فرآیند تولید لوله مانیسمان

فرآیند تولید لوله مانیسمان از گذشته تا امروز سیر تکاملی را طی کرده است، به‌طوری‌ که امروزه به ۳ روش سنبه کاری چرخش، ریخته‌گری به وسیله نیروی گریز از مرکز و ریخته‌گری پاششی می‌توان آن‌ها را تولید کرد. لوله‌های مانسمان یا بدون درز لوله‌های صنعتی هستند که به طور گسترده در لوله کشی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این لوله‌ها در قرن ۱۹ ابداع شدند و به دلیل استحکام بالا و عدم استفاده جوشکاری در آن‌ها مورد توجه فراوان قرار گرفتند.

فرآیند تولید لوله مانیسمان چگونه است؟

همان طور که در قسمت بالا اشاره کردیم جهت تولید لوله مانیسمان روش‌های متفاوتی ارائه شده است که همین امر سبب اختلاف قیمت لوله مانیسمان در انواع مختلف گردیده است. در ادامه هر یک از آن‌ها را به تفکیک بیان خواهیم کرد. مانیسمان، صنعت‌گر آلمانی در سال‌های پایانی قرن نوزدهم لوله بدون درز را با روش منحصر به فرد خود تولید کرد. این روش در کنار دیگر روش‌ها، زیرمجموعه‌ای از فرآیند‌های تولید لوله بدون درز محسوب می‌شود. در این روش تولید، با استفاده از دو غلتک نورد و یک ماندرل سوراخکاری، بیلت‌های استوانه‌ای به پوسته‌های توخالی استوانه‌ای تبدیل می‌شوند. از گذشته تا امروز این روش سیر تکاملی خود را طی کرده و امروزه به روش‌های مختلفی تولید می‌شود که منجر به اختلاف قیمت لوله مانیسمان در انواع مختلف شده است.

• تولید لوله مانیسمان به روش سنبه کاری چرخشی

در این روش ابتدا شمش طبق سفارش مشتری در ابعاد گوناگون برش داده می‌شود. پس از اینکه شمش‌ها درون کوره قوسی با سوخت گاز، به اندازه کافی حرارت دید، سطح مقطع آن توسط دستگاهی به نام الانگیتور گرد می‌شود. سپس درون آن با استفاده از یک سنبه (ماندرل) خالی می‌شود. تابگیری لوله به منظور یکدست کردن لوله انجام گرفته و سنبه داخل لوله از آن جدا می‌شود. در مرحله بعد سر و ته لوله گرفته شده تا از حالت بُرنده به حالت گرد درآید. پس از عملیات کشش که معمولا تا 24 متر انجام و سردکاری که معمولا توسط آب و با فرآیندی مخصوص صورت می‌گیرد، لوله به طول‌های مورد نظر برش داده می‌شود. 

در نهایت تست هیدرواستاتیک روی نمونه‌ها انجام شده و در صورتی که قصد ارسال لوله به خارج کشور وجود داشته باشد، روی سطح لوله پوشش روغن ایجاد می‌کنند تا از خوردگی آن جلوگیری شود. مرحله آخر بسته‌بندی و بارگیری لوله‌هاست. در این روش معمولا محصول نهایی ضخامت بالا و طول زیادی خواهد داشت. به منظور کاهش ضخامت لوله‌های مانیسمان در حال تولید، از روش نورد کردن استفاده می‌شود که می‌تواند با استفاده از ماندرل داخلی و یا غلتک پیلگر در کنار ماندرل داخلی انجام شود.

در فرآیند تولید لوله مانیسمان به روش سنبه کاری چرخشی ابتدا شمش را در ابعاد گوناگون برش می‌دهند (طبق سفارش مشتری)، سپس آن‌ها را به منظور سرخ کردن در داخل کوره‌های قوسی قرار می‌دهند، برای این کار از سوخت گاز استفاده می‌کنند. حال شمش حرارت دیده شده را به کمک دستگاه لخ پرس سوراخ می‌کنند.

 جهت گرد کردن فولادها از دستگاهی به نام النگاتور استفاده می‌کنند، سپس سمبه‌ای به طول ۱۲ متر را داخل شمش شلیک می‌کنند، از نظر تولیدکنندگان این مرحله یکی از جالب‌ترین مراحل تولید است. به منظور یکدست کردن و صاف کردن لوله‌ها، مرحله تاب گیری تعبیه شده است.

 در ادامه سمبه داخل لوله را از آن جدا می‌سازند، سپس سر و ته لوله را می‌گیرند تا لوله به حالت گرد در آید.

در مرحله کشش، لوله‌ها را تا ۲۴ متر می‌کشند. لوله تولید شده را به کمک آب و طی مرحله مخصوصی خنک می‌کنند. بعد از خنک شدن لوله آن را در طول‌های ۶ متر و یا حتی طول‌های مورد نظر مشتریان برش می‌دهند. در نهایت لوله‌ها را مورد تست قرار می‌دهند تا مطمئن شوند ضایعاتی در آن باقی نمانده باشد.

 اگر قصد ارسال لوله به خارج از کشور وجود داشته باشد آن را با روغن‌های مخصوص پالیش می‌کنند تا از زنگ زدگی جلوگیری کنند. حال لوله‌ها آماده بسته بندی و بارگیری هستند.

• فرآیند تولید لوله مانیسمان به کمک نیروی گریز از مرکز

اگر بخواهند لوله مانیسمان را به کمک نیروی گریز از مرکز تولید کنند از یک قالب استوانه‌ای استفاده می‌کنند و مواد مذاب را داخل آن می‌ریزند؛ سپس استوانه شروع به چرخش می‌کند، توجه داشته باشید که سرعت چرخش بسیار بالا است. معمولا به منظور تولید لوله‌هایی با ضخامت زیاد و طول کوتاه از این روش استفاده می‌کنند. همچنین اگر در راستای شعاعی لوله‌ها خواص گردایانی مد نظر باشد، این روش تنها انتخاب خواهد بود.

در صورتی که به لوله‌های بدون درز با طول کوتاه و ضخامت بالا نیاز باشد از این روش استفاده می‌شود. همچنین در مواردی که به خواص گرادیانی در راستای شعاع لوله نیاز باشد، تنها از این روش می‌توان استفاده کرد. در این روش از یک قالب چرخنده که با سرعت بالایی در حال حرکت است استفاده می‌شود. ابتدا فلز مذاب به داخل قالب دوار ریخته و با توجه به وارد شدن نیروی گریز از مرکز، مذاب به قسمت خارجی قالب متمایل و فرآیند انجماد از دیواره قالب شروع می‌شود.

• تولید لوله مانیسمان به روش اکستروژن

در روش اکستروژن برای تولید لوله مانیسمان، ابتدا شمش فولادی داخل کوره قرار می‌گیرد تا تا دمای مشخصی که زیر نقطه ذوب است، گرم شود. این گرما شمش را به حالت نیمه‌جامد درمی‌آورد و آماده شکل‌دهی می‌کند. سپس شمش حرارت‌دیده وارد دستگاه اکستروژن می‌شود. در این مرحله، یک سنبه با قطر معین از درون شمش عبور داده می‌شود تا سوراخ اولیه‌ای در آن ایجاد شود؛ این حفره همان پایه‌ی تشکیل لوله است. قطر سنبه، قطر داخلی لوله را مشخص می‌کند و از این طریق، رده و ابعاد لوله تعیین می‌شود.

در ادامه، برای افزایش دوام و مقاومت لوله، عملیات آنیلینگ یا بازپخت حرارتی انجام می‌گیرد. لوله‌ها در این فرآیند تا دمای خاصی گرم شده و پس از آن، به‌صورت کنترل‌شده در محیط سرد (مانند آب) خنک می‌شوند. این مرحله به حذف تنش‌های سطحی کمک می‌کند و موجب یکنواختی سطح بیرونی لوله می‌شود. در پایان، لوله‌ها پس از خنک شدن نهایی، به اندازه‌های استاندارد برش می‌خورند و مرحله نهایی تاب‌گیری دوباره روی آن‌ها انجام می‌شود. سپس لوله‌های تولیدشده، آماده انتقال به انبار و بسته‌بندی خواهند بود.

• فرآیند تولید لوله مانیسمان به روش پاششی

اگر لوله مانیسمان با روش پاششی تولید شده باشد در فرآیند تولید آن از محفظه‌ای استفاده می‌کنند که داخل آن از گاز نیتروژن پر شده است. وقتی لوله می‌چرخد ، نیتروژن روی آن پاشیده خواهد شد. در این روش که کمتر متداول است، مواد مذابی که قرار است بدنه لوله را تشکیل دهند در محفظه‌ای حاوی نیتروژن قرار می‌گیرند و با چرخش یک میله، روی آن پاشیده می‌شود. قطر این میله، ضخامت داخلی لوله را تعیین می‌کند. با کنترل مقدار مواد مذاب پاششی می‌توان ضخامت دیواره لوله تولیدی را کنترل کرد.