لوله مانیسمان چیست؟ | مهم ترین کاربرد آن + روش تولید

دنیای لوله‌های فولادی طیف وسیعی از محصولات را در بر می‌گیرد که هر کدام ویژگی‌ها و فرآیندهای تولیدی منحصربه‌فردی دارند. در میان انواع شناخته شده لوله‌ها، لوله بدون درز است که اغلب با اصطلاح “لوله مانیسمان” همراه است. در این مقاله، میزان اهمیت لوله‌های مانیسمان را بررسی خواهیم کرد و منشأ، تکنیک‌های ساخت و کاربردهای آن را روشن می‌کنیم.

لوله مانیسمان چیست؟

لوله مانیسمان به نوعی لوله فولادی بدون درز اطلاق می‌شود که توسط شرکت صنعتی آلمانی مانیسمان در اواخر قرن نوزدهم ساخته شد. فرآیند مانیسمان انقلابی در تولید لوله‌های بدون درز ایجاد کرد و آن‌ها را کارآمدتر و مقرون به صرفه‌تر کرد.

مراحل تولید لوله مانیسمان

فرآیند تولید لوله مانیسمان شامل سوراخ کردن یک شمش فولادی جامد برای ایجاد یک لوله توخالی است. بیلت گرم می‌شود و سپس از یک آسیاب سوراخ دار با سنبه برای سوراخ کردن مرکز بیلت استفاده می‌شود و یک لوله ناهموار را تشکیل می‌دهد. سپس این لوله ناهموار کشیده شده و نورد می‌شود تا به ابعاد و ضخامت مورد نظر برسد. لوله بدون درز به دست آمده دارای ساختاری یکنواخت و بدون درزهای جوشی است.

لوله مانیسمان به دلیل استحکام، دوام و مقاومت بالا در برابر فشار، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع لوله معمولاً در کاربردهایی که به حمل و نقل قابل اعتماد و کارآمد سیالات نیاز دارند، مانند نفت، گاز، آب و بخار استفاده می‌شود. لوله‌های مانیسمان به دلیل ویژگی مکانیکی عالی خود از جمله مقاومت کششی بالا و مقاومت در برابر ضربه شناخته شده‌اند.

طی سال‌ها، فرآیند مانیسمان پیشرفت‌های بیشتری را تجربه کرده است که منجر به بهبود کیفیت لوله و راندمان تولید شده است. امروزه لوله‌های بدون درز که با روش‌های مشابه تولید می‌شوند، معمولاً به عنوان لوله‌های مانیسمان شناخته می‌شوند، حتی اگر به طور خاص توسط شرکت مانیسمان تولید نشده باشند.

این لوله به دلیل استحکام، دوام مناسب، برای کاربردهایی که شامل حمل و نقل سیالات تحت فشار بالا است، شناخته شده است.

انواع لوله‌ مانیسمان

انواع مختلفی از لوله‌های مانیسمان موجود است که هر کدام برای کاربردها و نیازهای صنعتی خاص طراحی شده اند. در اینجا برخی از انواع رایج لوله‌های مانیسمان آورده شده است:

• لوله‌های نفت و گاز: لوله‌های مانیسمان که در صنعت نفت و گاز مورد استفاده قرار می‌گیرند، اغلب به عنوان «لوله‌های خطی» شناخته می‌شوند. این لوله‌ها برای انتقال نفت، گاز و سایر سیالات در فواصل طولانی، اغلب تحت فشار بالا و در شرایط سخت طراحی شده‌اند. آن‌ها معمولاً از فولاد با استحکام بالا ساخته می‌شوند و ممکن است دارای پوشش‌های محافظ برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی باشند.
• لوله‌های دیگ بخار: لوله‌های دیگ بخار مانیسمان در نیروگاه‌ها و بویلرهای صنعتی برای حمل بخار پرفشار یا آب گرم استفاده می‌شود. این لوله‌ها برای تحمل دما، فشار و تنش‌های حرارتی بالا طراحی شده‌اند. آن‌ها معمولاً از فولاد آلیاژی یا مقاوم در برابر حرارت ساخته می‌شوند تا عملکرد طولانی مدت در شرایط سخت را تضمین کنند.
• لوله‌های مکانیکی و سازه‌ای: لوله‌های مانیسمان که در کاربردهای مکانیکی و سازه‌ای استفاده می‌شوند اغلب به عنوان “لوله‌های مکانیکی” یا “لوله‌های ساختاری” نامیده می‌شوند. آن‌ها در صنایع مختلف از جمله ساختمان سازی، خودروسازی و ماشین آلات مورد استفاده قرار می‌گیرند. این لوله‌ها برای ارائه پشتیبانی ساختاری، انتقال سیالات یا به عنوان اجزای سازنده در سیستم های مکانیکی طراحی شده‌اند. آن‌ها در اشکال، اندازه‌ها و درجه‌های مختلف برای برآوردن نیازهای خاص وجود دارند.
• لوله‌های هیدرولیک: لوله‌های هیدرولیک مانیسمان در سیستم‌های هیدرولیک برای انتقال نیروی سیال استفاده می‌شود. آن‌ها برای مقاومت در برابر فشار بالا و اطمینان از عملکرد قابل اعتماد در کاربردهای هیدرولیک طراحی شده‌اند. این لوله‌ها اغلب با تلورانس‌های دقیق ساخته می‌شوند تا از اتصالات بدون نشتی و انتقال کارآمد نیرو اطمینان حاصل کنند.
• لوله‌های مبدل حرارتی: لوله‌های مبدل حرارتی مانیسمان در کاربردهای انتقال حرارت مانند فرآیندهای صنعتی، سیستم‌های HVAC و تبرید استفاده می‌شود. این لوله‌ها تبادل حرارت بین سیالات را تسهیل می‌کنند و معمولا از موادی با رسانایی حرارتی خوب مانند مس، فولاد ضد زنگ یا فولاد آلیاژی ساخته می‌شوند.

توجه به این نکته مهم است که در حالی که فرآیند مانیسمان در توسعه لوله‌ بدون درز رده 40 مؤثر بوده است، اصطلاح “مانیسمان pipe” گاهی اوقات به طور گسترده‌تری برای اشاره به لوله‌های بدون درز تولید شده با روش‌های ساخت مشابه توسط تولیدکنندگان دیگر استفاده می‌شود. بنابراین، انواع و کاربردهای خاص لوله‌های مانیسمان ممکن است بسته به زمینه و سازنده متفاوت باشد.

از طرفی انواع لوله‌های مانیسمان به رده‌های تقسیم‌بندی شده‌اند که شامل موارد زیر می‌شود:

1. رده 20: این لوله‌ها دارای ضخامت بین 2 تا 6 میلی‌متر هستند و سایزها بین 1 تا 12 اینچ متغیر است.
2. رده 40: این لوله‌ها دارای ضخامت بین 2 تا 12 میلی‌متر هستند و سایزها بین 1 تا 12 اینچ متغیر است.
3. رده 60: این لوله‌ها دارای سایزهای 8 تا 24 اینچ هستند و وزن آن‌ها متغیر است. این لوله‌ها بدون درز نیستند و تقاضای کمتری در بازار دارند.
4. رده 80: این لوله‌ها دارای ضخامت بین 3 تا 9 میلی‌متر هستند و وزن حدود 150 کیلوگرم دارند. سایزهای این لوله‌ها متنوع است.
5. رده 120: این لوله‌ها دارای وزن تا 700 کیلوگرم هستند و در سایزها و ابعاد متنوعی تولید می‌شوند.
6. رده 160: این لوله‌ها برای استفاده در برخی صنایع خاص طراحی شده‌اند و وزن بسیار بیشتری نسبت به سایر لوله‌ها دارند.

مشخصات فنی لوله‌های مانیسمان معمولاً با استفاده از استانداردهای ساخت ASME B36.10 برای لوله‌های فولادی و ASME B36.19 برای لوله‌های استیل تعریف می‌شود. این استانداردها شامل ویژگی‌ها و مشخصات مختلفی مانند فشار کاری، ضخامت و دمای کاری لوله‌ها است که برای هر رده و سایز مشخص شده است.

تست لوله‌ مانیسمان

لوله‌های مانیسمان که به لوله‌های بدون درز نیز معروف هستند، برای اطمینان از کیفیت و مطابقت با استانداردهای صنعتی، تحت آزمایشات مختلفی قرار می‌گیرند. برخی از آزمایشات متداول انجام شده بر روی لوله‌های بدون درز عبارتند از:

• بازرسی بصری: این یک بررسی اولیه بصری از سطح لوله برای هر گونه نقص قابل مشاهده، مانند ترک، تغییر شکل، یا بی نظمی سطح است.
• بازرسی ابعادی: ابعاد لوله، از جمله قطر بیرونی، ضخامت دیواره و طول، اندازه گیری می‌شود تا اطمینان حاصل شود که مشخصات مورد نیاز را برآورده می‌کنند.
• تست اولتراسونیک (UT): از UT برای تشخیص هر گونه نقص داخلی مانند ترک با ارسال امواج اولتراسونیک از طریق لوله و تجزیه و تحلیل سیگنال‌های بازتابی استفاده می‌شود.
• تست هیدرواستاتیک: در این آزمایش لوله با آب یا مایع دیگری پر شده و تا حد مشخصی تحت فشار قرار می‌گیرد. مقاومت لوله را در برابر فشار داخلی بررسی می‌کند و به شناسایی هرگونه نشتی یا ضعف کمک می‌کند.
• تست کششی: آزمایش‌های کششی برای تعیین خواص مکانیکی لوله از جمله استحکام تسلیم، استحکام کششی و ازدیاد طول انجام می‌شود. این آزمایش شامل اعمال یک نیروی کششی کنترل شده به نمونه‌ای از لوله تا زمانی است که شکسته شود.
• تست سختی: تست‌های سختی مقاومت لوله را در برابر فرورفتگی یا تغییر شکل اندازه گیری می‌کنند. روش‌های رایج شامل تست سختی راکول یا تست سختی برینل است.
• تجزیه و تحلیل شیمیایی: تجزیه و تحلیل شیمیایی برای تأیید ترکیب مواد لوله انجام و اطمینان حاصل می‌شود که استانداردهای ترکیب شیمیایی مورد نیاز را برآورده می‌کند.
• آزمایش غیر مخرب (NDT): روش‌های مختلف NDT، مانند آزمایش ذرات مغناطیسی (MT) یا آزمایش نفوذ مایع (PT)، ممکن است برای شناسایی عیوب سطح یا نزدیک به سطح که می‌تواند بر یکپارچگی لوله تأثیر بگذارد، استفاده شود.

این آزمایش‌ها به اطمینان از کیفیت، یکپارچگی و عملکرد لوله‌های مانیسمان در صنایع مختلف مانند نفت و گاز، پتروشیمی، ساخت و ساز و زیرساخت کمک می‌کنند. تست‌های خاص انجام شده ممکن است بسته به کاربرد، استانداردهای صنعت و نیازهای مشتری متفاوت باشد.

تولید لوله‌های مانیسمان در ایران

لوله‌های مانیسمان نوعی لوله فولادی بدون درز هستند که در اصل توسط شرکت آلمانی Mannesmann AG ساخته شده است. در حالی که Mannesmann AG دیگر در تولید لوله‌های فولادی دخالتی ندارد، اصطلاح “Mannesmann pipe” هنوز معمولاً برای اشاره به لوله‌های بدون درز استفاده می‌شود.

در ایران، ساخت لوله‌های بدون درز از جمله لوله‌های مشابه لوله مانیسمان رده 40 توسط شرکت‌های فولادی و تولیدکنندگان مختلف لوله انجام می‌شود. برخی از شرکت‌های مطرح فولادی در ایران که در زمینه تولید لوله‌های بدون درز فعالیت می‌کنند عبارتند از:

• شرکت فولاد مبارکه: شرکت فولاد مبارکه یکی از بزرگترین تولیدکنندگان فولاد در ایران است و در زمینه تولید طیف وسیعی از محصولات فولادی از جمله لوله‌های بدون درز فعالیت دارد.
• شرکت ذوب آهن اصفهان: شرکت ذوب آهن اصفهان یکی دیگر از تولیدکنندگان بزرگ فولاد در ایران است. آن‌ها محصولات مختلف فولادی از جمله لوله‌های بدون درز را برای عرضه به بازارهای داخلی و بین المللی تولید می‌کنند.
• شرکت فولاد خوزستان: شرکت فولاد خوزستان یکی از بزرگترین تولیدکنندگان فولاد در جنوب غربی استان خوزستان است. آن‌ها همچنین در تولید لوله‌های بدون درز مشغول هستند.

این شرکت‌ها و سایر شرکت‌ها در صنعت فولاد ایران، لوله‌های بدون درز را با استفاده از فرآیندهای تولید پیشرفته، از جمله فرآیند مانیسمان، تولید می‌کنند که شامل سوراخ کردن یک بیلت جامد برای تشکیل یک پوسته توخالی است که سپس کشیده شده و به لوله‌های بدون درز تبدیل می‌شود.

توجه به این نکته مهم است که در حالی که اصطلاح “لوله مانیسمان” معمولاً برای توصیف لوله‌های بدون درز استفاده می‌شود، به طور خاص به لوله‌های تولید شده با استفاده از فرآیند Mannesmann اشاره دارد. با این حال، سایر فرآیندهای ساخت مانند فرآیند اکستروژن یا سایر روش‌های تولید لوله بدون درز نیز توسط شرکت‌های فولاد ایران برای تولید لوله‌های بدون درز با کیفیت بالا برای کاربردهای مختلف استفاده می‌شود.

جمع‌بندی

در آخر، عبارت Mannesmann pipe به لوله‌های بدون درز اشاره دارد که در ابتدا توسط شرکت آلمانی Mannesmann AG توسعه داده شد. اگرچه Mannesmann AG دیگر در تولید لوله‌های فولادی فعالیتی ندارد، این نام مترادف با لوله‌های بدون درز با کیفیت بالا شده است. ساخت لوله‌های بدون درز مشابه لوله‌های مانیسمان توسط شرکت‌های فولادی متعددی در سراسر جهان از جمله ایران انجام می‌شود.

این لوله‌ها نقش حیاتی در صنایع مختلف دارند و به عنوان اجزای حیاتی در زیرساخت‌ها، اکتشاف نفت و گاز و سایر بخش‌ها عمل می‌کنند. درک نام و اهمیت لوله‌های مانیسمان بینش‌های ارزشمندی را در مورد دنیای تولید لوله‌های بدون درز و کاربردهای متنوع آن ارائه می‌دهد.