لوله مانیسمان چیست و چه کاربردی دارد؟

لوله مانیسمان به عنوان یکی از پرکاربردترین انواع لوله، در بخش‌های مختلف صنعت، برای ذخیره و انتقالات سیالات مورد استفاده قرار می‌‎گیرد.

لوله‌ها از حیث جنس، کاربرد، نحوه‌ی ساخت و نحوه‌ اتصالات در دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. در سال‌های اخیر با توجه به رشد سریع ساخت و ساز و تاسیسات و تقاضای بالای صنایع، انواع لوله با افزایش حجم تولید مواجه بوده است.

در مقاله لوله چیست، بررسی شد که لوله‌ها که به دو دسته‌ی کلی آهنی و غیرآهنی تقسیم می‌شوند. هر کدام دارای زیرمجموعه‌هایی هستند که به فراخور کاربرد، با تیراژ متفاوت تولید همراه هستند.

در این میان با توجه به منابع معدنی موجود در کشور، تولیدات آهنی و فولادی در ایران دارای جایگاه ویژه‌ای هستند. بطور کلی لوله‌های فولادی تجاری برای تاسیسات حرارت مرکزی، تهویه‌، انتقال نفت و روغن در فشارهای پایین و نوع گالوانیزه‌ آن جهت آبرسانی کاربرد دارد.

در این میان انواع لوله‌ مانیسمان (لوله‌های بدون درز) که زیرمجموعه‌ لوله‌های فولادی محسوب می‌شوند، به‌دلیل کاربرد بالا در صنایع نفت و گاز، برای بسیاری از سرمایه‌گذاران در این حوزه اهمیت و جذابیت دارد. لذا غالب مقاله‌ی حاضر به بررسی بدون درز (مانیسمان) می‌پردازد.

اگر به دنبال این هستید که لوله مانیسمان رده ۴۰ چیست، قیمت لوله مانیسمان رده ۸۰ را چطور استعلام کنید و یا روش تولید لوله مانیسمان به چه صورت است، مطالعه ادامه این مطلب از آیرومارت را از دست ندهید.

تعریف لوله مانیسمان یا بدون درز

از لحاظ روش ساخت، لوله‌‎ها به دو دسته‌ی لوله‌ های بدون درز (Seamless) و لوله‌ های درزدار یا درز جوش (welded pipe) نیز گروه‌بندی می‌شوند. در ساخت انواع لوله‌ های درزدار ابتدا ورق فولادی به شکل لوله فرم داده می‌شودشده و سپس محل درزها بوسیله‌ جوش بهم متصل می‌شوند.

جوش محل درزها می‌تواند بدون الکترود (ERW) بوده و از انواع جوشکاری الکتریکی مقاومتی و یا جوشکاری القایی فرکانس بالا باشد. همچنین عملیات جوشکاری می‌تواند با استفاده از الکترود (DSAW) انجام شود.

لوله مانیسمان، هیچگونه درز جوش و شکافی نداشته و سطح داخلی و خارجی آن‌ها کاملا یکپارچه است. برای شناخت تفاوت لوله درزدار و لوله بدون درز این مقاله را بخوانید.

تاریخچه لوله مانیسمان

رینهارد و مکس مانیسمان، برادران آلمانی بودند که نخستین بار در سال ۱۸۸۶ موفق به ابداع روش تولید لوله‌ های بدون درز شدند. بین سال‌های ۱۸۸۷ تا ۱۸۸۹ میلادی با چندین شرکت تجاری مختلف آلمان، بوهمیا، لاندور و ولز وارد شراکت شدند و کارخانه استارتاپی خود را در سال ۱۸۹۰ در برلین راه‌اندازی کردند.

از سال ۱۸۹۳، بخش مرکزی و اصلی کارخانه به مرکز صنایع لوله یعنی دوسلدورف منتقل شد و با نام Mannesmannröhren-Werke به فعالیت حرفه‌ای خود ادامه داد.

مانیسمان یک برند معتبر است که چون به عنوان اولین لوله بدون درز (Seamless) وارد شده در ایران شناخته می‌شود، این نوع لوله با این اسم کمپانی در بازار ایران شناخته می‌شود.

روش تولید لوله مانیسمان

دو روش رایج برای ساخت لوله‌ های بدون درز و یا به اصطلاح مانیسمان وجود دارد:

۱.ریخته‌گری گریز از مرکز

فلز مذاب به درون قالب چرخان هدایت می‌شود و با توجه به ساختار دستگاه و میزان نیروی گریز از مرکز وارد شده، فلز مذاب به سمت دیواره‌های قالب هجوم برده و انجماد نیز در همین حین از دیواره‌های قالب شروع می‌شود. ضخامت نهایی دیواره‌ لوله‌ تولیدی هم تابعی از حجم مذاب اولیه‌‌ی ورودی و همچنین میزان دور بر دقیقه‌ی موتور دستگاه و میزان نیروی اعمالی است.

نکته‌ قابل ذکر در این روش، بحث سیالیت فولاد مذاب است. فولاد در حالت مذاب دارای ویسکوزیته و چسبندگی پایین‌تر و سیالیت و روندگی بیشتر است و روش ریخته گری گریز از مرکز برای ساخت لوله نیازمند کنترل‌های محیطی و دستگاهی فراوانی است. با توجه به سیالیت مذاب فولاد، در حال حاضر این روش در ایران مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.

۲.نورد و اکستروژن شمش‌های فولادی (بیلت)

یک قطعه شمش فولادی را گرم کرده و سپس با واردشدن سنبه میله‌ای نوک تیز به مرکز شمش گداخته‌شده، لوله بدون درز ایجاد می‌شود. در گام بعد با غلتک‌های مخصوص لوله را تحت نورد و کشش قرار می‌دهند تا ضخامت، قطر و طول مورد نظر بدست آید.

در نهایت پس از تولید، این نوع لوله‌ها تحت عملیات حرارتی و تنش‌گیری قرار می‌گیرند. بطور معمول در صنعت از این روش که به روش مانیسمان معروف است، استفاده می‌شود. در ادامه مراحل تولید این لوله به این روش را با جزئیات کامل توضیح می‌دهیم.

برای آشنایی با روش تولید مانیسمان تماشای ویدئوی زیر را از دست ندهید:

مراحل تولید لوله مانیسمان

• در اولین مرحله ساخت لوله مانیسمان، شمش فولادی را به عنوان ماده اولیه تولید، بنا به درخواست مشتری به ابعاد گوناگون برش می‌دهند.
• در ادامه شمش‌های برش داده‌شده را داخل کوره‌هایی گرم می‌کنند تا به درجه حرارت مناسب جهت شکل‌دهی برسند.
• در مرحله‌ بعد در حین عبور شمش‌ها از میان دو غلتک به جهت گرد کردن تدریجی شمش‌ها، سنبه‌ای نوک تیز جهت سوراخ‌زنی (لخ‌پرس) و ایجاد شکل لوله از سمت سطح مقطع وارد شمش‌ها می‌شود.
• در ادامه با استفاده از دستگاهی موسوم به الانگاتور، فولاد گرم شده مجددا 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 ۱۲ متر را داخل شمش فولادی شلیک می‌شود.
• در ادامه 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 مرحله‌ کروی‌کردن سر و ته لوله گرفته می‌شود و سر لوله به حالت گرد درمی‌آید.
• در نهایت جهت رسیدن به طول مورد نظر، لوله تحت کشش قرار می‌گیرد.
• مرحله سرد کردن لوله با آب، اندازه‌گیری طول نهایی لوله که معمولا ۶ یا ۱۲ متری است و مرحله‌ آزمایش یا تست با استفاده از تجهیزات الکترونیکی جهت تضمین کیفیت لوله، از جمله مراحل پایانی است.
• در پایان، مرحله‌ی کونیک‌شدن دو سر لوله جهت تسهیل در امر جوشکاری و سپس پولیش‌کاری با استفاده از یک روغن مخصوص به منظور جلوگیری از خوردگی لوله‌ مانیسمان انجام می‌شود.
• در نهایت لوله‌ها بسته‌بندی شده و آماده بارگیری می‌گردد.

نکته‌ قابل ذکر این است که تولید لوله مانیسمان از مقاطع چهارگوش نیز امکان پذیر است. اما باعث بالا رفتن هزینه تولید می‌گردد.

مراحل تولید لوله مانیسمان

تولیدکنندگان لوله مانیسمان در ایران کدامند؟

از بزرگترین شرکت‌های تولیدکننده‌ی مانیسمان در دنیا می‌توان به:

Jindal Group، ArcelorMittal SA، TMK IPSCO، Pearlitesteel، APITCO Limited، Tenaris، VALLOUREC، TPCO Enterprise، ISMT Ltd، Prosaic Steel & Alloys، Evergreen Seamless Pipes & Tubes Pvt. Ltd اشاره کرد.

اما مهم‌ترین کارخانه‌ های تولیدکننده‌ لوله مانیسمان (بدون درز) در ایران عبارتند از :

• گروه ملی صنعت فولاد ایران
• شرکت لوله‌های دقیق کاوه ایرانیان
• شرکت لوله گستر اسفراین
• شرکت پروفیل فولادی اصفهان

که در مقاله تولیدکنندگان لوله فولادی در ایران، در رابطه با این کارخانه ها مفصل صحبت شده است. برای استعلام قیمت لوله مانیسمان کاوه کلیک کنید.

رده لوله مانیسمان چیست؟

لوله مانیسمان عمدتا با شماره رده و سایز، به فروش می‌رسد. رده لوله در واقع اصطلاحی تعریف شده برای لوله‌ های مانیسمان و روشی برای مشخص شدن ضخامت آن در بازار است.

بطور کلی سایز لوله‌ های مانیسمان با قطر اسمی (Nominal diameter) ‌که حد فاصل قطر داخلى و قطر خارجی است، از اندازه ۱.۸ تا ۱۲ اینچ تعیین می‌گردد. رده و مشخصات فنی لوله مانیسمان متناسب با جدول استاندارد لوله‌ های مانیسمان متفاوت خواهد بود.

برای تعیین رده لوله مانیسمان از سه روش زیر استفاده می‌شود:

1. بر اساس اعلام ضخامت لوله بصورت اینچی یا میلی‌متری مطابق استاندارد API 5L و یا ANSI B36
2. بر اساس روش وزنی که به سه دسته استاندارد (STD) و سنگین (XS) و فوق سنگین (XXS) تقسیم می‌شود.
3. بر اساس استاندارد بصورت ANSI

sch(عدد اسکجول) که از یک فرمول به صورت زیر بدست مي‌آيد: sch = (1000P) / S

که P فشارطراحي برحسب PSI و S تنش تسليم مواد سازنده لوله بر حسب PSI مي‌باشد. عدد بدست‌آمده را روند یا رده می‌گویند و عموما به اعداد ۱۰، ۲۰، ۳۰، ۴۰، ۶۰، ۸۰، ۱۲۰، ۱۶۰ منتج می‌شود.

ارتباط بین انواع رده بندی لوله مانیسمان

جدول روابط رده بندی لوله مانیسمان

در استفاده از سومین استاندارد لوله‌ های مانیسمان برای سفارش لوله باید دقت داشت که ممکن است برای قطرهای مختلف، یک عدد اسکجول برابر معرف ضخامت‌های متفاوتی باشد. برای مثال برای یک لوله با قطر اسمی ۱۲ اینچ و رده ۴۰، ضخامت دیواره لوله برابر با ۱۰/۳۱ میلیمتر و برای یک لوله با قطر اسمی ۱۴ اینچ و رده ۴۰، ضخامت دیواره لوله برابر با ۱۱/۱۳ میلی‌متر است.

در شکل ۳ اختلاف بین ضخامت جداره لوله‌هایی که همگی قطر خارجی یکسانی دارند (قطر اسمی آن‌ها برابر است)، برای چهار رده (عدد اسکجول) مختلف ۱۰، ۴۰، ۸۰ و ۱۶۰ به شکل شماتیک نشان داده شده است.

انواع لوله مانیسمان

انواع لوله‌ مانیسمان دارای رده‌های ۲۰، ۴۰، ۶۰، ۸۰، ۱۲۰ و ۱۴۰ است و به صورت شاخه‌های ۶ و ۱۲ متری تولید می‌شود. محدوده‌ی اندازه‌ (قطر لوله‌) این لوله‌ها نیز از ۱/۲ تا ۳۶ اینچ بسته به کاربردهای مختلف است و در ایران نهایتا تا سایز ۲۴ اینچ موجود است.

از پرتقاضاترین رده‌ های لوله مانیسمان می‌توان به رده‌های ۲۰ و ۴۰ اشاره کرد که در ادامه با آن‌ها بیشتر آشنا می‌شویم.

لوله مانیسمان رده ۲۰

لوله رده ۲۰ نوعی لوله مانیسمان است که در دسته لوله‌های سبک قرار می‌گیرد و اغلب در مواردی که به تحمل تنش و فشار خیلی بالایی نیاز نیست، مثل لوله‌های گازرسانی توکار ساختمانی و سیستم لوله‌کشی موتورخانه‌ها استفاده می‌شود. برای استعلام قیمت لوله مانیسمان رده ۲۰ کلیک کنید.

لوله مانیسمان رده ۴۰

لوله رده ۴۰ از پراستفاده‌ترین لوله‌ های مانیسمان است. این لوله‌ها معمولا در قطرهای ۲/۱ تا ۱۶ اینچ، تولید و به بازار عرضه می‌شوند و از نظر شاخص وزنی، معادل وزن استاندارد یا STD هستند.

از این نوع لوله مانیسمان معمولا برای کاربردهایی که از حساسیت بالاتری برخوردارند، مثل پروژه‌های مربوط به انتقال گاز، خطوط آتش‌نشانی، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی و ساخت مخازن تحت فشار مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای استعلام قیمت لوله مانیسمان رده ۴۰ کلیک کنید.

کاربرد لوله مانیسمان چیست؟

انواع لوله مانیسمان ساختار بدون درز دارند. به این معنا درز موجود در سایر لوله‌ها که محل تمرکز تنش و عامل گسیختگی است، در لوله‌های مانیسمان وجود ندارد.

همین امر باعث شده تا لوله‌های مانیسمان نسبت به لوله‌های موجود در بازار مقاومت بیشتری داشته باشند و برای نصب در شرایط ویژه نظیر فشارهای عملیاتی بالا طراحی شده‌اند.

کاربرد لوله مانیسمان به دلیل مقاومت فشاری بالاتری که در مقایسه با لوله‌های درزدار دارد، در انتقال سیالات با ارزش و در صنایعی چون خطوط نفت و گاز، صنعت پتروشیمی و پالایشگاهی اهمیت پیدا می‌کند.

از جمله کاربرد لوله های مانیسمان در صنایع مختلف می‌‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

۱.صنایع نفت و گاز

نفت و گاز به عنوان بزرگ‌ترین صنعت ارزی در جهان شناخته می‌شود. کاربرد لوله مانیسمان در این صنعت بسیار گسترده است. لوله‌های بدون درز برای کاربردهای متفاوتی از جمله صنایع بالادستی لوله‌‌های نفتی (OTC)، لوله‌‌های حفاری تیوبینگ و کیسینگ، لوله‌‌های انتقال مایعات و گازها، لوله‌‌های مورد استفاده برای پالایش نفت و گاز و مشتقات آن، لوله‌‌های با مصارف تاسیساتی و … استفاده می‌شوند.

علاوه بر لوله‌‌های بدون درز از لوله API نیز در لوله ‌کشی خطوط گازی بسیار استفاده می‌‌شود.

طبق استاندارد، لوله‌‌ های بدون درز که در این صنعت استفاده می‌‌شوند عبارتند از:  A53, A333, A106و API5I. این لوله‌‌ها بزرگترین سهم را در بازار دارند و به علت حفظ خواص مکانیکی و استحکام در دماهای بالا و پایین و همچنین مقاومت به خوردگی بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند.

کاربرد لوله مانیسمان در صنایع نفت و گاز

۲.صنایع دریایی

از دیگر موارد کاربرد لوله مانیسمان، صنایع دریایی است. لوله‌ های بدون درز در کشتی ‌سازی کاربرد بسیار زیادی دارند، از جمله در سیستم لوله‌ کشی دیگ‌های بخار و قسمت‌‌هایی از کشتی که در معرض دما و فشار بالا قرار دارند، استفاده می‌شود.

علاوه بر ساخت کشتی از لوله‌ های مانیسمان در دیگر صنایع دریایی مانند ساخت زیردریایی‌ها، سکوی بالگردها و فانوس‌های دریایی استفاده می‌‌شود.

لوله‌های زیردریایی به دلیل قرار گرفتن در محیط با خورندگی و فشار بالا نیازمند استحکام و مقاومت به خوردگی خوب و تغییرات ابعادی کم می‌باشند که همین شرایط لوله‌های بدون درز را به بهترین گزینه برای این کاربرد تبدیل کرده است.

کاربرد لوله مانیسمان در صنایع دریایی

۳.ساخت تجهیزات‌ هیدرولیک

لوله‌های هیدرولیک (honed tube) زیرمجموعه لوله‌های بدون درز بوده و در بسیاری از صنایع کاربرد دارند. این لوله‌ها در ساخت بسیاری انواع لوله‌های مکانیکی، سیلندرهای هیدرولیک، لوله‌های فولادی محوری، بازوهای مکانیکی و دستگاه‌های اینجکشن استفاده می‌شوند.

فولاد مورد استفاده برای این نوع لوله، فولاد زنگ نزن ۳۰۴ و ۳۰۴L است که فولاد ۳۰۴ برای کاربردهای دما پایین (در محدوده دمایی بین ۴۲۶ تا ۸۹۳ قطعه با افت شدید خواص مکانیکی مواجه می‌‌شود) و برای دماهای بالاتر از فولاد ۳۰۴L استفاده می‌‌گردد.

تولید این لوله‌‌ها عموما به روش مانیسمان و کشش سرد انجام می‌‌شود. مزیت مهم استفاده از کشش سرد، کیفیت بالای سطح نهایی لوله، دقت ابعادی بالا، افزایش چگالی مواد، افزایش استحکام لوله است. همچنین به دلیل اینکه فرآیند در دمای پایین انجام می‌شود سطح لوله‌‌ها اکسید نخواهد شد.

لوله هیدرولیک

۴.ذخیره و انتقال هیدروژن

هیدروژن به عنوان یک سوخت در صنعت و به عنوان منبع تجدیدپذیر جایگزین مناسبی برای سوخت‌های فسیلی است. ولی به دلیل ویژگی‌های خاص هیدروژن مانند خوردگی بالا، مخازن ذخیره ‌سازی و انتقال آن باید دارای ویژگی‌ های منحصر به فردی باشد که بتواند این شرایط را تحمل کند و مانع از وقوع نشتی، انفجار و همچنین خوردگی محفظه نگهدارنده شود.

پدیده تورم هیدروژنی در نتیجه نفوذ اتم هیدروژن به داخل عیوب محفظه نگهدارنده و تشکیل مولکول هیدروژن و تجمع تعداد زیادی از آن‌‌ها است که باعث تورم قطعه خواهد شد. یکی از عوامل عیب در قطعه، درز جوشکاری شده است.

در نتیجه برای کاهش احتمال وقوع این پدیده از لوله‌های بدون درز استفاده می‌شود. همچنین یکی دیگر از موارد کاربرد لوله مانیسمان، قابلیت تحمل فشار بالا است، از آن‌جایی که محفظه نگه‌داری هیدروژن باید توانایی تحمل فشارهای بالا را داشته باشد، این نوع لوله بهترین انتخاب است. با توجه به استاندارد ISO 3183 سطح داخلی این لوله ‌ها باید یک‌‌دست و بدون جوش باشد تا توانایی تحمل شرایط ذکر شده را داشته باشد.

ذخیره و انتقال هیدروژن

۵.دیگ‌‌های بخار

روش تولید لوله بدون درز که در دیگ بخار، مبدل‌های گرما و سوپرهیترها استفاده می‌شود، مانند لوله مانیسمان است. قوانین و گرید فولاد مورد استفاده در آن نیاز به گذراندن سرتیفیکیت‌های اساسی‌تری دارد.

عمده لوله‌های بدون درز بویلرها از فولادهای کربنی و آلیاژهای فولاد ساخته می‌شوند. بویلرهای فولاد کربنی و آلیاژی دما و فشار کاری متفاوتی دارند. لوله‌ های مانیسمان مورد استفاده در این صنعت طبق استاندارد ASTM باید تحت تست‌های اولتراسونیک قرار گرفته باشند.

انتخاب نوع لوله با توجه به محیط کاری و همچنین مجموعه عوامل اثرگذار بر شرایط قطعه انجام می‌شود. لوله‌ های مانیسمان با توجه به نیاز روزافزون صنعت، جایگاه ویژه‌ای پیدا کرده‌اند و نمی‌توان از اهمیت آن‌ها در صنایع مختلف غافل شد اما لوله‌های بدون درز به علت روش تولید پیچیده‌ای که دارند و همچنین محدود بودن تولیدکنندگان، معمولاً ۲۰ تا ۳۰ درصد گران‌تر از لوله های درزدار می‌باشند.

دیگ بخار

نحوه استعلام قیمت لوله مانیسمان

آلیاژ مورد استفاده در ساخت لوله مانیسمان، برند تولیدکننده، ابعاد و اندازه و نوسانات ارز، از عوامل موثر بر قیمت لوله و قیمت لوله مانیسمان هستند. برای خرید لوله مانیسمان مناسب با نیاز باید به صورت لحظه‌ای قیمت مطلع بود.

برای اطلاع از قیمت مقاطع فولادی مختلف از جمله انواع لوله نظیر قیمت لوله گاز و کسب اطلاعات بیشتر درباره لوله مانیسمان می‌توانید از طریق شماره تلفن یا وبسایت با کارشناسان آیرومارت در تماس باشید.