لوله مانیسمان روش ساخت ویژه خود را دارند. به دلیل قیمت لوله مانیسمان و نبود درز در آن‌ها، از این لوله ها در صنایع حساس استفاده می‌شوند. در این مقاله به بررسی این لوله پرکاربرد می پردازیم.
لوله مانیسمان، نوعی لوله فولادی بدون درز است که در صنایع برای نصب در سیستم‌های لوله‌کشی و تأسیسات مورداستفاده قرار می‌گیرد. برای تولید لوله مانیسمان برخلاف سایر انواع لوله فلزی ولوله‌های فولادی درزدار، از روش جوشکاری استفاده نمی‌شود. درواقع تولید این لوله‌ها به شیوه مخصوصی در کارخانه انجام می‌شود. این دسته از لوله‌های فولادی کاربردهای وسیعی در حوزه نفت، گاز و پتروشیمی دارند. حال با توجه به این مقدمه این نوشتار را در باب این نوع از محصولات آماده نموده‌ایم که امیدواریم اطلاعات کاربردی و دقیقی را به حضور شما ارائه دهد. پس همراه ما باشید.
لوله مانیسمان چیست؟
جالب است بدانید که اگر استحکام و عمر بالای لوله برایتان مهم است یا قصد انتقال سیالات حساس رادارید، لوله مانیسمان می‌تواند بهترین انتخاب برای شما است. این نوع از لوله‌ها روش ساخت ویژه خود رادارند و به دلیل نبود درز در آن‌ها، در صنایع حساس به‌کاربرده می‌شوند. در صنعت، لوله‌های مختلفی اعم از لوله‌های فولادی، لوله‌های ضدزنگ استیل، لوله آلیاژ ولوله بویلر وجود دارد بنابراین این نوع لوله معمولاً در چهار رده سبک، 40، 80 و 160 عرضه می‌شود که ضخامت هر رده به ترتیب زیاد می‌شود. این نوع لوله معمولاً از فولاد ساده کم‌کربن ساخته می‌شود؛ اما به‌وسیله افزودن برخی مواد به داخل و بیرون لوله، آن را در برابر زنگ زدن مقاوم می‌کنند.
البته لازم به ذکر است که این لوله‌ها به دلیل یکدست بودن و بدون درز بودنشان نسبت به سایرین محکم‌تر هستند و قیمتی بالاتر از سایر لوله‌ها دارند. همچنین قیمت لوله مانیسمان معمولاً به‌صورت کیلویی اعلام می‌شود اما قیمت کل هر شاخه به رده آن بستگی دارد. با توجه به همین توضیحات نیز در ادامه این نوشتار به ارائه اطلاعاتی بیشتر درباره‌ی لوله مانیسمان می‌پردازیم.
تاریخچه مختصر لوله مانیسمان
لوله مانیسمان برای اولین بار توسط برادران مانیسمان اختراع شد و علت این نام‌گذاری نیز بر همین اساس است. پیشینه تاریخی تولید لوله‌های بدون درز به روش نورد، به سال 1880 می‌رسد. جالب است بدانید که در این سال هنگامی‌که برادران مانسمان در کارخانه خود مشغول تولید سوهان از بیلت استوانه‌ای بودند متوجه شدند که اگر غلتک‌های سوهان‌کاری نسبت به یکدیگر زاویه بگیرند، هسته بیلت ها سست شده و درنهایت منجر به سوراخ شدن مرکز بیلت می‌شود. آن‌ها با پیگیری کشف خود توانستند با استفاده از سنبه سوراخ‌کاری، از این نوع نورد برای سوراخ کردن بیلت های استوانه‌ای و تولید لوله‌های بدون درز استفاده کنند. درنهایت در سال 1890 آقای ماکس مانسمان، نورد لوله را به‌عنوآن‌یک روش مستقل برای تولید لوله بدون درز معرفی کرد.
آشنایی با انواع لوله مانیسمان بر اساس ابعاد مقطع
لوله‌های مانیسمان را بر اساس ابعاد مقطع لوله به سه رده پرکاربرد می‌توان تقسیم کرد. لوله بدون درز رده ۲۰، لوله مانیسمان رده ۴۰ ولوله بدون درز رده ۸۰ به‌صورت تجاری توسط کارخانه‌ها در طول‌های ۶ و ۱۲ متری تولید می‌شود. در همین راستا لازم است بدانید که شرکت لوله‌سازی دقیق کاوه، کارخانه فولاد اهواز در ایران و نیز کشورهای چین، آلمان، اوکراین، رومانی و روسیه از مطرح‌ترین سازندگان لوله بدون درز محسوب می‌شوند.
آشنایی کامل با روش تولید لوله‌های بدون درز
اصولاً لوله‌های مانیسمان به دو روش نورد گرم و نورد سرد تولید می‌شوند. لوله فلزی مانیسمان نورد گرم یکی از وسیع‌ترین دسته‌بندی‌های لوله مانیسمان است. مفاهیم نورد سرد و نورد گرم باهم مرتبط هستند. نورد سرد در دمای معمولی (دمای اتاق) انجام می‌شود، درصورتی‌که نورد گرم در دمای تبلور مجدد صورت می‌پذیرد.
قطر لوله‌های فلزی مانیسمان نورد گرم معمولاً بالای ۳۸ میلی‌متر است. می‌توان لوله مانیسمان که قطر کمتری دارد را با شیوه نورد سرد یا کشش سرد تولید کرد. در همین راستا نیز به‌منظور آشنایی با روش تولید انواع لوله‌های بدون درز یا مانیسمان لازم است تا مراحل نورد گرم آن را با شرح دقیق بررسی نمایید که این موارد به‌صورت زیر است:
در اولین مرحله شمش فولادی را به‌عنوان ماده اولیه تولید لوله مانیسمان، بنا به درخواست مشتری به ابعاد گوناگون برش می‌دهند. درواقع لوله فلزی مانیسمان نورد گرم توسط ماشین‌آلات نورد اتوماتیک تولید می‌شوند و قبل از برش سطح شمش فولاد به‌خوبی تمیز و بازرسی‌شده و سپس به طول موردنیاز بریده می‌شود. پس‌ازآن شمش‌های برش داده‌شده را داخل کوره‌هایی گرم می‌کنند تا به درجه حرارت مناسب جهت شکل‌دهی به‌منظور کاربرد موردنیاز برسند.
در مرحله‌ی بعد در حین عبور شمش‌ها از میان دو غلتک به جهت گرد کردن تدریجی شمش‌ها، سنبه‌ای نوک‌تیز جهت سوراخ زنی و ایجاد شکل لوله از سمت سطح مقطع وارد شمش‌ها می‌شود. جالب است بدانید که هدف اصلی فرآیند سوراخ کردن بیلت فولادی در اصل دستیابی به تیوبی توخالی است.
پیش از پرداخت لوله مانیسمان نمی‌توان به ویژگی‌ها و کیفیت سطح مطلوب دست پیدا کرد چراکه فلز برای بهبود به تغییر شکل بیشتری نیاز دارد؛ بنابراین در ادامه آن با استفاده از دستگاهی موسوم به الانگاتور، فولاد گرم شده مجدداً از بین دو غلتک عبور داده تا هم‌زمان با گردتر شدن سطح مقطع، طول لوله افزایش می‌یابد. اصلی‌ترین مرحله‌ی تولید مانیسمان، شلیک سنبه است که سنبه‌ای به طول 12 متر را داخل شمش فولادی شلیک می‌شود.
پس از مرحله دوم اگر لوله مقدار کمی تاب داشته باشد صاف و یکدست شده و عملیات تاب‌گیری انجام می‌شود. سپس در مرحله آزاد‌سازی سمبه، سمبه داخل لوله از آن جدا می‌گردد. در مرحله‌ی کروی کردن سروته لوله گرفته می‌شود و سر لوله به حالت گرد درمی‌آید. درنهایت جهت رسیدن به طول موردنظر، لوله تحت کشش قرار می‌گیرد.
مرحله سرد کردن لوله با آب، اندازه‌گیری طول نهایی لوله که معمولاً 6 یا 12 متری است و مرحله‌ی آزمایش یا تست با استفاده از تجهیزات الکترونیکی جهت تضمین کیفیت لوله، ازجمله مراحل پایانی می‌باشد. در پایان، مرحله‌ی کونیک‌شدن دو سر لوله جهت تسهیل در امر جوشکاری و سپس پولش کاری با استفاده از یک روغن مخصوص به‌منظور جلوگیری از خوردگی لوله‌ی مانیسمان انجام می‌شود.
پس از پایان این مراحل نیز در پایان لوله‌ها بسته‌بندی‌شده و آماده بارگیری می‌گردد. البته نکته‌ی قابل‌ذکر در این بخش این است که تولید لوله مانیسمان از مقاطع چهارگوش نیز امکان‌پذیر است اما باعث بالا رفتن هزینه تولید می‌گردد.
مزایا و معایب تولید لوله‌های مانیسمان به روش نورد گرم
در ابتدای این بخش و پس از ارائه یک شرح کامل بر تولید این نوع از لوله‌ها به روش نورد گرم لازم است با مزایای اعمال چنین رویه‌ای به‌منظور ساخت لوله‌های مانیسمان اشاره نمود که این موارد به شرح زیر است: نورد گرم می‌تواند به ریزساختارهای شمش فولاد آسیب وارد کرده و دانه‌های کریستالی فولاد را تصفیه نماید، درنتیجه معایب ریزساختارها برطرف شده، ساختار فولاد فشرده‌تر شده و ویژگی‌های مکانیکی آن بهبود می‌یابد.
با توجه به همین مسئله نیز باعث می‌شود که اگر فولاد در اثر فشار یا دمای بالا دچار ترک، حباب یا پوکی شود با استفاده ازاین‌روش این مشکلات را به‌راحتی حل کرد؛ اما در باب معایب نورد گرم در تولید این نوع از لوله‌ها باید اذعان نمود که طی این فرایند مشکلاتی برای سطح داخلی و خارجی محصولات وجود دارد که شامل:
1. نواقص سطح داخلی لوله
- ایجاد فلپ داخلی که در طی آن‌یک خط صاف، مارپیچ یا نیمه مارپیچ بر روی سطح داخلی لوله می‌باشد.
- آسیب‌های ریزی که بر روی سطح داخلی لوله ایجاد می‌شود که البته به‌راحتی از بین می‌روند.
- ایجاد رپینگ که البته یک خط مستقیم یا رگه‌هایی متناوب بوده که معمولاً در سر ابتدای لوله دیده می‌شوند و به‌راحتی از بین می‌روند.
- ایجاد خراش‌هایی مستقیم که طول و عمق مشخصی دارند.
2. نواقص سطح خارجی لوله
- ایجاد چین خارجی لوله که لایه‌ای مارپیچ و چین‌دار که بر روی سطح خارجی لوله ایجاد می‌شود.
- لوله به‌صورت لایه‌لایه به نظر رسیده و دچار ترک می‌شود.
- ایجاد خراش‌هایی که بر روی سطح لوله به وجود می‌آیند و ممکن است خطی یا مارپیچ باشند.
- ایجاد حفره‌هایی که بر روی سطح لوله به وجود می‌آید و باعث می‌شود سطح آن ناهموار به نظر برسد.
- ایجاد ترک‌هایی کوچک که سطح لوله را ناهموار می‌کنند.
- همچنین ممکن است سطح خارجی لوله فلزی مانیسمان در فرآیند نورد دچار تحدب یا تقعر شود که البته این امر باعث تغییر ضخامت دیواره لوله نمی‌شود.
در باب تفاوت لوله بدون درز و درزدار
به‌طورکلی انواع روش تولید لوله فولادی به دودسته لوله بدون درز و درزدار تقسیم‌بندی می‌شوند. همان‌طور که در ابتدای این نوشتار در سازه افزار نیز اشاره شد، لوله فولادی بدون درز در اصطلاح به لوله مانیسمان معروف است و در فرایند تولید این دسته از محصولات از روش جوش استفاده نمی‌شود، به این صورت که برای تولید از مقاطع فولادی اعم از شمش استفاده نموده و پس از حرارت و کشش و سایر فرایندها به لوله فولادی تبدیل می‌شود. همچنین ماده اولیه لوله فولادی مانیسمان نیز با لوله درزدار تفاوت دارد. این در حالی است که در فرایند تولید لوله درزدار پس از برش ورق و شکل‌دهی آن، از جوشکاری نیز استفاده می‌گردد.
به‌طورکلی کیفیت تولید و مواد اولیه لوله بدون درز نسبت به لوله سیاه درزدار بهتر است. همچنین لازم به ذکر است که قیمت لوله فولادی بدون درز و درزدار نیز در هر دو روش از یکدیگر متفاوت می‌باشد. موضوع استفاده از لوله بدون درز یا لوله فولادی درزدار به پروژه و نوع کاربری بستگی دارد. لوله‌های فولادی مشخصات و درجه‌بندی مختلفی دارند و با توجه به این ویژگی‌ها می‌توان آن‌ها را انتخاب کرد.
لوله‌های درزدار معمولاً برای انتقال سیستم آبیاری و بخار و گاز استفاده می‌شود و همچنین می‌توان از لوله‌های درزدار برای ساخت سازه‌های فلزی و نرده حیاط و. استفاده کرد. در زمان طراحی سیستم لوله‌کشی بهتر است از مهندسین متخصص بهره بگیرید. البته لازم به یادآوری است که از میان لوله‌های فولادی، لوله‌های درزدار قابل‌اعتمادتر و بادوام‌تر از سایر لوله‌های فولادی است چراکه هیچ جوش و درزی ندارند و تحمل فشار بالا را خواهند داشت.
آشنایی با مزایای لوله بدون درز
افزایش ریسک فشار، یکنواختی لوله و قدرت تحمل فشار بار از مزیت‌های مهم و اصلی لوله‌های مانیسمان می‌باشد؛ بنابراین به‌طورکلی در باب مزایای لوله مانیسمان می‌توان موارد زیر را مطرح نمود که به شرح زیر است:
1. دوام بالا
به‌طورکلی استفاده از مواد اولیه با مقاومت بالا و استحکام کافی باعث شده تا لوله مانیسمان برای مدت طولانی و بدون آسیب مورداستفاده قرارگرفته که همین دوام بسیار بالای آن باعث شده تا همان‌طور که گفته شد در صنایعی نظیر کشتی‌سازی و نفت و گاز که تعویض لوله‌ها به‌ندرت اتفاق افتاده و به دلیل هزینه‌های بسیار بالا ممکن است این تعویض هرچند سال یک‌بار رخ دهد، بسیار مورداستفاده قرار گیرد.
2. یکپارچه بودن
لوله مانیسمان برخلاف لوله‌های درزدار به‌صورت یکپارچه و بدون جوش تولید می‌شود و تمام قسمت‌های آن به یک‌شکل بوده و دارای یکپارچگی است. چراکه یکپارچه بودن لوله مانیسمان به بهبود عملکرد آن کمک کرده و درعین‌حال باعث ایجاد ظاهری زیبا می‌شود.
3. مقاومت بالا در برابر خوردگی و نیز دمای بالا
همان‌طور که در ادامه این نوشتار و در بخش کاربردها مطالعه خواهید نمود استفاده از این لوله در سیستم‌های لوله‌کشی و تأسیسات بسیار پرکاربرد و حیاتی می‌باشد. در همین راستا نیز 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 موردنظر را انتخاب کرد.