فرایند تولید لوله که از جمله محصولات بسیار پرکاربرد در صنعت و ساختمان ها هستند و در زمینه های مختلفی از جمله نفت و گاز، آب و فاضلاب، صنایع شیمیایی و ساختمانی استفاده می‌شوند. برای تولید لوله‌ها، فرآیندهایی پیچیده و متنوع در کارخانه‌ها و واحدهای تولید وجود دارد. در ادامه به بررسی فرایند تولید لوله و کاربردهای کاربردی آنها در آهن گستران خواهیم پرداخت.
کاربردهای مهم لوله‌ها
- صنایع نفت و گاز: لوله ها برای حمل و انتقال نفت، گاز طبیعی و سایر مواد مایع و گازی در صنایع نفت و گاز استفاده می شوند. آنها باید دارای استحکام و مقاومت لازم برای تحمل فشارهای بالا و شرایط سخت محیطی باشند.
- صنایع شیمیایی: لوله ها در صنایع شیمیایی برای انتقال مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرند. آنها باید مقاومت شیمیایی مناسبی داشته باشند و مواد شیمیایی را به طور ایمن و موثر منتقل کنند.
- ساختمان و آب و فاضلاب: لوله ها برای سیستم های آب و فاضلاب در ساختمان ها استفاده می شوند. آنها باید برای حمل آب و فاضلاب به طور موثر و بدون نشت مناسب باشند.
- صنعت معدنی: در صنعت معدنی، لوله‌ها برای حمل و انتقال مواد معدنی مانند ذغال سنگ، سنگ های معدنی و مواد معدنی دیگر استفاده می شوند.
- ساخت و ساز: در صنعت ساخت و ساز، لوله ها برای سیستم های گرمایشی، سرمایشی و تهویه مطبوع استفاده می شوند. آنها برای انتقال آب گرم، آب سرد، هوا و سایر مواد در ساختمان ها استفاده می شوند.
- صنعت خودروسازی: لوله ها در صنعت خودروسازی برای سیستم های سوخت رسانی، خنک کننده و سیستم های هیدرولیکی استفاده می شوند.
4 روش رایج برای فرایند تولید لوله
1. فرایند تولید لوله توسط دستگاه نورد
فرآیند تولید لوله با استفاده از دستگاه نورد (Pipe Mill) شامل چندین مرحله است. در زیر، مراحل اصلی تولید لوله با استفاده از دستگاه نورد را توضیح خواهیم داد:
- برش و شکل دهی ورق: ابتدا ورق های فولادی به طول مورد نیاز برش می شوند و سپس به شکل استوانه ای خم می شوند. این ورق ها به صورت پیوسته از رول ها با استفاده از دستگاه های برش و شکل دهی مناسب عبور می کنند.
- جوشکاری: لوله های استوانه ای حاصل از مرحله قبل، به هم جوش داده می شوند تا لوله نهایی شکل گیرد. این جوشکاری می تواند به صورت فلزی (با استفاده از جوش فلزی) یا به کمک لحیم کاری صورت بگیرد.
- اندازه گیری و کنترل کیفیت: پس از جوشکاری، لوله‌ها به طول مورد نظر بریده می شوند و سپس اندازه گیری و کنترل کیفیت انجام می شود. این شامل بررسی ابعاد، ضخامت دیواره، کیفیت جوش و سایر ویژگی های فنی مورد نیاز است.
- نورد نهایی: لوله های با کیفیت و اندازه صحیح به مرحله نورد نهایی می رسند. در این مرحله، لوله ها تحت فشار قرار می گیرند و به شکل نهایی خود تبدیل می شوند. این شامل تنظیم قطر و ضخامت دیواره لوله است تا با استانداردها و نیازهای مشتریان سازگار شود.
- مرحله پایانی: پس از نورد نهایی، لوله ها به مرحله پایان می رسند. این شامل عملیاتی مانند برش لبه ها، تمیزکاری سطح، رنگ آمیزی و ممکن است مرحله های دیگری نیز در به کارگیری باشد.
به طور کلی، فرآیند تولید لوله با استفاده از دستگاه نورد پیچیده است و ممکن است بسته به نوع و ابعاد لوله مورد نیاز، مراحل دیگری نیز در فرآیند تولید وجود داشته باشد.
2. فرایند تولید لوله توسط دستگاه نورد توپی لوله
مراحل تولید لوله توسط دستگاه نورد توپی (ERW Pipe Mill) برای تولید لوله های فولادی به شکل مانیسمان (Seamless) عبارتند از:
- برش و شکل دهی ورق: ابتدا ورق فولادی به عرض مورد نظر برش می شود و سپس به شکل نواری خم می شود. این نوارها به صورت پیوسته از رول ها با استفاده از دستگاه های برش و شکل دهی مناسب عبور می کنند.
- جوشکاری: لوله های نواری حاصل از مرحله قبل، به هم جوش داده می شوند تا لوله نهایی شکل گیرد. در دستگاه نورد توپی، جوشکاری با استفاده از جرقه زنی برقی انجام می شود. در این روش، دو لبه لوله بهم فشرده می شوند و جرقه های الکتریکی به عنوان منبع گرمایی برای جوشکاری استفاده می شوند.
- تراش و خم کاری: پس از جوشکاری، لوله ها به طول مورد نظر برش می شوند و سپس ممکن است مراحل خم کاری برای تشکیل انحناهای مورد نیاز در لوله ها انجام شود.
- هیدروتست: لوله ها پس از خم کاری و قطعه بندی به آزمایش هیدروستاتیکی تحت فشار قرار می گیرند. در این آزمایش، لوله ها با استفاده از آب تحت فشار قرار داده می شوند تا کیفیت جوش و مقاومت لوله در برابر فشار را بررسی کنند.
- اتمام تولید: پس از آزمایش هیدروتست، لوله‌ها به مرحله نهایی می رسند. این شامل عملیاتی مانند برش لبه ها، تمیزکاری سطح و رنگ آمیزی است تا لوله ها برای استفاده نهایی آماده شوند.
مهم است بدانید که لوله‌های تولید شده توسط دستگاه نورد توپی در واقع لوله های جوش دارند و به طور کلی با لوله های فولادی مانیسمان (Seamless) که به صورت یکپارچه و بدون جوش هستند، تفاوت دارند.
3. فرایند تولید لوله به روش فورجینگ
روش فورجینگ (آهنگری) یکی از روش های تولید لوله است که برای تولید لوله های فلزی با ابعاد و خواص مکانیکی خاص استفاده می شود. در این روش، فلز گرم به شکل میله ای یا بلوکی فشرده و با استفاده از نیروی ضربه، به شکل لوله ای تبدیل می شود. مراحل اصلی تولید لوله به روش فورجینگ عبارتند از:
- انتخاب مواد: مواد فلزی مناسب برای فورجینگ لوله انتخاب می شود. این مواد ممکن است شامل فولاد، آلومینیوم، مس و غیره باشند. ترکیبات و خواص مکانیکی مورد نیاز برای لوله مشخص می شوند.
- پیش آماده سازی: مواد فلزی انتخاب شده، به صورت بلوک یا میله ای به ابعاد مناسب برش می شوند و سطوح آنها تمیز می شوند. این گام شامل حذف آلاینده ها، اکسیدها و آلودگی های سطحی است.
- گرمایش: مواد فلزی را باید به دمای مناسبی گرم کرد تا قابلیت فورجینگ را پیدا کنند. دمای گرمایش بسته به نوع فلز و خواص مکانیکی مورد نظر تعیین می شود.
- فورجینگ: مواد فلزی گرم شده در دستگاه فورج قرار می گیرند. این دستگاه شامل ماتریس ها و قالب های خاص است که به شکل لوله ای طراحی شده اند. نیروی ضربه به مواد فلزی اعمال می شود تا به شکل لوله ای فشرده شوند. این فرآیند ممکن است در چند مرحله انجام شود، به این ترتیب که محصول میانی (بلوک یا میله) را به شکل لوله ای تبدیل می کنند.
- فرآیندهای پس‌از فورجینگ: بعد از فورجینگ، لوله های تولید شده به عملیات پس از فورجینگ زیر می گذرند، که شامل موارد زیر است:
– آب کاری: لوله های گرم را به آرامی خنک می کنند تا خواص مکانیکی و سختی مناسب را به دست آورند.
– تمیزکاری: سطح لوله ها تمیز می شود تا از آلودگی ها و ذرات معلق پاک شوند.
– برش و تمام کردن: لوله ها به طول مورد نظر بریده و لبه ها تلمی می شوند و ممکن است عملیات تمام کردن (مانند سرهای لوله) نیز انجام شود.
– آزمون و بررسی کیفیت: لوله‌ها در این مرحله آزمون های کیفیتی مانند آزمون هیدرواستاتیکی، آزمون تجهیزات و بررسی خواص مکانیکی ممکن است تحت پوشش قرار بگیرند.
– تولید نهایی: در نهایت، لوله‌های تولید شده می توانند به عملیات پایانی مانند تمیزکاری سطح، رنگ آمیزی و بسته بندی نهایی زیرا لوله‌ها آماده استفاده نهایی می شوند.
مهم است بدانید که فورجینگ (آهنگری) به عنوان یک روش تولید لوله معمولاً برای لوله‌های با قطر بزرگ و ضخامت دیواره بالا استفاده می شود. همچنین این روش تولید لوله های با خواص مکانیکی بالا و استحکام بیشتر در مقابل فشار و حرارت استفاده می گردد.
4. فرایند تولید لوله به روش فرآیندهای اکستروژن
روش اکستروژن یکی از روش های متداول برای تولید لوله ها است. در این روش، مواد فلزی یا پلاستیکی از طریق فشار قوی از یک قالب به شکل لوله ای بیرون فشرده می شوند. فرآیند اکستروژن می تواند در دماهای مختلف انجام شود، از جمله دمای سرد یا آب گرم.
مراحل اصلی تولید لوله به روش اکستروژن عبارتند از:
- آماده سازی مواد: مواد فلزی یا پلاستیکی مناسب برای تولید لوله‌ها انتخاب می شوند. این مواد ممکن است شامل آلومینیوم، مس، فولاد یا پلاستیک های مختلف باشند. مواد به شکل نوارهایی با ضخامت مناسب برش می شوند.
- ذوب مواد (در صورت استفاده از فلزات): اگر از مواد فلزی استفاده می شود، آنها در قسمتی از دستگاه اکستروژن که به نام کوره یا کاورتور قرار دارد، ذوب می شوند تا به حالت مایع درآیند.
- اکستروژن: مواد فلزی یا پلاستیکی به شکل نوار وارد دستگاه اکستروژن می شوند. در دستگاه اکستروژن، نوار به وسیله یک مکانیزم فشاردهنده از قالبی عبور می کند. قالب شکل دهنده لوله‌ها است و دارای سوراخ مربوط به قطر و شکل نهایی لوله است. با اعمال فشار، مواد از قالب عبور کرده و شکل لوله ای به دست می آیند. در صورت استفاده از فلزات، لوله‌ها از طریق فشار هیدرولیکی به بیرون فشرده می شوند.
- خنک کاری: لوله های تولید شده از دستگاه اکستروژن خارج می شوند و به آرامی خنک می شوند تا خود را شکل دهند و خواص مکانیکی مناسب را به دست آورند.
- عملیات پس از اکستروژن: شامل موارد زیر می شود:
– برش: لوله‌ها به طول مورد نظر بریده می شوند.
– تمیزکاری: سطح لوله ها تمیز می شود تا از آلودگی ها و ذرات معلق پاک شوند.
– آزمون و بررسی کیفیت: لوله‌ها ممکن است آزمونهایی را برای بررسی کیفیت و استانداردهای مربوطه تحت آزمون قرار داده شوند.
با استفاده از روش اکستروژن، می توان لوله های با قطرها و ضخامت های مختلف تولید کرد. این روش برای تولید لوله های پلاستیکی کاربردهای گسترده تری دارد، اما در صنعت فلزی نیز استفاده می شود. لوله های تولید شده به دلیل روش تولید اکستروژن، معمولاً دارای سطح صاف و همچنین خواص مکانیکی مناسبی هستند.
لازم به ذکر است که فرآیند اکستروژن ممکن است برای تولید لوله های خاص و با خصوصیات خاص، مانند لوله های پلیمری با شکل دهی پیچیده، انعطاف پذیری بالا یا مقاومت برجسته، تغییر یابد.
نتیجه گیری:
در این مقاله به طور مفصل به بررسی فرایند تولید لوله ها پرداختیم. با توجه به نوع لوله و کیفیت تولید این روش ها می توانند تغییر یابند.
باا انصاف و کار درست خدا بهتون برکت بده❤️
سلام دوست عزیز
ممنون از حسن توجه و لطفتون 🙏🌹