لوله مانیسمان چیست و انواع آن

در فرآیند تولید لوله‌های درزدار (welded pipe) از انواع روش‌های جوشکاری استفاده می‌شود؛ به همین دلیل این نوع از لوله‌ها پاسخ‌گوی نیاز صنعت در بخش‌های سرویس با فشار بالا مانند صنایع پالایشگاهی و هیدروکربنی، انتقال نفت و گاز، اکتشاف، سیلندرهای هیدرولیک، بویلرها و صنایع خودروسازی نبوده و در سرویس فشار پایین و متوسط صنعت، کاربرد بیشتری دارند. برای جبران کمبود کیفیت لوله‌های درزدار، در بخش‌های فشار بالای صنعت، لوله‌های بدون درز یا لوله مانیسمان تولید می‌شوند.

این نوع از لوله‌ها به علت نداشتن خط جوش که محلی برای ایجاد عیوب، نشت، جوانه‌زنی و رشد ترک محسوب می‌شود، در برابر فشار و تنش‌های فیزیکی مقاومت بالایی داشته و خود را با تغییرات آب و هوایی به خوبی مطابقت می‌دهند. لوله مانیسمان که در اصطلاح بازاری به مانسمان هم معروف است، نوعی لوله بدون درز (Seamless) محسوب می‌شود که به واسطه روش تولید ویژه‌ آن، در صنایع حساس کاربرد دارد. این لوله برای اولین بار در اواخر قرن ۱۹ به صنعت عرضه و نام آن از مخترعانش (برادران مانیسمان) گرفته شده است. لوله مانیسمان اولین نوع لوله بدون درزی می‌باشد که وارد کشور شده است. مواد اولیه برای ساخت این نوع از مقاطع فولادی، به شکل شمش است که از طریق حرارت، کشش، غلطک، عبور از زره و همچنین روش‌های گریز از مرکز به محصول نهایی تبدیل می‌شود. روش‌های خاصی که برای تولید این نوع لوله به کار گرفته می‌شود، سبب شده قیمت لوله مانیسمان از دیگر لوله‌های موجود در بازار گران‌تر باشد.

لوله مانیسمان چیست؟

این نوع لوله اولین بار توسط مهندسی آلمانی به نام مانیسمان به کار رفت و در ایران با این نام شناخته شد. همان‌طور که در بالا اشاره شد، بدون درز بودن لوله‌های مانیسمان، آن‌ها را انواع دیگر لوله‌ها متمایز می‌کند. خط جوش در لوله‌های درزدار، حتی در شرایط ایده‌آل برای فرآیند جوشکاری، می‌تواند به عنوان نقطه شروع ترک و رشد آن عمل کند، به همین دلیل این خط از دیگر نقاط لوله استحکام کمتری داشته و ضعیف‌تر عمل می‌کند. اما لوله مانیسمان هیچ‌گونه خط جوش یا اتصال دیگری نداشته و بدنه لوله از ساختار یکنواختی برخوردار است. در نتیجه از نظر استحکام مکانیکی، مقاومت به خوردگی، مقاومت در برابر حرارت و فشارهای بالا کیفیت بالاتری دارد و برای بخش‌هایی از صنعت که نیازمند دقت بالا در این ویژگی‌ها باشد، موفق‌تر عمل خواهد کرد. به طور کلی در صنعت فولاد، لوله‌ها به دو شکل درز دار و بدون درز تولید می‌شوند. لوله‌های بدون درز، مانیسمان نام دارند. تفاوت این نوع لوله، با لوله‌های درز دار در این است که به دلیل نداشتن هیچگونه درز، استحکام آن بسیار بالا است. این درحالیست که لوله‌های درز دار، هرچقدر هم با دقت و وسواس جوشکاری شوند، باز هم امکان ترک خوردن برای آنها وجود دارد.
هر کارخانه لوله مانیسمان را با استاندارد و گواهی مخصوصی به تولید می‌رساند. همچنین قیمت لوله به عوامل مختلفی بستگی داشته و امکان دارد هر کارخانه قیمت متفاوتی را در بازار ارائه دهد. به طور کلی برای لوله مانیسمان یا بدون درز، دو استاندارد زیر وجود دارند:پ

• لوله‌های فولادی با استاندارد ASME B36.10
• لوله‌های استیلی با استاندارد ASME B36.19

هر کدام از این استانداردها برای لوله‌های بدون درز، قطر، ضخامت و طول مشخصی را در نظر گرفته‌اند. بنابراین هر کارخانه که ادعا دارد محصولات خود را طبق یکی از این استانداردها تولید می‌کند، باید طبق همان معیارها عمل کرده باشد.

لوله مانیسمان نوعی از لوله‌های بدون درز است که به دلیل نبود جوش در آن‌ها کاربرد فراوانی در بخش‌هایی از صنعت که لوله درزدار نمی‌تواند پاسخگو باشد، دارد. این لوله‌ها در انواع و سایزهای متفاوتی تولید می‌شوند که البته دلیل اصلی تفاوت قیمت هرکدام نیز همین تفاوت در ضخامت و اندازه آن‌ها می‌باشد.

انواع لوله مانیسمان را بشناسید

لوله‌های مانیسمان که زیرمجموعه‌ای از لوله‌های فولادی محسوب می‌شوند، معمولا قطر کمی دارند و در مواردی از صنعت که قطر‌های بیشتر از این نوع لوله نیاز باشد، فرآیند تولید تغییر کرده و هزینه زیادی در برخواهد داشت. استانداردهای لوله مانیسمان طبق کاربرد، سایز و رده‌ به انواع مختلفی تقسیم‌بندی می‌شود. این لوله‌ها معمولاً در دو سایز شش و ۱۲ متری و رده‌های ۲۰، ۴۰، ۶۰، ۸۰، ۱۲۰ و ۱۴۰ تولید می‌شوند که رده‌های ۲۰ و ۴۰ نسبت به دیگر انواع موجود بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

با توجه به کارخانه تولیدی می‌توان لوله‌های مانیسمان را به انواع مختلفی تقسیم‌بندی کرد. تولید این لوله به دلیل فرآیند تولید خاصی که نیاز دارد توسط تعداد محدودی کارخانه انجام می‌گیرد. هرچند که استاندارد و کیفیت لوله تولیدی توسط این کارخانه‌ها تفاوت زیادی با هم ندارند و ضخامت و اندازه لوله عامل تعیین‌کننده در قیمت آن است. شرکت لوله‌های دقیق کاوه ایرانیان و کارخانه نورد و لوله اهواز از جمله کارخانه‌های داخلی تولید لوله مانیسمان هستند. البته لازم به ذکر است که در برخی سایزها موجودی بازار به صورت وارداتی می‌باشد. لوله‌های مانیسمان معمولاً به شکل‌های زیر تولید شده و در بازار عرضه می‌شوند:

• رده 20
  این لوله که حدوداً 300 کیلو گرم وزن دارد، ضخامتی برابر با 2 تا 6 میلی‌متر داشته و سایز آن 1 تا 12 اینچ است. 
• رده 40
  وزن این لوله گاهی به 500 کیلوگرم نیز رسیده و سایز آن بین 1 تا 12 اینچ متغیر است. همچنین ضخامت آن هم از 2 تا 12 میلی‌متر متغیر است.
• رده 60
  جالب است بدانید برخلاف سایر لوله‌های مانیسمان، این لوله بدون درز نیست و به همین دلیل تقاضای آن در بازار کمتر است. با توجه به قطر آن که از 8 تا 24 اینچ متغیر است، وزن متفاوتی هم دارد.
• رده 80
  محصولی که حدوداً 150 کیلوگرم وزن داشته و ضخامت آن بین 3 تا 9 میلی‌متر است. البته لازم به ذکر است که این لوله از نظر سایز متنوع است.
• رده 120
  این محصول تا 700 کیلوگرم نیز وزن داشته و با توجه به نیاز مشتری، در سایز و ابعاد متنوعی به تولید می‌رسد.
•  رده 160
  این لوله که در برخی از صنایع خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد، وزن بسیار بیشتری نسبت به سایر لوله‌ها دارد.

مشخصات لوله‌های مانیسمان چیست؟

در حال حاضر تهیه لوله‌های مانیسمان در داخل کشور از کارخانه‌های داخلی و خارجی صورت می‌گیرد. اما همه آن‌ها مشخصات فنی یکسانی دارند که از استاندارد ساخت ASME B36.10 برای لوله‌های فولادی و استاندارد ساخت ASME B36.19 برای لوله‌های استیل بهره می‌برند. طبق این استانداردها برای هرکدام از ویژگی‌ها و مشخصات لوله‌های مانیسمان بازه‌ای تعریف شده که محصول نهایی باید از آن تبعیت کند. یکی از این ویژگی‌ها فشار کاری لوله است. فشار کاری لوله‌های مانیسمان با توجه به سایز، ضخامت و دمای کاری آن تعریف می‌شود. اما با توجه به اینکه در یک دما و سایز خاص، این فشار برای تمام لوله‌ها مقدار یکسانی است، می‌توان این مشخصه را بررسی کرد. برای لوله‌های مانیسمان با ضخامت یک تا 10 اینچ، و در دماهای مختلف میزان این فشار کاری در جداول استاندارد مربوطه آمده است.

از دیگر مشخصات لوله‌های مانیسمان، ضخامت و یا در اصطلاح فنی، رده آن است. ضخامت‌ها نیز بر اساس استاندارهای مختلفی تولید می‌شوند. رده‌های ۲۰، ۴۰ و ۸۰ پراستفاده‌ترین ضخامت‌ها هستند. رده ۲۰ لوله سبک نیز نامیده می‌شود. رده ۸۰ که استحکام بالاتری دارد در موارد پرفشار و شرایط خورندگی مصرف دارد و جزو لوله‌های سنگین محسوب می‌شود. این لوله‌ها از سایز 1/8 اینچ تا ۲۶ اینچ تولید می‌شوند. تقریبا در تمام موارد صنعت، سایز‌های بالاتر از سایز ۲۶ اینچ معمولا برای انتقال خطوط طولانی و کم فشار استفاده می‌شوند و در این موارد تفاوت خواص چشم‌گیری بین لوله درزدار و بدون‌ درز وجود ندارد. به همین دلیل استفاده از لوله درزدار با قیمت پایین‌تر ترجیح داده می‌شود و در نتیجه تولید لوله با سایز بیشتر از ۲۶ اینچ صرفه اقتصادی نخواهد داشت.

استانداردهای بین‌المللی لوله‌های مانیسمان عبارتند از: ASTM – JIS – DIN

آلیاژ های پراستفاده لوله مانیسمان به شرح زیر است:

• ASTM A106 که برای استفاده در موارد با دمای بالا مناسب است.
• ASTM A179 که دارای کربن کمتری است و اغلب برای کندانسرها استفاده می‌شود.
• ASTM A192 که معمولا برای دیگ‌های بخار استفاده می‌شوند.
• GB 3087 که معمولا برای بویلر‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بر روی سطوح لوله‌های مانیسمان از یک لایه پوشش لاکی استفاده می‌شود که در صورت نیاز به گالوانیزه کردن، استفاده از عملیات سند بلاست روی سطوح ضروری می‌شود.

لوله مانیسمان رده 40 چیست؟

لوله مانیسمان رده 40 که با نام لوله درز نیز شناخته می‌شود از آن دسته محصولاتی است که جهت مقاومت سازی بناهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند و بیشتر محبوبیت این لوله به خاطر مقاومت و استحکام بالای آن است. البته مدل‌‎های دیگری از لوله‌های بدون درز نیز وجود دارند اما لوله مانیسمان رده 40 از شناخته شده‌ترین آنها محسوب می‌شود.

لوله مانیسمان چگونه تولید می‌شود؟

همان‌طور که در بالا ذکر شد برای تولید لوله‌های بدون درز روش‌های مختلفی وجود دارد. به طور کلی تولید یک لوله بدون درز نیازمند فرآیندی است که در آن شمش فولادی که عموما به هدف کاهش هزینه‌ها به صورت گرد است، تبدیل به لوله شود. در رایج‌ترین روشی که برای تولید لوله بدون درز وجود دارد، یعنی روش سنبه‌کاری چرخشی، فرآیند تولید لوله مانیسمان شامل مراحل زیر است:

• برش: در ابتدا شمش فولادی بنا به درخواست مشتری به ابعاد مورد تقاضا برش داده می‌شود.
• مرحله حرارت‌دهی: در این مرحله توسط کوره قوسی که از سوخت گاز بهره می‌برد به شمش تا مرحله گداختن حرارت داده می‌شود.
• دستگاه لخ پرس: با استفاده از این دستگاه شمش از مرکز سوراخ می‌شود.
• دستگاه النگیتور: سطح مقطع شمش توسط این دستگاه گرد می‌شود.
• مرحله شلیک سنبه: در این مرحله سنبه‌ای به طول 12 متر داخل شمش فولادی شلیک می‌شود.
• تاب‌گیری: در صورتی که در لوله تاب وجود داشته باشد در این مرحله از بین می‌رود و صاف و یکدست می‌شود.
• جدا کردن سنبه: سنبه از داخل لوله جدا می‌شود.
• کروی‌سازی: در این مرحله، سر و ته لوله که تیز و برنده است به حالت گرد درمی‌آید.
• کشش: لوله با اندازه‌های مختلف تا 24 متر کشیده می‌شود.
• سرد کردن: لوله به کمک آب و با فرآیندی خاص خنک می‌شود.
• آزمایش: لوله تست مورد تست آزمایشگاهی قرار می‌گیرد تا در صورت وجود عیب از بقیه لوله‌ها جدا شود.
• پولیش‌کاری: لوله به وسیله روغن مخصوص برای جلوگیری از خوردگی پولیش می‌شود.
• بسته‌بندی: لوله‌ها معمولا به شکل شش ضلعی و با تسمه بسته‌بندی و آماده بارگیری می‌شوند.

سخن پایانی 

با توجه به مطالب ذکر شده می‌بینیم که لوله مانیسمان با توجه به کاربرد حساسی که در صنایع تحت فشار دارد، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. یکدست بودن و عدم وجود درز و خط جوش در لوله مانیسمان سبب افزایش استحکام و مقاومت به تغییرات دمایی و خوردگی و همچنین بیشتر ‌بودن طول عمر مفید آن شده است. روش‌های مختلف تولیدی با توجه به تجهیزات و انرژی که نیاز دارند، منجر به اختلاف قیمت انواع لوله‌های مانیسمان می‌شوند. لازم است با توجه به کاربرد، میزان فشار، دما و شرایط کاری مورد نظر، درست‌ترین نوع، سایز و استاندارد برای لوله مانیسمان انتخاب شود.