در آهن وان فرایند ساخت لوله مانیسمان، که به عنوان لوله بدون درز نیز شناخته میشود، با استفاده از فناوری پیشرفتهای به نام “پیرسینگ” انجام میشود. در این فرایند، یک بیلت فولادی گرم شده و با فشار زیاد از داخل یک سنبه عبور میکند تا به شکل یک لوله توخالی تبدیل شود. این روش تولید به دلیل عدم وجود درز و جوش، باعث افزایش استحکام و مقاومت لولهها در برابر فشار و خوردگی میشود.
در مرحله بعد، لولههای تولید شده تحت فرآیندهای حرارتی و مکانیکی قرار میگیرند تا به ابعاد و مشخصات مورد نیاز برسند. سپس، بازرسیهای کیفی متعددی انجام میشود تا اطمینان حاصل شود که لولهها با استانداردهای بینالمللی مطابقت دارند. لولههای مانیسمان به دلیل خواص مکانیکی و فیزیکی برتر خود، در صنایع مختلفی از جمله نفت و گاز، پتروشیمی و نیروگاهها کاربرد گستردهای دارند.
فهرست محتوا
فرآیند تولید لوله مانیسمان
روش سنبهکاری چرخشی یکی از رایجترین روشهای تولید لوله بدون درز، بهخصوص برای تولید لولههای مانیسمان است. این روش شامل مراحل زیر میشود:
- برش:
در این مرحله، شمش فولادی به ابعاد مورد نیاز برش میخورد. این برشها باید به دقت و با استفاده از تجهیزات مخصوص انجام شود تا شمشها آماده مراحل بعدی فرآیند تولید شوند.
- مرحله حرارتدهی:
شمش فولادی توسط کوره قوسی به حرارت مطلوبی داده میشود تا به وضعیتی برای فرآیند بعدی، یعنی شکل دهی به لوله، آماده شود. دمای و زمان حرارتدهی باید به دقت کنترل شود تا خواص مطلوبی در لوله حاصل شود.
- دستگاه لخ پرس:
در این مرحله، شمش از مرکز سوراخ میشود و به شکل لوله تبدیل میشود. عملکرد صحیح این دستگاه و دقت در تنظیمات آن از اهمیت بالایی برخوردار است.
- دستگاه النگیتور:
در این مرحله، سطح مقطع شمش گرد میشود که این کار باعث تسهیل در فرآیند سنبهکاری بعدی، یعنی شلیک سنبه، میشود.
- مرحله شلیک سنبه:
سنبهای به طول 12 متر داخل شمش فولادی شلیک میشود. این فرآیند نیازمند تجهیزات خاصی است که با دقت و به کمک متخصصین ماهر انجام میشود.
- تابگیری:
در صورت وجود تاب در لوله، در این مرحله تاب حذف میشود و سطح لوله صاف و یکدست میشود. این کار باعث افزایش کیفیت و استحکام نهایی لوله میشود.
- جدا کردن سنبه:
در این مرحله، سنبه از داخل لوله جدا میشود که نیازمند توجه و دقت خاصی است تا به لوله هیچ آسیبی وارد نشود.
- کرویسازی:
سر و ته لوله به حالت گرد درمیآید تا شکل نهایی و ظاهری جذاب و استانداردی به دست آید.
- کشش:
لوله با استفاده از دستگاههای کشش به اندازههای مختلف کشیده میشود تا به اندازههای نهایی برسد.
- سرد کردن:
لوله با استفاده از آب و فرآیند خنک شدن خاصی سرد میشود تا به دمای مطلوب برسد و استحکام نهایی خود را بیشینه کند.
- آزمایش:
لوله به تستهای آزمایشگاهی تحت تست قرار میگیرد تا اطمینان حاصل شود که از عیبهای احتمالی جلوگیری شده است.
- پولیشکاری:
لوله با استفاده از روغن مخصوص برای پولیش کاری و جلوگیری از خوردگی پولیش میشود.
- بستهبندی:
در نهایت، لولهها به شکل شش ضلعی بستهبندی شده و آماده بارگیری میشوند. بستهبندی مناسب و محافظت از لولهها در فرآیند حمل و نقل از آسیبهای خارجی مهم است.
این مراحل کاملا متمرکز و با دقت انجام میشوند تا لولههای مانیسمان با کیفیت و استانداردی تولید شوند که در صنایع مختلف از جمله صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، و صنایع انرژی استفاده میشوند. همچنین، هر مرحله نیازمند نظارت دقیق و کنترل کیفیت است تا محصول نهایی با کیفیت بالا و استاندارد بین المللی تولید شود.
تستهای سلامت لوله مانیسمان
تست سختی:
هنگامی که به انجام تست سختی لولههای مانیسمان میپردازیم، نیاز است که تمام جنبههای مکانیکی و عملکردی این لولهها مورد بررسی قرار گیرد. تولید و برشکاری این لولهها میتواند بر ویژگیهای ماده اولیه آنها، که اغلب استیل ضدزنگ است، تأثیرگذار باشد. در این روش، دستگاه تستر را بر روی سطح لوله قرار میدهیم تا تورفتگی و اندازه آن را اندازهگیری کند. این تست سریع و آسان است، اما برای لولههایی که دارای ناهمواریهای سطحی یا رنگ تیره هستند، توصیه نمیشود. همچنین، سه نوع تست سختی متداول وجود دارد: Luo، Cloth، و Victoria. این تستها با استفاده از دستگاههای راکول (Rockwell)، برنل (Brinell)، یا ویکرز (Vickers) انجام میشوند و نتایج آنها به ترتیب میزان سختی HRB، HB، یا HV را نشان میدهند. هر سه تست لازم نیست انجام شود و میتوان از یکی از آنها استفاده کرد. به طور کلی، دستگاه راکول دقت بیشتری دارد. هزینه تست سختی برای لولههای ضخیم مانیسمان کمتر است.
تست کشش:
در این تست، دستگاهی لوله نمونه را تا زمان شکستن کشش میدهد. این فرایند، امکان اندازهگیری ویژگیهای فیزیکی از جمله استحکام کششی و میزان کشش پذیری را فراهم میکند.
تست فشار:
در این تست، یک دستگاه مخروطی وارد لوله میشود و سپس دستگاه را گسترش میدهند. لوله باید فشار ناشی از این انبساط را برای مدت زمانی تحمل کند، و در نهایت نباید هیچ ترکی روی سطح لوله تشخیص داده شود.
تست خوردگی:
در این تست، اسید نیتریک به عنوان عامل خوردگی استفاده میشود، که غلظت آن به ترکیب فولاد مورد استفاده در ساخت لوله بستگی دارد.
نکات مهم حین فرآیند ساخت لوله مانیسمان
در فرآیند ساخت لوله مانیسمان، نکات مهم زیر را باید در نظر گرفت:
- انتخاب مواد اولیه مناسب: استفاده از بیلتهای فولادی با خاصیت مناسب حرارتی و مکانیکی از اهمیت بالایی برخوردار است. این مواد باید استانداردهای مشخصی مانند ASTM یا API را رعایت کنند.
- فرآیند پیرسینگ (Piercing): این مرحله اولیه بسیار حیاتی است که بیلت فولادی به دمای بالا میرود و تحت فشار وارد سنبه میشود تا به شکل لوله توخالی تبدیل شود. کنترل دما و فشار در این مرحله از اهمیت زیادی برخوردار است.
- مراحل نورد (Rolling) و شکلدهی: لولههای توخالی که از فرآیند پیرسینگ به دست آمدهاند، با استفاده از ماشینهای نورد به شکل نهایی خود تبدیل میشوند. این مراحل باید با دقت کنترل شوند تا ابعاد و خواص مکانیکی مطابق با استانداردهای مشتری داشته باشند.
- فرآیندهای حرارتی: مراحلی مانند آنیلینگ و کورینگ (Quenching and Tempering) برای بهبود خواص مکانیکی و ساختار داخلی لولهها مورد استفاده قرار میگیرند. این فرآیندها با دقت بالا و با رعایت پارامترهای دما و زمان صورت میپذیرند.
- بازرسی و کنترل کیفی: برای تضمین کیفیت لولههای مانیسمان، از بازرسیهای کیفی متعددی از جمله آزمونهای فشار، خمش، و آزمایشهای غیرمخرب (NDT) استفاده میشود. این بازرسیها باید به صورت منظم و دقیق انجام شوند تا هرگونه نقص و خطا را بهطور کامل شناسایی کنند.
- رعایت استانداردها و مقررات: تمامی فرآیندهای ساخت لوله مانیسمان باید با رعایت استانداردها و مقررات ملی و بینالمللی مانند استانداردهای API، ASTM و ASME صورت گیرد تا کیفیت و ایمنی لولهها تضمین شود.
این نکات مهم نشان دهنده اهمیت دقت و کنترل در هر مرحله از فرآیند ساخت لوله مانیسمان هستند تا لولههای با کیفیتی برای کاربردهای حساس صنعتی به دست آید.
تولید لوله مانیسمان در ایران
تولید لولههای مانیسمان بدون درز در دو مرحله خشن کاری و ظریفکاری، به عنوان یک ابتکار نوین در صنعت فولاد ایران معرفی شده است. این لولهها، با قابلیت تولید تا قطر ۲۴ اینچ، امکانات بیشتری را برای برخی از کاربردهای خاص در صنایع مختلف فراهم میکنند. علاوه بر این، در شرایط خاص، توانایی تولید لولههای بدون درز تا قطر ۴۲ اینچ نیز گزارش شده است که این امر نشان از پتانسیل و توانایی صنعت فولاد ایران در تولید محصولات پیشرفته دارد.
در حال حاضر، کارخانههای گروه ملی صنعتی فولاد ایران (اهواز) و لوله دقیق کاوه به عنوان دو شرکت برجسته در صنعت فولاد ایران، انواع لولههای مانیسمان سبک و رده 40 را با کیفیت بالا و استانداردهای جهانی در داخل کشور تولید میکنند. این تولیدات، علاوه بر تأمین نیازهای داخلی، میتوانند به عنوان محصولات صادراتی نیز به بازارهای بینالمللی عرضه شوند و به افزایش درآمد کشور و توسعه صنعت فولاد ایران کمک کنند.
سوالات متداول
- فرآیند ساخت لوله مانیسمان چگونه آغاز میشود؟
فرآیند ساخت لوله مانیسمان با حرارت دادن یک بیلت فولادی به دمای بالا و عبور آن از یک سنبه برای ایجاد یک لوله توخالی آغاز میشود.
- چرا لوله مانیسمان نسبت به سایر لولهها مقاومت بیشتری دارد؟
لوله مانیسمان به دلیل عدم وجود درز و جوش، دارای استحکام و یکنواختی بالاتری است که مقاومت بیشتری در برابر فشار و خوردگی فراهم میکند.
- چه فرآیندهای حرارتی در تولید لوله مانیسمان به کار میروند؟
فرآیندهای حرارتی مانند آنیلینگ برای بهبود ساختار داخلی لوله و دستیابی به خواص مکانیکی مناسب استفاده میشود.
- چگونه کیفیت لولههای مانیسمان بررسی میشود؟
کیفیت لولههای مانیسمان از طریق بازرسیهای کیفی متعدد اعمال میشود که شامل آزمایشهای فشار، خمش، و بررسیهای غیرمخرب (NDT) است.
شاید برای شما جالب باشد: تیرآهن 14
جمع بندی آهن وان
فرایند ساخت لوله مانیسمان با استفاده از فناوری پیرسینگ (piercing) آغاز میشود، جایی که یک بیلت فولادی به دمای بالا حرارت داده میشود و سپس تحت فشار از میان یک سنبه عبور میکند تا به شکل یک لوله توخالی درآید. این مرحله اولیه از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا کیفیت و خواص مکانیکی لوله نهایی تا حد زیادی به آن وابسته است. در ادامه، لوله تولید شده وارد مرحله نورد (rolling) میشود که طی آن با استفاده از ماشینهای خاص به ضخامت و قطر مورد نظر میرسد. این مراحل تضمین میکنند که لوله بدون هیچگونه درز و جوش تولید شده و دارای استحکام و یکنواختی بالایی است.
پس از اتمام مراحل شکلدهی، لولهها تحت فرآیندهای حرارتی مانند آنیلینگ (annealing) قرار میگیرند تا ساختار داخلی آنها بهبود یابد و خواص مکانیکی مناسب برای کاربردهای مختلف کسب کنند. در نهایت، بازرسیهای کیفی شامل آزمایشهای فشار، خمش، و بررسیهای غیرمخرب (NDT) انجام میشود تا اطمینان حاصل شود که لولهها با استانداردهای بینالمللی مطابقت دارند. لولههای مانیسمان به دلیل خواص برتر مانند مقاومت بالا در برابر فشار و خوردگی، کاربرد گستردهای در صنایع نفت و گاز، پتروشیمی، نیروگاهها، و سایر صنایع حیاتی دارند. این ویژگیها باعث میشود که این لولهها انتخاب ایدهآلی برای کاربردهای حساس و نیازمند به دوام و پایداری بالا باشند.
References
