لوله آلومینیوم چیست و چه کاربردی دارد

آلومینیوم چیست

آلومینیوم، عنصری شیمیایی با نماد Al و عدد اتمی ۱۳ است. آلومینیوم یک فلز نقره‌ای سفید، نرم، غیر مغناطیسی و رسانا در گروه برون است که ازنظر جرم، آلومینیوم حدود ۸ درصد از پوسته زمین را ایجاد می‌کند. این عنصر بعد از اکسیژن و سیلیکون، سومین عنصر فراوان در پوسته زمین است. فلز آلومینیوم بسیار واکنش‌پذیر است، به‌علاوه به‌صورت ترکیبی در بیش از ۲۷۰ ماده معدنی متفاوت یافت می‌شود. 

لوله آلومینیوم

لوله آلومینیوم یکی از انواع پروفیل های آلومینیومی است. لوله آلومینیوم لوله ی غیرآهنی یا به عبارتی فلزی صنعتی است که در صنایع مختلف برای کاربردهای مختلف در سایز، ضخامت و آلیاژهای متفاوت مورد استفاده قرار می گیرد. برای انتخاب هر یک از پارامترهای ذکر شده از قبیل ضخامت، آلیاژ و سایز بایستی به کاربرد لوله آلومینیومی توجه کرد زیرا هر یک از آنها تاثیر متفاوتی بر رفتار لوله آلومینیومی دارند. به طور کلی لوله های آلومینیومی دارای وزن کم و در مقابل، استحکام و طول عمر بالا هستند. به دلیل ویژگی منحصر به فرد آلومینیوم و همچنین اکسترود پذیری آن، لوله آلومینیوم بسیار مورد توجه قرار گرفته است و کاربرد زیادی در صنعت و سخت و ساز خانه وسایل خانه دارد.

لوله آلومینیومی را بر اساس استاندارد ساخت، سایز، ضخامت، جنس، انتها و طول لوله می توان دسته بندی کرد.

اما به طور کلی لوله آلومینیومی به دودسته لوله های بدون درز و درزدار تقسیم می شود.

لوله آلومینیوم بدون درز:

لوله آلومینیوم بدون درز از پروفیل توپر که داخل آنرا خالی کرده اند تولید می شود. روش اکستروژن روشی است که برای تولید این لوله ها انتخاب می شود. می توان گفت در ساختار آن ها هیچ گونه جوشی وجود ندارد، به عبارتی زمانی که شمش ها را وارد کوره می کنند از همان ابتدا شکل ظاهری خودشان را دارند به همین دلیل در صنایعی که به مقاومت بالا نیاز دارند بسیار پرکاربرد هستند و انتخاب اول بیشتر مصرف کنندگان می باشند. برای مثال لوله آلومینیوم بدون درز در مصارفی که سیالات حساس مانند گازهای فشار قوی و مواد شیمیایی حساس وجود دارند استفاده می شوند. بدون درز بودن این لوله ها باعث می شود که خبری از نشتی در سیستم نباشد.

 لوله آلومینیوم درزدار:

لوله آلومینیوم درزدار از طریق جوش دادن ورق تولید می شود. اما برای ساخت لوله های با سایز بالا باید از لوله های جوشی استفاده کرد زیرا تهیه لوله های بدون درز در سایز بالا بسیار دشوار است. لوله های جوشی یا همان لوله آلومینیوم درزدار خود به دو روش طولی و چرخان تولید می شوند که لوله های تهیه شده با روش طولی کاربرد بیشتری دارند و لوله های تولید شده به روش چرخان نیز در دما و فشار کم مورد استفاده قرار می گیرند.

انواع لوله آلومینیوم بر اساس آلیاژهای آن

آلیاژ ۶۰۶۱

عنصر اصلی آلیاژ ۶۰۶۱ آلومینیوم، منیزیم و سیلیسیم است که  قابلیت هایی از جمله قابلیت رسوب سختی دارد. ویژگی‌های مهم این آلیاژ: قابلیت جوشکاری و اکستروژن می باشد. اصولا در مدتی که عملیات ساخت انجام می شود آلیاژ ۶۰۶۱ تحت حرارت قرار می‌گیرد. این آلومینیوم بیشتر ویژگی های خوب از قبیل مقاومت در برابر خوردگی، قابلیت تعمیر بسیار راحت، و همچنین طیف گسترده ای از خواص مکانیکی را به عنوان یک فلز صنعتی دارد. لوله آلومینیوم ۶۰۶۱ توسط اکثر تکنیک های متداول ساخته می شود. موارد استفاده از آلومینیوم ۶۰۶۱ عبارتند از: قفسه بندی، استفاده در فضای باز، موانع حفاظتی و ستون های پشتیبانی.

آلیاژ  ۶۰۶۳

آلیاژ آلومینیوم ۶۰۶۳ استحکام متوسطی دارد که به عنوان آلیاژ معماری یا ساختمانی شناخته شده است. ویژگی های این نوع آلیاژ عبارتند از: سطح خوب، مقاومت در برابر خوردگی بالا، مناسب برای جوش، قابلیت آنودایز شدن. معمولا از این آلیاژ در اکسترود های پیچیده استفاده می شود. موارد استفاده از آلومینیوم ۶۰۶۳: صنعت ساختمان، اکستروژن، قاب پنجره، درب، اتصالات فروشگاه، لوله های آبیاری.

آلیاژ  ۳۰۰۳

آلیاژ ۳۰۰۳ از ترکیب آلومینیوم با منگنز تولید می شود. کاربرد آلیاژ ۳۰۰۳: صنعت هوا فضا، خودرو و صنعت الکترونیک، ساخت لوله های مورد استفاده در سیستم خنک کننده ی انواع خودروها، استفاده در بدنه ی قوطی های نوشیدنی و لوازم پخت و پز. این لوله ها با قالب اکستروژن پیوسته ساخته می شوند. و یکی از پرکاربردترین آلیاژها در صنعت به شمار می روند. ویژگی های آلیاژ ۳۰۰۳ عبارتند از: چگالی پایین، مقاومت بالا در برابر خوردگی، شکل پذیری و جوش پذیری خوب، سطح صاف و تنوع رنگ.

روش تولید لوله آلومینیوم

به طور کلی یکی از روش های تولید لوله آلومینیومی، روش اکستروژن می باشد. در روش اکستروژن بیلت ها با توجه به آلیاژی که مورد نیاز است در قالب مخصوص از جنس چدن ریخته می شوند که مقطعی دایره ای شکل به خود بگیرند. بیلت ها در دمایی قرار می گیرند که شکل پذیری آن ها افزایش یابد و بعد از مرحله ی نورد گرم بیلت ها را در دستگاه اکسترودر قرار می دهند این دستگاه به صورتی طراحی شده است که یک رام با فشار بیلت ها را به سمت جلو حرکت می دهد تا از یک قالب لوله ای شکل عبور کنند با عبور از این قالب فولادی آلومینیوم به شکل لوله از دستگاه خارج می شود و در نهایت لوله آلومینیومی را بر اساس سایز و قطر مورد نظر برش می دهند.

ویژگی‌های آلومینیوم

آلومینیوم ازنظر فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی، فلزی است مشابه فولاد، برنج، مس، روی، سرب یا تیتانیوم. آلومینیوم به روشی مشابه با این فلزات، ذوب، ریخته‌گری، شکل‌گیری و ماشین‌کاری می‌شود و جریان‌های هادی را هدایت می‌کند. درواقع، اغلب تجهیزات و روش‌های ساختی مشابه با فولاد، برای آن مورداستفاده قرار می‌گیرد.

-سبک‌وزن بودن
-آلومینیوم فلزی بسیار سبک با وزن ویژه‌ی ۲.۷ g/cm مکعب و حدود یک سوم فولاد است. این ویژگی باعث کاهش هزینه‌های تولید با آلومینیوم می‌شود.
-مقاوم در برابر خوردگی
-آلومینیوم به‌طور طبیعی، یک پوشش اکسید محافظ نازک را ایجاد می‌کند که فلز را از تماس بیشتر با محیط، حفظ می‌کند.
-رسانایی الکتریکی و حرارتی
-آلومینیوم یک هادی عالی برای حرارت و الکتریسیته است و به نسبت وزنی که دارد، دو برابر بهتر از مس است. درنتیجه آلومینیوم، اولین انتخاب برای خطوط انتقال نیرو است.
-انعکاس‌پذیری
-آلومینیوم، انعکاس‌دهنده خوبی از نور مرئی و همچنین گرما است و در کنار وزن کمی که دارد، تبدیل به ماده‌ای ایده آل به‌عنوان یک رفلکتور شده است.
-شکل‌پذیری آلومینیوم شکل‌پذیر بوده و نقطه ذوب و چگالی آن پایین است. می‌توان آن را از چندین طریق در شرایط مذاب پردازش کرد.
-استحکام در دماهای پایین
-در مقایسه با فولاد که در دماهای پایین به‌سرعت شکننده می‌شود، آلومینیوم با کاهش دما استحکام کششی فزاینده‌ای را نشان می‌دهد.
-غیرقابل نفوذ و بدون بو
-آلومینیوم بادوام بوده و کاملاً غیرقابل نفوذ است و از ورود پرتوهای فرابنفش جلوگیری می‌کند.
-غیر مغناطیسی بودن
-غیر مغناطیسی بودن آلومینیوم، آن را برای محافظت از الکتریسیته، مناسب می‌سازد.
-غیر سمی بودن
-جذب‌کننده صدا و ضربه
-آلومینیوم یک جاذب عالی برای صدا و ضربه است.
-بازیافت پذیری
-آلومینیوم ۱۰۰% بازیافت پذیر است. این ویژگی، آلومینیوم را به ماده‌ای مقرون‌به‌صرفه برای تولید تبدیل کرده است.

مزایای استفاده از لوله‌های آلومینیومی

لوله آلومینیوم نه‌تنها دارای انعطاف‌پذیری و دوام است بلکه سبک، اقتصادی، رسانای بالا، مقاوم در برابر خوردگی و سازگار با محیط‌زیست است که آن را مناسب کاربردهای بسیاری ساخته است.

-وزن سبک: این ویژگی در لوله آلومینیوم آن را برای برنامه هایی مانند سیستم های هیدرولیک، خطوط سوخت ، فریم و قفسه و انتقال روغن درموتور هواپيما مناسب می سازد.
-انتقال گرمای بالا: همین ویژگی، لوله های آلومینیومی را به عنوان یک گزینه ی عالی برای برنامه های وابسته به کنترل دما مانند یخچال، انرژی خورشیدی و سیستم های تهویه مطبوع تبدیل می کند.
-کاهش هزینه های نصب: لوله آلومینیوم برای استفاده و نصب آماده است و نیاز به هیچگونه آماده سازی خاصی به جز برش، رفع اشکال و چیدن نیست و اینکه به ابزار خاصی برای نصب نیاز ندارد. همه ی این ها به این دلیل است که لوله آلومینیوم کالیبره شده است یعنی قطر آن کنترل می شود و هر اتصال به طور خودکار ایمن می شود
-مقاوم در برابر خوردگی به اندازه فولاد
-چکش خوار و انعطاف پذیر بودن
-استحکام بالا
-خوش تراش بودن
-آنادایزپذیر بودن
-قابلیت بریزینگ
-قابلیت جوش کاری
-عنصر غیر مغناطیسی، بدون جرقه
-رسانایی بالا در حرارت و الکتریسیته دارد
-رنگ آمیزی و تزئینات بیشتری نسبت به سایر فلزات می پذیرد.
-به حداقل رساندن نشت سیستم

کاربرد لوله آلومینیوم

آلومینیوم فلزی سبک و دارای نقطه ذوب نزدیک به ۷۰۰ درجه سانتی گراد می‌باشد و استحکام آن نسبت به وزن کم فلز بسیار بالا است به همین دلیل در صنعت که مسئله‌ی وزن سازه‌ها مهم است، استفاده از آلومینیوم مورد توجه قرار گرفته است و کاربردهای آن در حال رشد می‌باشد. از جمله کاربرد های لوله آلومینیوم عبارتند از:

-در فضای باز تولید کنندگان از لوله آلومینیوم برای ساخت قاب های صندلی و میزهای بیرونی استفاده می کنند.
-در صنعت پزشکی، لوله های آلومینیومی در قالب های صندلی چرخدار، کش هایی که قابل جمع شدن داشته باشند، فریم های تخت خوابی و عصا مورد استفاده قرار می گیرند.
-در حمل و نقل هوایی، اتومبیل و ریلی از لوله های آلومینیومی در بدنه، در سیستم های هیدرولیک و خطوط سوخت استفاده می شود. همچنین قابلیت انتقال حرارت لوله آلومینیومی، آن را جایگزین مناسبی برای فولاد یا -سایر فلزات سنگین در یخچال، موتورها و سیستم های برودتی و تهویه کرده است.
-از لوله های آلومینیومی همچنین می توان در نرده های زنجیره ای و تجهیزات برقی استفاده کرد.
-درواحدهاي صنايع شيميايي و درمحيط کارخانه در انتقال گازهایی مثل آلروآمونياك يا انيدريدسولفورو ورساندن هواي خشك به دستگاه هاي ابزاردقيق کاربرد دارد.
-در صنعت لوازم خانگی مانند ساخت اجاق گاز، آبگرمکن، يخچال و فريزر هم کاربرد دارد
-ساخت و ساز
-ذخیره سازی گاز فشرده
-انرژی خورشیدی و انرژی تجدید پذیر
-در هر کدام از صنایعی که در بالا گفته شد از آلیاژ خاصی از لوله آلومینیوم استفاده می شود.

ضخامت لوله آلومینیوم

همانطور که اشاره شد یکی از پروفیل های پر کاربرد آلومینیوم لوله ها هستند که با قطر ها و ضخامت های متفاوت موجود می باشند ولی اغلب مشتریان لوله های با ضخامت ۵/۱ میلیمتر تا ۲ میلیمتر را خواستارند.

البته بسته به نوع فعالتی که انجام می دهند متفاوت است و هرچه قطر لوله افزایش یابد ضخامت نیز باید متناسب با آن باشد. مثلا لوله هایی که قطر آنها بالا بوده و ضخامت پایین تری دارن قالب آنها حساس تر است و در مواردی نیز امکان ساخت قالب برای آنها وجود ندارد و مهندسان طراح با توافق خود مشتری نقشه ان را تغییر می دهند تا به یک حالت مطلوب برسانند.

مقایسه کاربردی لوله مس و لوله آلومینیوم:

در لوله کشی سیستم های برودتی، لوله ی آلومینیوم از موارد بسیار پرکاربرد و رایج است. به طور سنتی اگر در نظر بگیریم، مهندسان در سیستم های برودتی و تهویه مطبوع در ساختمان های مسکونی و اداری و همچنین مجتمع های تجاری لوله کشی از جنس آهن سیاه، فولاد گالوانیزه، مس، استیل ضدزنگ و حتی پلاستیک را انتخاب کرده اند. این روزها لوله کشی آلومینیوم به گزینه ای تبدیل شده است که مورد توجه بسیاری از پیمان کاران، معماران و مهندسان قرار گرفته است. گرچه لوله کشی مس راه حل خوبی برای سیستم های هوای فشرده است زیرا به اندازه لوله های فولادی دچار خوردگی نمی شود ولی آلومینیوم با استحکام و سختی مشابه فولاد و ویژگی عدم زنگ زدگی و خوردگی جایگزین بهتری از مس است. اگر از نظر قیمت بخواهیم مس و آلومینیوم را مورد مقایسه قرار دهیم، می توان گفت قیمت لوله مسی نسبت به قیمت لوله لوله آلومینیوم بالاتر می باشد.

تفاوت بین آلومینیوم و لوله استنلس استیل

آلومینیوم و استنلس استیل، مصالح رایجی در لوله‌کشی هستند و هرکدام ویژگی‌هایی دارند که آن‌ها را برای صنعت موردنظر، مناسب می‌سازد. انتخاب جنس مناسب برای لوله بسیار حائز اهمیت است. آلومینیوم و استنلس استیل هر دو در آلیاژها و ماهیت‌های متنوعی وجود دارند؛ که هرکدام خصوصیات فیزیکی و مکانیکی خاص خود را دارند. هر فلز دارای خواص کلی است که برای همه آلیاژهای آن صادق است.

اولین عاملی که برای انتخاب جنس لوله مورد ملاحظه قرار می‌گیرد، ویژگی‌های مکانیکی موردنیاز برای مورد مصرف شما است. در شرایطی که استحکام از اهمیت بیشتری برخوردار باشد، استنلس استیل به دلیل نسبت استحکام به وزن بالایی که دارد و قابلیت به دست آوردن استحکام قابل‌توجه از سرد کاری، انتخاب مناسبی خواهد بود. اگر به دنبال حفظ سبک بودن وزن اجزا هستید، آلومینیوم، عامل مناسبی برای مورد مصرف شما است. یک قطعه آلومینیومی به میزان یک سوم، وزنی کمتر از یک قطعه استنلس استیل با همان ابعاد دارد.

عامل دیگری که باید در نظر گرفت، مقاومت لوله فلزی در برابر خوردگی یا حرارت است. به‌طورکلی، هم لوله استنلس استیل و هم لوله آلومینیوم در برابر خوردگی مقاوم هستند و مقدار آن‌ها بسته به آلیاژ انتخاب‌شده، متفاوت خواهد بود. پوشش اکسید غیرفعال که روی سطح هر دو فلز شکل می‌گیرد، باعث جلوگیری از خوردگی فلزها می‌شود. نکته منفی عدم انفعال این است که لایه اکسید می‌تواند مانع هدایت الکتریکی شود و به همین دلیل، استنلس استیل‌ها، رسانای الکتریکی خوبی نیستند.  رسانایی بالای آلومینیوم در کنار رسانایی حرارتی، سه برابر بیشتر از استنلس استیل، باعث به‌کارگیری آلومینیوم در خطوط انتقال نیرو می‌شود. اگر انتقال الکتریسیته یا حرارت در مورد مصرف شما حائز اهمیت باشد، آلومینیوم گزینه بهتری خواهد بود.

استنلس استیل با غلظت بالای کروم و نیکل، استحکام را در دماهای بالا حفظ می‌کند. در انتهای دیگر طیف فلزات، استحکام بافت آلومینیومی با افت دما، افزایش می‌یابد و آلومینیوم در دمای سردتر، محکم‌تر از بسیاری از استیل‌ها است.

به‌طور خلاصه، اصلی‌ترین عواملی که باید برای انتخاب بهترین فلز و آلیاژ متناسب با مورد مصرف شما در نظر گرفته شوند، خصوصیات مکانیکی، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر حرارت هستند.

آهن اول انواع محصولات آلومینیومی و استنلس استیل (میلگرد آلومینیوم، میلگرد استنلس استیل و …) را با بهترین کیفیت عرضه می‌کند.