بررسی تفاوت بین لوله های بدون درز و درزدار جوشی
تفاوت بین لوله های بدون درز و درزدار جوشی ، نوعی از انواع کلی لوله‌های فولادی هستند. روش تولید لوله درزدار و لوله بدون درز بسیار متفاوت است. هر کدام یک از این لوله‌ها وابسته به روش تولید، دارای مشخصاتی هستند که آن را برای شرایط خاصی مناسب میسازد. در این مقاله قصد داریم به تفاوت تفاوت بین لوله های بدون درز و درزدار جوشی بپردازیم.
لوله مانیسمان چیست؟
لوله فولادی بدون درز، Seamless steel pipe از یک تیکه فلز ساخته میشود و هیچ گونه اتصالی روی سطح لوله وجود ندارد. این لوله‌ها از طریق روش نورد گرم، نورد سرد، کشش سرد، اکستروژن و… ساخته میشود.
لوله فولادی درزدار چیست؟
لوله فولادی درزدار Welded steel pipe ، محصولی است که با جوشکاری فولاد پس از رول شدن ورقههای فولادی ساخته میشوند. طول این نوع لوله عموماً 6 متر است.
فرآیند تولید لوله فولادی درزدار، ساده‌تر از تولید لوله مانیسمان است و دارای راندمان تولید بالا میباشد، خواص متنوع آن بسیار زیاد است و سرمایه گذاری در تجهیزات میباشد. اما استحکام کلی آن بسیار پایین‍تر از لوله فولادی مانیسمان است.
ورقههای مورد استفاده در لوله‌های فولادی درزدار، صفحات یا نوارهای فولادی است که به علت فرایندهای مختلف جوشکاری، در کوره، لوله‌های الکتریکی (جوشکاری مقاومتی) و لوله‌های قوس اتوماتیک دسته بندی میشوند و به فروش میرسند.
این مدل از لوله فولادی به دلیل روش‌های مختلف جوشکاری، به دو دسته تقسیم میشود:
لوله درزدار مستقیم (straight seam welded pipe) و لوله درزدار مارپیچی (spiral welded pipe). زیرا شکل نهایی این لوله، مدور و یا به صورت مربع ، مسطح و غیره میباشد.
روش تولید لوله سیاه درزدار
روند تولید لوله سیاه درزدار، با رول کردن یک سیم پیچ فولادی برحسب ضخامت مورد نظر آن آغاز میشود؛ و بعد از آن نوار را مطابق با عرض مورد نظر برش می‍دهند.
لوله سیاه درزدار با حرکت دادن سیم پیچ از طریق یک سری غلتک شکل میگیرد و پس از آن درزهای لوله در یک محیط مخصوص با اسفاده از مواد شیمیایی جوش داده میشود.
سپس از نورد برای فورج و آهنگری درز جوش داده شده و از فرآیند عملیات حرارتی برای به پایان رساندن آن استفاده میشود.
در صورت نیاز و زیبایی کار می‍توان لوله‌های درزدار را با اسفتاده از سنبه یا بر روی زمین کشید تا درز جوش داده شده را صاف کرده و دیدن آن با چشم غیر مسلح، تقریبا غیرممکن شود.
از آنجا که در ساخت لوله سیاه درزدار به حداقل کشش و آنیل نیاز است، هزینه تولید لوله فولادی کشیده شده میتواند ارزان‍تر از لوله فولادی بدون درز باشد و به طور معمول می‍توان آن را سریع‍تر تهیه کرد.
تفاوت بین لوله های بدون درز و درزدار
بر اساس تست‌های فشار کاری ASME ( انجمن مهندسان مکانیک آمریکا) لوله فولادی بدون درز در نتایج تست با لوله فولادی درزدار، با همان مواد و اندازه، به دلیل عدم داشتن درز جوش، 20٪ بیشتر میباشد.
همچنین در لوله فولادی درزدار و کشیده شده، درز قابل مشاهده‌ای وجود دارد که میتواند برای کاربران نهایی نگران کننده باشد. در ادامه تفاوت بین لوله های بدون درز و درزدار جوشی میپردازیم.
از مزایای دیگر این لوله، این مورد است که مقاومت بسیار بالایی نسبت به خوردگی دارد؛ زیرا پتانسیل کمی برای ناخالصی دارد.
در لوله‌های فولادی درزدار، احتمال بروز عیب و اختلاف در چکش خواری و انعطاف پذیری در محل درزها امکان دارد، راه حل این مشکل استفاده از لوله فولادی بدون درز است که از این مشکل جلوگیری میکند.
این لوله، بر خلاف لوله‌های درزدار، به تست جوش و درستی آن نیاز ندارد. در نتیجه، اغلب برای کاربردهای بحرانی مناسب‌تر میباشد.
– فرایند قالب گیری:
1 . لوله‌های فولادی درزدار جوش داده میشوند و توسط نوار استیل باریک فولاد برش داده میشود، و سپس با قالب گیری سرد، به یک شکل لوله‌ها پیچیده میشود. ابتدا جوشکاری مخصوص و بعد از آن جوش درز لوله انجام میشود.
محل جوش بیرونی کاملا پولیش میخورد و صیقل داده میشود؛ تا در پایان کار، هیچ برآمدگی روی آن وجود نداشته باشد.
2 . لوله فولادی بدون درز، از طریق کشش گرم قالب استوانه‌ای انجام میشود، بنابراین نمی‍توانید هیچگونه درزی را در آن مشاهده کنید.
– تفاوت ظاهری:
ماده اولیه لوله فولادی بدون درز، شمش فولادی (billet) است. عیب‌های سطح بیرونی شمش با فرآیند نورد گرم از بین نخواهد رفت ،
تنها پس از اتمام ساخت محصول لوله پولیش میخورد و جلا پیدا میکند. لازم به ذکر است که در روند کاهش دیواره، این عیب فقط میتواند تا حدی از بین برود.
ماده اولیه لوله فولادی درزدار، کویل نورد گرم است، کیفیت سطح کویل، معیار کیفیت سطح لوله میباشد، هر چه سطح کویل با کیفیت‌تر باشد سطح لوله با کیفیت بالاتری خواهد بود؛
و قابلیت کنترل آسان دارد. لازم به ذکر است که سطح کویل نورد گرم، از کیفیت بسیار بالایی برخوردار میباشد. در نتیجه، کیفیت سطح لوله فولادی درزدار، بسیار بالاتر از لوله فولادی بدون درز است.
همچنین بخوانید درباره: تاثیر گالوانیزه شدن بر روی استحکام فولاد
-کارایی و کاربرد:
لوله فولادی بدون درز، از گنجایش فشار بهتری برخوردار میباشد، در نتیجه استحکام این لوله، بالاتر از لوله فولادی درزدار ERW است.
بنابراین، به طور گسترده‌ای در تجهیزات فشار قوی و صنایع حرارتی و دیگ بخار کاربرد دارد. معمولا وجود درز جوش در لوله فولادی درزدار مانند لوله گازی ، یک نقطه ضعف به حساب می آید و کیفیت آن بر عملکرد کلی تأثیر می گذارد.
به صورت کلی، لوله‌های فولادی درزدار میتواند 20٪ فشار کار پایین‌تری را نسبت به لوله‌های بدون درز تحمل کنند. پس این یک عامل اصلی و حیاتی است که چرا مردم به دنبال لوله‌های فاقد درز فولادی می‍روند.
در واقع، تمام خطوط لوله صنعتی فقط با لوله بدون درز انجام میشوند زیرا لوله ها تحت فشار شدید حرارتی، شیمیایی و مکانیکی قرار دارند.
در صنایع هوا و فضا، خودرو و الکترونیک که بودجه نسبتاً کمی دارند، و فشار کار بیشتری بر روی لوله‌ها اعمال می شود؛ لوله های درزدار برای استفاده پیشنهاد میشود.
-استحکام:
استحکام لوله، به ترکیب فلزات و آلیاژ آن بستگی دارد. اگر ترکیب آلیاژ و عملیات حرارتی در هر دو لوله یکسان باشد؛ در اصل از نظر استحکام نیز یکسان خواهند بود.
پس از تست کششی و آزمایش لرزش سه بعدی، در لوله‌های جوش خورده، تقریباً به طور اختصاصی و در مکانی دور از محل جوش یا مناطق گرم شده، یک شکاف شکل میگیرد.
این امر، به دلیل این است که ناخالصی‌های جوش، کمتر و میزان نیتروژن بیشتر است؛ و در نتیجه مقاومت جوش در باقی قسمت‌ها بهتر است.
انجمن مخازن تحت فشار و دیگ بخار ASME، باور دارد با این حال که یک لوله شکاف‍دار تنها میتواند 85٪ از فشار مجاز را تحمل کند،
اما امروزه به طور کلی به دلیل جمع آوری اطلاعات در تجهیزات جوشکاری در حال استفاده، بهبود یافته است.
به طور کلی به کارگیری افراد متخصص جهت لوله کشی مانند قرار دادن لوله مانیسمان امری ضروری می باشد.
