لوله فولادی چیست؟
لوله فولادی یک محصول توخالی، بلند و استوانه ای شکل است که به طور گسترده در صنایع برای حمل و نقل سیال، پشتیبانی سازه، ساخت ماشین آلات و کاربردهای بی شمار دیگر استفاده می شود. طبق گفته موسسه آهن و فولاد آمریکا (AISI)، لوله فولادی با مقطع توخالی-ش تعریف میشود که آن را از میلههای جامد متمایز میکند. لوله های فولادی به دو شکل اساسی تولید می شوند: بدون درز و جوش داده شده، که هر کدام دارای فرآیندهای تولید متمایز، ویژگی های عملکرد و مشخصات هزینه هستند.
لوله بدون درز با سوراخ کردن یک شمش فولادی جامد و سپس نورد یا کشیدن آن به یک لوله توخالی بدون درز جوش تولید می شود. این فرآیند لولهای با ضخامت دیواره یکنواخت و بدون نقاط ضعف در طول آن ایجاد میکند که آن را برای کاربردهای-فشار و دمای بالا{2}} ایدهآل میکند. در مقابل، لوله جوش داده شده با خم کردن یک صفحه فولادی یا سیم پیچ به شکل استوانه ای و جوش دادن درز طولی تشکیل می شود. روشهای جوشکاری مدرن مانند ERW (جوشکاری با مقاومت الکتریکی)، LSAW (جوشکاری زیردریایی طولی) و SSAW (جوشکاری زیردریایی مارپیچی) لولههای جوشی را تولید میکنند که برای بسیاری از کاربردها قابل اعتماد و مقرون به صرفه هستند.
کاربرد لوله های فولادی تقریباً هر بخش صنعتی را در بر می گیرد. در نفت و گاز، لوله ها نفت خام، گاز طبیعی و محصولات تصفیه شده را در سراسر قاره ها حمل می کنند. صنایع شیمیایی برای پردازش مواد تهاجمی بر لولههای{2}مقاوم در برابر خوردگی متکی است. در ساخت و ساز از لوله های فولادی سازه ای برای قاب های ساختمان، شمع بندی و داربست استفاده می شود. نیروگاههای تولید برق برای سیستمهای بخار به لولههای تخصصی با دمای بالا-نیاز دارند. کشتی سازی، فرآوری مواد غذایی و صنایع خودروسازی همگی به گریدها و مشخصات لوله های فولادی برای برآوردن نیازهای عملیاتی منحصر به فرد خود بستگی دارند.
انواع لوله های فولادی بر اساس مواد
لوله کربن فولادی
لولههای فولادی کربنی پرمصرفترین دسته هستند که تقریباً 80 درصد کل مصرف لولههای فولادی در سطح جهان را به خود اختصاص میدهند. بر اساس محتوای کربن به کربن کم (تا 0.30% C)، کربن متوسط (0.30-0.60% C) و کربن بالا (0.60{10}}1.00% C) طبقهبندی میشود. متداول ترین مشخصات عبارتند از ASTM A106 (بدون درز برای خدمات با دمای بالا)، API 5L (لوله خطی برای انتقال نفت و گاز) و ASTM A53 (جوش داده شده و بدون درز برای همه منظوره). A106 گرید B درجه غالب برای لوله کشی صنعتی با دمای بالا است که تعادل خوبی از استحکام، جوش پذیری و هزینه ارائه می دهد. نمرات API 5L از درجه B تا X80 سطوح استحکام فزاینده ای را برای کاربردهای خط لوله فراهم می کند. برای تفکیک دقیق نمرات فولاد کربنی، به ما مراجعه کنیدراهنمای کامل گریدهای لوله فولادی کربنی.
لوله فولادی آلیاژی
لوله فولادی آلیاژی حاوی افزودن عمدی کروم، مولیبدن، نیکل، وانادیم یا سایر عناصر آلیاژی برای افزایش خواص خاص است. کروم مقاومت در برابر اکسیداسیون و خوردگی را بهبود می بخشد. مولیبدن استحکام دمایی-بالا را افزایش میدهد. و وانادیوم ساختار دانه را اصلاح می کند. استاندارد ASTM A335 لولههای فولادی آلیاژی فریتی بدون درز را برای سرویسدهی در دمای بالا، با درجههایی شامل P5 (5Cr-0.5Mo)، P9 (9Cr-1Mo)، P11 (1.25Cr-0.5Mo)، P21Cr{25}}0.5Mo)، P21{2}Moon، P21 (2) پوشش میدهد. (9Cr-1Mo-V)، و P92 (9Cr-0.5Mo-WV). این لولههای کروم-مولی در نیروگاهها، تأسیسات پتروشیمی و پالایشگاههایی که دمای آنها بیش از 400 درجه است، ضروری است. ما را کاوش کنیدراهنمای لوله های فولادی آلیاژیبرای مقایسه دقیق
لوله فولادی ضد زنگ
لوله فولادی ضد زنگ حاوی حداقل 10.5٪ کروم است که یک لایه اکسید غیرفعال را تشکیل می دهد که مقاومت در برابر خوردگی را ایجاد می کند. گریدهای آستنیتی متداول عبارتند از 304 (عمومی)، 316 (مقاومت در برابر خوردگی افزایش یافته با مولیبدن)، 321 (تثبیت شده برای سرویس در دمای بالا)، و 347 (تثبیت شده با نیوبیم). فولادهای ضد زنگ دوبلکس مانند 2205 و 2507 دارای مقاومت تسلیم دو برابر درجه های آستنیتی با مقاومت بالا در برابر خوردگی تنشی در ترک خوردگی هستند. لوله فولادی ضد زنگ با استانداردهای ASTM A312 (بدون درز و جوش)، A269 (سرویس عمومی) و A270 (سرویس بهداشتی) کنترل می شود.
ابعاد و برنامه های لوله فولادی
حفره اسمی و تبدیل اندازه
اندازه لوله از حفره اسمی (NB) اندازه گیری شده در اینچ، قطر اسمی (DN) اندازه گیری شده بر حسب میلی متر و قطر واقعی بیرونی (OD) استفاده می کند. به طور بحرانی، NB با OD واقعی برابر نیست. به عنوان مثال، یک لوله 4 اینچی (DN100) دارای OD واقعی 114.3 میلی متر (4.5 اینچ) است، نه 100 میلی متر یا 4 اینچ. تبدیل DN به NB از DN=25 x NB (اینچ) پیروی می کند. مانمودار اندازه لولهجداول تبدیل کامل را از 1/2 اینچ (DN15) تا 48 اینچ (DN1200) ارائه می دهد.
جدول زمانبندی لوله ها توضیح داده شد
جدول لوله (SCH) تعیین ضخامت دیواره استاندارد شده است که توسط ASME B36.10 برای فولاد کربنی و ASME B36.19 برای فولاد ضد زنگ تعریف شده است. تعداد برنامه با ضخامت دیوار افزایش مییابد: SCH 5S (نازکترین) تا SCH XXS (ضخیمترین). این رابطه تقریباً Sch=1000 x P/S است که در آن P فشار طراحی و S تنش مجاز است. برنامه های متداول عبارتند از SCH 40 (دیوار استاندارد برای مصارف صنعتی عمومی)، SCH 80 (فوق العاده قوی برای فشار بالا)، SCH 160، و XXS (دوبل استحکام فوق العاده). ما را ببینیدراهنمای برنامه زمانبندی کامل لولهو
نمودار ضخامت دیوار لوله برای داده های جامع
ضخامت دیوار و رتبه بندی فشار
رابطه بین ضخامت دیوار و درجه فشار توسط فرمول بارلو کنترل می شود: P=2St/D، که در آن P فشار داخلی، S تنش مجاز، t ضخامت دیواره و D قطر خارجی است. به عنوان مثال، یک لوله 4 اینچی SCH 40 A106 Gr.B (OD 114.3 میلی متر، دیواره 6.02 میلی متر) دارای فشار کاری تقریباً 14.5 مگاپاسکال در دمای محیط است. ماراهنمای رتبه بندی فشار لولهشامل مثال های محاسبه دقیق و جداول رتبه بندی فشار برای همه مواد و برنامه های رایج است.
بررسی اجمالی استانداردهای لوله فولادی
استانداردهای لوله های فولادی توسط سازمان های بین المللی برای اطمینان از قابلیت تعویض، کیفیت و ایمنی ایجاد شده است. استانداردهای ASTM (انجمن آمریکایی برای تست و مواد) بیشترین ارجاع را در سطح جهانی دارند. استانداردهای کلیدی ASTM عبارتند از A106 (فولاد کربن بدون درز برای دمای بالا)، A53 (فولاد کربنی جوش داده شده و بدون درز)، A333 (فولاد کربنی با دمای پایین)، A335 (فولاد آلیاژی)، A179 (لوله های مبدل حرارتی)، و A312 (فولاد ضد زنگ). استانداردهای API (موسسه نفت آمریکا) بر لولههای صنعت نفت و گاز، به ویژه API 5L برای خط لوله و API 5CT برای پوشش و لولهها، حاکم است. استانداردهای EN (EN 10216، EN 10217) در اروپا، استانداردهای JIS (G3454، G3456، G3458، G3459) در ژاپن، و استانداردهای GB (GB/T 8163، GB/T 5310، GB/T 9711) در چین استفاده میشوند. جامع مامقایسه استانداردهای ASTM در مقابل EN در مقابل JIS در مقابل GBجداول مرجع کامل متقابل-را ارائه می دهد.
پردازش و درمان لوله
برش و اریب
آماده سازی انتهای لوله برای کیفیت جوش بسیار مهم است. روشهای برش عبارتند از: سوخت اکسی-(مقرون به صرفه برای فولاد کربن)، پلاسما (سرعت بالا برای مواد مختلف)، اره نواری (برش سرد با سطح خوب) و لیزر (دقت بالا برای دیوار نازک-). انواع اریب استاندارد عبارتند از V-اریب (30-37.5 درجه، رایجترین)، مخروطی J- مرکب (برای دیوار ضخیم)، اریب U- (برای فولادهای ضخیم و آلیاژی) و لب به لب مربع برای دیوار نازک. زاویه اریب استاندارد در ASME B16.25 37.5 درجه با سطح ریشه 1.6 میلی متر است. ماراهنمای برش و کندن لولهتمام روش ها را با جزئیات پوشش می دهد.
عملیات حرارتی
عملیات حرارتی ریزساختار لوله فولادی را برای دستیابی به خواص مکانیکی مطلوب تغییر می دهد. عادی سازی (گرمایش تا درجه AC، خنک کننده هوا) ساختار دانه را اصلاح می کند و چقرمگی را بهبود می بخشد. کوئنچ (سرد شدن سریع در آب، روغن یا پلیمر) مارتنزیت را برای حداکثر سختی تولید می کند. تمپرینگ (گرم کردن مجدد زیر Ac1) تنش ها را کاهش می دهد و سختی را تنظیم می کند. آنیل (خنک کردن کوره) مواد را نرم می کند. گریدهای فولاد آلیاژی مانند P91 نیاز به چرخه های نرمال سازی و تلطیف دقیق دارند. ما را ببینیدراهنمای فرآیند عملیات حرارتی لولهبرای پارامترهای فرآیند کامل
پوشش ضد خوردگی{{0}
پوشش های لوله در برابر خوردگی محافظت می کنند و عمر مفید را افزایش می دهند. فیوژن باند اپوکسی (FBE) چسبندگی عالی را برای دماهای -40 درجه تا 120 درجه فراهم می کند. پلی اتیلن سه لایه (3LPE) حفاظت مکانیکی را برای خطوط لوله مدفون میافزاید. پلی پروپیلن سه لایه (3LPP) مقاومت دما را تا 140 درجه برای کاربردهای فراساحلی و بیابانی افزایش می دهد. آستر ملات سیمانی برای لوله های آب آشامیدنی استفاده می شود. ماراهنمای پوشش لولهبه انتخاب سیستم پوشش مناسب کمک می کند.
تست کیفیت لوله فولادی
تضمین کیفیت شامل چندین روش آزمایش برای تأیید یکپارچگی لوله است. تست غیر مخرب (NDT) شامل تست اولتراسونیک (UT) برای عیوب داخلی، تست رادیوگرافی (RT) برای عیوب حجمی، تست ذرات مغناطیسی (MT) برای ترکهای سطحی در مواد فرومغناطیسی، و تست نفوذ رنگ (PT) برای عیوب سطحی است. آزمایش هیدرواستاتیک هر لوله را تا 1.5 برابر فشار کاری تحت فشار قرار می دهد تا استحکام و سفتی{4}}نشتی را تأیید کند. تست های مکانیکی شامل تست کشش، سختی و ضربه (Charpy V{6}}notch) می باشد. ماراهنمای NDTو
راهنمای تست هیدرواستاتیکپوشش جامع ارائه دهد.
انتخاب لوله بر اساس صنعت
| صنعت | الزامات کلیدی | مواد اولیه | راهنما |
|---|---|---|---|
| پردازش شیمیایی | مقاومت در برابر خوردگی، دمای{0}بالا، محتوی مواد سمی | 316/316L SS, Duplex 2205, Alloy 20 | P16 |
| غذا و نوشیدنی | پرداخت سطح بهداشتی، مطابقت با FDA، سازگاری با CIP/SIP | 304L، 316L SS، Ra کمتر یا مساوی 0.8μm | P17 |
| کشتی سازی | تایید جامعه طبقه بندی، مقاومت در برابر خوردگی آب دریا | 316L SS، Cu{1}}Ni 90/10، CS گالوانیزه | P18 |
| تولید برق | استحکام خزش، مقاومت در برابر اکسیداسیون،-دمای بالا | P91, P92, T22, A106 Gr.B | P19 |
لوله فولادی تخصصی
لوله های مبدل حرارتی (ASTM A179, A213, A249) برای انتقال حرارت کارآمد نیاز به کنترل ابعادی دقیق و کیفیت سطح استثنایی دارند. لولههای دقیق (با تحمل سرد- تا 0.1± میلیمتر) به سیلندرهای هیدرولیک و ماشینآلات دقیق خدمت میکنند، در حالی که لوله استاندارد نیازهای عمومی حمل و نقل سیال را برآورده میکند. لوله با دمای پایین (A333 Gr.6) چقرمگی ضربه را در -45 درجه برای LNG و خدمات قطبی حفظ میکند. لولههای دمای بالا (P91, P92) در نیروگاههای فوق بحرانی بالای 600 درجه کار میکنند. ما را ببینیدراهنمای لوله های مبدل حرارتیو
مقایسه دقیق در مقابل لوله استانداردبرای اطلاعات دقیق
تامین لوله های فولادی از چین
چین بزرگترین تولید کننده لوله فولادی در جهان است که به بیش از 200 کشور صادر می کند. مزیت های کلیدی عبارتند از قیمت رقابتی به دلیل کارخانه های فولادی یکپارچه و تولید کارآمد، کیفیت ثابت مطابق با استانداردهای بین المللی (ASTM، API، EN، JIS، GB)، و زمان های منعطف با ظرفیت تولید بالا. هنگام تامین منابع از تامین کنندگان چینی، ممیزی های کارخانه را برای تایید قابلیت ها انجام دهید، برای تضمین کیفیت به بازرسی شخص ثالث (SGS، BV، Intertek) نیاز دارید و از گواهینامه های تست آسیاب کامل (MTC) با شماره حرارت قابل ردیابی اطمینان حاصل کنید. ManufacturerPipe مستندات کامل و مدیریت شفاف زنجیره تامین را برای هر سفارش ارائه می دهد.
سوالات متداول
س: تفاوت بین SCH 40 و SCH 80 چیست؟
A: SCH 80 دارای یک دیوار ضخیم تر از SCH 40 برای همان اندازه اسمی است که ظرفیت فشار بالاتری را ارائه می دهد. به عنوان مثال، لوله 4 اینچی SCH 40 دارای ضخامت دیواره 6.02 میلی متر است در حالی که SCH 80 دارای 8.56 میلی متر است. SCH 80 برای کاربردهای فشار بالاتر یا جاهایی که به خوردگی اضافی نیاز است استفاده می شود.
س: آیا می توان از A106 Gr.B و API 5L Gr.B به جای یکدیگر استفاده کرد؟
پاسخ: در حالی که از نظر شیمیایی مشابه هستند، کاملاً قابل تعویض نیستند. A106 Gr.B برای سرویس در دمای بالا با مقادیر تنش مجاز صریح در بخش ASME طراحی شده است. API 5L Gr.B شامل الزامات چقرمگی شکست اضافی برای خدمات خط لوله است. جایگزینی نیاز به بررسی مهندسی بر اساس کد طراحی قابل اجرا دارد.
س: کدام بهتر است: لوله بدون درز یا جوش داده شده؟
پاسخ: هیچکدام به طور جهانی بهتر نیستند. لوله بدون درز بدون درز جوش است، بنابراین برای سرویسهای-فشار و دمای بالا ترجیح داده میشود. لوله جوشی مقرون به صرفه تر است و می تواند در قطرهای بزرگتر تولید شود. انتخاب بستگی به شرایط عملیاتی، محدودیت های هزینه و الزامات کد قابل اجرا دارد.
س: چگونه برنامه صحیح لوله را انتخاب کنیم؟
پاسخ: فشار و دمای کار را تعیین کنید، مواد لوله را انتخاب کنید، حداقل ضخامت دیواره مورد نیاز را با استفاده از فرمول بارلو محاسبه کنید، کمک هزینه خوردگی و عوامل ایمنی را اعمال کنید، سپس جدولی را انتخاب کنید که حداقل ضخامت دیوار محاسبه شده را ارائه می دهد.
برای پروژه خود به لوله فولادی نیاز دارید؟
برای راهنمایی متخصص و قیمت رقابتی در مورد فولاد کربن، فولاد آلیاژی و لوله فولادی ضد زنگ با تیم مهندسی ما تماس بگیرید.
دسته بندی محصولات
