لوله مانیسمان
لوله مانیسمان
لوله های مانیسمان که با نام های بدون درز و سیم لس (SEAMLEES PIPE) نیز شناخته میشوند به آن دسته از لوله هایی گفته میشود که در فرآیند تولید آنها از انواع روشهای جوش فلرات استفاده نمیشود و تفاوت دیگر آنها در ماده اولیه محصولات میباشد.
موارد کاربرد لوله مانیسمان
لوله های بدون درز در سایزها و ضخامت های مختلف در طیف گسترده ای از صنایع مثل لوازم خانگی، اتومبیل، موتورسیکلت، دوچرخه، مبلمان و ساختمان کاربرد دارد.
بدلیل زیبایی و چشمگیر بودن مقاطع گرد در مقایسه با سایر مقاطع، سازه های فضایی بخصوص در محل های پر رفت و آمد از قبیل ایستگاه های اتوبوس و قطار، سالن های انتظار فرودگاهی، پل های عابر پیاده و تیرهای روشنایی با استفاده از لوله فولادی برپا می گردد.
تفاوت لوله درز دار و بدون درز
روش های مختلفی برای تولید لوله فولادی وجود دارد. معمولاً این لوله ها طبق روشی که برای تولید آنها به کار گرفته میشود به دو دسته کلی درزدار یا جوشی (Welded) و بدون درز یا مانیسمان (Seamless) تقسیم می شوند.
لوله های فولادی درزدار ( جوشی ) از شکل دهی ورق های فولادی به شکل لوله و جوش لبه ی ورق ها به هم تولید میشوند.
اما لوله فولادی بدون درز ( مانیسمان ) معمولاً به روش سنبه کاری چرخشی از میلگردهای گداخته تولید می شوند و هیچگونه درز جوشی بر روی بدنه آنها وجود ندارد. به همین دلیل استحکام و کیفیت ساخت آنها از لوله های فولادی درزدار ( جوشی ) بالاتر است.
روش تولید لوله های مانیسمان(بدون درز)
۱- تولید لوله از بیلت:
در این حالت شمش مبنای تولید لوله ابتدا تادرجه حرارت تعریف شده گرم میشود. سپس در قالب مربوطه قرار گرفته و یک سنبه از مرکز آن شلیک میگردد تا لوله مورد نظر حاصل شود.
پس از تولید، این نوع لوله ها در کوره های مخصوص، تحت عملیات حرارتی و تنش گیری قرار میگیرند.
۲- تولید لوله به صورت ریختهگری گریز از مرکز:
ریختهگری گریز از مرکز (Centrifugal Casting)یکی از روشهای معمول در تولید لولههای فلزی است. در این روش از یک قالب چرخنده برای شکلدهی استفاده میشود.
اغلب پروفیل لولهها وبه طور کلی اشکال تولید شده به این روش دایروی هستند، ولی برای تولید پروفیلهای ششگوش و متقارن کاربرد دارد.
اولین استفاده از این روش مربوط به اوایل قرن نوزدهم میلادی و کشور انگلستان است که در آن زمان برای تولید لولههای چدنی توسط Anthony Eckhard مورد استفاده قرار گرفت.
تولید لوله های بدون درز از بیلت
در این روش لوله های بدون درز به روش اکسترود شمش(بیلت) تولید می شود. پروسه تولید بدینگونه است است که در آن یک شمش فولادی تحت کشش و نورد دچار ازدیاد طول میشود. سپس با وارد شدن میله جامد نوک تیز به مرکز شمش گداخته شده، لوله ای بدون درز را ایجاد می کند.
نکته قابل توجه در این روش این است که تولید از سایزهای بزرگتر به کوچکتر است بطوریکه سایزهای ۱/۲ و۳/۴ و۱ اینچ معمولاً به روش نورد سرد هستند.
یعنی برای تولید سایز ۱/۲ اینچ ابتدا داخل شمش پس از حرارت، سوراخ ۱/۲ ایجاد می شود و پس از نورد وکشش در خط تولید لوله (۱/۴)۱ اینچ تولید می گردد. سپس با روش سرد کاری، لوله (۱/۴)۱ تحت کشش سرد و پس از اسید شویی و گذر از چند مرحله کشش به سایز مورد نظر ۱/۲ اینچ می رسند.
این روشتولید اولین بار توسط مهندسی آلمانی بنام مانیسمان انجام شد و فقط در ایران به این نام خوانده میشود.
پروسه تولید لوله بدون درز از بیلت:
۱– برش: در اولین مرحله، شمش فولادی را به اندازه مورد نظر برش می دهند.
۲– مرحله پیش گرم: شمش ها در این مرحله در کوره های پیش گرم گداخته تا آماده نورد شوند.
۳- مرحله PIERCING: در این مرحله شمش را به وسیله میله نوک تیز سوراخ می کنند.
۴– دستگاه الانگاتور: فولاد پس از عبور از این دستگاه گرد و همگن می شود.
۵– مرحله شلیک سمبه: این مرحله جذاب ترین مرحله تولید می باشد که دستگاه با سرعتی بسیار بالا سمبه ی ۱۲ متری را به مرکز شمش فولادی وارد می کند.
۶– تاب گیری: در این مرحله اگر اعواج و ناصافی لوله در صورت وجود گرفته می شود.
۷– جداسازی سمبه: در این مرحله، سمبه از داخل لوله خارج می شود.
۸– مرحله کروی سازی: در اینجا سر و ته لوله بریده شده و لوله به حالت گرد در می آید (قبل از این قسمت ، سر و ته لوله تیز و برنده بود)
۹– مرحله کشش: در این مرحله لوله را بسته به اندازه های گوناگون تا چندین ساعت تحت کشش قرار می دهند.
۱۰– مرحله خنک سازی: لوله با آب سرد یا فرآیندی ویژه خنک می شود.
۱۱- مرحله اندازه گیری: طول لوله بر حسب انتخاب مشتری (معمولاً ۶ متری) برش داده می شود.
۱۲- مرحله آزمایش: ضایعات باقی مانده به طور کامل در این مرحله از لوله جدا می گردد.
۱۳- مرحله کونیک کردن: در این مرحله سر وته لوله کونیک و صاف می شود. ( بخاطر سهولت در جوشکاری )
۱۴- پولیش: در این مرحله که تنها به مشتریان خارج از کشور اختصاص دارد، لوله توسط روغن مخصوص پولیش می گردد.
۱۵- باندل کردن: در مرحله پایانی ، لوله ها توسط تسمه به شکل شش ضلعی بسته بندی می شوند.
تولید لوله های بدون درز به صورت ریختهگری گریز از مرکز
در ابتدا فلز مذاب به درون قالب دوار ریخته میشود، سپس با توجه به وارد آمدن نیروی گریز از مرکز به فلز مذاب به سمت بیرونی قالب متمایل میشود.
اکنون فرایند انجماد از دیوارهٔ قالب شروع میشود و این گونه نیروی گریز از مرکز با راندن مذاب به سمت دیواره قالب باعث شکل گیری انجماد و شکل دهی حلقوی به فلز مینماید.
لازم است ذکر شود در این فرایند از هیچگونه ماهیچه داخلی برای شکل دهی به مذاب استفاده نمیشود؛
همچنین با توجه به خاصیت فرایند در این روش برای ریختهگری مذاب از راهگاه هم استفاده نمیشود.
بدیهی است که ضخامت نهایی دیواره تولیدی هم تابعی از حجم مذاب اولیهٔ ورودی است.
در این روش ریختهگری به خاطر عمل چرخش و اختلاف چگالی بین ناخالصیها و مذاب فلز اصلی مورد نظر، ناخالصیها همه روی سطح لوله جمع میشوند و به سادگی با یک ماشنکاری قابل برداشت میباشند.
در فرایند ریختهگری برای تولید ضخامتهای بالا یک تغییر کوچکی در فرایند به وجود میآید و آن این است که فرایند انجماد از هر دو سو، یعنی درون لوله به بیرون آن و بیرون به سمت درون شروع میشود و در این مورد چون احتمال به وجود آمدن مک کمی بالا میرود از هیترهایی جهت گرم کردن سطح داخلی استفاده میشود که این کار باعث میشود انجماد از بخش بیرونی شروع شود.
شرح سیستم
سیستم شامل موارد ذیل است:
- منبع ریختن مذاب
- اریفیس (جهت جاری شدن تدریجی مذاب از منبع ریختهگری به قالب در حال چرخش)
- قالب در حال چرخش
- چرخهای گردانندهٔ قالب که هم در زیر و هم در روی آن هستن
- موتور برای ایجاد توان لازم برای حرکات قالب
مزایا
۱. تعداد قابل توجهی از اجزای استوانهای را میتوان با این روش تولید نمود
۲. دقت ابعادی مناسبی دارد همچنین قطعه تولید شده از درستی و اعتبار خوبی برخوردار است
۳. عدم نیاز به تمیزکاری پس از ریختهگری(البته اگر قطعه شکل دقیقی نداشته باشد)
۴. کاهش استفاده از ماهیچهگذاری وایجاد راهگاه در ریختهگری
۵. خواص مکانیکی بسیار خوبی را میتوان در قطعات تولید شده به این روش یافت
۶. عیبهای به دام افتادن هوا و ایجاد حفره در این روش ریختهگری بسیار ناچیز است؛ علت اصلی این مسئله جدایش گازها به سبب سرعت دورانی میباشد.
۷. به دلیل شکلگیری خوب دانهها در سطح خارجی قطعه مقاومت به خوردگی (corrosion resistance) آن بسیار بالا میباشد.
۸. امکان تولید قطعات با تیراژ بالا با راندمان ریختهگری بالا در حدود نود و پنج درصد.
۹. امکان ریختهگری فلزات با وزن مخصوص بالا
محدودیت ضخامت و قطر
محدودهٔ ضخامت برای ریختهگری در این روش بین ۲.۵ تا ۱۲۵ میلیمتر (۰٫۱ تا ۵ اینچ)میباشد.
قطر لولههای تولیدی با این روش معمولاً بین ۳ تا ۱۵ متر است (معادل با ۱۰ تا ۵۰ فوت)
تلرانس ودقت نهایی
میزان تلرانس برای قطر داخلی و خارجی متفاوت بوده و به شرح زیر میباشد:
۱. تلرانس برای قطر خارجی در حدود ۲٫۵ میلیمتر (معادل ۰٫۱اینچ) است.
۲. تلرانس برای قطر داخلی در حدود ۴میلیمتر (معادل ۰٫۱۵ اینچ) است.
فلزات معمول
این روش ریختهگری برای فلزاتی همچون آهن، فولاد، فولاد ضد زنگ (Stainless steel)، آلیاژهای آلومینیوم، مس و نیکل کاربرد دارد.
رده لوله
پارامتر “رده لوله” اصطلاح رایجی در بازار ایران برای بیان ضخامت و یا به طور وابسته وزن لوله است.
این پارامتر در واقع همان مقدار اسکجول لوله یا گاهی اوقات معادل شاخص استاندارد ضخامت لوله ( شاخص وزنی لوله ) است.
اسکجول معیاریست برای تعیین ضخامت جداره لولهها که امروزه بیشتر از شاخص وزنی مورد استفاده قرار میگیرد.
این معیار در واقع در سال ۱۹۳۹ توسط موسسه استاندارد آمریکا (American National Standards Institute _ ANSI )، برای لوله های فولادی از سایزهای اصلاح شده لوله های آهنی به وسیله کاهش اندکی در ضخامت جداره آن ها ( با ثابت نگهداشتن قطر خارجی لوله ) استفاده شد، به طوری که وزن واحد طول لوله ها با وزن لوله های آهنی ( که دیگر تولید نمی شوند ) یکسان در نظر گرفته شد.
امروزه با ایجاد این روش جدید در اندازه گذاری لوله های فولادی صنعتی، امکان انتخاب دقیقتر هر یک از لوله ها بر مبنای الزامات عملکردی مورد نیاز به منظور دستیابی به عملکرد ایمن تر سیستم های پایپینگ فراهم شده است.
در استفاده ازاین معیار باید دقت داشت که برای قطرهای مختلف، یک رده برابر میتواند معرف ضخامتهای متفاوتی باشد.
برای مثال یک لوله رده ۴۰ با سایز اسمی ۱۲ اینچ ضخامت دیوارهای برابر با ۳۱٫۱۰ میلیمتر دارد
در حالیکه یک لوله رده ۴۰ با سایز اسمی ۱۴ اینچ دارای ضخامت دیواره لولهای برابر با ۱۳٫۱۱ میلیمتر است.
جهت مشاهده و دانلود جدول رده های لوله به قسمت برنامه های کاربردی مراجعه نمایید.
تولید کنندگان لوله مانیسمان
شرکت لوله سازی دقیق کاوه ایرانیان، شرکت لوله سازی اهواز و برندهای چینی، اوکراینی، روس، رومانی.
آکام پارس تامین کننده انواع لوله های مانیسمان داخلی و وارداتی بوده و آماده ارائه خدمات در زمینه استفاده و تامین این کالا به صنایع کشور می باشد.
