روش‌های تولید لوله‌های فولادی متنوع است. یکی از روش‌های تولید این لوله‌ها، روش اسپیرال است که در آن، لوله‌ها فولادی در ضخامت‌های متفاوت به شکل مارپیچ ساخته می‌شود. نام اسپیرال هم از همین شکل لوله‌ها گرفته شده است. لوله اسپیرال در مقایسه با لوله درز جوش، کیفیت رقابتی دارند.
لوله اسپیرال چیست؟
به لوله‌های فولادی نورد گرم و مارپیچی گفته می‌شود که در اندازه‌های 8 تا 120 اینچ ساخته شده است. در طی فرایند اسپیرال، نوار فولادی به گونه‌ای نورد می‌شود که جهت آن با جهت مرکز لوله در یک زاویه باشد. برای استحکام در برابر فشار وارده به دیواره لوله، نوع جوش، اهمیت بسیار دارد. بنابراین مهم‌ترین بخش تولید لوله‌های اسپیرال، جوش جداره لوله است.
روش فرم دهی اسپيرال
در شیوه تولید لوله به روش فرم دهی اسپیرال، ابتدا ورقه فولادی از غلتک‌هایی که دارای درز حلزونی هستند (به اصطلاح اسپیرال) عبور کرده و به شکل لوله درمی‌آیند. اگرچه در لوله درز مستقیم، قطر لوله وابسته به پهنای ورق است، اما در روش اسپیرال قطر لوله با تغییر زاویه اولیه ورق، تغییر می‌کند. در واقع به جای اینکه کل قالب‌های خط تولید تعویض شوند، با تغییر زاویه تغذیه ورق، قطرهای مختلف ساخته می‌شود. ضمن اینکه روش اسپیرال هزینه کمتری نسبت به روش درز مستقیم برایتان دارد.
فرآیند تولید لوله های اسپیرال
رول ورق فولادی، توسط غلتک‌های مخصوص به حالت مسطح درمی‌آیند. سپس لبه‌های دو طرف ورق در صورت له شدگی، ترک یا بریدگی در این بخش بریده شده و به صورت ضایعات فولادی درمی‌آیند. لوله‌های اسپیرال به دو روش تک مرحله‌ای و دو مرحله‌ای تولید می‌شوند.
-
لوله اسپیرال تک مرحله‌ای
این روش سه مرحله دارد:
- آماده سازی اولیه ورق
- شکل دهی
- جوشکاری زیرپودری داخل و خارج
در مرحله اول، ابتدا سر ورق‌ها به هم جوش داده شده و لبه‌های ورق صاف می‌شود. در مرحله شکل دهی، لبه ورق پیش خم شده تا برآمدگی‌های غیرقابل پرس روی آن ایجاد نشود. در مرحله جوشکاری ابتدا لبه داخلی ورق در حالت ساعت 6 توسط دستگاه جوش زیرپودری جوش داده شده و سپس لبه خارجی در موقعیت ساعت 12 جوشکاری می‌شود. شعله جوشکاری به صورت اتوماتیک تنظیم می‌شود. بعد از جوشکاری، نوبت به برش خوردن لوله می‌شود. سرعت تولید در این روش بر اساس سرعت جوشکاری زیر پودری تعیین می‌شود که از 1 تا 3 متر بر دقیقه زمان می‌برد. به همین دلیل این روش کمی کند است.
-
لوله اسپیرال دو مرحله‌ای
این روش نیز مانند روش تک مرحله‌ای اجرا می‌شود منتها در این روش، شکل دهی ورق به وسیله GMAW انجام می‌شود. در واقع یک مرحله به مراحل بالا اضافه می‌شود:
- آماده سازی اولیه ورق
- شکل دهی
- جوش با GMAW
- جوشکاری زیرپودری داخل و خارج
- سرعت این روش بیشتر بوده و حدود 12 متر بر دقیقه است.
مزایای لوله اسپیرال
مهم‌ترین مزیت لوله اسپیرال نسبت به لوله درزجوش عبارت است از:
- عدم وجود محدودیت در طول لوله فولادی
- به علت داشتن خواص مکانیکی مواد اولیه، دارای استحکام و قدرت بیشتر
- مقاومت بالاتر در برابر شکست و ترک لوله
- هزینه تولید پایین نسبت به لوله‌های درز جوش
- عدم نیاز به تجهیزات سنگین برای تولید
- تولید لوله با قطر زیاد (120 اینچ)
- قابلیت شکل پذیری بالا
معایب لوله‌های اسپیرال
این لوله‌ها با توجه به مزایایی که دارند، مورد توجه قرار گرفتند. با این وجود، معایبی همچون موارد زیر نیز در تولید این لوله‌ها به چشم می‌خورد:
- بیضی شدن سطح مقطع هنگام ساخت
- امکان بروز عیوب چروکیدگی بیشتر نسبت به لوله‌های درز جوش
کاربردها و موارد استفاده لوله اسپیرال
این لوله‌ها در شاخه‌های 6 الی 12 متری تولید می‌شوند و در موارد زیر کاربرد دارند:
- صنایع شیمیایی
- صنعت نفت و گاز
- صنعت برق
- آب و فاضلاب
- صنعت گرمایشی
- انرژی حرارتی
- لایه روبی، پل، سازه‌های فلزی
انواع لوله های اسپیرال
انواع لوله اسپیرال با توجه به ضخامت‌شان، تعریف می‌شوند، اما لوله‌های فولادی مارپیچ با توجه به نوع کیفیت لوله اسپیرال به سه دسته واجد شرایط، ترمیم شده و غیرقابل استفاده تقسیم شده است.
- واجد شرایط: لوله‌هایی که کیفیت آن‌ها با استانداردها و شرایط فنی مطابقت دارد.
- ترمیم شده: لوله‌هایی که کیفیت‌شان مطابق با استاندارد و شرایط فنی پذیرش نبوده اما قابل تعمیر هستند.
- غیرقابل استفاده: لوله‌هایی که از نظر ظاهری و کیفیت، جالب نیستند و حتی بعد از تعمیرات نیز استاندارد و شرایط فنی مورد نیاز را کسب نخواهد کرد.
مشخصات فنی و جدول وزن لوله های اسپیرال
اندازه و مشخصات فنی
500-3000 میلی‌متر قطر JIS، BS،AFNOR لوله
9 -25 میلی متر ضخامت دیواره
در ایران 6 -12 متر طول لوله
5-120 اینچ سایز لوله
JIS، BS،AFNOR،API استاندارد
