لوله چیست؟ – همه چیز درباره لوله فولادی و انواع آن

 لوله‌ها یکی از قدیمی‌ترین و پرکاربردترین مصالح و لوازم کاربردی در صنایع و ساخت‌و‌ساز هستند و نمونه‌های مختلفی از آن‌ها در طول تاریخ مورد استفاده بشر قرار گرفته است. شاید بتوان قدیمی‌ترین لوله‌ها را به مصری‌ها و سومری‌ها نسبت داد که از چوب و ساقه گیاهان برای انتقال آب از جایی به جای دیگر استفاده می‌کردند.
امروزه با گسترش صنعت، شاهد ظهور و تولید طیف وسیعی از لوله‌های صنعتی و ساختمانی هستیم که هر کدام کاربرد و ویژگی متفاوتی از بقیه داشته و حتی روش‌های ساخت آن‌ها نیز با یکدیگر فرق می‌کند.
مهندسان حوزه صنایع و تاسیسات، لوله‌ها را با توجه به کاربرد، شکل، اندازه و متریال آن‌ها به دسته‌بندی‌های مختلفی تقسیم می‌کنند و هر کدام از این انواع لوله، مناسب استفاده در شرایط و مکان خاصی است که باید به آن توجه شود.
شناخت و انتخاب دقیق نوع لوله برای پروژه و مکانی که نیاز به سیستم لوله‌کشی دارد می‌تواند اولین قدم برای بالا بردن راندمان و صرفه‌جویی در هزینه‌های شما باشد. با ما همراه باشید تا با بررسی کامل و جامع لوله‌ها، شما را در انتخاب درست لوله همراهی کنیم.

در این مقاله قصد داریم که انواع لوله، کاربردهای آن‌ها و حتی فرآیند تولید لوله‌ها را برای شما به تفصیل بیان کنیم.

لوله‌ها انواع مختلفی دارند و دسته‌بندی‌های مختلفی از جنبه‌های گوناگون مانند جنس، سایز، کاربرد و حتی فرآیند تولید برای آن‌ها تعریف شده است. اما به طوری کلی لوله‌ها را بر اساس جنس و متریال به دو دسته کلی لوله‌های فلزی و لوله‌های غیرفلزی تقسیم می‌شوند.

لوله چیست؟

لوله یک استوانه تو خالی است که معمولا سطح مقطع دایره‌ای شکل دارد و برای انتقال موادی که سیال (مایعات، گازها، و حتی بعضی مواد جامدی ریز و پودری) هستند و می‌توانند از جایی به جای دیگر حرکت کنند، استفاده و غالبا از جنس فلزات و یا مواد پلاستیکی ساخته می‌شود. استانداردهای بین‌المللی و ملی مختلفی برای تولید لوله‌ها وجود دارد و آن‌ها را معمولا با رعایت یک یا چند مورد از این استانداردها تولید می‌کنند؛ به همین دلیل بسته به لوله انتخابی شما که از چه استاندارد و موادی در آن استفاده شده، قیمت لوله و کیفیت آن نیز متفاوت است.
سطح مقطع لوله‌ها لزوما دایره‌ای و گرد نیستند و به شکل مربع و مثلث هم وجود دارند؛ اما به دلیل اینکه حرکت مواد در لوله‌های استوانه‌ای و گرد راحت‌تر است، لوله‌های دایره‌ای محبوب‌تر هستند و بیشترین کاربرد را در انواع صنایع دارند. اگر بخواهیم دقیق‌تر به این مورد نگاه کنیم، معمولا در صنایع برای نام‌گذاری لوله‌های با سطح مقطع دایره‌ای از کلمه (pipe) استفاده می‌شود و برای اشکال دیگر کلمه (tube) به کار برده می‌شود. اما در بیشتر نقاط جهان pipe یا همان لوله کاربرد دارد. لوله‌ها در انواع صنایع کوچک و بزرگ و همچنین در منازل و ساختمان‌ها کاربرد دارند. سیستم لوله‌کشی صنعتی که در صنایع، کارخانه‌ها و نیروگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد را piping و سیستم لوله‌کشی ساختمانی را plumping می‌گویند.
سیستم‌های لوله‌کشی در انواع صنایع برای تکمیل مسیر و مرتبط کردن لوله‌ها به هم از اتصالات استفاده می‌کنند که انواع مختلفی از جمله، زانو، سه راهی و… دارند. این اتصالات یا به صورت قطعات جداگانه ساخته می‌شوند و یا خود لوله را با فرآیندهای خم کرده و شکل می‌دهند. در هر کدام از این حالت‌ها اتصالات نقش مهمی را در سیستم لوله‌کشی ایفا می‌کنند و باید کیفیت و استانداردهای لازم را داشته باشند.

لوله‌ها به طور کلی توسط قطری که دارند مشخص و دسته‌بندی می‌شوند و برای این کار از محاسبه دو نوع قطر قطرثابت خارجی (OD) و قطر داخلی لوله (ID) استفاده می‌کنند.
لوله‌ها را معمولا با استانداردها و قطر و اندازه‌های ثابتی در صنایع تولید می‌کنند؛ اما گاهی لوله‌هایی با اندازه و حتی استاندارد سفارشی نیز ساخته می‌شود که در صنایع حساس و راهبردی مانند صنعت نفت و پتروشیمی کاربرد دارند. نرخ این لوله‌ها باتوجه به فرآیند ساخت و مواد اولیه متفاوت است؛ مثلا قیمت لوله مانیسمان با لوله سیاه ساده فرق دارد.

کلاس‌های مختلفی در دنیا برای رده‌بندی لوله‌ها از جنبه‌های مختلف مانند، ضخامت، فشار، وزن و… وجود دارد که مهم‌ترین و پرکاربردترین آن‌ها سیستم ارائه شده توسط سازمان استاندارد آمریکا به نام استاندارد (ANSI) است که بیشتر مهندسان و تکنسین‌ها در سرتاسر دنیا از جمله کشور خودمان از این روش برای کلاس‌بندی لوله‌ها استفاده می‌کنند.
در این روش درجه‌بندی لوله‌ها بر اساس توانشان در برابر فشار صورت می‌گیرد و برای بیان این ویژگی از واحدی به نام (schedule number) یا عدد اسکجوئل که همان شماره رده‌بندی لوله است، استفاده می‌شود.
در صنایع، اسکجوئل لوله، بیان‌گر مشخصات اساسی از جمله ضخامت، ابعاد لوله و فشار قابل تحمل برای لوله‌ها است.
یازده عدد اسکجوئل در صنعت برای بیان ویژگی‌های لوله‌ها و رده‌بندی آنان وجود دارد که عبارتند از:
۵، ۱۰، ۲۰، ۳۰، ۴۰، ۶۰، ۸۰، ۱۰۰، ۱۲۰، ۱۴۰، و ۱۶۰.
فرمول محاسبه عدد اسکجوئل لوله‌ها به شکل زیر بوده و عدد بدست آمده را با گرد کردن به صورت یکی از اعداد یازده‌گانه بالا بیان می‌کنند.

Schedule number = (1000) (p/s)

در این فرمول p بیان‌گر فشارکاری داخلی و s به معنای تنش مجاز مصالح در شرایط استفاده است.
به طور مثال، لوله‌های فولادی معمولی دارای تنش مجاز ۱۰۰۰۰ (psi)، در شرایط استفاده فشار داخلی ۳۵۰ (psig) هستند که طبق فرمول، عدد اسکجوئل برای این لوله‌ها در این شرایط عدد 40 به دست می‌آید.
استانداردها و کلاس‌بندی‌های متفاوت دیگری برای لوله‌ها طراحی شده است، اما به طور کلی لوله‌ها را با دسته‌بندی زیر می‌شناسند و استفاده می‌کنند.

• لوله استاندارد: برای لوله‌های ساختمانی و سیستم‌های کم فشار
• لوله‌های تحت فشار: جهت انتقال مواد در فشار و دما بالا
• لوله‌های خطوط صنعتی: مورد استفاده در خطوط انتقال نفت و پتروشیمی

در صنایع جداولی کاربردی برای انواع لوله‌ها از نظر شکل، سایز، قطر و… طراحی شده که کار را برای انتخاب لوله‌ها ساده‌تر می‌کنند. جدول وزن لوله یکی از پرکاربردترین این دسته‌بندی‌ها است. لوله‌ها در هر مکان و شرایطی که استفاده شوند، باید استانداردهای لازم در تولید و به کارگیری آن‌ها رعایت شده باشد تا از خطرات و خسارات احتمالی در آینده جلوگیری شود.

1-لوله های درزدار

لوله‌های فولادی درزدار از طریق جوشکاری تولید می‌شوند. به اینصورت که پس از انجام مراحل شکل دهی در آخر محل درز لوله را به هم جوش می دهند. لوله‌های فولادی درزدار به دلیل قابلیت تولید در اندازه‌های بزرگتر، کارایی بالا و هزینه کمتر، در بسیاری از برنامه‌ها استفاده می‌شوند.

2-لوله‌های فولادی بدون درز یا مانیسمان

لوله‌های فولادی بدون جوش، به صورت یکپارچه و بدون درز تولید می‌شوند. این لوله‌ها از یک تکه فولاد خام و طی فرآیندی خاص تولید میگردد. لوله‌های فولادی بدون جوش به دلیل طراحی بدون درز، استحکام بالا و تحمل فشار و حرارت بیشتر، در کاربردهای انتقالی مانند خطوط لوله نفت و گاز، صنایع بخار و صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

پروسه تولید لوله های مانیسمان شامل مراحل برش ، پیش گرم ، عبور از دستگاه الانگتور ، شلیک سمبه ، تاب گیری ، جداسازی سمبه ، کروی سازی ، کشش ، خنک سازی ، اندازه گیری ، آزمایش ، کونیک کردن ، پولیش ، و در پایان بندل کردن است.

3- لوله‌های فولادی جوش خورده یا اسپیرال

لوله‌های فولادی جوش خورده از طریق روش جوشکاری الکتریکی تولید می‌شوند. در این روش، لوله فولادی با استفاده از جریان الکتریکی گرم می‌شوند و سپس قطعات را با هم در دمای بالا به یکدیگر متصل می‌کنند. این نوع لوله ها نیز میتوانند بستگی به شرایط مصرف تا حدود لوله های بدون درز مقاوم باشند.

انواع لوله های فلزی از نظر نوع مصرف

همانطور که در بالا نیز ذکر شد هر نوع لوله‌ای ویژگی‌ها و کاربردهای منحصر به فرد خود را دارد و بسته به نوع ساختاری که در نظر گرفته شده است، می‌تواند در دسته بندی‌های مختلف کاربرد داشته باشد.برخی از این کاربردها عبارتند از:

1-لوله های داربستی

2-لوله های تست آب

3-لوله های تست گاز

API4-لوله های

5-لوله های گالوانیزه

6-لوله های جدارچاه

7-لوله های مانیسمان

8-لوله های گوشتدار یا ضخیم

9-لوله های اسپیرال و جوش مستقیم

هرکدام از این لوله ها نیز میتوانند با توجه به نوع مصرف و محل آن و شرایط تولید ،ضخامت های متفاوتی داشته باشند.

آلیاژهای پر کاربرد برای لوله های فولادی

 ASTM A53

این استاندارد برای لوله‌های فولادی مخزنی و صنعتی جوش‌دار که در دماها و فشارهای متوسط استفاده می‌شوند.

 ASTM A106

این استاندارد برای لوله‌های فولادی  که در دماها و فشارهای بالا استفاده می‌شوند، مورد استفاده قرار می‌گیرد و در برگیرنده

لوله‌هایی با دماهای بالاتر و برای انتقال آب داغ، بخار و سیالات دیگر نیز کاربرد دارد.

API 5Lاین استاندارد برای خطوط لوله فولادی در صنعت نفت و گاز استفاده می‌شود.این استاندارد شامل مشخصات فنی و خواص مکانیکی لوله های فولادی برای انتقال مایعات و گازها در فشار و دمای مختلف می باشد.