لوله‌های فولادی اسپیرال در صنایع نفت و پتروشیمی نقش بسیار مهمی دارند و به طور گسترده‌ای برای انتقال مایعات و گازها مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عبارت ساده‌تر، لوله اسپیرال به لوله‌ای با درز جوش مارپیچی اطلاق می‌شود که معمولاً از جنس استیل ساخته می‌شود. این لوله‌ها در انواع مختلفی طراحی و تولید می‌شوند تا با توجه به نیازهای خاص و شرایط کاری در صنایع مختلف، پاسخگوی نیازها باشند. در گذشته، کاربرد لوله‌های اسپیرال عمدتاً محدود به صنایع نفت و گاز بود؛ اما با پیشرفت تکنولوژی و تولید این لوله‌ها با کیفیت بالا، امروزه شاهد استفاده از آن‌ها در سایر صنایع نیز هستیم.
لوله اسپیرال استیل چیست؟
لوله‌های اسپیرال از ورق‌های استیل ساخته می‌شوند که به صورت مارپیچ شکل گرفته و درز آن‌ها با جوشکاری متصل می‌شود. این لوله‌ها دارای خط جوش مارپیچی در طول خود هستند که به آن‌ها امکان تولید با قطرهای بزرگ و طول‌های بلند را می‌دهد. در این فرآیند، دو لبه ورق استیل که در کنار هم قرار می‌گیرند، جوش داده می‌شوند تا لوله اسپیرال شکل بگیرد.
روش تولید لوله اسپیرال چیست؟
تولید لوله‌های فولادی اسپیرال به دو روش اصلی انجام می‌شود که عبارت‌اند از:
- روش تک مرحله‌ای
- روش دو مرحله‌ای
در روش تک مرحله‌ای، تولید لوله‌ها با سرعتی بین 1 تا 3 متر در دقیقه صورت می‌گیرد که نسبت به روش دومرحله‌ای کمتر است. این روش شامل سه مرحله است:
- آماده‌سازی ورق استیل: در این مرحله، ابتدا و انتهای ورق با زاویه خاصی بریده می‌شود تا لبه‌های لوله نهایی تمیز و مرتب باشند.
- شکل‌دهی ورق: ورق استیل به کمک غلتک‌ها به شکل مارپیچ در می‌آید.
- جوشکاری: لبه‌های ورق به یکدیگر متصل و جوش داده می‌شوند. در اینجا از تکنولوژی جوشکاری زیرپودری استفاده می‌شود و ابتدا لبه داخلی و سپس لبه خارجی جوشکاری می‌شود.
در روش دو مرحله‌ای، سرعت تولید بسیار بالاتر است و حدود 12 متر لوله در هر دقیقه تولید می‌شود. این روش شامل یک مرحله اضافی است:
- آماده‌سازی و شکل‌دهی ورق: مشابه روش تک مرحله‌ای، ورق به شکل مارپیچ درمی‌آید.
- جوشکاری همزمان: در این مرحله، چند دستگاه به طور همزمان از داخل و خارج لبه‌ها را جوشکاری می‌کنند. مانند روش قبلی، جوشکاری نیز به صورت زیرپودری انجام می‌شود.
به دلیل استفاده از چند دستگاه در روش دو مرحله‌ای، راندمان تولید این روش بیشتر از روش تک مرحله‌ای است.
مزایا و معایب لوله اسپیرال چیست؟
لوله‌های اسپیرال به دلیل استفاده از ورق استیل در ساختار خود، دارای یکنواختی و خواص مکانیکی مطلوبی هستند که آن‌ها را برای کاربرد در صنایع مختلف مناسب می‌سازد. فرآیند شکل‌دهی ورق استیل به گونه‌ای است که این لوله‌ها می‌توانند تحت فشار داخلی بیشتری نسبت به لوله‌های درز مستقیم قرار بگیرند. این ویژگی به دلیل این است که جوش مارپیچ در شرایط عملیاتی تحت فشار کمتری قرار می‌گیرد.
یکی از مزایای مهم لوله‌های اسپیرال، قابلیت تولید آن‌ها در طول‌های زیاد و قطرهای مختلف است. این لوله‌ها به راحتی می‌توانند در اندازه‌های بزرگ تولید شوند و زمان تولید آن‌ها نسبت به سایر روش‌های ساخت لوله کمتر است. ساختار مارپیچ این لوله‌ها باعث افزایش مقاومت در برابر رشد ترک‌های طولی و همچنین انعطاف‌پذیری بیشتر آن‌ها می‌شود که نصب آن‌ها را در محل‌های مورد نظر آسان‌تر می‌کند.
| مزیت | توضیحات |
| استحکام بالا تحت فشار | لوله‌های اسپیرال نسبت به لوله‌های درز مستقیم تحت فشار داخلی بیشتری مقاومت دارند. |
| قابلیت تولید طول‌های زیاد | این لوله‌ها به راحتی در طول‌های زیاد و قطرهای مختلف قابل تولید هستند. |
| زمان تولید کمتر | فرآیند ساخت لوله‌های اسپیرال سریع‌تر از لوله‌های ساخته شده با روش‌های دیگر است. |
| انعطاف‌پذیری بالا | ساختار مارپیچ این لوله‌ها به آن‌ها انعطاف‌پذیری بیشتری می‌دهد که نصب آن‌ها را آسان‌تر می‌کند. |
| مقاومت در برابر رشد ترک‌ها | طراحی مارپیچ لوله‌ها باعث می‌شود که احتمال رشد ترک‌های طولی کاهش یابد |
لوله‌های اسپیرال معایبی نیز دارند. یکی از مشکلات ممکن است دوپهن شدن مقطع لوله باشد که منجر می‌شود به شکل بیضی درآید. همچنین، به دلیل نوع نورد ورق استیل، احتمال چروکیدگی در این لوله‌ها وجود دارد. یکی دیگر از چالش‌ها در تولید لوله‌های اسپیرال، تراز کردن دستگاه جوشکاری با درز لوله است. عدم تراز بودن دستگاه می‌تواند عیوبی در لوله‌ها ایجاد کند و بنابراین بازرسی‌های بعد از تولید برای اطمینان از کیفیت لوله‌ها ضروری می‌شود.
| معایب | توضیحات |
|---|---|
| دوپهن شدن مقطع لوله | در برخی موارد، لوله‌ها ممکن است به شکل بیضی درآیند که به دلیل دوپهن شدن مقطع است. |
| احتمال چروکیدگی | به دلیل فرآیند نورد ورق استیل، احتمال چروکیدگی در لوله‌های اسپیرال وجود دارد. |
| چالش در تراز کردن دستگاه جوشکاری | دستگاه جوشکاری باید دقیقاً تراز باشد؛ در غیر این صورت، ممکن است عیوبی در لوله‌ها ایجاد شود. |
| نیاز به بازرسی دقیق | به دلیل مشکلات ممکن در فرایند تولید، نیاز به بازرسی‌های بعد از تولید برای اطمینان از کیفیت لوله‌ها وجود دارد. |
کاربرد لوله اسپیرال چیست؟
لوله‌های فولادی اسپیرال به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردشان در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی کاربرد گسترده‌ای دارند. این لوله‌ها به ویژه برای انتقال سیالاتی مانند نفت و گاز بسیار کارآمد هستند و همچنین برای انتقال آب به مناطق مختلف نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.
علاوه بر صنایع نفت و گاز، لوله‌های اسپیرال در ساختمان‌ها به عنوان کانال‌های تهویه هوا نیز کاربرد دارند. صنایع برق، آب و فاضلاب، کشاورزی و ساخت و ساز از دیگر حوزه‌هایی هستند که می‌توانند از لوله‌های فولادی اسپیرال در اندازه‌های مختلف بهره‌برداری کنند.
یکی از انواع پرطرفدار لوله‌های اسپیرال، لوله استیل است که به دلیل مقاومت بالای خود در برابر خوردگی، به ویژه در شرایط خاص، مورد توجه قرار گرفته است. این لوله‌ها به طور خاص برای کانال‌های تهویه در ابعاد بزرگ طراحی شده‌اند و در صنایع پالایش و فرآوری نیز کاربرد دارند، به خصوص زمانی که سیالات منتقل شده دارای خاصیت خورندگی بالایی باشند.
تمیز کردن سطح لوله اسپیرال چیست؟
پس از انجام فرآیندهای شکل‌دهی و جوشکاری برای تولید لوله‌های اسپیرال، لازم است که گریس، گرد و غبار و سرباره‌های ناشی از جوشکاری (گل جوش) از روی سطح لوله‌ها پاک شوند. یکی از روش‌های مؤثر برای تمیز کردن این لوله‌ها، استفاده از اسیدشویی است. با این روش، علاوه بر حذف آلودگی‌های سطحی، می‌توان اکسیدهایی که روی لوله‌ها تشکیل شده‌اند را نیز از بین برد.
استاندارد لوله اسپیرال چیست؟
استانداردهای لوله اسپیرال شامل جنبه‌های مختلفی هستند که در فرآیند تولید و انتخاب مواد اولیه اهمیت دارند. این جنبه‌ها شامل موارد زیر می‌باشند:
- انتخاب مواد اولیه: برای انتخاب متریال مناسب، استانداردهای مختلفی وجود دارد که عبارت‌اند از:
- IS 3589
- DIN 2458
- API 5L
- IS 1239
- BS 1387
- EN 10217
- محدوده قطر خارجی: استانداردها مشخص می‌کنند که چه دامنه‌ای از قطرهای خارجی برای لوله‌های اسپیرال مجاز است.
- محدوده ضخامت دیواره: ضخامت دیواره لوله‌ها نیز تحت استانداردها تعیین می‌شود تا مقاومت و استحکام لازم را فراهم کند.
- طول لوله: طول استاندارد لوله‌ها باید مطابق با نیازهای پروژه و الزامات فنی باشد.
- بازرسی‌های پس از تولید: استانداردها همچنین روش‌های بازرسی و کنترل کیفیت پس از تولید لوله‌ها را مشخص می‌کنند تا اطمینان حاصل شود که محصولات نهایی مطابق با الزامات فنی و ایمنی هستند.
این موارد به طراحان و تولیدکنندگان کمک می‌کند تا لوله‌های اسپیرال با کیفیت بالا و مطابق با نیازهای پروژه‌ها تولید کنند.
سخن پایانی
در این مقاله به بررسی جامع لوله‌های اسپیرال پرداخته‌ایم. تولید لوله به روش اسپیرال به دلیل ویژگی‌های مکانیکی برجسته و کیفیت سطحی عالی که از استفاده از ورق استیل حاصل می‌شود، به سرعت در حال گسترش است. این لوله‌ها نه تنها از نظر استحکام و دوام قابل توجهی برخوردارند، بلکه به دلیل طراحی منحصر به فرد خود، قابلیت استفاده در طیف وسیعی از کاربردها را دارند. با توجه به این ویژگی‌ها، این نوع لوله‌ها به تدریج جایگاه ویژه‌ای در بازار پیدا کرده‌اند و انتظار می‌رود که روند رشد آن‌ها در آینده ادامه یابد.