می‌کند که لولهها در طول حمل و نقل ایمن بوده و بدون آسیب به مقصد برسند.
جمع بندی
امروزه، لولههای درزدار را باید بخشی جدانشدنی از صنایع و مصارف روزمره خودمان بدانیم. این نوع از لولهها، تطبیق‌پذیری و دوام بالایی داشته و استفاده از آنها هم مقرون به صرفه است. به همین خاطر، به‌خوبی توانسته‌اند در طیف زیادی از مصارف صنایع، از ساختوساز و نفت‌وگاز گرفته، تا توزیع آب و فرآیندهای شیمیایی، کارآمدی خود را ثابت کرده و مورد استفاده قرار بگیرند. درک انواع مختلف لولههای درزدار، روش‌های ساخت، کاربردها، عوامل موثر بر قیمت لوله و استانداردهای آنها به ما کمک خواهد کرد که تصمیم‌گیری آگاهانه‌تری داشته و در وقت و هزینه‌های پروژه‌ها صرفه جویی کنیم. در همین راستا، در این مقاله به بررسی همه‌چیز در مورد لولههای جوشی یا همان درزداز پرداختیم و تلاش کردیم جنبه‌های مختلف ساختاری و کاربردی آنها را مورد بررسی قرار دهیم.
نظر شما