فرایند و روش تولید لوله مانیسمان

لوله‌های بدون درز به عنوان یکی از اجزای حیاتی در ساخت و ساز، لوله‌کشی و کاربردهای صنعتی مختلف شناخته می‌شوند. این مقاله به تحلیل فرآیند پیچیده تولید لوله‌های مانیسمان می‌پردازد که به خاطر استحکام و کیفیت بالای خود معروف هستند. این متن به عنوان منبعی ارزشمند برای افرادی که در زمینه تجارت لوله‌های فولادی کربنی فعالیت می‌کنند، به شمار می‌آید.

لوله مانیسمان چیست؟

لوله مانیسمان برای نخستین بار توسط مهندسی آلمانی به نام مانیسمان طراحی و به کار گرفته شد و از آن زمان به همین نام شناخته می‌شود. همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، این لوله به طور کامل بدون درز است و این ویژگی آن را از سایر لوله‌ها متمایز می‌کند. وجود خط جوش در لوله‌های معمولی و درزدار، حتی در بهترین شرایط، می‌تواند به عنوان نقطه‌ای برای شروع ترک و گسترش آن عمل کند. به همین دلیل، مقاومت و استحکام این لوله‌ها به مراتب کمتر از لوله مانیسمان است و در مقایسه با آن، عملکرد ضعیف‌تری دارند.
از سوی دیگر، در فرایند و روش تولید لوله مانیسمان به دلیل عدم وجود هرگونه خط جوش یا اتصال، با ساختار یکدست و یکنواخت خود، دارای مقاومت بالایی در برابر خوردگی، حرارت و فشارهای زیاد است و استحکام مکانیکی فوق‌العاده‌ای دارد. به همین دلیل، در بخش‌هایی از صنعت که نیاز به دقت بالا دارند، به طور گسترده از این لوله استفاده می‌شود. در صنعت فولاد، لوله‌ها به طور کلی به دو نوع بدون درز و درزدار تولید می‌شوند.

برای لوله‌های مانیسمان بدون درز، دو استاندارد اصلی وجود دارد:

• لوله‌های فولادی مطابق با استاندارد ASME B36.10
• لوله‌های استیل بر اساس استاندارد ASME B36.19

هر یک از این استانداردها دارای مشخصات خاصی از جمله طول، ضخامت، قطر و سایز می‌باشند.

فرایند و روش تولید لوله مانیسمان چگونه است؟

برای تولید لوله‌های مانیسمان، مراحل زیر به ترتیب انجام می‌شود:

• مرحله ۱: در مرحله اول فرایند و روش تولید لوله مانیسمان برش شمش فولادی بر اساس سفارش مشتری و از آلیاژ مورد نظر انجام می‌شود. انتخاب ورق فولادی با کیفیت و جنس مناسب تأثیر زیادی بر روند تولید این محصول دارد.
• مرحله ۲: در این مرحله، شمش‌های برش خورده به کوره منتقل می‌شوند تا با حرارت بالا کاملاً ذوب و آماده ادامه فرآیند تولید شوند.
• مرحله ۳: در این مرحله، شمش فولادی که به دمای مناسب رسیده است، با استفاده از دستگاه مخصوص سوراخ می‌شود.
• مرحله ۴: در این مرحله، شمش به شکل گرد در می‌آید تا خطاهای احتمالی در فرآیند تولید به حداقل برسد.
• مرحله ۵: در این مرحله که یکی از مهمترین مراحل در فرایند و روش تولید لوله مانیسمان است ، سمبه‌ای با سرعت بالا به سمت مرکز شمش شلیک می‌شود. طول این سمبه‌ها بسته به نوع سفارش مشتری، به ۱۲ متر یا ۶ متر می‌رسد. پس از شلیک سمبه، شمش‌ها به لوله‌های توخالی تبدیل می‌شوند.
• مرحله ۶: ششمین مرحله در فرایند و روش تولید لوله مانیسمان تاب گیری است. در این مرحله پس از تماس شمش با سمبه، ممکن است تاب یا موجی در لوله ایجاد شود. بنابراین، در این مرحله قبل از کاهش دمای شمش، هرگونه تاب، موج و پیچ و خم‌های لوله برطرف شده و به اصطلاح تاب‌گیری انجام می‌شود.
• مرحله ۷: همان‌طور که از نامش پیداست، در این مرحله سمبه از داخل شمش جدا می‌شود.
• مرحله ۸: در این مرحله، دو طرف لوله به شکل گرد در می‌آید.
• مرحله ۹: در این مرحله، دو طرف لوله قفل می‌شود.
• مرحله ۱۰: لوله تولید شده با استفاده از آب سرد به طور کامل سرد شده و دمای آن کاهش می‌یابد.
• مرحله ۱۱ برش: در مرحله یازدهم در فرایند و روش تولید لوله مانیسمان، لوله‌ها به اندازه‌های ۱۲ متری و ۶ متری بر اساس نیاز مشتریان برش داده می‌شوند.
• مرحله ۱۲ آزمایش لوله: برای ارزیابی کیفیت لوله‌های مانیسمان، در این مرحله با استفاده از دستگاه‌های پیشرفته، آن‌ها آزمایش می‌شوند تا لوله‌های با کیفیت از لوله‌های نامرغوب تفکیک شوند.
• مرحله ۱۳: در آخرین مرحله از فرایند و روش تولید لوله مانیسمان، دو طرف لوله به شکل کونیک در می‌آید تا فرآیند جوشکاری آسان‌تر انجام شود.

فرایند و روش تولید لوله مانیسمان به این شکل است که در ابتدا شمش‌های فولادی با گرم کردن به دمای مناسب می‌رسند و سپس سطح آن‌ها را به شکل گرد در می‌آورند. بسته به اندازه مورد نظر برای تولید لوله، شمش‌ها تحت عملیات سمبه‌زنی قرار می‌گیرند.
عملیات پرتاب سمبه به شمش‌های گرم شده با سرعت بسیار بالا انجام می‌شود و در نهایت، لوله‌های تولید شده به طول‌های مورد نظر برش می‌خورند. برای ساخت لوله‌های مانیسمان یا لوله‌های بدون درز، دو فرایند و روش تولید لوله مانیسمان مختلف وجود دارد که هر یک از این روش‌ها می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر میزان مقاومت لوله داشته باشد.
علاوه بر این، قیمت لوله مانیسمان به شدت به فرایند و روش تولید لوله مانیسمان وابسته است. لوله‌های تولید شده بر اساس روش ساخت و استانداردهای مربوطه قیمت‌گذاری می‌شوند. به طور کلی، دو نوع از فرایند و روش تولید لوله مانیسمان به شرح زیر است.

• ریخته‌گری گریز از مرکز: در این مرحله، فلز مذاب به داخل قالب‌های چرخان هدایت می‌شود. با توجه به نیروی گریز از مرکز و ساختار دستگاه، فلز ذوب شده به سمت دیواره‌های قالب حرکت می‌کند. همزمان، فرآیند انجماد از دیواره‌های قالب آغاز می‌شود. ضخامت نهایی دیواره‌های این لوله به حجم مواد مذاب ورودی، دور موتور دستگاه و میزان نیروی اعمالی بستگی دارد. در این روش، سیالیت فولاد مذاب اهمیت زیادی دارد. به دلیل چسبندگی پایین و ویسکوزیته کم فولاد ذوب شده، برای فرایند و روش تولید لوله مانیسمان به روش ریخته‌گری گریز از مرکز، نیاز به کنترل‌های محیطی و دستگاهی متعددی وجود دارد.
• نورد شمش‌های فولادی: در فرایند و روش تولید لوله مانیسمان به روش نورد شمش‌های فولادی، ابتدا یک قطعه شمش فولادی را با حرارت گرم می‌کنند و سپس یک سمبه نازک و تیز را به داخل آن وارد می‌سازند. این روش منجر به تولید لوله‌ای بدون درز می‌شود. در مرحله بعد، با استفاده از غلطک‌های ویژه، لوله تحت کشش و نورد قرار می‌گیرد تا به ابعاد و ضخامت مورد نظر برسد. در پایان، این لوله‌ها با انجام عملیات حرارتی و تنش‌گیری، به شکل و اندازه‌ای مناسب برای کاربرد در صنعت تبدیل می‌شوند.

انواع لوله مانیسمان

لوله‌های مانیسمان جزو دسته لوله‌های فولادی به شمار می‌آیند. این لوله‌ها معمولاً دارای قطر کم هستند، اما در برخی صنایع که نیاز به لوله‌های با قطر بزرگ‌تر وجود دارد، فرایند و روش تولید لوله مانیسمان تغییر می‌کند که این امر هزینه‌های بالایی را به همراه دارد. استانداردهای لوله مانیسمان بر اساس رده، سایز و کاربرد این محصولات به انواع مختلف تقسیم‌بندی می‌شود.
این لوله‌ها معمولاً در اندازه‌های ۱۲ متری و ۶ متری و در رده‌های ۱۰، ۲۰، ۴۰، ۶۰، ۸۰، ۱۲۰ و ۱۴۰ تولید می‌شوند که در این میان، رده‌های ۲۰ و ۴۰ بیشتر از سایر رده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. لوله‌های مانیسمان بسته به کارخانه تولیدکننده، به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند.
فرایند و روش تولید لوله مانیسمان در تولید این لوله‌ها به دلیل شرایط خاصی که دارند، تنها توسط تعداد محدودی از کارخانه‌ها در سطح کشور انجام می‌شود. اگرچه کیفیت و استاندارد تولید این لوله‌ها در این کارخانه‌ها تفاوت چندانی ندارد، اما به طور کلی قیمت این محصول بر اساس ضخامت و اندازه آن تعیین می‌شود.

• رده ۱۰: لوله مانیسمان رده ۱۰ به عنوان یکی از لوله‌های سبک وزن شناخته می‌شود و عمدتاً در لوله‌کشی کارگاه‌های صنعتی، لوله‌کشی گاز و مصارف خانگی به کار می‌رود. این نوع لوله به دلیل وزن متوسط و سبکش، در مقایسه با سایر انواع لوله‌ها، کارایی بیشتری دارد.
• رده ۲۰: لوله مانیسمان رده ۲۰ تقریباً ۳۰۰ کیلوگرم وزن دارد. ضخامت آن بین ۲ تا ۶ میلی‌متر و اندازه‌اش از ۱ تا ۱۲ اینچ متغیر است. این نوع لوله یکی از پرفروش‌ترین لوله‌های فولادی به شمار می‌آید و دارای مقاومت و استحکام بسیار بالایی است. فرایند و روش تولید لوله مانیسمان رده 20 به طوری است که این لوله ها به طور قابل توجهی در برابر نشتی، شکستگی، زلزله و ترک خوردن مقاومت نشان می‌دهد.
• رده ۴۰: با توجه به فرایند و روش تولید لوله مانیسمان رده 40، وزن این لوله ممکن است به ۵۰۰ کیلوگرم برسد. اندازه آن از ۱ تا ۱۲ اینچ متغیر بوده و ضخامت آن بین ۲ تا ۱۲ میلی‌متر متفاوت است. لوله‌های مانیسمان رده ۴۰ در صنعت کاربردهای فراوانی دارند و به دلیل مقاومت بالای آن‌ها در برابر فشارهای زیاد، در صنایع حساس به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند. این لوله‌ها به طور معمول در صنعت نفت و گاز به کار می‌روند و استفاده از آن‌ها در خطوط آتش‌نشانی و برج‌ها نیز بسیار رایج است. از جمله خصوصیات این نوع لوله، امکان تولید در قطرهای ۱.۸ تا ۲۰، ۲۴، ۳۲ و ۳۶ اینچ می‌باشد. لوله مانیسمان رده ۴۰ بیشترین کاربرد را در صنعت کشتی‌سازی، ساختمان‌سازی و پالایشگاه‌ها دارد.
• رده ۶۰: بر خلاف سایر لوله‌های مانیسمان، این لوله بدون درز نیست و به همین دلیل تقاضای کمتری نسبت به دیگر لوله‌ها دارد. قطر این لوله بین ۸ تا ۲۴ اینچ متغیر است و وزن آن نیز بسته به قطر متفاوت خواهد بود.
• رده ۸۰: این محصول تقریباً ۱۵۰ کیلوگرم وزن دارد و ضخامت آن بین ۳ تا ۹ میلی‌متر متغیر است. لوله مانیسمان رده ۸۰ یکی از بزرگ‌ترین انواع لوله‌های فولادی است که در صنایع پتروشیمی و پالایشگاه‌ها کاربرد دارد. از نظر قطر خارجی، این لوله شباهت زیادی به لوله‌های رده ۴۰ دارد، اما قطر داخلی آن به طور کامل متفاوت است. ضخامت بیشتر این لوله نسبت به موارد مشابه، باعث افزایش وزن آن شده و به آن استحکام ویژه‌ای در برابر عوامل مخرب می‌بخشد.
•  رده ۱۲۰: وزن این محصول تقریباً ۷۰۰ کیلوگرم است و به درخواست مشتریان در ابعاد و سایزهای مختلف تولید می‌شود. این لوله در فرآیند تولید تحت فشارهای زیادی قرار می‌گیرد و به همین دلیل دارای مقاومت بسیار بالایی است. با توجه به فرایند و روش تولید لوله مانیسمان تحت فشار بالا، رده 120 این محصول قادر است در دمای ۱۴۰ درجه فارنهایت و در برابر انواع مواد اسیدی مقاومت کند، که این ویژگی باعث افزایش قیمت آن نسبت به سایر لوله‌های مانیسمان شده است. لوله مانیسمان رده ۱۲۰ در سایزهای ۳، ۴، ۵، ۶، ۸، ۹، ۱۰، ۱۲، ۱۴ و ۱۶ در بازار موجود می‌باشد.
• رده ۱۶۰: این نوع لوله در برخی صنایع خاص کاربرد دارد و نسبت به لوله‌های مانیسمان از وزن بیشتری برخوردار است. لوله مانیسمان رده ۶۰ در واقع یک لوله کربنی آلیاژی است که برای انتقال مواد با فشار کم، مانند گاز و آب، طراحی شده است. این لوله به صورت گرم، سیاه و گالوانیزه تولید می‌شود و برای فلنج کردن، کویل و خم کردن بسیار مناسب است. همچنین، این لوله دارای قابلیت جوشکاری بسیار خوبی است. شایان ذکر است که قطر بیرونی این لوله با لوله‌های رده ۴۰ و ۸۰ برابر است، اما از نظر ضخامت با این لوله‌ها تفاوت دارد.

مزایای لوله مانیسمان

با توجه به ویژگی‌ها، مشخصات خاص و فرایند و روش تولید لوله مانیسمان، این محصولات دارای مزایای قابل توجهی نسبت به سایر انواع لوله‌ها هستند که به برخی از آن‌ها اشاره می‌شود:

• یکپارچگی: لوله‌های مانیسمان به صورت یکپارچه و بدون جوش تولید می‌شوند، در حالی که لوله‌های درزدار دارای درز هستند. این یکپارچگی باعث بهبود عملکرد و افزایش زیبایی ظاهری این لوله‌ها می‌شود.
• مقاومت بالا در برابر خوردگی و حرارت: لوله‌های مانیسمان به طور گسترده در سیستم‌های تاسیسات و لوله‌کشی مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از عوامل مهم در انتخاب لوله برای صنایع مختلف، توجه به دمای مواد در حال عبور از لوله است. به دلیل فرایند و روش تولید لوله مانیسمان، این لوله¬هابه دلیل مقاومت بالای خود در برابر خوردگی و دما، گزینه‌ای مناسب برای صنایع حساس مانند نفت، گاز و پتروشیمی به شمار می‌روند.
• استحکام بالا: به کارگیری مواد اولیه با کیفیت و طراحی خاص لوله‌های مانیسمان که در فرایند و روش تولید لوله مانیسمان وجود دارد موجب افزایش استحکام و طول عمر این لوله‌ها شده است. به همین دلیل، این لوله‌ها به طور گسترده در صنایع ساخت کشتی و زیردریایی به کار می‌روند، زیرا به ندرت نیاز به تعویض یا تعمیر دارند. این ویژگی باعث می‌شود که هزینه‌های بالایی که ممکن است استفاده از لوله‌های معمولی به همراه داشته باشد، با استفاده از لوله‌های مانیسمان به طور کامل کاهش یابد.

ویژگی‌های لوله‌های مانیسمان

در خصوص ویژگی‌های فنی لوله‌های مانیسمان باید اشاره کرد که با توجه به اینکه فرایند و روش تولید لوله مانیسمان بر اساس استانداردهای جهانی است این لوله ها دارای ابعاد، ضخامت، قطر و مشخصات خاصی هستند. این ویژگی‌ها می‌تواند به خریداران کمک کند تا لوله مانیسمان مناسب با نیاز خود را به آسانی انتخاب کنند.
از دیگر ویژگی‌های این لوله‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• لوله‌های مانیسمان مطابق با استانداردهای APl 5L ،ASTM A53 و ASTM A106 تولید می‌شوند و مواد اولیه این لوله‌ها می‌تواند شامل فولاد، آلیاژ، لوله‌های HDPE و غیره باشد.
• از نظر روش تولید، به سه دسته ریخته‌گری پاششی، سنبه‌کاری چرخشی و ریخته‌گری با نیروی گریز از مرکز تقسیم می‌شوند.
• در زمینه رده‌بندی، به ۱۷ رده مختلف تقسیم‌بندی می‌شوند.
• فرایند و روش تولید لوله مانیسمان باعث شده است که از نظر مقاومت، استحکام و دوام، عملکرد بالایی در برابر ضربه، فشار، تماس با مواد اسیدی و مایعات با دماهای بالا داشته باشند.
• طول این نوع لوله نسبت به لوله‌های درزدار کمتر است.
• قیمت آن نسبت به دیگر انواع لوله‌ها بالاتر است.
• این لوله به‌طور کامل بدون درز بوده و دارای ساختاری صاف، یکنواخت و همگن است.

جمع‌بندی نهایی درباره فرآیند تولید لوله مانیسمان:

در این مقاله به بررسی فرآیند تولید لوله‌های مانیسمان پرداختیم. همان‌طور که ذکر شد، لوله‌های مانیسمان به دلیل ساختار خاص خود، بدون درز بوده و ویژگی‌های منحصر به فردی نسبت به سایر لوله‌ها دارند. به همین دلیل، این لوله‌ها به طور گسترده‌ای در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. اندازه‌های این لوله‌ها از ۱.۸ اینچ تا ۲۶ اینچ با توجه به فرایند و روش تولید لوله مانیسمان متغیر است و در رده‌های مختلفی مانند ۲۰، ۴۰، ۶۰، ۸۰، ۱۲۰ و… تولید می‌شوند.
شما می‌توانید با توجه به نیازها و انتظارات خود، از انواع مختلف این محصول بهره‌برداری کنید و از مزایای ارزشمندی همچون مقاومت فشاری بالا، استحکام و دوام در برابر مواد خورنده و… بهره‌مند شوید. با توجه به اینکه لوله‌های مانیسمان در پروژه‌های حساس به کار می‌روند، اطمینان از کیفیت آن‌ها بسیار حائز اهمیت است. بنابراین، برای خرید این محصولات، به فروشندگان معتبر مراجعه نمایید.