لوله مانیسمان چیست؟
لوله مانیسمان که با نام های بدون درز نیز شناخته می شوند و در اصطلاح علمی به آنها سیمی لس گفته می شود، از طریق سوراخ کردن شمش فولادی استوانه ای تولید می شوند.
لوله های مانیسمان به آن دسته از لوله های فولادی گفته می شود که در فرآیند تولید آنها از مقاطع فولادی به شکل شمش و از طریق حرارت و کشش و غلطک و عبور از زره و همچنین نیروهای گریز از مرکز استفاده می گردد که به لحاظ مواد اولیه سازنده آن، کیفیت بهتر، یکنواختی بیشتر و نیز عدم جوش و آسیب پذیری و تحمل فشار بیشتر، در صنایع مختلف مورد استفاده بیشتری قرار می گیرند.
روش های تولید لوله مانیسمان
برای ساخت لوله مانیسمان سه روش وجود دارد.
روش اول
سنبه کاری چرخشی
در این روش شمش را حرارت میدهند تا گرم شود. سپس به کمک یک سنبه (Mandrel) داخل آن ها را خالی می کنند. پس از رفع نواقص، لوله های تولید شده را به اندازه دلخواه برش میزنند. بیلت (شمش حرارت دیده) را به کمک کشش و نورد تولید می کنند. لوله هایی که با این روش تولید می شوند ضخیم و بلند هستند
تنظیم ضخامت لوله
ضخامت لوله مانیسمان در حال تولید با کمک روش نورد کردن کاهش داده می شود. این کار به دو شیوه انجام می شود. در روش اول از ماندرل داخلی و در روش دوم از غلتک پیلگر در کنار ماندرل داخلی استفاده می شود. به این فرایند نورد کردن میگویند.
نورد کردن به کمک غلتک پیلگر (Pilger Mill)
این روش نورد کردن به این صورت است که غلتک پیلگر در کنار ماندرل داخلی هر دو با هم ضخامت لوله را تنظیم می کنند. لوله ای که ماندرل در داخل آن قرار دارد را روی صفحه ای قرار خواهند داد که یک حرکت رفت و برگشت غلتک را در آن حرکت میدهد. این نوع از غلتک ها شکل خاصی دارند و به طور مداوم در حرکتند. با عقب رفتن غلتک ها لوله ها در مسیر به جلو حرکت می کنند و میچرخند و سپس غلطک باز میگردد، تکرار این کار قطر لوله را کاهش میدهد.
روش دوم
ریخته گری به کمک نیروی گریز از مرکز
این روش تولید به این صورت است که مواد مذاب را داخل قالب های استوانه ای شکل میریزند و سپس آن را با سرعت بسیار زیاد به چرخش در می آورند. این روش معمولا برای تولید لوله های کوتاه و ضخیم کاربرد دارد
روش سوم
ریخته گری پاششی
یکی از روشهای تولید لوله های بدون درز روش ریختگری پاششی است. به طور کلی از این روش بسیار کم استفاده می شود. اما در اینجا ما آن را ذکر می کنیم. برای تولید لوله در این روش، مواد مذاب را داخل محفظه ای میریزند. داخل محفظه را از گاز نیتروژن پر می کنند. سپس در حالیکه لوله میچرخد، یک نازل نیتروژن را روی میله میپاشد. قطر داخلی لولۀ تولیدی با قطر این میله برابر است. مواد مذاب به داخل پاشیده می شود و با کنترل مقدار آن میتوان ضخامت لوله را تنظیم کرد.
کاربرد لوله مانیسمان
از این لوله ها در مصارف و کارهای تاسیساتی استفاده می شود. لوله مانیسمان در منابع لوله های گازپالایشگاه ها, کارخانجات پتروشیمی و بسیاری ازصنایع کاربرد فراوان دارد.
حداکثر قطر لوله مانیسمان موجود در بازار ۲۴ اینچ است که بسته به فشار و نوع سیال دارای ضخامت های مختلفی می باشد. البته این نوع لوله قطرهای بالاتری نیز دارد که همۀ آنها استانداردهای بین المللی را نیز دریافت کرده اند و برای امور فنی مناسب اند اما ساخت لوله بدون درز در اندازه های بزرگ بسیار مشکل و هزینه بر است و برای سایزهای بالاتر از آن از لوله های درز مخفی استفاده می شود.
اگرچه با رشد تکنولوژی این کار نیز ساده تر می شود، به عنوان مثال کشور آمریکا موفق شده لوله مانیسمان با قطر ۴۲ اینچ نیز تولید کند. چند شرکت چینی نیز این فناوری را از آنها گرفته اند و امکان سفارش و خرید انها توسط شرکت پترو کاسپین فراهم می باشد.
مهم‌ترین کاربردهای لوله مانیسمان
لوله های مانیسمان دارای کاربرد ویژه و گسترده‌ای هستند
- لوله‌های مانیسمان جهت خطوط فشارقوی
- لوله‌های مانیسمان استیل جهت خطوط صنایع غذایی و دارویی
- لوله‌های مانیسمان جهت خطوط هیدرولیک
- لوله‌های مانیسمان جهت خطوط نفت و گاز
انواع لوله مانیسمان
چند رده لوله مانیسمان داریم؟
لوله مانیسمان بر اساس نسبت قطر به ضخامت، به دسته‌های زیر تقسیم می‌شود
- لوله مانیسمان رده سبک: این دسته دارای ضخامت کم نسبت به قطر خود هستند و در سایزهای 1 تا 16 اینچی عرضه می‌شوند. ضخامت آنها نیز از 3 تا 7.9 میلی‌متر متفاوت است. لوله گاز مانیسمان نیز در این رده قرار دارد.
- لوله مانیسمان رده 40: قطر لوله‌های این رده بین 0.5 تا 16 اینج و ضخامت آنها بین 2.7 تا 12.7 میلی‌متر متغیر است.
- لوله مانیسمان رده 80: لوله‌های این رده قطری بین 0.5 تا 16 اینچ و ضخامتی بین 3.7 تا 21.4 دارند.
- لوله مانیسمان رده 160: قطر لوله‌های این رده همانند رده‌های 40 و 80 بوده اما ضخامت آنها بین 4.7 تا 40.4 متغیر است.
ساخت لوله مانیسمان در ایران
برای اولین بار در ایران لوله مانیسمان یا بدون درز در دو مرحله خشن کاری و ظریف‌کاری ساخته شد. این لوله‌ها حداکثر تا قطر ۲۴ اینچ تولید می‌شوند و لوله‌های با درز در قطرهای بالا تولید می‌شوند. در موارد خاص توانایی ساخت لوله‌هایی بدون درز تا قطر ۴۲ اینچ نیز گزارش شده است.
کارخانه‌های گروه ملی صنعتی فولاد ایران (اهواز) و لوله دقیق کاوه، انواع لوله مانیسمان سبک و رده 40 را در ایران تولید می‌کنند.
چه تست‌هایی روی لوله مانیسمان انجام می‌شود؟
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.
نکاتی که قبل از خرید لوله مانیسمان باید رعایت کرد
برای خرید لوله مانیسمان به تعدادی که مدنظرتان هست توجه کنید. این تعداد را باید به فروشنده‌ای که می‌خواهید از آن خرید کنید اعلام نمایید.
قبل از این که بخواهید لوله مانیسمان خود را تهیه و خریداری کنید باید بدانید که برای چه نیاز و چه کاری به این لوله نیاز دارید. این برآورد توسط شما یا مهندس ناظر پروژه بایستی به درستی انجام شود. البته این نکته تنها مربوط به این محصول نمی شود و شما برای خرید همه لوله ها حتی لوله گالوانیزه نیز باید توجه و دقت خود را به کار ببندید که کالایی بی ربط یا نامناسب با پروژه خود خریداری نکنید. پس از آن، شما باید رده لوله مانیسمان یا همان ضخامت دیواره را مشخص کنید. تعیین رده در قیمت لوله تاثیرگذار است. رده های 20 ، 40 ، 60 ، 80 ، 120 و 160 در بازار وجود دارد که مشخص شدن رده، دومین کار شما برای یک خرید موفق است. مثلا برای لوله کشی داخلی گاز ساختمان ها از رده 20 و از رده 40 در تجهیزات آتش نشانی و برج استفاده می کنند. سایر رده ها نیز مصارف خانگی و صنعتی و دریایی دارند.
برای خرید لوله مانیسمان به تعدادی که مدنظرتان هست توجه کنید. این تعداد را باید به فروشنده ای که می خواهید از آن خرید کنید اعلام نمایید. این مورد شامل لوله گالوانیزه نیز می شود. پس از مشخص شدن رده و تعداد محصول باید مکان بارگیری تعیین شود. قیمت لوله ها متغیر است اما مانیسمان جز لوله های گران قیمتی است به همین دلیل مکان بارگیری در قیمت نهایی نیز تاثیر گذار است، به طور مثال اگر از تهران به اصفهان بارگیری انجام شود هزینه بار و راه و انبارداری آن تاحدودی زیاد می شود.
مزایای لوله مانیسمان
یکپارچه بودن
همانطور که گفته شد لوله مانیسمان برخلاف لوله‌های درزدار به صورت یکپارچه و بدون جوش تولید می‌شود و تمام قسمت‌های آن به یک شکل بوده و دارای یکپارچگی است.
یکپارچه بودن لوله مانیسمان به بهبود عملکرد آن کمک کرده و در عین حال باعث ایجاد ظاهری زیبا می‌شود.
مقاومت بالا در برابر خوردگی و نیز دمای بالا
استفاده از این لوله در سیستم‌های لوله کشی و تاسیسات بسیار پرکاربرد و حیاتی می‌باشد. با توجه به دمایی که مواد هنگام عبور از لوله دارند باید نوع لوله را انتخاب کرد.
لوله‌های مانیسمان به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی و همچنین مقاومت و تحمل دماهای بالا یکی از گزینه‌های مناسب در صنایع حساس همانند پتروشیمی و نفت و گاز می‌باشد.
البته باید توجه داشته باشید که ممکن است بخش‌هایی از لوله مانیسمان که با جوش به اتصالات مرتبط شده‌اند دارای استحکام کافی نباشد که در این شرایط باید با توجه به نوع کارکرد و میزان مقاومتی که نیاز است لوله مورد نظر را انتخاب کرد.
دوام بالا
استفاده از مواد اولیه با مقاومت بالا و استحکام کافی باعث شده تا لوله مانیسمان برای مدت طولانی و بدون آسیب مورد استفاده قرار گرفته که همین دوام بسیار بالای آن باعث شده تا همانطور که گفته شد در صنایعی نظیر کشتی‌سازی و زیردریایی که تعویض لوله‌ها به ندرت اتفاق افتاده و به دلیل هزینه‌های بسیار بالا ممکن است این تعویض هر چند سال یک‌بار رخ دهد، بسیار مورد استفاده قرار گیرد.
درآخر
همانطور که اشاره شد لوله‌های مانیسمان از مزایای بی‌شماری نظیر مقاومت فشار بالا، استحکام بالا و مقاومت در برابر خورندگی برخوردار است که در صنایع مختلفی نظیر نفت و گاز، قطعه‌سازی و خودروسازی استفاده می‌شود. قیمت دقیق لوله‌های مانیسمان با توجه به سایز لوله‌های مورد نظر متفاوت بوده و محدوده این لوله‌ها بین 8.1 اینچ تا 26 اینچ متغیر می‌باشد که در رده‌های مختلف مانیسمان رده 20، رده 40، رده 60، رده 80، رده 120 و همچنین رده 160 تولید می‌شود که انتخاب لوله با توجه به مکان مورد استفاده و فشار وارده می‌تواند متغیر باشد
قیمت لوله مانیسمان
قیمت لوله مانیسمان به ابعاد، سایز، کیفیت، برند و کشور تولیدکننده بستگی دارد. کشورهایی مانند چین، هند، ایران و آلمان تولیدکننده این لوله هستند. در چند ماه اخیر قیمت لوله مانیسمان نیز مانند دیگر مقاطع فولادی دچار نوسان بوده است. البته شاید بتوان گفت افزایش قیمت روز لوله مانیسمان کمتر از لوله‌های دیگر بوده است زیرا این محصول به‌طور عمده در چین تولید میگردد.
جمع بندی
لوله‌های مانیسمان یکی از پرکاربردترین انواع لوله‌ها هستند که به دلیل فرآیند ساخت پیچیده و همچنین ویژگی‌های متمایزی که دارند، مزیت‌های زیادی نسبت به لوله‌های درزدار دارند. این لوله‌ها قادر به تحمل فشار و دمای بالا هستند و از این رو در صنایع نفت و گاز بیشتر از هر صنعت دیگری کاربرد دارند.
