لوله ERW چیست و چه تفاوتی با لوله مانیسمان دارد؟

در بسیاری از پروژه‌های صنعتی و ساختمانی، لوله‌ها از اجزای اصلی و حیاتی به‌شمار می‌روند. از انتقال آب و گاز گرفته تا ساخت اسکلت‌های فلزی و تجهیزات مکانیکی، همیشه نوع و کیفیت لوله تأثیر مستقیمی بر عملکرد و ایمنی سازه دارد. یکی از پرکاربردترین انواع لوله‌های فولادی در این میان، لوله ERW است. این لوله به‌دلیل روش تولید خاص خود، یعنی جوشکاری با مقاومت الکتریکی، هم از نظر قیمت و هم از نظر تنوع، جایگاه ویژه‌ای در بازار دارد.

در سال‌های اخیر، استفاده از لوله‌های ERW در پروژه‌های شهری، عمرانی و صنعتی رشد قابل‌توجهی داشته است. این لوله‌ها علاوه‌بر استحکام مکانیکی بالا، از نظر ظاهری نیز کیفیت مطلوبی دارند و به همین دلیل جایگاه ویژه‌ای در صنایع مختلف پیدا کرده‌اند. در این مقاله به بررسی فرآیند تولید، استانداردها و مزایای لوله ERW می‌پردازیم و در پایان، تفاوت آن را با لوله مانیسمان و تأثیر این تفاوت بر قیمت لوله مانیسمان تحلیل خواهیم کرد.

لوله ERW چیست و چه نقشی در صنعت دارد؟

لوله ERW یا Electric Resistance Welded نوعی لوله فولادی درزدار است که بااستفاده از جوشکاری مقاومت الکتریکی تولید می‌شود. در این روش، یک ورق فولادی پس از خم شدن به‌شکل استوانه، درز آن با جریان الکتریکی شدید ذوب و به‌هم متصل می‌گردد. نتیجه‌ این فرآیند، لوله‌ای است که از نظر مقاومت و استحکام، تفاوت زیادی با لوله‌های بدون درز ندارد و در عین‌حال هزینه‌ تولید آن بسیار پایین‌تر است. به‌همین‌دلیل، لوله‌های ERW در صنایع مختلف جایگاه ویژه‌ای دارند. 

در پروژه‌های آب‌رسانی و گازرسانی شهری، سازه‌های فلزی و ساختمانی، ساخت قطعات خودرو و حتی در خطوط انتقال نفت با فشار متوسط از این نوع لوله استفاده می‌شود. ویژگی‌هایی مانند قیمت مناسب، دقت بالا در ابعاد، سطح صاف داخلی و قابلیت گالوانیزه شدن باعث شده لوله ERW یکی از پرمصرف‌ترین انواع لوله‌های فولادی در بازار ایران و جهان باشد.

روش تولید لوله ERW

فرآیند تولید لوله ERW یا Electric Resistance Welded یکی از دقیق‌ترین و اقتصادی‌ترین روش‌های تولید لوله‌های فولادی است. این روش از نوارهای فولادی کم‌کربن یا آلیاژی آغاز می‌شود که مطابق استانداردهایی مانند ASTM A53، API 5L  و EN 10217 تولید شده‌اند. نوار فولادی ابتدا به عرض موردنیاز برش داده می‌شود؛ این عرض براساس قطر نهایی لوله تعیین می‌شود تا پس از خم شدن، درزها به‌درستی برهم منطبق گردند.

در مرحله بعد، نوار فولادی از مجموعه‌ای از غلتک‌ها عبور داده می‌شود تا به‌تدریج از حالت تخت به‌شکل استوانه‌ای تبدیل شود. این تغییر شکل به‌صورت تدریجی و در چندین مرحله انجام می‌گیرد تا از ایجاد تنش‌های داخلی در فلز جلوگیری شود و لبه‌های نوار به‌شکلی دقیق در امتداد محور لوله قرار گیرند. پس از رسیدن به فرم نهایی، دو لبه نوار به‌وسیله‌ جریان برق با فرکانس بالا و شدت زیاد گرم می‌شوند. حرارتی که از مقاومت الکتریکی بین دو لبه ایجاد می‌شود، فلز را در ناحیه تماس ذوب کرده و در اثر فشار مکانیکی، اتصال یکپارچه‌ای میان آن‌ها به‌وجود می‌آید. این مرحله که قلب فرآیند ERW به‌شمار می‌رود، بدون استفاده از الکترود یا مواد پرکننده انجام می‌شود و در نهایت جوشی ایجاد می‌کند که ازنظر استحکام با بدنه لوله برابری می‌کند.

در ادامه، زائده‌های ناشی از جوش در بخش داخلی و خارجی لوله به‌وسیله تیغه‌های مخصوص تراشیده می‌شوند تا سطحی صاف و یکنواخت حاصل شود. سپس ناحیه جوش در بسیاری از خطوط تولید پیشرفته تحت عملیات حرارتی موسوم به «نرماله‌سازی پس از جوش» قرار می‌گیرد تا ریزساختار فلز در ناحیه درز با ساختار فلز پایه هماهنگ شود. پس از تکمیل فرآیند جوشکاری، لوله از غلتک‌های کالیبراسیون عبور می‌کند تا ابعاد نهایی، شامل قطر بیرونی و ضخامت دیواره، بادقت تنظیم شود. در پایان، لوله‌ها تحت مجموعه‌ای از آزمایش‌های کنترل کیفیت قرار می‌گیرند که شامل تست فشار هیدرواستاتیک، آزمون جریان گردابی، تست التراسونیک و بازرسی چشمی درز جوش است. در مرحله نهایی، لوله‌ها در طول‌های استاندارد بریده شده، شماره‌گذاری و بسته‌بندی می‌شوند. این لوله‌ها در صنایع نفت و گاز، تأسیسات مکانیکی، سازه‌های فولادی و خطوط انتقال سیالات با فشار متوسط کاربرد گسترده‌ای دارند.

استانداردهای لوله ERW

درمیان استانداردهای معتبر جهانی، سه مرجع اصلی بیش از سایرین در ساخت لوله‌های ERW مورداستفاده قرار می‌گیرند. نخست، استاندارد ASTM A53 است که برای لوله‌های فولادی کربنی جوش‌دار و بدون درز در مصارف عمومی، به‌ویژه در انتقال آب، بخار و هوای فشرده به‌کار می‌رود. این استاندارد ویژگی‌های فنی نظیر ترکیب شیمیایی، استحکام کششی، ضخامت دیواره و آزمون فشار را تعریف می‌کند و یکی از پرکاربردترین مراجع در صنایع تأسیسات ساختمانی به‌شمار می‌رود.

استاندارد دوم، API 5L است که توسط مؤسسه نفت آمریکا تدوین شده و به‌طور ویژه برای لوله‌های انتقال نفت، گاز و سایر سیالات هیدروکربنی در خطوط لوله بین‌المللی استفاده می‌شود. در این استاندارد، لوله‌های ERW بسته به مقاومت مکانیکی در رده‌هایی مانند Gr.B، X42، X52 و بالاتر طبقه‌بندی می‌شوند. الزامات این استاندارد بسیار دقیق‌تر از استانداردهای عمومی است و شامل آزمون‌های غیرمخرب، کنترل سختی در ناحیه جوش و بررسی ریزساختار فلز نیز می‌شود.

در کنار این دو مرجع آمریکایی، استاندارد EN 10217 از مجموعه استانداردهای اروپایی نیز نقش مهمی در تولید لوله‌های ERW دارد. این استاندارد برای لوله‌های فولادی جوش‌دار تحت فشار طراحی شده و علاوه‌بر مشخصات مکانیکی، شرایط عملیات حرارتی پس از جوش و معیارهای پذیرش کیفیت جوش را نیز شامل می‌شود. به‌همین‌دلیل، در بسیاری از پروژه‌های صنعتی بین‌المللی، رعایت الزامات EN 10217 الزامی است.

برخی کارخانه‌ها همچنین تولید خود را مطابق استانداردهای ملی مانند ISIRI 3574 در ایران یا BS EN 10255 در انگلستان انجام می‌دهند که برای کاربردهای ساختمانی، تأسیسات گرمایشی و آب‌رسانی شهری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

کاربردهای لوله درزدار

کاربرد لوله ERW تنها به انتقال سیالات محدود نمی‌شود، بلکه این نوع لوله به‌دلیل کیفیت سطحی بالا، قابلیت جوش‌پذیری مطلوب و امکان گالوانیزه شدن، در حوزه‌های عمرانی، سازه‌ای و صنعتی نیز جایگاه ویژه‌ای دارد. در صنایع آب‌رسانی و فاضلاب شهری، لوله ERW به‌عنوان گزینه‌ای اقتصادی و قابل‌اعتماد برای انتقال آب سرد و گرم، شبکه‌های توزیع و خطوط برگشت آب استفاده می‌شود. در مقایسه با لوله‌های مانیسمان، این نوع لوله برای فشارهای کاری متوسط عملکرد مطلوبی داشته و نگهداری و نصب آسان‌تری دارد. در شبکه‌های گازرسانی شهری و خطوط انتقال سوخت با فشار پایین تا متوسط نیز به‌دلیل سطح صاف داخلی و کاهش افت فشار جریان، استفاده از لوله ERW بسیار رایج است.

از منظر سازه‌ای، کاربرد لوله ERW در ساخت ستون‌ها، تیرها، مهاربندها و اعضای فولادی سبک، به‌ویژه در سازه‌های پیش‌ساخته و سوله‌ها، بسیار متداول است. این لوله‌ها به‌دلیل دقت بالا در قطر و ضخامت، عملکردی پایدار در برابر تنش‌های فشاری و خمشی دارند. همچنین در صنایع خودروسازی، از لوله‌های ERW برای تولید قطعاتی مانند شاسی، رول‌بار، اگزوز و فریم بدنه استفاده می‌شود، زیرا در کنار مقاومت کافی، از وزن نسبتاً کمی برخوردارند.

در بخش صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، لوله‌های ERW برای خطوط انتقال مواد غیرخورنده یا با فشار متوسط به کار می‌روند. علاوه‌براین، در پروژه‌های عمرانی و شهری، از این لوله‌ها در ساخت نرده‌ها، داربست‌ها، پایه‌های روشنایی، دکل‌های مخابراتی و سازه‌های سبک فلزی بهره گرفته می‌شود.

مزایای لوله ERW

لوله ERW به‌دلیل ویژگی‌های فنی و اقتصادی خود، به یکی از پرمصرف‌ترین انواع لوله‌های فولادی در صنایع مختلف تبدیل شده است. اصلی‌ترین مزیت این لوله، ترکیب کیفیت مکانیکی بالا با هزینه تولید پایین است؛ ویژگی‌ای که آن را به گزینه‌ای رقابتی در مقایسه با لوله‌های بدون درز مبدل کرده است. در فرآیند جوشکاری مقاومت الکتریکی، اتصال لبه‌های ورق بدون استفاده از الکترود یا مواد پرکننده انجام می‌شود. همین امر باعث می‌شود درز جوش از نظر ساختاری تقریباً مشابه فلز پایه بوده و استحکام کششی و ضربه‌پذیری آن در حد قابل توجهی بالا باشد. ازسوی‌دیگر، استفاده از فناوری جوش فرکانس بالا موجب می‌شود ناحیه‌ جوش باریک‌تر، متراکم‌تر و همگن‌تر بوده و احتمال وجود حفره یا تخلخل در آن به حداقل برسد.

یکی از مهم‌ترین مزایای لولهERW، دقت ابعادی بالا در قطر و ضخامت دیواره است. چون این لوله‌ها بااستفاده از تجهیزات نورد سرد و غلتک‌های دقیق تولید می‌شوند، میزان انحراف ابعادی آن‌ها بسیار کم است. این ویژگی در پروژه‌هایی که نیاز به هم‌محوری دقیق لوله‌ها دارند، مانند سازه‌های فلزی یا خطوط انتقال بلند، اهمیت زیادی دارد.

از نظر اقتصادی نیز، لوله‌های ERW به‌دلیل تولید پیوسته از ورق فولادی، هزینه ساخت و مصرف انرژی کمتری نسبت به لوله‌های مانیسمان دارند. همچنین سطح داخلی صاف و صیقلی لوله موجب کاهش افت فشار جریان و افزایش راندمان در انتقال سیالات می‌شود. از دیگر مزایای قابل‌توجه، می‌توان به قابلیت پوشش‌دهی گالوانیزه و رنگ‌آمیزی آسان اشاره کرد. سطح لوله  ERW یکنواخت و بدون زبری بوده و به‌خوبی آماده‌ اجرای پوشش‌های ضدزنگ است که این موضوع دوام آن را در محیط‌های مرطوب و خورنده افزایش می‌دهد.

تفاوت لوله ERW با لوله مانیسمان

مهم‌ترین تفاوت میان لوله ERW و لوله مانیسمان در روش تولید آن‌ها است. لوله ERW از ورق فولادی تولید می‌شود که پس از شکل‌دهی، درز آن بااستفاده از جوش مقاومت الکتریکی بسته می‌شود؛ درحالی‌که لوله مانیسمان، یا همان لوله بدون درز، مستقیماً از شمش فولادی توپر تولید می‌گردد که طی فرآیند سوراخ‌کاری، نورد گرم و کشش، به لوله تبدیل می‌شود. درنتیجه، در ساختار لوله مانیسمان هیچ درز یا خط جوشی وجود ندارد و این ویژگی به آن توان تحمل فشار و دمای بالاتری می‌بخشد.

از نظر مکانیکی، لوله مانیسمان به‌دلیل یکپارچگی ساختار و عدم‌وجود ناحیه جوش، دربرابر تنش‌های داخلی و شوک‌های حرارتی عملکردی برتر دارد. به‌همین‌علت، در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و به‌ویژه در خطوط انتقال سیالات با فشار بالا یا دمای زیاد، این نوع لوله ترجیح داده می‌شود. در مقابل، لوله ERW باوجود داشتن درز جوش، به‌دلیل کنترل دقیق پارامترهای جوشکاری و استفاده از فناوری فرکانس بالا، دارای جوشی یکنواخت و مقاوم است که برای فشارهای کاری متوسط مناسب است.

از لحاظ اقتصادی نیز تفاوت قابل‌توجهی میان این دو وجود دارد. تولید لوله ERW به‌دلیل استفاده از ورق فولادی، هزینه کمتری نسبت به لوله مانیسمان دارد و همین امر باعث می‌شود در پروژه‌های ساختمانی، تأسیساتی و شهری گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه‌تر باشد. درمقابل، قیمت لوله مانیسمان به‌دلیل پیچیدگی مراحل تولید و مصرف بیشتر انرژی بالاتر است.

به‌طور‌خلاصه، می‌توان گفت لوله مانیسمان به‌دلیل مقاومت بالا در فشار و دمای زیاد، برای صنایع سنگین و خطوط انتقال حساس مناسب‌تر است؛ در‌حالی‌که لوله ERW با مزایایی چون قیمت کمتر، سرعت تولید بالا و دقت ابعادی، گزینه‌ای ایده‌آل برای پروژه‌های عمرانی و عمومی محسوب می‌شود. در انتخاب بین این دو نوع لوله، باید نیاز فنی پروژه و قیمت لوله مانیسمان نسبت به بودجه و شرایط کاری به‌دقت بررسی شود تا تصمیمی بهینه اتخاذ گردد.

راهنمای خرید لوله

خرید لوله ERW در ایران مستلزم دقت و بررسی دقیق شرایط بازار و نوع کاربرد صنعتی است. پیش از انتخاب، باید مشخص شود لوله در چه بخشی مورد استفاده قرار می‌گیرد؛ زیرا لوله‌ای که برای انتقال آب با فشار متوسط طراحی شده، از نظر ضخامت، ترکیب فولاد و استاندارد تولید با لوله‌ای که در سازه‌های فلزی یا صنعت خودروسازی به کار می‌رود، تفاوت‌های قابل‌توجهی دارد. یک راهنمای خرید لوله باید بر عواملی مانند نوع کاربرد، میزان تقاضا، برند تولیدکننده و تطابق با استانداردهای کیفی تمرکز داشته باشد تا خریداران بتوانند انتخابی آگاهانه و مقرون‌به‌صرفه داشته باشند.

استانداردهای تولید لوله نیز عامل مهمی در انتخاب محصول هستند؛ زیرا مطابقت با استانداردهای بین‌المللی و ملی تضمین‌کننده کیفیت، دوام و ایمنی لوله در شرایط عملیاتی مختلف است. در ایران، کارخانه‌های معتبر علاوه بر رعایت استانداردهای جهانی مانند ASTM،API و EN، محصولات خودرا با شرایط محیطی و کاربردی داخلی سازگار می‌کنند. به‌همین‌دلیل هنگام خرید، توجه‌به برند تولیدکننده و سابقه کیفیت آن اهمیت دارد؛ برندهای شناخته‌شده به‌دلیل ثبات کیفیت و ارائه خدمات پس از فروش، اعتماد خریداران را جلب می‌کنند.

از منظر اقتصادی، لوله ERW به‌دلیل روش تولید جوش مقاومتی، قیمت پایین‌تری نسبت به لوله مانیسمان دارد و گزینه‌ای مقرون‌به‌صرفه برای پروژه‌های بزرگ و متوسط محسوب می‌شود. بااین‌حال، مصرف‌کننده باید باتوجه‌به نیاز پروژه و شرایط محیطی، تعادلی میان قیمت و کیفیت برقرار کند تا هم از نظر فنی و هم از نظر اقتصادی تصمیمی بهینه اتخاذ شود.