لوله مانیسمان چیست؟ نوعی لوله فولادی بدون درز و جوش است. آهن آلات و محصولات فولادی در انواع متعددی تولید می شوند. هر محصول فولادی، خصوصیات و ویژگی های خود را دارد و برای قسمت خاصی از صنعت، مفیدتر است.

لوله مانیسمان جزئی از محصولات فولادی می باشد که کاربرد و ویژگی های خاص خود را دارد. اگر استحکام و عمر بالای لوله رای شما مهم است و یا قصد انتقال سیالات حساس را دارید، لوله مانیسمان بهترین انتخاب می باشد.
به لوله مانیسمان، بدون درز هم می گویند. این نوع لوله در رده های 20، 40، 80، 120 و ... تولید می گردد که ضخامت هر رده به ترتیب زیاد می شود. قیمت لوله مانیسمان به صورت کیلویی اعلام می گردد. اما قیمت کل هر شاخه به رده آن بستگی دارد. در این مقاله لوله مانیسمان را بیشتر بررسی می کنیم. با ما همراه باشید.

لوله مانیسمان چیست؟

لوله مانیسمان لوله ای فولادی است که هیچگونه ناپیوستگی (درز جوش و شکاف) در سطح خارجی و داخلی خود ندارد و به صورت یک پارچه تولید می شود. لوله بدون درز قابلیت جوش پذیری و استحکام بالایی دارد. همچنین دما و فشار زیادی را تحمل می کند. برای تولید آن به هم مرکزی مقطع لوله و دقت بالایی نیاز می باشد. عملکرد لوله مانیسمان نسبت به لوله های دیگر بهتر است.
لوله مانیسمان در برابر خوردگی و رطوبت از خود مقاومت بالایی نشان می دهد. طول عمر لوله بدون درز، زیاد می باشد. مهمترین ویژگی لوله مانیسمان، عدم وجود کوچک ترین درز و شکاف بر روی آن است. این نوع لوله قیمت بالایی دارد و از شمش های فولادی تولید می شود. شمش ها در طی فرآیندی گرم شده و بر روی چیزی مانند یک میله ریخته می شوند تا در نهایت یک لوله یا پوسته تو خالی ایجاد کنند.

لوله مانیسمان چیست؟

برای انتقال مواد با دما و فشار بالا و انتقال مواد خورنده و سمی که نشت آن خطرناک است، لوله مانیسمان مورد استفاده قرار می گیرد. از جمله کاربردهای لوله مانیسمان در صنعت می توان به لوله های تحت فشار انتقال نفت و گاز، مخازن بویلرها، کمپرسورها و به عنوان اجزای مکانیکی گردنده مانند پوسته برینگ ها و اکسل خودرو، لوله تفنگ و تانک در صنایع نظامی اشاره کرد.

لوله درزدار چیست؟

لوله های درزدار، لوله هایی هستند که در سطح آنها درز جوش دیده می شود. برای تولید این لوله ها، دو لبه ی یک ورق فولادی را به هم جوش می دهند. انواع لوله های درزدار شامل لوله های درز مستقیم و اسپیرال ( لوله درزدار مارپیچ) می شوند. گروه اول، لوله هایی هستند که استحکام کمی دارند. بنابراین، در موارد کمتری به کار می روند. لوله های گروه دوم (لوله های درزدار مارپیچ) کاربردهای وسیع تری دارند. لوله های اسپیرال ویژگی های منحصر به فردی دارند. از جمله ی این ویژگی ها می توان به توزیع یکنواخت انرژی در اطراف جوش، مقاومت بالا در برابر شکست، ضربه، فشار زیاد و تغییرات دمایی اشاره کرد. علاوه بر این، خواص مکانیکی همگن تری دارند و عملیات جوشکاری و نصب آنها راحت تر انجام می شود. لوله های اسپیرال را می توان با قطر و ضخامت متنوعی تولید کرد.

تاریخچه لوله مانیسمان

اولین بار، لوله مانیسمان توسط راینهارد و مکس مانیسمان اختراع شد. آنها در سال 1885 این اختراع را ثبت کردند. یک سال طول کشید تا حق ثبت این اختراع به برادران مانیسمان اعطا گردد. به این ترتیب در سال 1886 اولین لوله بدون درز فولادی تولید شد. ماکس مانیسمان در سال 1890، برای تولید لوله های بدون درز از روش جدیدی به نام نورد پیلگر استفاده نمود. این امر موجب شد تا برادران مانیسمان به موفقیت های اقتصادی زیادی در این زمینه برسند. اختراع لوله مانیسمان (سیم لس) یک انقلاب بزرگ در صنعت لوله کشی، مهندسی و ساخت وسایل نقلیه به وجود آورد. در پایان این دهه، تولید لوله های فولادی جوش داده شده توسط مانیسمان آغاز شد.

انواع لوله مانیسمان

لوله مانیسمان در رده های مختلفی تولید و روانه بازار می شود. رایج ترین آنها عبارتند از:

انواع لوله مانیسمان

1- رده 20

لوله مانیسمان رده 20 در دسته لوله های سبک قرار می گیرد و ضخامتی حدود 2 الی 6 میلی متر و سایزی حدود 1 تا 12 اینچ دارد. وزن آن بر اساس مشخصات دیگرش تا حدود 300 کیلوگرم متغیر می باشد. اغلب در مواردی که به تحمل و تنش خیلی نیاز نیست بالایی مانند لوله های گاز رسانی توکار ساختمانی و سیستم لوله کشی موتورخانه ها از لوله مانیسمان رده 20 استفاده می شود.

2- رده 40

لوله مانیسمان رده 40 از پر مصرف ترین لوله بدون درز می باشد. این لوله سازی حدود 1 تا 12 اینچ و ضخامتی در بازه ی 2 تا 10 میلی متر دارد. وزن این محصول در برخی موارد تا 500 کیلوگرم هم می ‌رسد. لوله مانیسمان رده 40  معمولا برای کاربردهایی که از حساسیت بالاتری برخوردار هستند، مانند پروژه ‌های مربوط به انتقال گاز، خطوط آتش نشانی، ساخت مخازن تحت فشار، صنایع نفت و گاز و پتروشیمی مورد استفاده قرار می ‌گیرد.

3- رده 60

لوله مانیسمان رده 60 مانند سایر لوله ها، بدون درز نیست و تقاضا برای آن کم می باشد. قطر این لوله بین 8 الی 24 اینچ است و وزن آن برحسب قطر در ضخامت، متفاوت خواهد بود.

4- رده 80

قطر خارجی لوله مانیسمان رده 80 برابر با قطر خارجی رده 40 می باشد و در مقایسه با آن می تواند فشار و دمای بیشتری را تحمل کند. این نوع لوله ضخامت و استحکام بیشتری نسبت به رده های 20، 40 و 60 دارد. به همین دلیل قیمت آن بالاتر است. بدلیل قیمت بالا، فقط برای انتقال موادی که فشار و دمای زیادی دارند، به کار می رود.
این محصول در ضخامتی بین 3 تا 9 میلی متر و وزنی حدود 9 تا 150 کیلوگرم به بازار عرضه می شود. لوله مانیسمان رده 80 در سایز های متنوعی تولید می گردد.

ابعاد لوله مانیسمان

لوله مانیسمان در ابعاد گوناگونی تولید می شود. این ابعاد تابعی از ضخامت و یا رده ی آنها هستند. هر چه رده های لوله مانیسمان بالاتر می رود، ضخامت آن نیز بیشتر می شود. لوله مانیسمان را به 3 روش رده بندی می کنند که عبارتند از:

1- در روش اول مطابق با استاندارد ANSI B36 APL5L، با توجه به ضخامت لوله، رده بندی می شوند.
2- در این روش مطابق با استاندارد ANSI که از یک فرمول کلی به دست می آید، لوله مانیسمان فولادی در هشت دسته ‌بندی قرار می ‌گیرد.
3- در روش آخر مطابق با وزن کلی، لوله مانیسمان به 3 گروه استاندارد (STD)، سنگین (XS) و فوق سنگین (XXS) تقسیم می شود.

لوله مانیسمان در شاخه ‌های 6 و 12 متری تولید می گردد و قطر آن بین 1.2 تا 36 میلی ‌متر متغیر است. وزن این نوع لوله متناسب با طول، قطر و ضخامت، متغیر می باشد.

جنس لوله های بدون درز (مانیسمان)

امروزه از لوله های مختلفی در صنعت استفاده می شود. از جمله این لوله ها می توان به لوله های فولادی، لوله های ضد زنگ، لوله آلیاژ و لوله بویلر اشاره کرد. لوله های مانیسمان، سطحی صاف و یکنواخت دارند و هیچ گونه درز جوشی بر روی آنها وجود ندارد. معمولا لوله های مانیسمان را با استفاده از فولاد کم کربن می سازند. اما برای افزایش مقاومت این لوله ها، مواد دیگری به آن اضافه می کنند. عدم وجود درز در لوله های مانیسمان موجب شده تا محکم تر از سایر لوله ها باشند. به همین علت قیمت بالاتری دارند.

کاربردهای لوله مانیسمان

ویژگی های خاص لوله مانیسمان باعث شده تا در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گیرد. امروزه از لوله های بدون درز برای انتقال مواد در خطوط فشار قوی، مواد غذایی و دارویی، هیدرولیک و نفت و گاز استفاده می کنند.

روش های تولید لوله مانیسمان

روش های تولید لوله مانیسمان شامل ریخته گری گریز از مرکز و نورد و اکستروژن شمش های فولادی می شوند.

- تولید لوله بدون درز به روش ریخته گری گریز از مرکز :

در ابتدا فلز مذاب را داخل قالبی چرخان می ریزند. ساختار دستگاه و نیروی گریز از مرکز باعث می شوند تا فلز مذاب به طرف دیواره های قالب برود. در همین زمان عملیات انجماد هم از دیواره ها آغاز می گردد. حجم مواد مذاب اولیه، تعداد دور بر دقیقه ی موتور دستگاه و مقدار نیروی اعمالی در تعیین ضخامت نهایی دیواره ی لوله موثر هستند. ویسکوزیته و چسبندگی فولاد مذاب نسبت به حالت جامد، کمتر است. اما روندگی و سیالیت آن بیشتر می باشد. امروزه در ایران از این روش استفاده نمی کنند.

- تولید لوله مانیسمان به روش نورد و اکستروژن شمش های فولادی :

در این روش، ابتدا قطعه ی شمش فولادی را حرارت می دهند. سپس یک سنبه ی میله ای نوک تیز را به داخل شمش گداخته پرتاب می کنند. با این کار، لوله ی بدون درز ایجاد می شود. در ادامه، لوله را به کمک غلتک های مخصوصی تحت کشش قرار می دهند. در این مرحله، لوله ای با طول، ضخامت و قطر موردنظر به دست می آید. در انتهای فرایند تولید، لوله ها را تحت عملیات حرارتی و تنش گیری قرار می دهند. معمولا در صنعت برای تولید لوله های مانیسمان از این روش استفاده می کنند.
لوله های مانیسمان که به روش نورد گرم تولید می شوند در خطوط شبکه گازرسانی، پالایشگاه ها، لوله های گاز شهری، لوله های انتقال نفت، گاز و مواد پالایشگاهی، سیستم های حمل مایعات و انتقال سیالات پر فشار به کار می روند. لوله هایی که به روش نورد سرد تولید می شوند، در تیوب های مبدل حرارتی، دیگ بخار، بوش های صنعتی، لوله های کاندوئیت ضد انفجار، تیوب های انتقال فشار هیدرولیکی و تیوب های دقیق خودرو مورد استفاده قرار می گیرند.

نحوه تولید لوله مانیسمان

در فرآیند تولید لوله مانیسمان ، شمش فولادی تبدیل به لوله می شود. شمش فولادی را بدلیل صرفه جویی در هزینه به صورت گرد انتخاب می کنند. لوله مانیسمان به روش های مختلفی تولید می شود که رایج ترین آنها روش سنبه کاری چرخشی می باشد. این روش به صورت زیر انجام می شود.

نحوه تولید لوله مانیسمان

1- برش : در ابتدا، شمش فولادی را بنا به درخواست مشتری به ابعاد مورد تقاضا برش می دهند.

2- حرارت دهی : به شمش فولادی برش داده شده توسط کوره قوسی تا مرحله گداختن، حرارت داده می شود. این کوره قوسی از سوخت گاز بهره می برد.

3- دستگاه لخ پرس : با استفاده از این دستگاه شمش حرارت دیده را از مرکز سوراخ می کنند.

4- دستگاه النگیتور : سطح مقطع شمش توسط این دستگاه، گرد می گردد.

5- شلیک سنبه : در این مرحله سنبه ‌ای به طول 12 متر داخل شمش فولادی شلیک می ‌شود.

6- تاب گیری : در صورتی که در لوله تاب وجود داشته باشد، در این مرحله از بین می ‌رود و صاف و یکدست می ‌شود.

7- جداکردن سنبه : سنبه را از داخل لوله جدا می‌ کنند.

8- کروی سازی : در این مرحله، سر و ته لوله که تیز و برنده می باشد به حالت گرد در می‌ آید.

9- کشش : لوله با اندازه‌ های مختلف تا 24 متر کشیده می ‌شود.

10- سرد کردن : در این مرحله لوله کشیده شده را به کمک آب و با فرآیندی خاص، خنک می کنند.

11- آزمایش و تست : لوله خنک شده را مورد تست آزمایشگاهی قرار می دهند تا در صورت وجود عیب در آن، از بقیه جدا نمایند.

12- پولیش کاری : لوله سالم و تست شده را به وسیله روغن مخصوص، پولیش می زنند. این کار را برای جلوگیری از خوردگی انجام می دهند.

13- بسته بندی : لوله را به شکل شش ضلعی و با تسمه بسته بندی نموده و آماده بارگیری می کنند.

تست های لوله مانیسمان

کیفیت لوله های مانیسمان را می توان با استفاده از یکسری تست ها مشخص نمود. در حال حاضر برای تعیین کیفیت این لوله ها از تست های سنجش سختی، کشش، خوردگی، فشار و هیدرواستاتیک استفاده می کنند.

1- تست سختی لوله مانیسمان :

در زمان انجام این تست به فاکتورهایی مانند مشخصات فیزیکی، عملکرد و کیفیت لوله توجه می شود. دستگاه تستر را بر روی لوله مانیسمان قرار می دهند. این دستگاه میزان فرو رفتگی و مقدار آن را اندازه می گیرد. تست سختی، یک آزمایش ساده است که به زمان زیادی نیاز ندارد. این تست برای لوله هایی با سطح ناهموار و یا رنگ تیره مناسب نمی باشد. امروزه 3 نوع تست سختی وجود دارد که شامل تست های Luo، Cloth و Victoria می شوند. این تست ها را با استفاده از دستگاه های راکول، برنیل و ویکرز انجام می دهند. برای تعیین درجه سختی لوله نیازی به انجام هر سه نوع تست نیست و انجام یکی از تست ها کافی است. البته باید توجه داشته باشید که نتایج دستگاه راکول نسبت به دو دستگاه دیگر دقیق تر می باشد. هر چقدر لوله ی مانیسمان ضخیم تر باشد، هزینه ی تست سختی آن پایین تر خواهد بود.

2. تست کشش لوله مانیسمان :

در این آزمایش، لوله موردنظر را به وسیله ی دستگاهی می کشند. این عمل تا حد شکستن لوله ادامه پیدا می کند. دستگاه تستر می تواند بعضی از مشخصات فیزیکی (استحکام کششی، عملکرد و میزان کشیدگی) را اندازه گیری کند.

3. تست فشار لوله مانیسمان :

در این مرحله، یک دستگاه مخروطی شکل را درون لوله مانیسمان موردنظر قرار می دهند. سپس این دستگاه را منبسط می کنند. در این حالت، به لوله مانیسمان فشار وارد می شود. لوله باید بتواند به مدت 5 ثانیه این فشار را تحمل کند. بعد از گذشت این مدت، نباید هیچ گونه ترکی بر روی لوله مانیسمان مشاهده شود. معمولا این تست را در ضعیف ترین قسمت لوله انجام می دهند. لوله های مانیسمان به طور متوسط می توانند فشار 2.45 مگا پاسکال را تحمل نمایند.

4. تست خوردگی لوله مانیسمان :

در این تست، از اسید نیتریک استفاده می شود. به این ترتیب، میزان مقاومت لوله را در برابر خوردگی اندازه گیری می کنند. غلظت اسید نیتریک با توجه به ترکیب فولاد موجود در ساختار لوله تعیین می شود.

قیمت لوله مانیسمان

قیمت لوله مانیسمان بر اساس برند، اندازه و ضخامت لوله ها تعیین می شود. قیمت آهن و نرخ ارز هم بر روی قیمت لوله مانیسمان تاثیر می گذارند. به طور کلی قیمت لوله بدون درز نسبت به لوله درزدار گران تر است. دلیل این امر هم سطح یکنواخت و بدون درز جوش این لوله ها می باشد.

سخن پایانی

لوله مانیسمان با توجه به کاربرد حساسی که در صنایع تحت فشار دارد، از اهمیت ویژه ‌ای برخوردار است. یکدست بودن، عدم وجود درز و خط جوش در لوله مانیسمان باعث افزایش استحکام می شود. همچنین مقاومت به تغییرات دمایی، خوردگی و بیشتر ‌بودن طول عمر مفید آن شده است. روش‌ های مختلف تولیدی با توجه به تجهیزات و انرژی که نیاز دارند، باعث اختلاف قیمت انواع لوله‌ های مانیسمان می ‌شوند. لازم است با توجه به کاربرد، میزان فشار، دما و شرایط کاری مورد نظر، درست ‌ترین نوع، سایز و استاندارد برای لوله مانیسمان انتخاب شود.