لوله مانیسمان چیست وچه کاربری در صنایع مختلف دارد؟

لوله مانیسمان چیست؟ لوله مانیسمان چه ویژگی ها و کاربردهایی دارد؟ لوله مانیسمان از انواع لوله های فولادی است که در اصطلاح بازاری به مانسمان معروف است، نوعی لوله بدون درز (Seamless) می باشد که در صنایع حساس کاربرد دارد. این لوله برای اولین بار در آخر قرن ۱۹ به صنعت عرضه و نام آن از مخترعانش (برادران مانیسمان) نام گذاری شده است. لوله مانیسمان اولین نوع لوله بدون درزی می باشد که وارد کشور شده است.

پیشنهاد مطالعه: برای کسب اطلاعات بیشتر درباره انواع لوله های فولادی و کاربرد آن ها در صنایع، مقاله “لوله فولادی چیست و در کدام صنایع قابل استفاده است؟” را مطالعه نمایید.

مواد اولیه برای ساخت این نوع از مقاطع فولادی، به شکل شمش می باشد که از طریق حرارت، کشش، غلطک، عبور از زره و همچنین روش های گریز از مرکز به محصول نهایی تبدیل می شود. شیوه های خاصی که برای تولید این نوع لوله به کار گرفته می شود، سبب می شود قیمت لوله مانیسمان از دیگر لوله های موجود در بازار گران تر باشد.

برای آگاهی و کسب اطلاعات بیشتر با ادامه مقاله با آهن ملل همراه باشید.

لوله مانیسمان چیست؟

لوله مانیسمان یکی از انواع لوله های بدون درز است که به دلیل نبودن جوش در آن ها کاربرد زیادی در بخش هایی از صنعت که لوله درزدار نمی تواند پاسخگو باشد، دارد. این لوله ها در انواع و سایزهای مختلفی تولید می شوند که البته دلیل اصلی تفاوت قیمت هرکدام نیز همین اختلاف در ضخامت و اندازه آن ها می باشد. لوله های مانیسمان که زیرمجموعه ای از لوله های فولادی محسوب می شوند، معمولا قطر کمی دارند و در مواردی از صنعت که قطر های بیشتر از این نوع لوله نیاز باشد، فرآیند تولید تغییر کرده و هزینه زیادی در برخواهد داشت.

لوله مانیسمان طبق کاربرد، سایز و رده لوله به انواع مختلفی تقسیم می شود. این لوله ها معمولاً در دو طول شش و ۱۲ متری و رده های ۲۰، ۴۰، ۶۰، ۸۰، ۱۲۰ و ۱۴۰ ساخته می شوند که در این بین لوله مانیسمان رده ۲۰، لوله مانیسمان رده ۴۰ و لوله مانیسمان رده ۸۰ نسبت به دیگر انواع موجود بیشتر استفاده می شوند. این رده از لوله های مانیسمان شباهت ها و تفاوت هایی نسبت به هم دارند.

بیشتر بخوانید: برای کسب اطلاعات بیشتر درباره تفاوت لوله مانیسمان رده ۴۰ و رده ۸۰، مقاله “تفاوت‌های لوله مانیسمان رده ۴۰ و رده ۸۰” را را مطالعه نمایید.

فرآیند تولید لوله مانیسمان چگونه است؟

مانیسمان، صنعت گر آلمانی در سال های پایانی قرن نوزدهم لوله بدون درز را با روش منحصر به فرد خود تولید کرد. این روش در کنار دیگر روش ها، زیرمجموعه ای از فرآیند های تولید لوله بدون درز محسوب می شود. در این روش تولید، با استفاده از دو غلتک نورد و یک ماندرل سوراخ کاری، بیلت های استوانه ای به پوسته های توخالی استوانه ای تبدیل می شوند. از گذشته تا امروز این روش سیر تکاملی خود را طی کرده و امروزه به روش های مختلفی تولید می شود که منجر به اختلاف قیمت لوله مانیسمان در انواع مختلف شده است.

به طور کلی برای تولید لوله های بدون درز فولادی یا لوله مانیسمان از دو فرآیند زیر استفاده می کنند:

۱- روش نورد متقاطع

۲- روش اکستروژن (سنبه کاری چرخشی)

این دو روش مخصوص لوله های بدون درز مانیسمان است که در مقاله روش تولید لوله مانیسمان با جزئیات به آن ها پرداخته ایم.

سایر روش های تولید لوله بدون درز، برای لوله های غیر فولادی (مانند لوله های پلاستیکی) و به سه روش زیر است.

• سنبه کاری چرخشی
• ریخته گری به وسیله نیروی گریز از مرکز
• ریخته گری پاششی

فرآیند تولید به روش سنبه کاری چرخشی

در این روش ابتدا شمش طبق سفارش مشتری در ابعاد گوناگون برش داده می شود. بعد از اینکه شمش ها داخل کوره قوسی با سوخت گاز، به اندازه کافی حرارت دید، سطح مقطع آن به وسیله دستگاهی به نام الانگیتور گرد می شود. سپس درون آن با استفاده از یک سنبه (ماندرل) خالی می شود.

تاب گیری لوله به خاطر یک دست کردن لوله انجام گرفته می شود و سنبه داخل لوله از آن جدا می شود. در مرحله بعدی سر و ته لوله گرفته شده تا از حالت بُرنده به حالت گرد در آید. بعد از عملیات کشش که معمولا تا ۲۴ متر انجام و سردکاری که معمولا توسط آب و با فرآیندی مخصوص صورت می گیرد، لوله به طول های مورد نظر برش داده می شود. در نهایت تست هیدرواستاتیک روی نمونه ها انجام می شود و در صورتی که قصد ارسال لوله به خارج کشور وجود داشته باشد، روی سطح لوله پوشش روغن ایجاد می کنند تا از خوردگی آن جلوگیری شود.

مرحله آخر بسته بندی و بارگیری لوله هاست. در این روش معمولا محصول نهایی ضخامت بالا و طول زیادی خواهد داشت. به منظور کاهش ضخامت لوله های مانیسمان در حال تولید، از روش نورد کردن استفاده می شود که می تواند با استفاده از ماندرل داخلی و یا غلتک پیلگر در کنار ماندرل داخلی انجام شود.

پروسه تولید به روش ریخته گری گریز از مرکز

هنگامی که به لوله های بدون درز با طول کوتاه و ضخامت زیاد نیاز داشته باشید از این روش استفاده می شود. همچنین در مواردی که به خواص گرادیانی در راستای شعاع لوله نیاز باشد، تنها از این روش می شود استفاده کرد. در این روش از یک قالب چرخنده که با سرعت بالایی در حال حرکت است استفاده می شود. اول فلز مذاب به داخل قالب دوار بریزید و با توجه به وارد شدن نیروی گریز از مرکز، مذاب به قسمت خارجی قالب متمایل و فرآیند انجماد از دیواره قالب شروع می شود.

پروسه تولید به روش ریخته گری پاششی

در این روش مواد مذابی که قرار است بدنه لوله را تشکیل دهند در محفظه ای حاوی نیتروژن قرار می گیرند و با چرخش یک میله، روی آن پاشیده می شود. قطر این میله، ضخامت داخلی لوله را تعیین می کند. با کنترل مقدار مواد مذاب پاششی می توان ضخامت دیواره لوله تولیدی را کنترل کرد.

کاربرد لوله مانیسمان

با وجود اینکه کاربرد لوله مانیسمان نسبت به انواع دیگر لوله محدودتر می باشد، اما در صنایع حساس استفاده می شود و به کار بردن آن ها مهم است. همان طور که ذکر شد ویژگی منحصر به فرد لوله مانیسمان عدم وجود درز و جای جوش و یک تکه بودن آن است که باعث افزایش استقامت در برابر فشار شده و از ضریب اطمینان بالایی برخوردار است. لوله های مانیسمان مسیرخطوط فشار قوی، خطوط هیدرولیک و خطوط نفت و گاز و پتروشیمی استفاده می شوند.

انواع لوله بدون درز با جنس فولاد ضد زنگ (استیل)، در خطوط صنایع غذایی و دارویی استفاده می شود. در مواردی که ماده در حال انتقال، ارزش بالایی دارد و یا نشت آن بسیار خطرآفرین باشد، از لوله مانیسمان استفاده می شود. کاربرد لوله مانیسمان در لوله های میلی متری به کار رفته در بویلرها و مبدل ها نیز بوده که علت آن ظرافت و دقت در ابعاد لوله است.

همچنین در صنعت برق به منظور ساخت برج های پشتیبانی خطوط انتقال برق کاربرد دارد. استحکام بالای این لوله ها باعث شده که در سازه های فولادی نیز به کار گرفته شوند. با اینکه قیمت لوله مانیسمان نسبت به دیگر لوله ها بالاست، با توجه به مزایایی که ذکر شد، این نوع لوله ها دارای طول عمر مفیدتری نسبت به انواع دیگر لوله است.

توجه! اگر با نام لوله API آشنا هستید بهتر است به این نکته توجه کنید:

در بین تمامی انواع لوله های درزدار، لوله API به دلیل آلیاژ ورق استفاده شده در ساخت آن، ضخامت بالای لوله و مخفی بودن درز، شباهت بیشتری به لوله مانیسمان دارد. اما با این حال لوله API همچنان یک لوله درزدار است و نمی توان آن را به جای لوله بدون درز استفاده کرد. بنابراین در کاربردهایی که لوله مانیسمان نیاز است، استفاده از لوله درزدار API صحیح نمی باشد. اگر می خواهید در مورد شباهت ها و تفاوت های لوله مانیسمان و لوله API بیشتر بدانید، مقاله تفاوت لوله مانیسمان و لوله API را بخوانید.

مشخصات لوله های مانیسمان

امروزه تهیه لوله های مانیسمان در داخل کشور از کارخانه های داخلی و خارجی صورت می گیرد. اما همه آن ها مشخصات فنی یکسانی دارند که از استاندارد ساخت ASME B36.10 برای لوله های فولادی و استاندارد ساخت ASME B36.19 برای لوله های استیل بهره می برند. طبق این استانداردها برای هرکدام از ویژگی ها و مشخصات لوله های مانیسمان بازه ای تعریف شده که محصول نهایی باید از آن تبعیت کند. یکی از این ویژگی ها فشار کاری لوله است.

فشار کاری لوله های مانیسمان با توجه به سایز، ضخامت و دمای کاری آن تعریف می شود. ولی با توجه به اینکه در یک دما و سایز خاص، این فشار برای تمام لوله ها مقدار یکسانی است، می توان این مشخصه را مورد بررسی قرار داد. برای لوله های مانیسمان با ضخامت یک تا ۱۰ اینچ، و در دماهای مختلف میزان این فشار کاری در جداول استاندارد مربوطه آمده است. از دیگر مشخصات لوله های مانیسمان، ضخامت و یا در اصطلاح فنی، رده آن است. ضخامت ها نیز بر اساس استاندارهای مختلفی تولید می شوند. رده های با ضخامت ۲۰، ۴۰ و ۸۰ بالاترین استفاده را دارند. رده ۲۰ لوله سبک هم شناخته می شود.

رده ۸۰ که استحکام بالاتری دارد در موارد پرفشار و شرایط خورندگی مصرف دارد و جزو لوله های سنگین محسوب می شود. این لوله ها از سایز ۱/۸ اینچ تا ۲۶ اینچ تولید می شوند. تقریبا در تمام موارد صنعت، سایز های بالاتر از سایز ۲۶ اینچ معمولا برای انتقال خطوط طولانی و کم فشار استفاده می شوند و در این موارد تفاوت خواص چشم گیری بین لوله درزدار و بدون  درز وجود ندارد. به همین دلیل استفاده از لوله درزدار با قیمت پایین تر ترجیح داده می شود و در نتیجه تولید لوله با سایز بیشتر از ۲۶ اینچ صرفه اقتصادی نخواهد داشت.

آهن ملل مناسب ترین و به روزترین قیمت لوله مانیسمان را ارائه می دهد.

لوله مانیسمان چگونه تولید می شود؟

برای تولید لوله های بدون درز روش های متفاوتی وجود دارد. تولید یک لوله بدون درز نیازمند فرآیندی است که در آن شمش فولادی که عموما به هدف کاهش هزینه ها به شکل گرد است، تبدیل به لوله شود. در متداول ترین روشی که برای تولید لوله بدون درز وجود دارد، یعنی روش سنبه کاری چرخشی، فرآیند تولید لوله مانیسمان شامل مراحل زیر است:

• برش: ابتدا شمش فولادی طبق درخواست مشتری به ابعاد مورد تقاضا برش داده می شود.
• مرحله حرارت دهی: در این مرحله بوسیله کوره قوسی که از سوخت گاز استفاده می کند به شمش تا مرحله گداختن حرارت داده می شود.
• دستگاه لخ پرس: بوسیله ی این دستگاه شمش از مرکز سوراخ می شود.
• دستگاه النگیتور: سطح مقطع شمش بوسیله ی این دستگاه گرد می شود.
• مرحله شلیک سنبه: در این مرحله سنبه ای به طول ۱۲ متر داخل شمش فولادی شلیک می شود.
• تاب گیری: در صورتی که در لوله تاب وجود داشته باشد در این مرحله از بین می رود و صاف و یکدست می شود.
• جدا کردن سنبه: سنبه از داخل لوله جدا می شود.
• کروی سازی: در این مرحله، سر و ته لوله که تیز و برنده است به حالت گرد درمی آید.
• کشش: لوله با اندازه های مختلف تا ۲۴ متر کشیده می شود.
• سرد کردن: لوله به کمک آب و با فرآیندی خاص خنک می شود.
• آزمایش: لوله تست مورد تست آزمایشگاهی قرار می گیرد تا در صورت وجود عیب از بقیه لوله ها جدا شود.
• پولیش کاری: لوله با روغن مخصوص برای جلوگیری از خوردگی پولیش می شود.
• بسته بندی: لوله ها عموما به صورت شش ضلعی و با تسمه بسته بندی و آماده بارگیری می شوند.

جمع بندی

دریافتیم که لوله های مانیسمان که زیرمجموعه ای از لوله های فولادی محسوب می شوند، معمولا قطر کمی دارند و در مواردی از صنعت که قطر های 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 تقسیم می شود. این لوله ها معمولاً در دو سایز شش و ۱۲ متری و رده های ۲۰، ۴۰، ۶۰، ۸۰، ۱۲۰ و ۱۴۰ ساخته می شوند که رده های ۲۰ و ۴۰ نسبت به دیگر انواع موجود بیشتراستفاده می شوند.

سوالات متداول لوله مانیسمان چیست و چه کاربردی در صنایع مختلف دارد