لوله مانیسمان وکاربردهای آن

لوله‌های بدون درز (seamless) یا به‌اصطلاح لوله‌های مانیسمان، به لوله‌هایی از جنس فولاد گفته می‎شود که در فرایند تولید آن‌ها از هرگونه جوش فلز خودداری شده است. به‌عبارت‌دیگر این نوع لوله‌ها در پروسه تولید از اول در سایزهای مختلف و بدون درز ساخته می‌شود.
لوله‌های مانیسمان، یا همان لوله‌های بدون درز لوله‌هایی هستند که ماده اولیه ساخت آن‌ها از ابتدای فرایند ساخت شمش فولادی است، به‌طوری‌که برای تولید محصولات دیگر لوله از ورق فولادی استفاده می‌شود. این یک تفاوت و دلیل اصلی برای استفاده لوله‌های مانیسمان در صنعت پتروشیمی، آب و چاه‌های عمیق آب و فاضلاب و استفاده در انتقال نفت و گاز است.

این نکته قابل‌ذکر و مهم به نظر می‌رسد که نام مانیسمان که در کشور ما به لوله‌های بدون درز نسبت داده می‌شود، نام کارخانه و یک برند از لوله است و به همین دلیل این نام متداول شده است و تلاش بر آن شده در کنار نام اصلی این محصول، ذکر این نام هم فراموش نشود.

نگاهی به تاریخچه لوله مانیسمان:

تولید لوله فولادی مانیسمان (بدون درز) به روش نورد به سال ۱۸۸۰ برمی‌گردد. در این سال زمانی که برادران مانیسمان آلمانی در کارخانه خانوادگی خود مشغول تولید سوهان از بیلت های استوانه‌ای بودند، متوجه شدند که اگر غلتک‌های سوهان‌کاری نسبت به یکدیگر زاویه بگیرند، هسته بیلت ها ضعیف و درنتیجه منجر به سوراخ شدن مرکز بیلت می‌شود. این دو برادر با خلاقیت و جسارت خود توانستند که از این کشف را به‌صورت کاربردی مورداستفاده قرار دهند.
بدین شکل که در مرحله اولیه توانستند با استفاده از مندرل سوراخ‌کاری از این نوع نورد برای سوراخ کردن بلیت‌های استوانه‌ای استفاده کنند و در ادامه موفق شدند که از این بیلت ها پوسته‌های استوانه‌ای با دقت ابعادی کمی تولید کنند؛ و در پایان در سال ۱۸۹۰ آقای ماکس مانیسمان نورد پیلگر به‌عنوان یک روش مستقل برای تولید لوله بدون درز معرفی و موردتوجه قرار گرفت.

کاربردهای لوله مانیسمان:

لوله‌های مانیسمان در سایزها و ضخامت‌های متنوع در طیف گسترده‌ای از صنایع مثل لوازم‌خانگی، اتومبیل، موتورسیکلت، دوچرخه، مبلمان و ساختمان کاربرد داشته و به شکل‌های گوناگون از قبیل شفت کولر، مشعل، کمک‌فنر، اگزوز، فرمان، نرده، حفاظ، داربست، غلاف چاه، لوله شوفاژ، لوله گاز، لوله بویلر،… مورداستفاده قرار می‌گیرد.

این لوله‌ها به دلیل استحکام بالا، مقاوم بودن در برابر گرما و همچنین مقاومت نسبی که در برابر خوردگی دارند، یکی از مناسب‌ترین و بهترین گزینه‌ها در ساخت سیستم‌های لوله‌کشی در فرایندهای صنعتی و پالایشگاهی هستند. بااین‌حال لوله‌هایی از جنس‌های دیگر نیز بسته به شرایط کاربردی و ویژگی‌های سرویس فرایندی در این سیستم‌های لوله‌کشی مورداستفاده قرار می‌گیرند.

چند مورد از کاربرد های گسترده لوله مانیسمان:

۱-لوله مانیسمان استیل جهت خط تولید صنایع غذایی و دارویی

۲-لوله مانیسمان جهت خطوط نفت و گاز 

۳-لوله مانیسمان جهت خطوط هیدرولیک

۴-لوله مانیسمان جهت خطوط فشار قوی

نحوه ی تولید لوله مانیسمان:

لوله بدون درز مانیسمان به‌صورت بیرون آمدن (Extruding) به‌وسیله قالب‌های مختلف تولید می‌شود. معمولاً تولید لوله‌های بدون درز مستلزم فرایندی است که طی آن یک شمش فولادی تبدیل به لوله می‌گردد. این لوله‌ها اغلب از شمش فولادی تولید می‌شوند، اما تولید آن توسط مقاطع چهارگوش نیز امکان‌پذیر است ولی هزینه‌بر خواهد شد. برای تهیه و ساخت لوله فلزی بدون درز یا لوله مانیسمان از استاندارد ASTM به شماره A۱۰۶ و A۵۳ و همچنین استاندارد نفت و گاز API ۵L استفاده می‌شود.
طراحی این لوله باضخامت متفاوت به دستورالعمل‌های ویژه‌ای نیاز دارد که در استانداردها درج‌شده‌اند. ضخامت لوله مانیسمان در اندازه‌های مختلف تولید می‌شود. هر چه قدر فشار سیال بیشتر باشد ضخامت لوله نیز افزایش خواهد یافت. در برخی از روش‌های تولید این لوله‌ها، عملیات حرارتی خاصی باید به کار رود. روش تولید لوله مانیسمان بر اساس نیازهای منطقه‌ای و امکانات کارخانه سازنده تعیین انتخاب می‌شود.

لوله‌های مانیسمان به سه روش تولید می‌شوند که هرکدام به تفکیک موردبررسی قرار خواهیم داد که عبارتند از سنبه کاری، چرخشی، ریخته‌گری به‌وسیله‌ی نیروی گریز از مرکز و ریخته‌گری پاششی.

۱- روش سنبه کاری چرخش:

در این روش تولید ابتدا شمش را حرارت می‌دهند. در مرحله‌ی بعد داخل شمش‌ها با استفاده از سنبه خالی می‌شوند. درروش سنبه کاری مرحله‌ای با عنوان تست وجود دارد که نقص‌های به وجود آمده را در این مرحله رفع می‌کنند؛ و بعد لوله‌ها را در سایزهای موردنظر برش می‌دهند. لوله‌هایی که از به این شکل تولید می‌شوند ضخیم و بلند هستند. در قسمت پایین روش تولید لوله مانیسمان از طریق سنبه کاری چرخشی را مرحله‌به‌مرحله بیان می‌کنیم. همان‌طور که میدانید شمش فولادی مواد اصلی برای تولید لوله به شمار می‌آید، به همین دلیل با توجه به نیاز، شمش را در ابعاد مختلف برش می‌زنند. به‌منظور گرم کردن شمش‌ها، آن‌ها را وارد کوره‌های قوسی می‌نمایند. شمش‌ها با سوخت گاز و گرمادهی کوره‌های قوسی سرخ می‌شوند.

بعد از سرخ شدن، شمش‌ها را با کمک لخ پرس سوراخ می‌نمایند. سپس از دستگاه النگاتور برای گرد کردن فولاد گرم شده استفاده می‌کنند. این مرحله از تولید لوله در کارخانه‌های تولیدی یکی از مراحل جالب است. بسیار در این مرحله سنبه‌ای را داخل شمش فولادی فرومی‌برند (توجه داشته باشید که سنبه‌ی مورداستفاده دارای طول ۱۲ متر) است.
لوله‌ی تولیدشده امکان دارد کمی خمش داشته باشد به همین دلیل مرحله‌ی تاب‌گیری در این روش تعبیه می‌شود که لوله را صاف و تنظیم می‌نماید. در این مرحله‌ی سنبه‌ای که در مرحله‌ی ۵ داخل لوله واردشده بود را از آن جدا می‌سازند به این مرحله، مرحله‌ی جداسازی سنبه می‌گویند. سروته لوله‌ی تولیدی تا این مرحله حالت تیزی داشت، در این مرحله سروته لوله را به‌صورت گرد شده درمی‌آورند. لوله حاصل‌شده در این مرحله را تا ۲۴ متر تحت کشش قرار می‌دهند. دمای لوله‌ی تولیدی را در این مرحله با روش‌های ویژه و خاص با کمک آب پایین می‌آورند. از دمای لوله در مرحله‌ی قبلی کاسته شده و سپس آن را با توجه به نیاز مشتری در سایزهای مختلف برش می‌دهند (لوله‌های ۶ متری نسبت به انواع دیگر کاربرد بیشتری دارند).
ممکن است در داخل لوله‌ها طی مراحل تولید ضایعاتی باقی‌مانده باشد یا حتی ممکن است لوله‌ی تولیدی ایراد داشته باشد به همین دلیل لوله‌ را با کامپیوتر مورد تست و بررسی قرار می‌دهند. برای اینکه در مرحله جوشکاری این لوله‌ها با مشکل مواجه نشویم به کمک دستگاه کونیک سروته این لوله‌ها را صاف می‌کنند. برای جلوگیری از زنگ زدن این لوله‌ها، آن‌ها را به پولیش آغشته می‌کنیم (با روغن‌های مخصوص). لوله‌های تولیدشده به‌صورت ۶ ضلعی بسته‌بندی می‌شوند. به‌منظور بارگیری آن‌ها را با تسمه‌ محکم می‌بندند.

۲-روش ریخته‌گری به‌وسیله‌ی نیروی گریز از مرکز:

در این روش قالب استوانه‌ای شکلی تعبیه گردیده است که مواد مذاب درون استوانه ریخته می‌شود. بعد از ریختن مواد مذاب در داخل استوانه، قالب استوانه‌ای با سرعت بالایی شروع به چرخش می‌کند. از روش ریخته‌گری به‌وسیله‌ی نیروی گریز از مرکز معمولاً برای تولید لوله‌های ضخیم و کوتاه استفاده می‌نمایند.

۳-روش ریخته‌گری پاششی:

در این روش محفظه‌ای تعبیه‌شده است که مواد مذاب را در درون آن می‌ریزند. این محفظه پر از گاز نیتروژن می‌شود. در حال چرخیدن لوله، نیتروژن روی میله پاشیده می‌شود. قطر این میله با قطر داخلی لوله‌ی تولیدی یکسان است.

مشخصات فنی لوله مانیسمان:

مشخصات فنی لوله مانیسمان شامل طول و قطر و سایز آن می‌شود. لوله مانیسمان در مقابل تغییرات دمایی بسیار مقاوم بوده و نسبت به بسیاری از لوله‌های دیگر فشار و ضربه بیشتری را می‌تواند تحمل کند. این لوله در سایزهای “۱/۲ تا “۳۶ اینچ در کارخانه‌ها تولید می‌گردد. این لوله‌ها اتصالات مخصوص به خود لوله مانیسمان را دارند و با جوش طرفین زانو به لوله وصل می‌گردند.

لوله درزدار و لوله بدون درز:

لوله‌های مانیسمان درز ندارند و تفاوت آن با بقیه لوله‌ها بدون درز بودنشان است؛ یعنی درزی که در لوله‌های دیگر جوش داده می‌شود در این لوله وجود ندارد همین موضوع باعث بالا رفتن میزان استحکام لوله‌ها می‌شود. به‌طورکلی این لوله‌ها با قطرهای کم ساخته می‌شود زیرا ساخت این نوع لوله با قطر زیاد سخت و هزینه‌بر است.
یکی از اولین و مهم‌ترین تفاوت لوله درزدار و لوله بدون درز و مواد تشکیل‌دهنده آن‌ها است. دومین تفاوت اصلی آن‌ها در این است که در فرآیند تولید لوله‌های درزدار از جوشکاری استفاده می‌شود ولی در تولید لوله‌های بدون درز از جوشکاری استفاده نمی‌شود. از آنجا که یک لوله مانیسمان طیف وسیعی از اقدامات ایمنی را ارائه می دهد ، قیمت لوله مانیسمان از یک لوله درزدار و یا لوله اسپیرال گران تر است. یک لوله بدون درز به طور کلی هیچ نشانه ای از خوردگی را نشان نمی دهد تا زمانی که تحت یک محیط بسیار خورنده قرار نگیرد، در حالی که منطقه جوش در لوله جوش داده شده بسیار مستعد حملات خوردگی است. یک منطقه جوش داده شده ناهمگن در نظر گرفته می شود ، بنابراین خاصیت انعطاف پذیری متفاوت و مقاومت در برابر خوردگی و همچنین تغییر ابعاد بیشتری از خود نشان می دهد. یک لوله بدون درز هرگونه مشکل را از بین می برد و بنابراین مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد.

مانیسمان را با سایر لوله‌های صنعتی مقایسه کنیم:

لوله مانیسمان برای نصب در شرایط ویژه نظیر فشارهای عملیاتی بالا طراحی‌شده‌اند. البته سایر لوله‌های صنعتی نظیر لوله پلی‌اتیلن و لوله یو پی‌وی‌سی نیز قابلیت نصب در فشار معمولی و فشار بالا را دارند؛ اما در برخی موارد بنا بر صلاحدید مهندسان باید از نوع بخصوصی لوله و اتصالات در سیستم‌های لوله‌کشی و تأسیسات استفاده شود.
لوله پوش فیت، لوله پلی‌اتیلن و لوله یو پی‌وی‌سی اکثراً برای انتقال آب و فاضلاب در شبکه‌های مختلف مناسب و مورداستفاده قرار می‌گیرند. انواع لوله صنعتی صرف‌نظر از کاربردهای آن‌ها، دارای دیواره بسیار مقاومی هستند و می‌توانند در برابر تغییرات شرایط محیط پایدار و مقاوم بماند. در بعضی موارد، خصوصیات یک دسته از این لوله‌ها نسبت به دسته دیگر، برتری دارند؛ به‌طور مثال، لوله دوجداره کاروگیت که یکی از انواع لوله پلی‌اتیلن است جایگزین مناسبی برای لوله‌های پوش فیت در انتقال فاضلاب در حجم بالا هستند.

ساخت لوله مانیسمان در ایران:

لوله مانیسمان برای اولین بار در ایران در دو مرحله خشن کاری و ظریف‌کاری ساخته شد. این لوله‌ها حداکثر تا قطر ۲۴ اینچ تولید می‌شوند و لوله‌های با درز در قطرهای بالا تولید می‌شوند. در موارد خاص توانایی ساخت لوله‌هایی بدون درز تا قطر ۴۲ اینچ نیز گزارش‌شده است.
ازجمله شرکت‌هایی که در کشورمان در سال‌های اخیر اقدام به تولید لوله بدون درز کرده است عبارتند از؛
۱- شرکت لوله‌های دقیق کاوه ایرانیان
۲- کارخانجات نورد و پروفیل ساوه 
۳- شرکت گستر اسفراین
۴- شرکت فولاد صنعت
۵- شرکت پروفیل فولادی اصفهان
۶- کارخانه گروه ملی صنعتی فولاد ایران

مشتریان عزیز برای خرید و دریافت مشاوره می‌توانید با بخش بازرگانی شرکت آهن اول تماس گرفته و قیمت لوله مانیسمان را به تاریخ روز دریافت نمایید و یا از قسمت بالای صفحه، محصول موردنظر خود را انتخاب نمایید.