لوله فولادی – Steel pipe چیست؟

لوله فولادی – Steel pipe  یکی از پرمصرف ترین تجهیزات در صنعت هستند که ماده اصلی در ساختار آنها فولاد می‌باشد. فولاد، آلیاژی از آهن، کربن و عناصر دیگر است که بین 0.002 تا 2 درصد از وزن آن کربن است. دوام و مقاومت بالای این لوله‌ها سبب شده تا در بسیاری از صنایع مورد استقبال قرار گیرند.

انواع لوله فولادی – Steel pipe

• لوله سیاه کربنی یا کربن استیل (Carbon Steel)
• لوله زنگ نزن یا استنلس استیل (Stainless Steel)
• لوله آلیاژی (Alloy Steel)

لوله سیاه کربنی یا کربن استیل

لوله‌های کربن استیل بر اساس درصد کربن به 4 دسته تقسیم می شوند:

• Low Carbon Steel با درصد کربن کمتر از 0.15 درصد
• Mild Carbon Steel با درصد کربن بین 0.15 تا 0.3 درصد
• Medium Carbon Steel با درصد کربن بین 0.3 تا 0.5 درصد
• High Carbon Steel با درصد کربن بین 0.5 تا 1 درصد

لوله‌های کربن استیل با توجه به روش تولید نیز به دو نوع درزدار و بدون درز (مانیسمان) تقسیم می شوند. لوله درزدار (Welded pipe) توسط ورق های برش خورده با سایز و ضخامت معین وارد دستگاه های نورد شده و خم می شوند. درزهای به وجود آمده را توسط جوش ERW و یا SAW جوشکاری می کنند. درز لوله‌های درزدار می تواند خطی یا مارپیچی (اسپیرال) باشد. لوله بدون درز یا مانیسمان (Seamless pipe) هیچ گونه درز جوشی بر روی خود ندارند و از میان تهی کردن شمش توپر فولادی و به صورت فورج تولید می شوند. در زیر به انواع لوله کربن استیل رایج را در صنعت اشاره می کنیم.

لوله فولادی API 5L

این لوله هم به صورت درزدار و هم بدون درز در دو گرید A و B تولید می شوند و با توجه به الزاماتی که دراین استاندارد برای تولید وجود دارد، اغلب در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی و خطوط انتقال گاز کاربرد دارند.

لوله فولادی ASTM A53

این لوله ها خم پذیری، جوش پذیری و مقاومت بالایی دارند و اکثرا در پالایشگاه ها مورد استفاده قرار می گیرند و مناسب خطوط لوله کم فشار و فشار متوسط هستند.

لوله فولادی ASTM A106

تنها تفاوت این لوله با لوله A53 در مقدار سیلیسیم به کار رفته در آن است. همین امر سبب شده تا مقاومت حرارتی بالاتری داشته باشد و مناسب خطوط لوله پر فشار هستند.

لوله فولادی AWWA C200

این لوله اغلب در سیستم های انتقال آب کاربرد دارد و مشابه لوله‌های API5L و A53 می باشد. این لوله هم به صورت درزدار، اسپیرال و بدون درز تولید می شوند.

لوله فولادی DIN 2440, 2441, 2442

این لوله ها دارای کربن کمتری هستند و بیشتر برای تاسیسات و مصارف این چنینی مورد استفاده قرار می گیرند.

لوله فولادی زنگ نزن یا استنلس استیل

مقادیر بالای عناصر نیکل و کروم در ساختار این فولادها سبب شده تا خاصیت ضد زنگ به خود بگیرند. همچنین در برخی از انواع لوله استنلس استیل درصد قابل توجهی عنصر مولیبدن وجود دارد که سبب می شود که در دماهای بالا مقاوم تر باشد. مقاومت در برابر خوردگی این نوع لوله، در محیط های اسیدی و دارای نمک بسیار بالا می باشد.

لوله‌های آلیاژی

لوله‌های فولاد آلیاژی ک اغلب به صورت بدون درز تولید می شوند، با توجه به آلیاژ های خاصی که دارند، در برابر فشار و حرارت مقاومت بالایی از خود نشان می دهند. همین امر سبب شده تا از آنها در تولید مبدل های حرارتی، بویلر ها و مخازن تحت فشار، جک های هیدرولیک، صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و غیره استفاده گردند. از جمله لوله‌های آلیاژی مورد استفاده در صنعت می توان موارد زیر را نام برد:

لوله فولادی ASTM A179

این دسته از لوله‌های فولادی با نام لوله آتشخوار معروف هستند لوله‌های آتشخوار به دلیل نوع ساختار قابلیت تحمل دماهای بسیار بالا ناشی از شعله مستقیم را دارند کاربرد این نوع لوله ها بیشتردر بویلرهای حرارتی و سیستم های گرماتاب تابشی می باشد. همچنین به علت وجود درصد کم کربن در لوله‌های آتشخوار، خمش خوبی داشته و در مبدل های گرمایی و کندانسورهای بخار استفاده می شوند.

لوله فولادی ASTM A333

این لوله ها که به لوله‌های برودتی معروف اند تا دمای 50 درجه زیر صفر را هم می توانند تحمل کنند.

لوله فولادی ASTM A335

لوله‌های حرارتی A335 یکی از لوله‌های مقاوم در برابر حرارت و گرما می باشند. این لوله ها به طور مستقیم تا دمای 1000 درجه را می توانند تحمل کنند.

لوله فولادی ST35.8

این لوله ها که به لوله آتشخوار هم معروف اند بیشتر در مبدل های حرارتی و دیگ های بخار کاربرد دارند. ویژگی بارز این لوله ها مقاومت حرارتی خوب آنها است. البته باید توجه داشت که این نوع تیوب ها در انتقال حرارت به صورت مبدل کاربرد داشته و کاربرد نسوز ندارد و نمیتواند شعله مستقیم را تحمل کند.

مشخصات فنی لوله فولادی

لوله‌های فولادی از نظر ابعاد (ضخامت، قطر، وزن)، روش ساخت، متریال به کار رفته، عملیات حرارتی انجام شده، تست های انجام شده و تلرانس های ابعادی از استاندارد های بین المللی زیر پیروی می کنند:

• (ISIRI یا Iranian Standard & Industrial Research Institute): موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران
• (IGS یا Iranian Gas Standard): استانداردهای گازی ایران
• (IPS یا Iranian Petroleum Standard): استانداردهای نفت ایران
• (API یا American Petroleum Institute): موسسه نفت آمریکا
• (ASTM یا American Society for Testing & Material): انجمن مواد و آزمون آمریکا
• (AGA یا American Gas Association): انجمن گاز آمریکا
• (MSS-SP یا Manufacturer Standard Society-Standard Practice): انجمن استانداردسازی سازندگان آمریکا
• (Deutsches Institut für Normung یا German institute for Standardization): موسسه استاندارد آلمان (DIN)
• (BSI یا British Standard Institution): موسسه استاندارد بریتانیا
• (JIS یا Japanese Industrial Standard): موسسه استاندارد ژاپن

جدول مشخصات ابعادی لوله فولادی

رده لوله چیست؟

رده لوله در واقع نشان دهنده کلاس کاری و میزان تحمل فشار لوله‌های بدون درز در علم پایپینگ می باشد که استاندارد ASTM B36.10 برای لوله‌های کربن استیل و ASTM B 36.19 برای لوله‌های استنلس استیل در جدول Schedule مشخصات ابعادی لوله ها از جمله ضخامت دیواره و وزن هر متر از لوله را برای هر رده مشخص کرده که رده ها به صورت Sch10، Sch20، Sch40، Sch60، Sch80، Sch160، Sch STD، Sch XS، Sch XXS برای لوله‌های کربن استیل و Sch5s Sch10s ،Sch40s و Sch80s برای لوله‌های استنلس استیل تقسیم می شوند. در حالت کلی هرچه رده بالاتر باشد، ضخامت دیواره و در نتیجه ی آن وزن لوله و تحمل فشار لوله بالاتر می باشد.

مزایای لوله فولادی

• یکی از اصلی ترین مزیت های لوله‌های فولادی مقاومت آن ها در برابر فشار، ارتعاش و دمای بالا می باشد.
• مقاومت به خوردگی و شیمیایی خوبی خصوصا در محیط های اسیدی و مرطوب از خود نشان می دهند. برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی لوله‌های فولادی را گالوانیزه (روی اندود) می کنند.
• در حدود 25 تا 50 سال بسته به نوع آب وهوا و نوع لوله عمر می کنند.
• می توان پس از مصرف ذوب و بازیافت کرد.
• این لوله ها دوام و استحکام بالایی نسبت به سایرین دارند.

کاربرد لوله فولادی

• صنایع نفت، گاز، پتروشیمی
• صنایع هوایی و هوافضا
• صنایع الکترونیک و برق
• صنایع دریایی و کشتی سازی
• صنایع ماشین و خودرو سازی
• صنایع معدن
• خطوط انتقال آب و گاز
• سیستم های فاضلاب
• سیستم های تاسیسات ساختمانی
• صنایع مبل و صندلی سازی
• سیستم های گرمایش و حرارت
• صنعت کشاورزی و باغبانی