لوله‌های درزدار چگونه تولید می‌شوند؟

فرآیند تولید لوله های درزدار به این صورت است که لوله بلانک (صفحه فولادی و نوار فولادی) را با روش‌های مختلف شکل‌دهی به لوله‌ای به شکل مقطع و اندازه موردنیاز خم می‌کنند. سپس با روش‌های مختلف جوشکاری آن را جوش می‌دهند. فرآیند به دست آوردن لوله‌های درزدار یا جوش داده‌شده، دارای ویژگی‌هایی ازجمله دقت بالای محصول به‌ویژه دقت در ضخامت دیواره، تجهیزات اصلی ساده، محل تولید کوچک، عملیات مداوم در تولید، تولید انعطاف‌پذیر و طیف وسیع محصول در واحد تولیدی است.

فرآیند تولید لوله های درزدار

لوله‌های درزدار لوله‌هایی توخالی و طولانی هستند که عمدتاً برای انتقال محصولات سیال از یک مکان به مکان دیگر استفاده می‌شوند. این لوله‌ها عمدتاً توسط دو فرآیند تولید مجزا تولید می‌گردند که منجر به یک لوله جوشی یا یک لوله بدون درز می‌شود. لوله‌های درزدار یا با جوش طولی یا جوش مارپیچ یا جوش مقاومت الکتریکی تولید می‌گردند. قطر این لوله‌ها از حدود 6 میلی‌متر تا 2500 میلی‌متر با ضخامت دیواره در محدوده 0.5 میلی‌متر تا حدود 40 میلی‌متر می‌باشد.

ماده اولیه برای تولید لوله های درزدار، محصول تخت نوردشده است که بسته به فرآیند تولید لوله، ابعاد و کاربرد لوله، می‌تواند نورد گرم یا نورد سرد، نوار/اسکلپ فولادی و نوار عریض باشد. بشقاب اولیه این ماده را می‌توان در شرایط گرم یا سرد به شکل لوله درآورد. فرآیند شکل‌دهی می‌تواند یک فرآیند پیوسته یا یک فرآیند شکل‌دهی تک لوله‌ای باشد. در فرآیند شکل‌دهی لوله پیوسته، مواد نوار بدون سیم‌پیچ از یک انباشته گرفته‌ می‌شود و با انتهای پیشرو و انتهای سیم‌پیچ‌های متوالی به هم جوش داده می‌شوند. در فرآیند شکل‌دهی تک لوله، عملیات شکل‌دهی و جوشکاری لوله به طول تک لوله انجام می‌گردد.

تولید لوله های درزدار از نظر مرحله جوشکاری به موارد زیر تقسیم می‌شود:

• جوشکاری مارپیچی
• جوشکاری زیرآب طولی
• جوشکاری با مقاومت الکتریکی

جوشکاری مارپیچی

استحکام لوله جوش مارپیچی معمولاً بیشتر از استحکام لوله جوشکاری زیرآب طولی است. تولید لوله جوشی با قطر زیاد با استفاده از بلانک باریک امکان‌پذیر می‌باشد. همچنین می‌توان لوله جوشی با قطر لوله متفاوت را با استفاده از بلانک با عرض یکسان تولید کرد.

جوش لوله‌های جوش داده‌شده با قوس مارپیچی به‌صورت مارپیچی توزیع می‌شوند و درزهای جوش‌ها طولانی هستند. به‌خصوص هنگام جوشکاری در شرایط دینامیکی، جوش‌ها قبل از سرد شدن از نقطه شکل‌گیری خارج می‌شوند و ایجاد ترک‌های داغ جوشکاری آسان‌تر است. جهت ترک، موازی با جوش می‌باشد و معمولاً بین 30 تا 70 درجه با محور لوله فولادی زاویه دارد. این زاویه دقیقاً مشابه زاویه شکست برشی است. بنابراین خواص خمشی، کششی، فشاری و پیچشی آن به‌مراتب کمتر از فرآیند تولید لوله های درزدار با جوش مستقیم می‌باشد. در عین‌ حال، به دلیل محدودیت موقعیت جوش، جوش‌های زین و رج ماهی به زیبایی تحت تأثیر قرار می‌گیرند.

در طول فرآیند ساخت‌وساز خارجی، جوش سیم متقاطع در اتصال لوله اصلی جوش مارپیچی، اتصال مارپیچی را می‌شکافد و تنش جوشکاری زیادی ایجاد می‌کند. بنابراین عملکرد ایمنی قطعه را به‌شدت مختل می‌کند. پس استحکام تست غیر مخرب جوش لوله مارپیچی باید تقویت شود تا از کیفیت جوش اطمینان حاصل گردد. در غیر این صورت نباید از لوله‌های جوش داده‌شده با قوس مارپیچی در سازه‌های فولادی مهم استفاده شود. تولید لوله های درزدار در شرایط استاتیک که از طریق جوش مارپیچی شکل می‌گیرند، دارای کیفیت جوش بالا، درز جوش کوتاه و احتمال نقص و خطای کم هستند.

جوشکاری زیرآب طولی

در فرآیند تولید لوله درزدار زیرآب طولی (LSAW) ورق فولادی را به‌عنوان ماده خام می‌گیرند و آن را توسط دستگاه قالب‌گیری قالب می‌زنند. سپس جوشکاری زیرآب دوطرفه را انجام می‌دهد. از طریق این روش تولید لوله های درزدار لوله‌ها شکل‌پذیری، چقرمگی جوش، یکنواختی، پلاستیسیته و آب‌بندی عالی خواهند داشت. محدوده قطر و عملکرد لوله درزدار زیرآب طولی معمولاً از 16 اینچ تا 60 اینچ و 406 میلی‌متر تا 1500 میلی‌متر است. این روش جوشکاری باعث می‌شود که لوله درزدار دارای عملکرد خوب و مقاومت در برابر فشار بالا و در برابر خوردگی در دمای پایین باشد.

لوله درزدار زیرآب طولی به‌طور گسترده‌ای در خطوط انتقال نفت و گاز، به‌ویژه لوله‌های قطر بزرگ و دیوار ضخیم موردنیاز با استحکام بالا و فاصله طولانی استفاده‌ می‌شود. این نوع لوله در عین‌ حال در ساخت‌وسازه‌هایی که نیاز به استحکام سخت دارند، نظیر تصفیه آب، صنایع حرارتی، پل‌سازی و غیره نیز استفاده می‌گردد.

لوله جوش داده‌شده با مقاومت الکتریکی

جوشکاری مقاومتی که گاهی به آن جوشکاری با مقاومت الکتریکی (ERW) می‌گویند، فرآیندی است که در آن لوله را می‌توان با اعمال فشار و رسانش یک جریان الکتریکی قوی از طریق ترکیب فلز، به یکدیگر متصل کرد تا جوش، درزها را گرم کند و با ذوب فلز، آن‌ها را به هم جوش دهد. این روش اشکال و کاربردهای مختلفی دارد و نیازی به مواد دیگر در طول فرآیند جوشکاری نیست که باعث می‌شود به یک فرآیند بسیار مقرون‌به‌صرفه تبدیل گردد.

روش جوشکاری لوله ERW با دو روش جوشکاری قبلی به‌طور قابل‌توجهی متفاوت است. در این روش جوشکاری برای تولید لوله های درزدار لوله‌ها تحت‌فشار جوش با اجزای دیگر پر نمی‌شوند و از اثر پوستی و اثر مجاورت جریان فرکانس بالا برای گرم کردن لحظه‌ای لبه صفحه‌ها استفاده می‌گردد. در دمای لحیم‌کاری، جوش ساختار آهنگری توسط یک رول فشاری اکسترود می‌شود. لوله‌های درزدار با کیفیت بالا به عملیات حرارتی روی خط جوش یا خارج از خط نیاز دارند تا ریزساختار ناحیه جوش را اصلاح کنند. در روش ERW که از کیفیت بالایی برخوردار است، می‌توان به همان سطح اولیه چقرمگی فلز پایه و استاندارد رسید که با فرآیند جوشکاری مارپیچی و زیرآب قابل دست یافتن نیست.

جدا از چند اصلاح، مراحل بعدی تولید مانند ماشین‌کاری انتهای لوله، آزمایش هیدرولیک، آزمایش‌های غیرمخرب و آزمایش‌های مکانیکی در اصل همان مراحلی هستند که در خطوط یکپارچه جوش مارپیچ استفاده می‌شود. بازخورد این آزمایش‌ها و بازرسی‌ها بلافاصله به مراحل تولید جداگانه داده می‌شود تا از بهینه‌سازی مداوم کیفیت محصول اطمینان حاصل گردد.

در این مطلب سعی شد فرآیند تولید لوله های درزدار و روش‌های مختلف جوشکاری این لوله‌ها توضیح داده شود.

جهت مطالعه بیشتر به ویکی پدیا مراجعه فرمایید.

📌 مطالب پیشنهادی :

• لوله مانیسمان از چه جنسی و چگونه تولید می شود
• خرید اینترنتی و فروش لوله مانیسمان
• کاربرد لوله اسپیرال در صنعت
• لوله اسپیرال چیست کاربرد و ویژگی این لوله را بشناسیم
• کاربرد لوله مانیسمان