یکی از انواع لوله درزدار که به‌طورگسترده در صنایع مختلفی چون نفت و گاز استفاده می‌شود، لوله اسپیرال نام دارد. لوله اسپیرال یا لوله درزجوش مارپیچ، دارای استحکام بالایی در برابر فشار است و قطر بزرگی دارد. این لوله به دلیل نحوه متفاوت تولید، قیمت پایین‌تری از لوله‌های بدون درز دارد و استحکام آن نیز از لوله درز مستقیم بالاتر است. در این مطلب می‌خوانید لوله اسپیرال چیست و نحوه تولید لوله فولادی اسپیرال چگونه است.
لوله اسپیرال چیست؟
به نوعی از لوله‌های فولادی که با رول کردن و جوش دادن ورق فولادی به شکل مارپیچ تولید می‌شود، لوله اسپیرال گفته می‌شود. لوله های اسپیرال با استفاده از فرآیند نورد مارپیچی و جوشکاری زیرپودری تولید می‌شوند. در این روش، ورق فولادی به‌صورت مارپیچی پیچیده شده و درزهای آن با جوشکاری زیرپودری (SAW) به هم متصل می‌گردند. این فرآیند امکان تولید لوله‌هایی با قطر بزرگ و طول‌های متنوع را فراهم می‌کند.
این لوله به روش نورد تولید می‌گردد و دارای درزجوش به شکل مارپیچ است که باعث می‌شود مقاومت بالاتری در مقایسه با لوله درز مستقیم پیدا کند. به دلیل مقاومت بالای این لوله، از آن در خطوط لوله‌کشی نفت و گاز به‌وفور استفاده می‌شود. این لوله با طول ۶ تا ۱۲ متردر جنس فولاد، گالوانیزه، استیل، فولاد آلیاژی و همچنین فایبرگلاس تولید می‌شود، ضخامت آن از ۵ تا ۲۵ میلی‌متر و قطر آن بین ۵ تا ۱۲۰ اینچ است.
نحوه تولید
شاید برای شما این سوال ایجاد شود که نحوه تولید لوله اسپیرال چیست. در ادامه مراحل تولید این لوله درزدار فلزی را بررسی می‌کنیم:
- انتخاب ورق‌های فولادی با ضخامت و جنس مورد نظر
- برش ورق فولادی در ابعاد مناسب لوله اسپیرال
- کنترل کیفیت ورق‌های برش داده شده
- انتقال ورق فولادی به دستگاه نورد و برای رول کردن ورق به شکل مارپیچی
- تغییر زاویه مارپیچ بر اساس قطر لوله
- جوشکاری لوله اسپیرال در سطح خارجی و یا داخل
- بازرسی و کنترل کیفیت جوش لوله اسپیرال به شکل غیر مخرب (NDT)
مزیت اصلی تولید لوله اسپیرال، انعطاف‌پذیری برای تولید لوله در قطرهای مختلف است.
برای تولید این لوله در قطرهای مختلف، کافیست زاویه مارپیچ کردن ورق را تغییر داد تا لوله در قطر بزرگ‌تر یا کوچک‌تر تولید شود.
روش‌های جوشکاری لوله اسپیرال
به طور کلی، جوشکاری لوله اسپیرال فولادی به ۳ روش انجام می‌شود:
۱. جوشکاری زیر پودری (SAW)
این روش رایج‌ترین و پرکاربردترین روش در تولید لوله‌های اسپیرال است. در روش SAW، جوشکاری در زیر یک لایه پودر فلاکس انجام می‌شود که از اکسید شدن محل جوش جلوگیری می‌کند. این روش برای لوله‌هایی ضخیم و با قطر بزرگ‌تر مناسب است.
این جوشکاری می‌تواند تک مرحله‌ای و دو مرحله‌ای باشد:
- تک مرحله‌ای: جوشکاری فقط در سطح بیرونی لوله انجام می‌شود.
- دو مرحله‌ای: جوشکاری در داخل و خارج لوله انجام می‌شود.
برای رسیدن به حداکثر استحکام در لوله‌های اسپیرال از جوشکاری زیرپودری دومرحله‌ای استفاده می‌شود.
۲. جوشکاری قوسی گازی (GMAW)
در روش جوشکاری قوسی گازی، از یک قوس الکتریکی بین الکترود و فلز پایه برای جوشکاری استفاده می‌شود و گاز محافظ مانند آرگون یا CO2 از جوش محافظت می‌کند. این روش برای تولید لوله های اسپیرال با قطر و ضخامت کم‌تر استفاده می‌شود و نسبت به روش SAW پرهزینه‌تر است؛ اما کنترل دقیق‌تری روی جوش وجود دارد.
۳. جوشکاری مقاومت الکتریکی (ERW)
این روش بیشتر برای لوله‌های درز مستقیم استفاده می‌شود، اما در برخی موارد خاص برای تولید لوله اسپیرال نیز به کار می‌رود. روش جوشکاری مقاومت الکتریکی به این صورت است که ابتدا لبه‌های ورق با استفاده از جریان الکتریکی گرم شده و سپس با فشار به هم جوش می‌خورد. مزیت این روش، سرعت تولید بالا و ایراد آن، کیفیت پایین جوش است. به همین دلیل این روش برای تولید لوله اسپیرال با ضخامت زیاد توصیه نمی‌شود.
انواع لوله اسپیرال کدامند؟
برای شناخت بهتر لوله اسپیرال، قصد داریم بیان کنیم انواع لوله اسپیرال چیست. انواع این لوله فلزی را می‌توان بر اساس ویژگی‌های مختلفی تقسیم‌بندی کرد. از جمله جنس، نوع جوش و ضخامت.
انواع لوله اسپیرال بر اساس جنس
- لوله اسپیرال فولادی: لوله‌های اسپیرال فولادی در انواع فولاد کربنی یا آلیاژی ساخته می‌شوند و به دلیل استحکام و مقاومت بالا در برابر فشار، برای انتقال نفت، آب و مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- لوله اسپیرال گالوانیزه: این لوله اسپیرال به سبب داشتن لایه‌ای از روی (Zn) مقاومت مطلوبی در برابر خوردگی دارد و برای ساخت داکت، سیستم تهویه و کانال جهت انتقال سیالات به کار می‌رود.
- لوله اسپیرال استیل: این جنس لوله در برابر زنگ‌زدگی مقاومت بالایی دارد. در مواردی که لوله با مواد خورنده در تماس است، از لوله اسپیرال استیل استفاده می‌شود؛ مانند صنایع شیمیایی، دارویی و همینطور نفت و گاز.
بر اساس نوع جوش
همانطور که اشاره کردیم، جوشکاری درز لوله اسپیرال به سه روش انجام می‌شود:
- روش جوشکاری زیر پودری (SAW)
- روش جوشکاری قوسی گازی (GMAW)
- روش جوشکاری مقاومت الکتریکی (ERW)
در جدول زیر، به طور خلاصه به مقایسه هریک از رروش‌های جوشکاری لوله اسپیرال می‌پردازیم.
| روش تولید | کیفیت جوش | سرعت تولید | هزینه تولید | کاربرد |
| SAW | عالی | متوسط | متوسط | لوله‌های بزرگ و مقاوم، انتقال نفت و گاز |
| ERW | متوسط | سریع | کم | لوله‌های سبک و فشار پایین |
| GMAW | نسبتا خوب | کند | زیاد | کاربردهای خاص و دقیق |
در بین روش‌های بالا، جوشکاری مقاومت الکتریکی به ندرت انجام می‌شود و فقط برای برخی موارد خاص کاربرد دارد. در مقابل، روش زیر پودری با توجه به کیفیت بالای جوش و هزینه متوسط، رایج‌ترین روش برای تولید لوله اسپیرال است.
بر اساس وزن (سبک و سنگین)
روش دیگر دسته‌بندی انواع لوله اسپیرال بر اساس وزن آن‌هاست. این لوله‌ها می‌توانند سبک (دیواره نازک) و سنگین (با دیواره‌های ضخیم) باشند.
چنانچه لوله اسپیرال تحت شرایط سخت محیطی و فشار بالا قرار دارد، بهتر است از لوله اسپیرال سنگین استفاده کنید. قطر لوله اسپیرال سنگین بین ۱۰ تا ۲۵ میلی‌متر است. این لوله‌ها به دلیل ضخامت دیواره بیشتر، وزن بیشتری نیز دارند. در مقابل، لوله‌های اسپیرال سبک، دارای دیواره‌ای به قطر ۵ تا ۸ میلی‌متر هستند. استفاده از این لوله‌ها برای انتقال سیالات در فشار بالا اصولی نیست. در عوض می‌توان از آن‌ها برای داکت‌ها و سیستم تهویه مطبوع استفاده کرد.
جدول وزن لوله اسپیرال
جهت محاسبه وزن لوله اسپیرال می‌توان از این فرمول استفاده کرد:
وزن = طول لوله * ۰.۰۰۷۸۵ * ۳.۱۴ * ضخامت لوله * ( ضخامت لوله – قطر بیرونی لوله)
علاوه بر فرمول بالا، پیشنهاد می‌کنیم از جدول استفاده نمایید. استفاده از جدول روشی سریع‌تر است و احتمال خطای محاسباتی را نیز از بین می‌برد.
| سایز (inch) | سایز ( (mm | ضخامت ( (mm | وزن (kg) |
| 20 | 508 | 5.5 | 68.7 |
| 22 | 559 | 5.5 | 75.7 |
| 24 | 610 | 6.4 | 94.3 |
| 26 | 660 | 6.4 | 102.3 |
| 28 | 711 | 6.4 | 110.2 |
| 30 | 762 | 6.4 | 118.2 |
| 32 | 812 | 6.4 | 126.1 |
| 34 | 864 | 6.4 | 134.1 |
| 36 | 914 | 7.9 | 177.2 |
| 38 | 991 | 7.9 | 192.1 |
در صورتی که لوله اسپیرال با ضخامت و سایز مورد نظر شما در این جدول موجود نیست، کافیست با کارشناسان امروز آهن تماس بگیرید تا اطلاعات لازم را به شما ارائه کنند.
لوله اسپیرال؛ لوله‌ای با مقاومت مطلوب و قیمت اقتصادی
لوله اسپیرال، لوله فولادی با درز مارپیچی است که برای انتقال سیالات در فشار بالا کاربرد دارد. این لوله دارای مقاومت بیشتر از لوله درز مستقیم و همینطور نحوه تولید راحت‌تر و ارزان‌تر نسبت به لوله مانیسمان است. این لوله در انواع سبک و سنگین، جوش تک مرحله‌ای و دو مرحله‌ای تولید می‌شود و در صنایع مختلف به کار برده می‌شود. در این مطلب توضیح دادیم لوله اسپیرال چیست، انواع آن کدامند و وزن هر شاخه از این لوله چقدر است. چنانچه سوال دیگری در رابطه با این محصول دارید، لطفا در بخش نظرات آن را مطرح نمایید.