لوله سیاه درزدار (welded pipe) یا لوله با درز جوش زیر مجموعه لوله‌های فولادی است و با نام لوله صنعتی یا سنگین نیز در بازار محصولات فولادی شناخته می‌شود. لوله درزردار صنعتی، استوانه‌ای توخالی متشکل از ورقی پیچیده شده است که از آن برای انتقال مواد یا رابط در ساختمان یا در سایر صنایع استفاده می‌گردد. این لوله ها به دلیل اینکه یک سطح رنگ تیره دارد که توسط اکسید آهن در طول فرآیند تولید شکل می‌گیرد،لوله فولادی سیاه نامیده می‌شود.
این محصول بر اساس استانداردهای ملی و بین المللی (DIN 2440) با کاربردهای متنوع از ورق نورد گرم تولید و به بازار عرضه می‌شود. همان طور که کاربردهای صنعتی طی چند دهه اخیر تکامل فراوانی داشته، به همان نسبت محصولات لوله ای (piping) نیز لزوما باید با این پیشرفت صنعت همگام و هماهنگ باشند. تا انتهای این مقاله از فانو با ما همراه باشید.
لوله درز دار سیاه چیست؟
لوله‌های درز دار در انتقال سیالات با فشار پایین و همچنین انتقال سیالات در سایز‌های بالا تر از ۲۴ اینچ میباشد که عموما به سه روش زیر تولید می‌گردند:
- لوله درز ماهیچه ای مستقیم EFW) Electric Fusion Welded)
- لوله درز جوش به صورت اسپیرال SAW) Submerged Arc Welded)
- لوله درز مخفی ERW) Electric Resistance Welded )
EFW روشی از تولید لوله درزدار میباشد که که از آن در تولید لوله‌های درز مستقیم و یا درز مخفی استفاده می شود. روش دیگری نیز برای تولید لوله درزدار نیز وجود دارد که به اختصار به آن ERW می گویند.
در این روش با ایجاد آمپر بالا توسط دستگاه الکتریکی جوش باعث به وجود آمدن حرارت در لبه‌های درز جوش شده و باعث ذوب شدن این لبه ها می شود که در نهایت منجر به جوش خوردن دو لبه اتصال می‌گردد که اصطلاحا” به این روش جوشکاری لب به لب” نیز می‌گویند و نیازبه هیچگونه الکترود ندارد.
یکی دیگر از روش‌های جوشکاری که در صنعت کاربرد زیادی دارد روش زیر پودری است که در اصطلاح به آن SAW نیز گفته می‌شود. این روش خود به دو نوع LSAW و SSAW تقسیم می شود. لوله‌های مانیسمان هم از نوع لوله سیاه درزدار میباشد که در تولید آنها از روش SSAW استفاده می شود.
روش‌های جوشکاری لوله درزدار و کاربردهای آن
روش‌های جوشکاری لوله درزدار و کاربردهای آن:
- لوله‌درزدار با قوس الکتریکی
- لوله‌درزدار با مقاومت الکتریکی با فرکانس بالا یا فرکانس پایین
- انواع لوله درزدار گاز
- لوله‌درزدار کوره
- لوله باندی
انواع لوله فولادی درزدار مقاومت الکتریکی در تولید ماشین‌آلات، لوله درزدار کوره برای لوله گاز آب و لوله درزدار با قوس الکتریکی برای حمل مستقیم فشار مستقیم نفت و گاز و لوله درزدار مارپیچی برای انتقال نفت و گاز و شمع لوله و غیره استفاده می‌شود. در واقع این جوشکاری‌ها در تولید لوله‌های صنعتی کاربرد دارند.
مراحل تولید لوله درز دار سیاه
برای تولید لوله های درز دار باید مراحل زیر طی شوند:
-
برش لوله درز دار :
برای تولید لوله های درز دار باید مواد اولیه (در اینجا ورق های فولادی کویل شکل) بر اساس خواسته مشتری برش داده شوند.
-
گرمادهی :
در این مرحله کویل درون کوره هایی با حرارت بالا قرار داده می شود. حرارت این کوره ها به حدی بالا است که فولاد به دمای ذوب می رسد.
-
سامانه لخ پرس :
سپس باید با استفاده از دستگاهی به نام لخ پرس فولاد را به شکل یک پوسته یا لوله توخالی سوراخ کرد.
-
دستگاه اللنگاتور :
در مرحله بعد باید فولادی که تحت حرارت قرار گرفته است به شکل گرد دربیاید. این کار با استفاده از دستگاه النگاتور صورت می گیرد.
-
شلیک سمبه لوله درز دار :
در این مرحله که یکی از مراحل قابل توجه در ساخت لوله بدون درز است یک سمبه درون کویل فولادی شلیک می شود. این سمبه طولی نزدیک به 12 متر دارد و با سرعت بسیار بالا شلیک می شود.
-
تاب گیری :
اگر لوله های فولادی در طی فرآیند تولید تاب برداشته باشند در این مرحله بررسی و صاف خواهند شد.
-
جداسازی سمبه :
در این مرحله باید سمبه 12 متری که در مراحل قبل درون لوله شلیک شده بود را از آن جدا کنند.
-
مرحله کروی در تولید لوله درز دار :
ابتدا و انتهای فولادی در این زمان به شکل نوک تیز هستند. به همین دلیل هم در این مرحله ابتدا و انتهای لوله ها بریده شده و لوله سیاه شکل گرد پیدا خواهد کرد.
-
مرحله کشش :
برای رسیدن به ضخامت و ابعاد دلخواه باید در این مرحله لوله ها کشیده شوند. حداکثر طولی که لوله ها بعد از فرآیند کشش پیدا می کنند 24 متر است.
-
مرحله سرد کردن لوله درز دار :
سپس باید لوله های فولادی که پیش از این تحت حرارت قرار گرفته بودند خنک شوند.
-
مرحله اندازه گیری لوله درز دار :
در این مرحله هم با توجه به سفارش مشتری باید لوله ها را برش داد
-
مرحله آزمایش یا تست :
در این مرحله باید ضایعات موجود را شناسایی کرد. این کار معمولا به وسیله کامپیوتر صورت می گیرد.
-
مرحله کونیک شدن دو سر لوله :
منظور از کونیک شدن استفاده از دستگاهی به نام کونیک برای صاف کردن ابتدا و انتهای لوله است. این کار برای اینکه عملیات جوشکاری ساده تر انجام شود صورت می گیرد.
-
پولیش زدن :
در این مرحله لوله های فولادی درز دار را با استفاده از یک نوع روغن پولیش می زنند. پولیش زدن باعث می شود لوله ها ظاهر بهتری پیدا کنند و مقاومت آنها در برابر زنگ زدن و پوسیدگی هم بالاتر می رود.
-
بستن لوله درز دار :
درنهایت نوبت به بسته بندی لوله سیاه درزدار می رسد. بسته های این لوله ها که حالتی شش ضلعی دارند باید با استفاده از تسمه محکم شده و برای مشتری ارسال شوند.
فرایند تولید لوله‌های درزدار
- Electric Resistance Welded- ERW
- High Frequency Induction (HFI) Welded Pipe
- Electric Resistance Welded- ERW
دستگاه الکتریکی جوش، در آمپرهای بالا منجر به ایجاد حرارت در لبه لوله شده و با حرارت بیشتر لبه‌ها به هم جوش می‌خورند و متصل می‌شوند. در این روش از الکترود استفاده نمی‌شود.
High Frequency Induction (HFI) Welded Pipe
با عبور برق فرکانس بالا درلبه‌ها حرارت خیلی زیادی ایجاد می‌شود و این خود باعث می‌شود تا لبه‌ها به هم جوش بخورند. این روش کیفیت بالاتری نسبت به قبلی دارد. این نوع لوله‌ها در فشارهای پایین قابل استفاده هستند و در فشارهای بالاتر لوله‌های مانیسمان به کار می‌روند. در ادامه روش ERW به اختصار توضیح داده می‌شود:
فرایند تولید لوله ERW(Electric Resistance Welded)
فرآیند تولید لوله سیاه درزدار به‌طور کلی شامل مراحل زیر است:
- برش: در این مرحله فولاد خام را با توجه به سفارش مشتری در اندازه‌های مختلف برش می‌دهند.
- حرارت دادن: فولادهای بریده شده را در داخل کوره قرار می‌دهند تا بر اثر حرارت سرخ شوند.
- سوراخ کردن: فولاد حرارت دیده را با یک دستگاه مخصوص سوراخ می‌کنند.
- گرد کردن: در این مرحله حاصل مرحله قبلی را با یک دستگاه به صورت گرد در می‌آورند.
- سمبه: در این مرحله یک سمبه به سمت فولاد با سرعت خیلی زیاد پرتاب می‌شود.
- تاب گیری: در این مرحله لوله را صاف و صیقلی می‌کنند و تاب و کجی آن را از بین می‌برند.
- جدا کردن سمبه: در این مرحله سمبه از داخل لوله جدا می‌شود.
- گرد کردن: ابتدا و انتهای لوله را می‌گیرند و آن را از حالت تیزی در می‌آورند و لوله حالتی گرد به خود می‌گیرد.
- کشش: لوله در این مرحله تا 24 متر کشیده می‌شود.
- سرد کردن لوله: با کمک آب و دیگر روندها لوله خنک می‌شود.
- اندازه گیری: لوله‌ها عموما در اندازه‌های 6 متری برش داده شده اما براساس سفارش مشتری نیز در هر اندازه دیگری بریده می‌شوند.
- آزمایش کردن: با کمک برنامه‌های نرم‌افزاری لوله را تست می‌کنند تا مواد زائد و ضایعات از آن جدا شوند.
- مسطح کردن دو سر لوله: با یک دستگاه به خصوص دو سر لوله صاف می‌شود تا جوشکاری راحت‌تر انجام شود.
- پولیش کاری: در این مرحله لوله با استفاده از روغن مخصوص پولیش می‌شود تا اکسید نشود.
- بسته‌بندی: لوله‌ها در این مرحله بسته‌بندی و بارگیری می‌شوند.
نتیجه‌گیری
لوله سیاه درزدار یا درز جوش از طریق خم کردن صفحات و ورق‌های فولادی و اتصال دو طرف آنها از طریق جوشکاری تولید می‌شوند. روش‌های مختلفی برای تولید این لوله‌ها وجود دارند که هریک مزایا و معایب خود را دارند و بر کارایی و اثربخشی لوله تاثیر می‌گذارند. در تمامی این روش‌های نقطه مشترک این است که لوله حداقل نشت را داشته باشد و بتواند مواد مختلفی را انتقال دهد.
