لوله بدون درز با سوراخ کردن یک میله فولادی جامد و تقریباً مذاب به نام بیلت با یک مندرل تشکیل میشود تا لولهای تولید شود که هیچ درز یا اتصالی ندارد.
لولههای بدون درز با سوراخ کردن یک شمش فولادی جامد و سپس شکل دادن آن به یک لوله توخالی بدون هیچ جوشکاری تولید میشوند. این فرآیند معمولاً شامل گرم کردن شمش تا دمای بالا، سوراخ کردن آن با یک مندرل برای ایجاد شکل توخالی و سپس شکل دادن بیشتر آن از طریق نورد و کشش است.
لوله بدون درز از یک میله استوانهای از فولاد داغ تشکیل میشود. میله تا دمای بالا گرم میشود و سپس یک پروب برای ایجاد سوراخ در سیلندر وارد میشود. سپس سیلندر به غلتکهایی منتقل میشود که سیلندر را به قطر و ضخامت دیواره مشخص شده تبدیل میکنند. تعداد کمی از کارخانهها میتوانند لوله بدون درز تا قطر ۲۴ اینچ تولید کنند. روشهای تولید بدون درز برای لولههای با قطر کوچک استفاده میشوند، اما هزینه بالاتری دارند و دسترسی به آنها محدود است و با افزایش قطر، لولههای جوش داده شده اقتصادیتر میشوند.
خواص مواد و نکات کلیدی فرآیند تولید لولههای بدون درز
لولههای بدون درز معمولاً از فلز ساخته میشوند، اما عملکرد آنها را میتوان با پوشش دیواره داخلی با یک پوشش پلاستیکی بهبود بخشید. این ساختار کامپوزیتی مزیت استحکام بالای لولههای فلزی را حفظ کرده و مقاومت خوردگی لولههای پلاستیکی را نیز دارد. با این حال، اگر پوشش پلاستیکی آسیب ببیند، قسمت فلزی که در معرض آن قرار دارد، ممکن است پس از تماس با سیال، همچنان باعث مشکلات خوردگی شود.
نکات کلیدی کنترل در فرآیند تولید
روانکاری و جلوگیری از ترک: لولههای بدون درز باید در طول فرآیند شکلدهی فشار بسیار بالایی را تحمل کنند، بنابراین برای جلوگیری از ترک خوردن، سطح آنها باید با روانکنندههای فشار بالا پوشانده شود. با این حال، روانکننده باید قبل از عملیات حرارتی بعدی کاملاً پاک شود، در غیر این صورت ممکن است حلال خورنده باقیمانده برای مدت طولانی در لوله باقی بماند و در نتیجه خطرات خوردگی ایجاد کند - این امر به ویژه برای لولههای بدون درز با دیواره نازک قابل توجه است.
ضخامت دیواره و یکپارچگی سازه
خواص مکانیکی: استحکام کششی و استحکام تسلیم لوله مستقیماً به ضخامت دیواره وابسته است. هرگونه کاهش ضخامت دیواره ناشی از خوردگی ممکن است باعث خرابی سازه شود.
عملکرد مدیریت حرارتی: ضخامت دیواره نیز بر پایداری رسانایی حرارتی لوله تأثیر میگذارد. فرآیندهای تولید نامناسب، خطرات نوسانات دما یا شرایط دمای بالا را افزایش میدهند و حتی منجر به حوادث جدی میشوند.
لولههای بدون درز
لولههای بدون درز از فولاد جامد، یعنی صفحات یا میلهها، که به شکلهای گرد جامد (به نام "بیلت") شکل میگیرند، مشتق میشوند. سپس این اشکال گرم شده و روی قالبی مانند میله سوراخدار ریخته میشوند تا یک لوله یا پوسته توخالی تشکیل دهند. این نوع لوله به دلیل مقاومت فشاری کارآمدتر، سرعت و مقرون به صرفه بودن در مقایسه با سایر فرآیندهای تولید لوله شناخته شده است. لولههای بدون درز معمولاً در خطوط لوله گاز طبیعی و همچنین خطوط لوله انتقال مایع استفاده میشوند.
از آنجایی که لولههای بدون درز میتوانند فشارهای بالا را تحمل کنند، در کاربردهای فشار بالا از جمله پالایشگاهها، سیلندرهای هیدرولیک، صنایع هیدروکربنی و زیرساختهای نفت و گاز نیز به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرند.
در مقایسه با انواع دیگر لولهها، لولههای بدون درز نیازی به هیچ جوشکاری یا اتصالی ندارند و به سادگی از شمشهای گرد جامد تشکیل میشوند که این امر باعث افزایش استحکام و سایر خواص آنها، از جمله مقاومت در برابر خوردگی میشود. طبق گفته انجمن مهندسان مکانیک آمریکا (ASME)، این لولهها میتوانند در برابر تنش مکانیکی به طور مؤثرتری نسبت به لولههای جوش داده شده (یعنی لولههای غیر بدون درز) مقاومت کنند و فشار کاری بالاتری دارند.
به طور کلی، کاربرد لولههای بدون درز به ضخامت دیواره بستگی دارد. لولههای با دیواره ضخیمتر برای تولید به دمای بالاتری نیاز دارند که این امر مقاومت در برابر تغییر شکل را کاهش میدهد و در نتیجه انحراف بیشتری ایجاد میکند.
رقیب اصلی لوله بدون درز، لوله ERW (HFI) است، زیرا هزینه تولید آن کمتر است. مزایای اصلی لوله بدون درز نسبت به لوله ERW عبارتند از: (الف) بدون درز جوش، (ب) توزیع تقریباً یکنواخت خواص مواد، و (ج) تنش پسماند بسیار کم. از سوی دیگر، لوله بدون درز گرانتر از لوله ERW است، ضخامت سطح مقطع آنها ممکن است یکنواخت نباشد و سطوح داخلی و خارجی آنها معمولاً بسیار ناهموار است.
در لولههای جوش داده شده، پس از شکلدهی صفحه یا کلاف فولادی به شکل استوانهای، از جوشکاری برای بستن درز جوش استفاده میشود. کارخانه از روشهای بازرسی اولتراسونیک و/یا رادیوگرافی برای اطمینان از کیفیت درز جوش استفاده میکند و هر اتصال لوله تا فشاری بیش از فشار کاری مشخص شده، آزمایش فشار میشود. لولههای جوش داده شده بر اساس نحوه شکلدهی و فناوری جوشکاری مورد استفاده طبقهبندی میشوند.
لولههای جوش داده شده با قوس زیرپودری (SAW) در طول فرآیند جوشکاری از فلز پرکننده استفاده میکنند، در حالی که جوشکاری مقاومت الکتریکی/جوشکاری فیوژن الکتریکی (ERW/EFW) نیازی به فلز پرکننده ندارند. SAW خود به جوشکاری طولی (یا جوشکاری مستقیم، L-SAW) تقسیم میشود و S-SAW به لولههای جوش مارپیچی اشاره دارد. معمولاً L-SAW با جوش مستقیم با قطر متوسط، تک درز و L-SAW با قطر بزرگ، دو درز است.
لوله ERW با استفاده از جریان الکتریکی برای گرم کردن فولاد تا نقطهای که لبهها به هم جوش میخورند، تولید میشود. این فرآیند تولید در دهه 1920 با استفاده از جریان متناوب با فرکانس پایین برای گرم کردن لبهها معرفی شد، اما بعداً مشخص شد که مستعد خوردگی جوش و جوشهای ناکافی است. امروزه از جریان متناوب با فرکانس بالا استفاده میشود که به عنوان جوشکاری تماسی نیز شناخته میشود. لوله EFW به فرآیندی اشاره دارد که از پرتوهای الکترونی برای هدایت انرژی جنبشی برای ذوب قطعات کار و تشکیل جوش استفاده میکند.
زمان ارسال: ۱۹ ژوئن ۲۰۲۵
