لوله مانیسمان چیست؟ انواع و کاربرد آن
لوله مانیسمان یکی از مهمترین لوله ها در صنعت حفاری به شمار میرود که به علت مقاومت در برابر فشار و دما، انعطاف پذیری کم و خواص شیمیایی مناسب مورد استفاده قرارمیگیرد و برای انتقال مایعات و گاز ها مورد استفاده قرار میگیرد.
این لوله از جنس فولاد بوده و به صورت طولانی و قطر بزرگ نیز مزود استفاده قرار میگیرد و این لوله علاوه بر مقاومت در برابر فشار و دما در مقابل هیدروکربن ها نیز مقاوم میباشد.
تاریخچه لوله مانیسمان
لوله مانیسمان در سال 1885 توسط آندره مانیسمان جهت انتقال آسوده و بی خطر مایعات تولید شده است و در سال 1890 شرکتی با این اسم نیز جهت تلوید لوله های با کیفیت تاسیس شد.
این نوع لوله ها از دو جنس فولادی و برنجی ساخته میشوند و به همین دلیل دارایس استحکام بالا و انعطاف مناسب هستند.
در دهه 1950با توسعه صنایع و افزایش نیاز به لوله های بدون درز با کیفیت بالا و ویژگی های خاص این لوله ها تبدیل به بهترین گزینه برای استفاده در صنایع بوده و به یکی از محبوب ترین لوله های فولادی مصرفی در صنایع تبدیل شده
ویژگی های لوله مانیسمان چه میباشد؟
از ویژگی های اصلی لوله مانیسمان میتوان به مقاومت بالا در برابر خوردگی و سایش، مقاومت بالا در برابر فشار، شکستگی و خمش، انعطاف پذیری و استحکام کششی بالا، ضریب اصطکاک کمتر از لوله‌های دیگر، قابلیت جوشکاری بالا و عدم نیاز به حرارت بالا در جوشکاری اشاره نمود که در ادامه به صورت مفید هر کدام را توضیح میدهیم:
مقاومت در برابر فشار: لوله مانیسمان به علتداشتن دیواره ضخیم، از مقاومت فشاری بالا برخورد دار بوده و در صنایعی مانند انتقال نفت و گاز و پر خطر مورد استفاده قرار میگیرد
مقاومت در برابر خوردگی: لوله مانیسمان به علت آخشته بودن جداره بیرونی به لایه های گالوانیزه دارای مقاومت بالایی در برابر خوردگی و زنگ زدگی میباشد.
انعطاف پذیری: لوله مانیسمان به علت طراحی خاص دارای انعطاف پذیری بالایی میباشد که همین امر باعث شده در صنایع مختلفی بشود از این لوله استفاده کرد.
مقاومت بالا در برابر حرارت: این لوله ها به علت داشتن فولاد در ساختار خود دارای مقاومت بالایی در برابر حرارت و آتش است
دوام: به علت مقاومت در برابر فشار، خوردگی، زنگ زدگی و انعطاف بالا دارای دوام بالایی میباشد و همین امر باعث استفاده آن در انواع صنایع میشود.
نصب آسان: لوله مانیسمان به علت وزن پایین و انطاف بالا در هنگام نصب مشکل ساز نبوده و در جفت سازی نصب را با چالش های نفس گیر روبرو نمیسازد.
کاربرد لوله مانیسمان چه میباشد؟
لوله مانیسمان به دلیل داشتن ویژگی های منحصر به فرد خود در اکثر صنایع استفاده میشوند و این صنایع عبارت اند از:
خطوط انتقال نفت و مواد اسیدی: علت این استفاده بالا بودن مقاومت این لوله در مقابل زنگ زدگی و خوردگی است.
خطوط انتقال گاز: علت این استفاده دوام بالا و انعطاف بالا از این نوع لوله ها استفاده میشود.
ساخت سازه ها: علت این استفاده همانند علت استفاده در خطر انتقال گاز، دوام بالا میباشد.
صنعت خودروسازی: علت این استفاده انعطاف بالای این نوع لوله ها میباشد.
صنایع دریایی و آب و فاضلاب: علت این استفاده مقاومت این لوله ها در برابر خوردگی، زنگ زدگی و دوام بالا میباشد.
صنایع غذایی: به علت مقاومت در برابر شستشو و عدم انتشار مواد مدنی در این صنایع مورد استفاده قرار میگیرد.
حفاظت از محیط زیست: به علت مقاومت در نفوذ مایعات به بیرون از لوله در حفظ طبیعت نیز تاثیر بسزایی دارد.
انواع لوله مانیسمان چه میباشد؟
لوله مانیسمان در انواع مختلفی مانند با درز، بدون درز، گالوانیزه و آلومینیومی تولید و مورد استفاده قرار میگیرد که در ادامه به توضیحی جامع و مختصر در موردشان اشاره میکنیم:
لوله مانیسمان با درز
این نوع لوله ها توسط مواد جوش دهنده خارجی در میان دو نیمه خود به هم متصل میشود و به این دلیل استحکام لوله کاهش میابد، این نوع لوله ها در ابعاد بزرگ و برای استفاده در صنعت تولید و اجرا میشود.
لوله مانیسمان بدون درز
در این نوع لوله های مواد جوش دهنده خارجی یا داخلی حذف میشود و لوله به صورت یک دست و در قالب های مستقل تولید میشود و به همین دلیل دارای استحکام بالاتری نسبت به بدون درز میباشد. و این لوله ها در صنایعی مانند انتقال نفت، گاز، آب و فاظلاب و مواد اسیدی مورد استفاده قرار میگیرد.
لوله مانیسمان گالوانیزه
سطح این لوله ها در فراِند گالوانیزه سازی با روکشی از جنس روی پوشانده میشوند و این روکش به مقاومت لوله در برابر زنگ زدگی، خوردگی و بعضی از اسید ها میافزاید و برای شرایطی با خوردگی بالا و امکان زنگ زدگی مناسب میباشد.
لوله مانیسمان پلاستیکی
در این نوع لوله به جای اینکه مواد تولید کننده و سازنده از جنس فولاد باشند از جنس پلاستیک بوده و بنا به جنس در صنایع ای مقاومت فشاری پایین مرود استفاده قرار میگیرد.
لوله مانیسمان آلومینیومی
ماده اصلی سازنده این نوع لوله مانیسمان آلومینیوم بوده و به علت مقاومت در برابر خوردگی و زدگی و همچنان سبک بودن در مصارف صنایع هوا و فضا، خودروسازی و الکترونیکی مورد استفاده قرار میگیرد.
لوله مانیسمان شیشه ای
در این نوع لوله به جای اینکه مواد تولید کننده و سازنده از جنس فولاد باشند از جنس شیشه ببوده و بنا به جنس در صنایع شیمیایی و تولید دارو مورد استفاده قرار میگیرند.
روش های تولید لوله مانیسمان چه میباشد؟
لوله‌های مانیسمان به روش جوشکاری ورق های فولادی تولید میشوند. مراحل مخلتفی برای تولید این لوله ها وجود دارد که عبارت اند
ساخت ورق فولادی:در این مرحله خمیری از جنس فولاد آماده و صفحه بندی میشود که فرآیند آن داخل کروه رخ میدهد
فرم دهی ورق فولادی: در این مرحله، خمیر فولادی به وسیله قالب شکل داده شده و به شکل لوله تغییر میابند.
جوشکاری در صورت نیاز: در این مرحله، دو سر ورق فولادی پس از شکل دهی به دو صورت اتومات یا دستی به هم جوش داده میشوند
برش: در این مرحله، لوله‌های جوش‌داده شده برش داده میشوند تا به ابعاد مد نظر ما برسند
آزمایش‌های کیفیت: در این مرحله، لوله جهت آزمایش‌های نهایی به آزمایشگاه فرستاده میشوند تا از کیفیت و استحکام آن‌ها اطمینان لازم کسب شود
رده بندی مانیسمان چگونه میباشد؟
رده های لوله مانیسان بر اساس وزن و قطر آن ها تعیین میشوند و بعضی از این رده ها عبارت اند:
– رده 20: این رده دارای قطر 2 تا 6 میلی متر و وزن 300 کیلوگرم میباشد
– رده 40: این رده دارای قطر 2 تا 10 میلی متر و وزن 500 کیلوگرم میباشد
– رده 60: این رده دارای قطر 8 تا 24 اینچ و وزن متفاوتی دارا میباشد
– رده 80: این رده دارای قطر 3 تا 9 میلی متر و وزن 150 کیلوگرم میباشد
– رده 120: این رده دارای قطر بالا بوده و وزن 700 کیلوگرم میباشد
خمکاری لوله مانیسمان چگونه میباشد؟
خمکاری (Bending) لوله مانیسمان، به معنای انجام عملیات خم شدن روی لوله با در نظر گرفتن مشخصات فنی و نیازمندی‌های مشتری است. خمکاری در واقع یکی از فرآیندهای مهم در تولید و ساخت لوله‌های مانیسان است که به منظور ایجاد قطعاتی با شکل‌های خاص و بهینه‌سازی مصرف متریال مورد استفاده قرار میگیرد.
در خمکاری لوله‌ها، لوله به شکل خم داده میشود و مشخصات فنی آن از جمله قطر داخلی، قطر خارجی و ضخامت دیواره، باید حفظ شود. برای انجام این کار، از دستگاه‌های خمکاری خاص استفاده میشود که بر اساس نیازمندی‌های مشتری و با در نظر گرفتن مشخصات فنی لوله، شکل خم مورد نظر بر روی لوله ایجاد میشود.
خمکاری لوله‌ها به منظور استفاده در بسیاری از صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. از جمله کاربردهای خمکاری این لوله‌ها میتوان به سیستم‌های تهویه مطبوع، خطوط لوله‌های نفت و گاز، ساخت قطعات خودرو و هواپیما و… اشاره کرد.
روش‌های خمکاری مناسب لوله مانیسمان
لوله مانیسمان (بدون درز) به دلیل ساختار یکپارچه و مقاومت مکانیکی بالا، در صنایع مختلف مانند نفت و گاز، پتروشیمی، تأسیسات و سازه‌های فلزی مورد استفاده قرار میگیرد. خمکاری این نوع لوله به دلیل استحکام و ضخامت بالای آن، نیاز به روش‌های دقیق و کنترل‌شده دارد. در ادامه، بهترین روش‌های خمکاری لوله مانیسمان بررسی شده است.
۱. خمکاری سرد (Cold Bending)
در این روش، بدون اعمال حرارت، لوله با استفاده از نیروی مکانیکی خم میشود. خمکاری سرد بیشتر برای لوله‌های با قطر کم و ضخامت متوسط استفاده میشود.
✔ مزایا:
- دقت بالا و عدم تغییر در ترکیب متالورژیکی لوله
- سرعت بالای فرآیند
- مناسب برای خم‌های کوچک و متوسط
✖ معایب:
- احتمال ترک‌خوردگی در لوله‌های ضخیم
- محدودیت در زاویه خم
۲. خمکاری گرم (Hot Bending)
در این روش، لوله مانیسمان ابتدا تا دمای مشخصی (معمولاً ۸۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتی‌گراد) حرارت داده میشود، سپس با اعمال نیروی مکانیکی خم میشود. این روش برای لوله‌های ضخیم و قطر بالا کاربرد دارد.
✔ مزایا:
- کاهش احتمال ترک‌خوردگی و شکستگی
- امکان ایجاد خم‌های با زاویه بالا
- حفظ استحکام ساختاری لوله
✖ معایب:
- نیاز به تجهیزات حرارتی خاص
- احتمال اکسیداسیون سطح لوله در صورت عدم استفاده از محیط کنترل‌شده
۳. خمکاری القایی (Induction Bending)
در این روش، بخشی از لوله به‌صورت موضعی با استفاده از جریان الکتریکی گرم شده و سپس به‌آرامی خم میشود. این روش برای خمکاری دقیق و لوله‌های صنعتی فشار قوی مناسب است.
✔ مزایا:
- دقت بالا و کنترل دقیق زاویه خم
- حداقل تغییر در ضخامت دیواره لوله
- مناسب برای لوله‌های با قطر و ضخامت بالا
✖ معایب:
- هزینه بالا به دلیل نیاز به تجهیزات پیشرفته
- سرعت فرآیند نسبت به روش‌های مکانیکی کمتر است
۴. خمکاری کششی (Draw Bending)
در این روش، لوله درون یک قالب مخصوص (Die) قرار گرفته و تحت کشش خم میشود. برای لوله‌های مانیسمان با ضخامت پایین و قطر متوسط کاربرد دارد.
✔ مزایا:
- امکان ایجاد خم‌های یکنواخت و بدون چروک
- دقت بالا در زاویه خم
✖ معایب:
- محدودیت در ضخامت‌های بالا
- نیاز به دستگاه‌های خاص و اپراتور ماهر
۵. خمکاری فشاری (Press Bending)
در این روش، لوله درون یک قالب ثابت قرار گرفته و با استفاده از نیروی فشاری یک پرس هیدرولیک یا مکانیکی خم میشود.
✔ مزایا:
- سرعت بالای خمکاری
- امکان خمکاری در زوایای مختلف
✖ معایب:
- احتمال چروک‌شدگی در داخل خم
- مناسب برای خم‌های ساده و زوایای استاندارد
۶. خمکاری غلتکی (Roll Bending)
در این روش، لوله از میان سه غلتک متحرک عبور داده شده و به‌تدریج خم میشود. این روش برای خم‌های شعاع بزرگ و لوله‌های ضخیم و قطر بالا مناسب است.
✔ مزایا:
- مناسب برای تولید خم‌های تدریجی و نرم
- حداقل تنش‌های موضعی روی لوله
✖ معایب:
- عدم امکان خم‌های زاویه‌دار دقیق
- نیاز به چندین مرحله عبور از میان غلتک‌ها
نکات مهم هنگام خمکاری لوله مانیسمان
✅ انتخاب روش مناسب: بسته به ضخامت، قطر و نوع کاربرد، باید روش خمکاری مناسب انتخاب شود.
✅ استفاده از تجهیزات استاندارد: برای جلوگیری از ترک‌خوردگی و چروک‌شدگی، استفاده از تجهیزات دقیق ضروری است.
✅ کنترل فشار و سرعت خمکاری: خمکاری سریع باعث ایجاد ترک و ناپایداری در دیواره لوله میشود.
✅ انجام تست‌های کنترل کیفیت: پس از خمکاری، تست‌های آلتراسونیک (UT) و تست کشش برای بررسی استحکام و کیفیت انجام شود.
نتیجه‌گیری
برای خمکاری لوله مانیسمان، بسته به ضخامت، قطر و نوع کاربرد، روش‌های مختلفی مانند خمکاری سرد، گرم، القایی، کششی و فشاری استفاده میشود. انتخاب روش مناسب و رعایت اصول فنی باعث حفظ کیفیت و افزایش طول عمر لوله در کاربردهای صنعتی خواهد شد.
