لوله مانیسمان چیست؟ لوله مانیسمان به عنوان یکی از پرکاربردترین انواع لوله اتصالات، در بخش‌های مختلف صنعت، برای ذخیره و انتقالات سیالات مورد استفاده قرار می‌گیرد. لوله‌ها از حیث جنس، کاربرد، نحوه‌ی ساخت و نحوه اتصالات در دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. در سال‌های اخیر با توجه به رشد سریع ساخت و ساز و تاسیسات و تقاضای بالای صنایع، انواع لوله با افزایش حجم تولید مواجه بوده است.
لوله مانیسمان چیست؟
این نوع لوله اولین بار توسط مهندسی آلمانی به نام مانیسمان به کار رفت و در ایران با این نام شناخته شد. همان‌طور که در بالا اشاره شد، بدون درز بودن لوله‌های مانیسمان، آنها را انواع اتصالات لوله متمایز می‌کند. خط جوش در لوله‌های درزدار، حتی در شرایط ایده‌آل برای فرآیند جوشکاری، می‌تواند به عنوان نقطه شروع ترک و رشد آن عمل کند، به همین دلیل این خط از دیگر نقاط لوله استحکام کمتری داشته و ضعیف‌تر عمل می‌کند.
اما لوله مانیسمان هیچ‌گونه خط جوش یا اتصال دیگری نداشته و بدنه لوله از ساختار یکنواختی برخوردار است. در نتیجه از نظر استحکام مکانیکی، مقاومت به خوردگی، مقاومت در برابر حرارت و فشارهای بالا کیفیت بالاتری دارد و برای بخش‌هایی از صنعت که نیازمند دقت بالا در این ویژگی‌ها باشد، موفق‌تر عمل خواهد کرد.
لوله مانیسمان نوعی از لوله‌های بدون درز است که به دلیل نبود جوش در آنها کاربرد فراوانی در بخش‌هایی از صنعت که لوله درزدار نمی‌تواند پاسخگو باشد، دارد. این لوله‌ها در انواع و سایزهای متفاوتی تولید می‌شوند که البته دلیل اصلی تفاوت قیمت هرکدام نیز همین تفاوت در ضخامت و اندازه آنها می‌باشد.
تاریخچه لوله مانیسمان
تاریخچه لوله مانیسمان چیست؟ دو برادر آلمانی به نام های رِینهارد و مَکس مانیسمان، در سال 1886 موفق به تولید لوله های بدون درز شدند. آنها شرکت مانسمانMannesmann AG را در سال 1890 میلادی با هدف تولید لوله های بدون درز تاسیس و دفتر مرکزی آن را در شهر دوسلدورف آلمان مستقر نمودند. از آن پس لوله های بدون درز در ایران نیز با نام ابداع کنندگان این لوله ها شناخته می شود.
لوله های بدون درز در گذر زمان تنوع و گسترش زیادی پیدا نمودند. یکی از نزدیک ترین لوله ها به لوله ی A106 که در صنعت نفت و گاز و پتروشیمی کاربرد بسیاری دارد لوله ی A333 یا LTCS می باشد. این لوله ها برای سیال با دماهای بسیار پایین به کار می رود. از این رو به آنها لوله سرویس دماپایین هم گفته می شود.
باید اشاره کرد که لوله های بدون درز به فولادهای کربنی محدود نمی گردد و انواع لوله های بدون درز با آلیاژهای متفاوت نظیر استیل Stainless steel، دابلکسDuplex ، اینکونل، مونل و … برای کاربردهای مختلف و در شرایط سخت تر به کار می روند. کاربردهایی نظیر سکوهای استخراج گاز و میعانات گازی، صنایع هسته ای و صنایع نظامی.
در حال حاضر آنچه در بازار رایج است همان لوله های سیاه بدون درز یا لوله مانیسمان هستند که می توانند در مصارف گوناگون از جمله صنایع غذایی، دارویی، نفت و گاز و پتروشیمی و پالایشگاه ها به کار رود. گاهی برای مقاصدی مشخص این لوله ها به صورت گالوانیزه استفاده می شوند. استفاده از لوله بدون درز گالوانیزه بیشتر در ساخت تاسیسات آب رسانی به ویژه آب گرم استفاده می گردد.
معرفی انواع لوله مانیسمان
لوله مانیسمان چیست؟ لوله‌های مانیسمان که زیرمجموعه‌ای از لوله‌های فولادی محسوب می‌شوند، معمولا قطر کمی دارند و در مواردی از صنعت که قطر‌های بیشتر از این نوع لوله نیاز باشد، فرآیند تولید تغییر کرده و هزینه زیادی در برخواهد داشت. لوله مانیسمان طبق کاربرد، سایز و رده به انواع مختلفی تقسیم‌بندی می‌شود.
این لوله‌ها معمولاً در دو سایز شش و ۱۲ متری و رده‌های ۲۰، ۴۰، ۶۰، ۸۰، ۱۲۰ و ۱۴۰ تولید می‌شوند که رده‌های ۲۰ و ۴۰ نسبت به دیگر انواع موجود بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
با توجه به کارخانه تولیدی می‌توان لوله‌های مانیسمان را به انواع مختلفی تقسیم‌بندی کرد. تولید این لوله به دلیل فرآیند تولید خاصی که نیاز دارد توسط تعداد محدودی کارخانه انجام می‌گیرد. هرچند که استاندارد و کیفیت لوله تولیدی توسط این کارخانه‌ها تفاوت زیادی با هم ندارند و ضخامت و اندازه لوله عامل تعیین‌کننده در قیمت آن است.
شرکت لوله‌های دقیق کاوه ایرانیان و کارخانه نورد و لوله اهواز از جمله کارخانه‌های داخلی تولید لوله مانیسمان هستند. البته لازم به ذکر است که در برخی سایزها موجودی بازار به صورت وارداتی می‌باشد.
کاربرد لوله مانیسمان
با وجود اینکه کاربرد لوله مانیسمان نسبت به انواع دیگر لوله محدودتر است، اما در صنایع حساس استفاده شده و به کار بردن آنها بسیار مهم و حیاتی است. همان‌طور که ذکر شد ویژگی منحصر به فرد لوله مانیسمان عدم وجود درز و جای جوش و یک تکه بودن آن است که سبب افزایش مقاومت در برابر فشار شده و از ضریب اطمینان بالایی برخوردار است.
لوله‌های مانیسمان جهت خطوط فشار قوی، خطوط هیدرولیک و خطوط نفت و گاز و پتروشیمی استفاده می‌شوند. انواع لوله بدون درز با جنس فولاد ضد زنگ (استیل)، در خطوط صنایع غذایی و دارویی استفاده می‌شود. در مواردی که ماده در حال انتقال، ارزش بالایی دارد و یا نشت آن بسیار خطرآفرین باشد، از لوله مانیسمان استفاده می‌شود.
کاربرد لوله مانیسمان در لوله‌های میلی‌متری به کار رفته در بویلرها و مبدل‌ها نیز بوده که علت آن ظرافت و دقت در ابعاد لوله است. همچنین در صنعت برق به منظور ساخت برج‌های پشتیبانی خطوط انتقال برق کاربرد دارد.
استحکام بالای این لوله‌ها سبب شده که در سازه‌های فولادی نیز به کار گرفته شوند. هرچند قیمت لوله مانیسمان نسبت به دیگر لوله‌ها بالاست، با توجه به مزایایی که ذکر شد، این نوع لوله‌ها دارای طول عمر مفیدتری نسبت به انواع دیگر لوله هستند.
مراحل تولید لوله مانیسمان چگونه است؟
- در اولین مرحله ساخت لوله مانیسمان، شمش فولادی را به عنوان ماده اولیه تولید، بنا به درخواست مشتری به ابعاد گوناگون برش می‌دهند. در ادامه شمش‌های برش داده‌شده را داخل کوره‌هایی گرم می‌کنند تا به درجه حرارت مناسب جهت شکل‌دهی برسند.
- در مرحله بعد در حین عبور شمش‌ها از میان دو غلتک به جهت گرد کردن تدریجی شمش‌ها، سنبه‌ای نوک تیز جهت سوراخ‌زنی (لخ‌پرس) و ایجاد شکل لوله از سمت سطح مقطع وارد شمش‌ها می‌شود.
- در ادامه با استفاده از دستگاهی موسوم به الانگاتور، فولاد گرم شده مجددا از بین دو غلتک عبور داده تا همزمان با گردتر شدن سطح مقطع، طول لوله افزایش می‌یابد.
- اصلی‌ترین مرحله‌ی تولید مانیسمان، شلیک سنبه است که سنبه‌ای به طول ۱۲ متر را داخل شمش فولادی شلیک می‌شود.
- در ادامه اگر لوله مقدار کمی تاب داشته باشد، صاف و یکدست شده و عملیات تاب‌گیری انجام می‌شود.
- سپس در مرحله آزاد‌سازی سمبه، سمبه داخل لوله از آن جدا می‌گردد.
- در مرحله کروی‌کردن سر و ته لوله گرفته می‌شود و سر لوله به حالت گرد درمی‌آید.
- در نهایت جهت رسیدن به طول مورد نظر، لوله تحت کشش قرار می‌گیرد.
- مرحله سرد کردن لوله با آب، اندازه‌گیری طول نهایی لوله که معمولا ۶ یا ۱۲ متری است و مرحله آزمایش یا تست با استفاده از تجهیزات الکترونیکی جهت تضمین کیفیت لوله، از جمله مراحل پایانی است.
- در پایان، مرحله‌ی کونیک‌شدن دو سر لوله جهت تسهیل در امر جوشکاری و سپس پولیش‌کاری با استفاده از یک روغن مخصوص به منظور جلوگیری از خوردگی لوله مانیسمان انجام می‌شود.
- در نهایت لوله‌ها بسته‌بندی شده و آماده بارگیری می‌گردد.
- نکته قابل ذکر این است که تولید لوله مانیسمان از مقاطع چهارگوش نیز امکان پذیر است. اما باعث بالا رفتن هزینه تولید می‌گردد.
تست‌هایی که بر روی لوله مانیسمان انجام می‌شوند چه هستند؟
اگر قصد خرید لوله مانیسمان را دارید حتماً از فروشنده نتایج تست‌های زیر را بخواهید. این نتایج می‌تواند کیفیت محصول خریداری شده را تضمین کند. بر روی لوله مانیسمان تست‌های زیر انجام می‌شود:
-
تست سختی لوله مانیسمان
در انجام تست سختی باید تمام مشخصات مکانیکی لوله مانیسمان را در نظر بگیرید. به خاطر داشته باشید که فرایند تولید و برش‌کاری می‌تواند بر مشخصات مکانیکی ماده اولیه که استنلس استیل است تأثیر بگذارد. همچنین در انجام تست سختی عملکرد و کیفیت لوله را نیز فراموش نکنید.
برای انجام تست سختی دستگاه تستر روی سطح لوله قرار داده می‌شود تا میزان تورفتگی و سایز آن را اندازه‌گیری کند. این تست سریع و آسان است اما برای برخی لوله‌ها که دارای ناهمواری‌های سطحی هستند یا رنگ آنها تیره باشد توصیه نمی‌شود.
در حال حاضر سه نوع تست سختی وجود دارد:
- Luo
- Cloth
- Victoria
این تست‌ها با سه دستگاه راکول (Rockwell)، برنیل (Brinell) یا ویکرز (Vickers) صورت می‌گیرند که به ترتیب توانایی اندازه‌گیری مقادیر سختی HRB، HB یا HV را دارند. نیازی به انجام هر سه تست نیست و نتایج تست سختی با یکی از این سه دستگاه کفایت می‌کند. البته خوب است این نکته را بدانید که دستگاه راکول نتایج دقیق‌تری دارد. در نظر داشته باشید که هزینه تست سختی برای لوله‌های مانیسمان ضخیم پایین‌تر خواهد بود.
-
تست کشش لوله مانیسمان
برای انجام تست کشش، دستگاهی لوله نمونه را تا حد شکستن می‌کشد. طی این فرایند دستگاه تستر امکان اندازه‌گیری برخی مشخصات فیزیکی ازجمله استحکام کششی، استحکام عملکرد و میزان کشیدگی را خواهد داشت.
-
تست فشار لوله مانیسمان
برای انجام این تست دستگاهی مخروطی شکل را داخل نمونه لوله مانیسمان می‌کنند. سپس دستگاه را منبسط کرده و لوله باید 5 ثانیه فشار ناشی از این انبساط را تحمل کند. درنهایت نباید هیچ‌گونه تَرک قابل‌مشاهده‌ای روی سطح لوله‌ها به وجود بیاید.
تست فشار را اغلب از ضعیف‌ترین قسمت لوله می‌گیرند و متوسط فشار قابل‌تحمل برای لوله مانیسمان 2.45 مگا پاسکال است.
-
تست خوردگی لوله مانیسمان
یکی از ویژگی‌های قابل‌توجه لوله‌ها تحمل آنها در برابر خوردگی است. در این آزمایش اسید نیتریک استفاده می‌شود. غلظت اسید نیتریک به‌کاررفته به ترکیب فولاد مورد استفاده در ساخت لوله بستگی دارد.
جمع‌بندی
با توجه به مطالب ذکر شده در این مقاله از گروه صنعتی فانو می‌بینیم که لوله مانیسمان چیست؟ با توجه به کاربرد حساسی که در صنایع تحت فشار دارد، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. یکدست بودن و عدم وجود درز و خط جوش در لوله مانیسمان سبب افزایش استحکام و مقاومت به تغییرات دمایی و خوردگی و همچنین بیشتر بودن طول عمر مفید آن شده است.
روش‌های مختلف تولیدی با توجه به تجهیزات و انرژی که نیاز دارند، منجر به اختلاف قیمت انواع لوله‌های مانیسمان می‌شوند. لازم است با توجه به کاربرد، میزان فشار، دما و شرایط کاری مورد نظر، درست‌ترین نوع، سایز و استاندارد برای لوله مانیسمان انتخاب شود.
