لوله چیست و انواع آن کدامند؟

لوله یک قطعه تیوب مانند یا سیلندر توخالی است که معمولاً (و نه لزوماً) دارای مقطعی گرد است و از آن برای انتقال محصولات از مکانی به مکان دیگر استفاده می‌شود. محصولاتی قابل انتقال با لوله هستند که بتوانند جریان پیدا کنند. این شامل مایعات، گازها، دوغاب، پودر و توده مواد جامد ریز می‌شود. پترو ایلیا انرژی در این مقاله به بررسی این موضوع می‌پردازد.

فرق لوله و تیوب

به طور معمول واژه‌های لوله و تیوب به جای یکدیگر به کار می‌روند اما در صنعت و مهندسی این دو واژه هر کدام تعریفی مشخص و مختص به خود دارند. به طور خلاصه تیوب با قطر خارجی و لوله با قطر اسمی اندازه‌گیری می‌شود. لوله عموماً با سایز اسمی (NPS) مشخص می‌شود که در واقع عدد آن نشان دهنده قطر خارجی لوله (OD) می‌باشد. رده لوله یا اسکجول (SCH) نشان دهنده ضخامت دیواره لوله است. سایز اسمی لوله (NPS) و قطر خارجی آن (OD) همیشه یکسان نیستند.

حتما بخوانید: انواع متداول فولاد در صنعت تولید لوله

• در لوله‌های با سایز اسمی الی ۱۲ سایز اسمی لوله و قطر خارجی متفاوت هستند.
• در لوله‌های با سایز اسمی ۱۴ به بالا، سایز اسمی و قطر خارجی یکسان می‌باشند.

ساختار لوله معمولاً سخت است و انعطاف‌پذیری ندارد.

تیوب اغلب با قطر خارجی (OD) و ضخامت دیواره (WT) مشخص می‌شود، اما ممکن است برای مشخص کردن سایز آن از قطر داخلی (ID) هم استفاده شود. قطر خارجی (OD) در تیوب اندازه‌ای دقیق و مهم است. قطر خارجی اندازه‌گیری شده و قطر خارجی اعلام شده یا دقیقاً یکسان هستند یا تفاوت عددهای آن‌ها بسیار ناچیز و کم است. معمولاً قیمت تیوب از لوله گران‌تر است و این به دلیل سخت‌تر بودن فرآیند تولید است. تیوب می‌تواند هم سخت و هم انعطاف‌پذیر باشد.

به دنبال کامل‌ترین خدمات هستید؟

ما با به‌روزترین تجهیزات و محصولات در کنار شما هستیم. برای دریافت مشاوره در انتخاب و خرید تجهیزات می‌توانید، همین حالا با ما تماس بگیرید.

۰۲۶۳۲۵۶۳۷۹۶

به طور کلی لوله‌ها کاربرد گسترده‌‍تری دارند و دامنه سایز آن‌ها از نیم اینچ تا چند پا می‌باشد. تیوب‌ها عموماً در پروژه‌هایی استفاده می‌شوند که نیاز به قطر کمتر دارند. گرچه که لوله‌های ۱۰ اینچی رایج هستند اما استفاده از تیوب ۱۰ اینچی نادر است. تفاوت میان ابعادهای مختلف لوله نسبت به تیوب کمتر است. منظور از تفاوت ابعاد در اینجا تفاوت قطر، تفاوت ضخامت دیواره، تفاوت میزان صافی لوله، تفاوت در میزان گردی آن و… است. به طور کلی سطوح داخلی و خارجی تیوب‌ها نسبت به لوله‌ها نرم‌تر است. سازه‌های لوله‌ای تقریباً همیشه با استفاده از اتصالاتی مانند زانویی، سه‌راهی و … به هم متصل می‌شوند اما تیوب‌ها شکل داده شده، خم شده و در پیکربندی‌های مختلف بکارگرفته می‌شوند.

جنس لوله‌ها

لوله‌ها از جنس‌ها و متریال‌های مختلفی ساخته می‌شوند که شامل فلز، آلیاژ، سرامیک، شیشه، فایبرگلاس، بتن و پلاستیک می‌باشد. شرکت‌های مهندسی متخصصانی را برای تعیین جنس لوله‌ها در اختیار دارند که متناسب با نوع پروژه نوع و جنس لوله را مشخص می‌کنند. انتخاب جنس لوله به سرویس مایع، طراحی فشار و دما، هزینه‌ها و برخی عوامل دیگر بستگی دارد. اکثر لوله‌هایی که در صنایع نفت و گاز مورد استفاده قرار می‌گیرند بر اساس جنس لوله به صورت زیر دسته‌بندی می‌شوند:

• لوله کربن استیل
• لوله استنلس استیل
• لوله فولادی آلیاژی
• لوله فلزی گالوانیزه

علاوه بر لوله‌های ذکر شده در بالا لوله‌های چدنی، سیمانی، پلاستیکی و … در برخی پروژه‌های خاص به کار می‌روند اما میزان استفاده از آن‌ها بسیار محدود است.

تولید لوله

لوله‌ها معمولاً با دو روش متفاوت تولید می‌شوند که نهایتاً منجر به تولید دو نوع لوله می‌شود، لوله مانیسمان (بدون درز) و لوله درزدار. در هر دو روش ابتدا مواد خام درون قالب ریخته می‌شود. سپس با کشیدن فولاد می‌توان به لوله مانیسمان (بدون درز) دست پیدا کرد یا می‌توان مواد خام را تبدیل به ورق کرده و با رساندن دو سر ورق به هم و جوش دادن آن‌ها، لوله درزدار تولید کرد.

لوله مانیسمان (بدون درز)

لوله بدون درز (مانیسمان) همانطور که از نامش پیداست، لوله‌ای است که هیچگونه درز یا جوشی ندارد. لوله مانیسمان فولادی از یک شاخه فولاد گرد و جامد ساخته می‌شود. این شاخه فولاد حرارت داده شده و به نحوی تغییر شکل داده می‌شود که شبیه به یک لوله توخالی شود. سپس این لوله توخالی درون دستگاهی که ترکیبی از حدیده کردن و مندرل را انجام می‌دهد قرار گرفته و ضخامت خارجی آن کاهش داده می‌شود، این امر باعث می‌شود تا ضخامت داخلی لوله مانیسمان افزایش یابد.

لوله درزدار (جوشی)

لوله جوشی درزدار با ورقه فلزی نورد شده تولید می‌شود، سرتاسر درز موجود در طول این لوله جوشکاری می‌شود. فرآیند تولید لوله درزدار با نورد کردن استیل کویل آغاز می‌گردد تا ابتدا به ورقی صاف با ضخامت مورد نظر دست پیدا کنیم. ورق مورد نظر با عرضی که متناسب با سایز لوله باشد برش داده می‌شود. لوله از طریق حرکت بر روی کات کویل و مجموعه‌ای از غلتک‌ها شکل داده می‌شود. سپس درز موجود بر روی لوله در محیطی که از لحاظ شیمیایی خنثی باشد جوش داده می‌شود. درز یا اتصال جوشی در لوله درزدار ضعیف‌ترین بخش لوله است که استحکام لوله را به استحکام جوش لوله محدود می‌کند.

تفاوت لوله مانیسمان و درزدار

• لوله مانیسمان (بدون درز) دارای درزهای جوش داده شده نمی‌باشد. به طور کلی درزهای لوله‌های جوشی همیشه به عنوان یک ضعف تلقی می‌شده است. این ضعف باعث می‌شود تا لوله نسبت به خرابی و خوردگی آسیب‌پذیرتر شود. گرچه که امروزه فرآیند تولید لوله درزدار بهبود زیادی یافته و استحکام و عملکرد این لوله‌ها افزایش پیدا کرده است. با این وجود لوله مانیسمان هنوز هم به دلیل نداشتن درز فاقد این ضعف است. به طور کلی لوله‌های درزدار می‌توانند نسبت به لوله‌های مانیسمان ۲۰% فشار کمتری را تحمل نمایند.

حتما بخوانید: ۱۰ نکته کلیدی درباره لوله فلزی

• لوله مانیسمان می‌تواند فشار کاری بیشتری را نسبت به لوله درزدار مشابه خود از نظر سایز و متریال تحمل کند، و این به دلیل نبودن درز یا جوش در بدنه لوله است.
• لوله فلزی مانیسمان بسیار در برابر خوردگی مقاوم است چون پتانسیل کمی برای ناخالصی، تَرک و نقصان و اختلاف انعطاف‌پذیری در این لوله وجود دارد، این در صورتی است که لوله‌های درزدار پتانسیل این مشکلات را دارند.
• نیازی به انجام تست صحت جوش برای لوله فلزی مانیسمان (بدون درز) نیست در صورتی که این تست حتماً باید برای لوله‌های بدون درز انجام شود.
• لوله فلزی مانیسمان پس از تولید سخت می‌شود به همین دلیل نیازی به انجام عملیات حرارتی برای این لوله نیست. این در حالیست که اکثر لوله‌های درزدار پس از تولید نیاز به عملیات حرارتی دارند.

حتما بخوانید: تست‌های لوله مانیسمان فولادی

• قیمت لوله درزدار ارزان‌تر از لوله فلزی مانیسمان است و در طول‌های مختلف موجود می‌باشد.
• لوله اهنی مانیسمان می‌تواند جایگزین لوله درزدار شود اما به دلیل درز و جوش موجود در لوله‌های درزدار ممکن است همیشه نتوان آن را جایگزین لوله مانیسمان کرد.
• ضخامت دیواره لوله‌های درزدار نسبت به ضخامت دیواره لوله‌های مانیسمان یکنواخت‌تر است. دستیابی به ورقه فولادی که سرتاسر آن دارای ضخامت یکسان است و ساخت لوله فلزی با آن، آسان‌تر از ساخت یک لوله صنعتی مانیسمان با ضخامت یکسان از طریق اکستروژن است. همچنین کیفیت پرداخت سطح لوله درزدار بسیار بهتر از لوله مانیسمان فولادی است.
• مدت زمان لازم برای فرآیند تولید لوله مانیسمان طولانی‌تر از مدت زمان لازم برای تولید لوله درزدار است.

سایز و رده لوله مانیسمان (سایز و رده اسمی لوله)

سایز لوله‌ها توسط استاندارهای ملی و بین‌المللی مشخص می‌شود. دو روش برای مشخص کردن قطر خارجی لوله‌ها (OD) وجود دارد. روشی که در آمریکا وجود دارد با نام سایز اسمی لوله (NPS) شناخته می‌شود و بر اساس اینچ است. روشی که در اروپا استفاده می‌شود، ضخامت اسمی (DN) نام دارد و بر اساس میلیمتر است.

حتما بخوانید: همه چیز درباره لوله مانیسمان و لوله درزدار

تعیین سایز لوله مانیسمان بر اساس قطر خارجی این مزیت را دارد که همه لوله‌های با سایز یکسان فارغ از ضخامت دیواره‌شان می‌توانند در کنار هم قرار بگیرند. از آنجایی که قطر خارجی برای سایز مشخص لوله ثابت است، قطر داخلی بسته به ضخامت دیواره لوله متغیر می‌باشد. برای مثال یک لوله مانیسمان ۲ اینچ رده ۸۰، دیواره‌ای ضخیم‌تر از یک لوله مانیسمان ۲ اینچ رده ۴۰ دارد، چون قطر داخلی لوله رده ۴۰ کمتر است.

طول لوله مانیسمان

طول لوله را با اندازه‌گیری فاصله بین دو سر لوله مشخص می‌کنند. می‌توان طول لوله را بر اساس متر، پا و یا هر واحد طولی دیگری اندازه‌گیری کرد. متداول‌ترین اصطلاحاتی که برای اندازه‌گیری طول لوله استفاده می‌شوند عبارتند از:

• طول تصادفی واحد (SRL)
• طول تصادفی دوبل (DRL)
• Cut length

طول تصادفی واحد (SRL)

معمولاً طول ۵ الی ۷ متر را اندازه‌گیری می‌کند. معمولاً لوله‌های زیر سایز ۲ اینچ با طول تصادفی واحد تولید می‌شوند.

طول تصادفی دوبل (DRL)

معمولاً طول ۱۱ الی ۱۳ متر را اندازه‌گیری می‌کند. معمولاً لوله‌های بالای سایز ۲ اینچ با طول تصادفی دوبل تولید می‌شوند.

Cut length

لوله‌های Cut length هیچگونه طول مشخصی ندارند و بر اساس نیازهای پروژه به طول‌های مشخصی برش داده می‌شوند. لوله‌های Cut length به طور کلی گران‌تر هستند، اما در زمان برش لوله و منابع موجود در سایت صرفه‌جویی می‌شود، همچنین از به وجود آمدن ضایعات زیاد لوله جلوگیری می‌شود، این در حالی است که ضایعات لوله‌های SRL و DRL زیاد است.

انواع انتهای لوله

انتهای لوله تعیین کننده مقطع لوله می‌باشد. درک درست از مبحث انتهای لوله بسیار مهم است، زیرا اتصال انتهای یک لوله به یک لوله یا اتصال رزوه شده دیگر که دارای قطر بیشتری است عملاً نامناسب و غیرحرفه‌ای خواهد بود. سه نوع انتهای لوله وجود دارد:

• لوله با انتهای صاف – Plain Ends (PE)
• لوله با انتهای رزوه شده -Threaded Ends (TE)
• لوله با انتهای پخ – Beveled Ends (BE)

لوله با انتهای صاف (Plain Ends)

در این نوع لوله‌ها، برش انتهای لوله با زاویه ۹۰ درجه و عمود بر لوله انجام می‌شود. انتهای صاف معمولاً برای لوله‌هایی استفاده می‌شود که قطر کمتری دارند و در ترکیب با فلنج‌های اسلیپون (Slip On) و اتصالات و فلنج‌های ساکت وِلد (Socket Weld) مورد استفاده قرار می‌گیرند.

لوله با انتهای رزوه شده (Threaded Ends)

انتهای این لوله‌ها رزوه شده و دارای شیار می‌باشد. این نوع انتها معمولاً برای لوله‌های با سایز ۳ اینچ یا کوچکتر استفاده می‌شود.

حتما بخوانید: آیا امکان ایجاد تَرَک بر روی لوله مانیسمان وجود دارد؟

می‌توان لوله‌ها و اتصالات رزوه شده را بدون جوش یا هر نوع اتصال دیگری به راحتی به هم متصل کرد. رزوه لوله‌ها و اتصالات یا به صورت نرینگی است یا مادگی. رزوه‌های نرینه بر روی سطح خارجی لوله یا اتصال و رزوه‌های مادگی بر روی سطح داخلی لوله ایجاد می‌شوند. پس از اینکه لوله‌ها و اتصالات رزوه شده به یکدیگر متصل شدند، در واقع قطعات کاملاً در کنار هم قرار گرفته‌اند. طول قسمتی که رزوه‌های دو لوله یا اتصال با هم درگیر شده‌اند راthread engagement می‌گویند.

لوله با انتهای پخ (Beveled Ends)

انتهای این لوله‌ها با زاویه‌ای خاص تراش داده می‌شود و برش انتهای لوله به صورت عمود بر مقطع لوله نیست. زاویه استاندارد برای پخ انتهای لوله (Bevel) 37.5 درجه می‌باشد، اما لوله‌هایی با زوایای غیر استاندارد هم تولید می‌شوند. پخ لوله یا تیوب به منظور آماده‌سازی انتهای آن برای جوشکاری انجام می‌شود. انتهای پخ برای تمامی اتصالات و فلنج‌های بات ولد با قطرهای مختلف انجام می‌شود که می‌توان این اتصالات و فلنج‌ها را مستقیماً به یکدیگر یا به لوله متصل کرد.