لوله های فلزی یکی از پرکاربرد ترین لوله های مورد استفاده در تاسیسات مسکونی ، بیمارستانی ، صنعتی ، صنعت غذایی ، صنایع هوا فضا ، تاسیسات نیروگاهی هسته ای ، نیروگاههای گازی و آبی ، پالایشگاه های نفت و گاز ، صنایع پتروشیمی و تاسیسات دریایی می باشد . این لوله ها در مقایسه با لوله های دیگر از جمله آزبست ، PVC ، لوله های 5 لایه ، لوله های پلیمری و غیره از مقاومت بالاتری برخوردار است . انواع مختلفی از لوله های فلزی با توجه به نوع کاربرد آنها و مقاومت در برابر خوردگی نسبت به سیال مورد استفاده و مقاومت کششی و فشاری مورد نیاز ساخته می شوند و هر کدام کاربرد خاص خود را دارند که در زیر شرح انواع لوله های فلزی و کاربرد آنها در کنار سایزهای استانداردی پرکاربرد آن و کلاس استاندارد آن در استاندارد آمریکایی ASTM ( سازمان امریکایی آزمایش و مواد ) آورده شده است .
انواع لوله های فلزی : انواع لوله های فلزی پرکاربرد که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند به شرح زیر است. لازم به ذکر است لوله های خاص جهت مصارف و تجهیزات خاص هم تولید می شوند که به دلیل کاربرد کم آنها از ذکر نام انها خودداری شده است :
- لوله های گالوانیزه ( Galvanized pipes )
- لوله های چدنی ) Cast Iron Pipes )
- لوله های استینلس استیل (Stainless steel Pipes )
- لوله های مسی ( Copper Pipes )
- لوله های کربن استیل ( Carbon steel Pipes )
- لوله های برنجی ( Brass Pipes )
- لوله های فولاد آلیاژی ( Alloy Steel Pipes )
- لوله های الومینیومی( Aluminum Pipes )
- لوله های آلیاژی نیکل ( Nickel Pipes Alloy)
- لوله های آلیاژی تیتانیوم ( Alloy Titanium Pipes )
- لوله های آلیاژی زیرکونیوم ( Alloy Zirconium Pipes )
- لوله های آلیاژی کاپر نیکل ( Alloy Copper-Nickel Pipes )
لوله های گالوانیزه : این دسته از لوله ها به دو صورت در صنعت تولید می شود . لوله های گالوانیزه ( گرم ) و لوله های روکش گالوانیزه ( سرد) . عمده مصارف این لوله ها در تاسیسات آبرسانی و مصارف صنعتی می باشد . لوله های گالوانیزه یا Hot Deep Galvanize که به لوله های گالوانیزه گرم معروف هستند ، در پروسه تولید این لوله ها با استفاده از محلول فلاکس باعث نفوذ روی در لوله می گردد . بعد با عملیات حرارتی در کوره ها تا دمای 120 درجه سانتی گراد ، آن را خشک کرده و بعد از انجام رزوه کاری در دو طرف لوله آن را وارد بازار می کنند .
اما در لوله های گالوانیزه سرد یا Galvanized ، عملیات حرارتی انجام نمی شود و روکش نازکی از فلز روی در سطح داخل و خارج لوله تشکیل می گردد . در پروسه تولید این لوله به روش الکترولیت محلول نمک روی تولید می گردد .
موارد کاربرد لوله های گالوانیزه در صنعت برای انتقال آب از مخازن بزرگ استفاده می شود . در صنایع دریایی برای جابجایی آب مخازن بالاست در کشتی ها استفاده دارند . به دلیل اینکه سایز لوله های مورد استفاده بزرگ می باشد . در ابتدای کار لوله کشی های مورد نظر با اتصال فلنچی انجام می شود و بعد از تکمیل کار ساخت ، همه اسپول ها را باز کرده و عملیات گالوانیزه گرم روی لوله ها انجام می شود و سپس به نصب لوله ها در محل خود اقدام می کنند .
نکته مهم اینکه نباید از لوله های گالوانیزه چه سرد و چه گرم برای مصارف آب آشامیدنی استفاده کرد . به دلیل اینکه روکش فلز روی به مرور زمان از روی سطح لوله خورده می شود و آب آشامیدنی با زنگار لوله وارد بدن انسان شده که برای سلامتی مضر می باشد . به همین دلیل استفاده از لوله های گالوانیزه برای این نوع مصارف در خیلی از کشورهای جهان منع شده است .
رده لوله های گالوانیزه : این لوله ها از سایز ½ اینچ تا سایز 6 اینچ در بازار تولید می گردد . لازم به ذکر است جهت خطوط انتقال اّب برای سایزهای بالاتر ، بعد از ساخت اسپول از لوله کربن استیل میتوان هر سایز دلخواهی را با روش گالوانیزه گرم بر روی سطح لوله آن را تبدیل به گالوانیزه کرد .
استاندارد لوله های گالوانیزه : ساخت لوله های گالوانیزه بر اساس استاندارد ASTM A120 می باشد .
لوله های چدنی : عمده کاربرد لوله های چدنی در صنعت بوده و در خط انتقال سیالات مختلف به دلیل مقاومت بالای این لوله در برابر خوردگی استفاده می شود . از انجایی که این لوله ها در برابر فشار مقاوم هستند و همچنین در برابر ضربات وارده از بیرون هم مقاوم هستند ، لذا محبوبیت خاصی در صنایع نفت و گاز و پالایشگاهی در تاسیسات خطوط انتقال دارد . اما در مصارف مسکونی در زمان های گذشته در سیستم های انتقال فاصلاب مسکونی کاربرد زیادی داشت که با ورود لوله های PVC در این بخش ، کاربری آن از تاسیسات مسکونی تقریبا حذف گردید . کاربری لوله های چدنی در پروژه های مسکونی بزرگتر و یا صنعتی بیشتر به چشم می خورد .
رده لوله های چدنی : استاندارد تولید این لوله ها از سایز 2 اینچ تا سایز 56 اینچ می باشد .
استاندارد لوله های چدنی : ساخت لوله های چدنی بر اساس استاندارد ASTM A74-21 می باشد .
لوله های استینلس استیل : این دسته از لوه ها به عنوان لوله های زنگ نزن معروف هستند . ترکیب مواد این لوله از آهن ، کروم و نیکل می باشد . با توجه به قابلیت زنگ نزدن این مدل لوله و مقاومت بالا در فشارها و حرارت های مختلف و در مقابل خوردگی باعث کاربرد زیاد آن در همه بخش های صنعتی ، صنایع غذایی ، پالایشگاهی ، نیروگاهی و صنایع دریایی شده است . لوله های استیلنس استیل با دو نام تجاری 316L و 309 در بازار وجود دارد .
به دلیل قیمت بالای این نوع لوله در مقایسه با لوله های جایگزین 5 لایه و پلی مری ، استفاده از آن در تاسیسات مسکونی خیلی کم دیده می شود .
کاربری این نوع لوله ها که به لوله های تمیز معروف هستند در بخش های انتقال مواد غذایی و جابجایی سیالات مختلف که می تواند روی لوله های دیگر تاثیر خوردگی بیشتر داشته باشد ، استفاده می گردد . اتصالات مربوط به این نوع لوله به صورت فیتینگی ( دنده ای ) و یا فلنچی می باشد و امکان جوشکاری آن با الکترود استیل نیز وجود دارد .
رده لوله های استینلس استیل : استاندارد تولید این لوله ها از سایز 8/1 اینچ تا سایز 30 اینچ می باشد .
استاندارد لوله های استینلس استیل : ساخت لوله های استینلس استیل بر اساس استاندارد ASTM A312 می باشد.
لوله های مسی : این مدل لوله ها به دلیل قابلیت انتقال حرارتی بالایی که دارد و پوسیدگی کم و مقاومت در مقابل خوردگی در مقابل اسید های مختلف باعث شده که بیشتر در صنایع تبرید استفاده گردد . مورد استفاده دیگر این لوله در لوله کشی آب نیز می باشد . در مراکز حساس بیمارستانی ، آزمایشگاهی و صنعتی که نیاز به انتقال آب و سیالات خاص می باشد از این لوله بیشتر استفاده می شود .
این دسته لوله ها به دو نوع در بازار به فروش می رسد . لوله های سخت و لوله های نرم . لوله های سخت جهت نصب اتصالات مربوطه نیاز به جوشکاری یا استفاده از اتصالات برنجی دارد ولی در لوله های نرم با خم کاری به جای استفاده از اتصالات می توان هزینه های کار را به حداقل رساند و از اتصالات مهره برنجی در مسیر ابتدا و انتهایی به دستگاه استفاده کرد . از دیگر تفاوت های لوله های سخت و نرم در مقاومت فشاری است که لوله های سخت فشار های بیشتری را نسبت به لوله های نرم می توانند تحمل کنند .
به دلیل خاصیت انتقال حرارتی بالا در مقایسه با سایر فلزات و مقرون به صرفه بودن آن و قابلیت جوشکاری و شکل پذیری این نوع فلز ، در ساخت مبدل های حرارتی بخصوص در صنعت تبرید به فراوانی استفاده می شود . لوله کشی خطوط ارتباطی سیالات دستگاههای تبرید . اواپراتورها و کندانسورها همه از این نوع لوله ها استفاده می کنند . ناگفته نماند اینکه در صنایع تبرید هم به دلیل نزدیک بودن انتقال حرارتی بالای این فلز با آلومینیوم و قیمت پایین تر آلومینیوم نسبت به مس باعث شده سازندگان دستگاههای تبرید در محصولات تولید خود از رادیاتورهای آلومینیومی در اواپراتورها و کندانسورها هم استفاده کنند . علت عدم جایگزینی آلومینیوم به جای مس در این صنعت را می توان جوشکاری و نحوه اتصال آنها دانست . چرا که جوشکاری مس به مراتب راحت تر و پر استحکام تر از جوشکاری آلومینیوم می باشد .
رده لوله های مسی : استاندارد تولید این لوله ها از سایز 4/1 اینچ تا سایز 2/21 اینچ می باشد .
استاندارد لوله های مسی : ساخت لوله های مسی بر اساس استاندارد ASTM B280 می باشد .
لوله های کربن استیل : از پرکاربرد ترین نوع لوله های فلزی می باشد و در انواع مختلفی برای صنایع مختلف تولید می گردد . این دسته از لوله از جنس آهنی بوده و در کارخانه تولید این نوع لوله با توجه به نوع مصرف آن به صورت درزدار و بدون درز ( مانیسمان ) تولید می گردد . به دلیل فراوانی فلز آهن و نیاز فراوان به لوله های فلزی در صنعت ، لوله های کربن استیل زیادی با توجه به استانداردهای هر سیستم مکانیکی ساخته می شود . از این نوع لوله در پروژه های ساخت مسکونی ، صنعتی ، پالایشگاهی ، نیروگاهی و دریایی به وفور یافت می شد .
به دلایل گفته شده ، با توجه به نیاز در اختیار داشتن لوله ای با تحمل فشارهای مختلف ، طبق استانداردهای تعیین شده ، این لوله با ضخامت های مختلف در صنعت عرضه می گردد . استانداردهای ASTM و API در مورد اطلاعات ساخت این لوله ها با توجه به فشار کاری و ضخامت های مورد نیاز و نحوه عملیات حرارت کاری تهیه شده و در خاتیار سازندگان این صنعت قرار دارد ( استاندارد ASTM انجمن آزمون و مواد آمریکاست و استاندارد API انجمن نفت آمریکا می باشد ) .
از جمله صنایع پرکاربرد این نوع لوله عبارتند از : لوله کشی گاز و خطوط انتقال ، لوله کشی تاسیسات شهری و صنعتی ، سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک ، صنایع پتروشیمی و خطوط انتقال بین تجهیزات و صنایع نفت و گاز پالایشگاهی استفاده کرد .
رده لوله های کربن استیل : استاندارد تولید این لوله ها از سایز 8/1 اینچ تا سایز 42 اینچ می باشد .
استاندارد لوله های کربن استیل : ساخت لوله های کربن استیل بر اساس استاندارد ASTM 106 می باشد .
لوله های برنجی : این نوع لوله از ترکیب آلیاژی مس و روی تولید می شود . به دلیل مقاومت بالای در مقابل فشار و خوردگی و قابلیت انعطاف بالای آن در صنایع مختلفی کاربرد دارد . یکی از کاربردهای مهم آن در تاسیسات دریای برای برای ساخت در مبدل های حرارتی آب شور دریا می باشد . به دلیل قابلیت چکش خواری این فلز و عدم تولید جرقه در آن ، بسیار مناسب خطوط انتقال گازهای محترقه بخصوص خط تولید اکسیژن می باشد . موارد دیگر مصرف این لوله جهت انتقال محصولات شیمیایی خاص در پتروشیمی ها نیز قابل استفاده خواهد بود .
رده لوله های برنجی : استاندارد تولید این لوله ها از سایز 8 میلیمتر تا سایز 62 میلیمتر می باشد .
استاندارد لوله های برنجی : ساخت لوله های برنجی بر اساس استاندارد ASTM B43 می باشد .
لوله های فولاد آلیاژی : این دسته از لوله برای وسیع تر کردن محدوده استفاده از لوله های کربن استیل می باشد . در این نوع لوله ها با اضافه کردن عناصری مانند : کروم ، منگنز ، تیتانیوم ، نیکل و وانادیوم به ترکیب این فلز باعث مقاومت حرارتی برای دماهای بالاتراز 450 درجه سانتیگراد و پایین تر از 20 درجه سانتی گراد می شود .
موارد کاربرد این نوع لوله در خطوط انتقال گاز پرفشار ، تاسیسات پالایشگاهی و پتروشیمی ها ، سیستم های پرفشار هیدرولیک و پنوماتیک و همچنین در تاسیسات دریایی در خطوط پرفشار سیستم های مختلف می باشد . لوله های آلیاژی به دلیل قابلیت تحمل فشارهای بالا می بایست به صورت بدون درز ( مانیسمان ) تولید گردند و با توجه به فشار مورد نیاز و سایز مورد نیاز بر اساس استاندارد ASTM و API با اسکجول های ( Schedule ) متفاوت تولید می گردد .
رده لوله های فولاد آلیاژی : استاندارد تولید این لوله ها از سایز 8/1 اینچ تا سایز 18 اینچ می باشد .
استاندارد لوله های فولاد آلیاژی : ساخت لوله های فولاد آلیاژی بر اساس استاندارد ASTM A336 و ASTM SA335 می باشد .
لوله های آلومینیومی : لوله های الومینیومی از دسته لوله هایی هستند که مواد اولیه ان در دسترس بیشتر می باشد . قابلیت انتقال حرارت و نور و سبکی این فلز در کنار انعطلف پذیری بالا و مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدن باعث شده تا در صنایع مختلف بکار گرفته شود . به دلیل سبکی این فلز در ضنایع هوا فضا و خودرو سازی جهت انتقال سوخت و روغن کاربرد دارد. خطوط انتقال در صنایع شیمیایی همچون آلروآمونیاک و انیدرید سولفور بکار می رود . این مدل لوله ها به دلیل نیاز به اندازه های مختلف و فشارهای مختلف به دو صورت درز دار و بدون درز تولید می گردند . برای لوله های درز دار با توجه به نیاز به قطرهای بالاتر به صورت اسپیرال ( مارپیچی ) نیز تولید می گردند .
رده لوله های آلومینیومی : استاندارد تولید این لوله ها از سایز 4/1 اینچ تا سایز 12 اینچ می باشد .
استاندارد لوله های آلومینیومی : ساخت لوله های آلومینیومی بر اساس استاندارد ASTM B241 و ASTM B241M می باشد .
لوله های آلیاژی نیکل : این نوع لوله برای صنایع خاص که نیاز به وزن کمتر ، مقاومت در برابر خوردگی ، تحمل فشار بالاتر و دمای بالاتری دارند ساخته می شود . این لوله از ترکیب 50 درصدی نیکل با فلزاتی چون آهن ، کرومیوم ، مس ، منیزم و مولیبدنیوم ساخته می شود .
کاربرد این لوله ها در صنایع هوا فضا ، نیروگاهها و پتروشیمی ها برای مدل های حرارتی و خطوط انتقال پمپ ها استفاده می گردد .
رده لوله های آلیاژی نیکل : استاندارد تولید این لوله ها از سایز 2/1 اینچ تا سایز 144 اینچ می باشد .
استاندارد لوله های آلیاژی نیکل : ساخت لوله های آلیاژی نیکل بر اساس استاندارد ASTM B161 می باشد .
لوله های آلیاژی تیتانیوم : از قابلیت های این نوع لوله میتوان به دلیل سبک بودن این عنصر ، مقاومت در برابر انبساط طول تا دمای 600 درجه سانتیگراد ، مقاوم بودن در برابر خوردگی ، قابلیت اکسیداسیون بالا و انتقال حرارت عالی باعث شده این لوله برای صنایع نیروگاهی و ساخت مبدل های حرارتی کاربرد فراوان داشته باشد . در نیروگاههای آبی به دلیل نیاز به خنک کاری مبدل های حرارتی که از آب دریا جهت این منظور استفاده می شود باعث شده که از این فلز در لوله های مبدل حرارتی استفاده شود . از جمله موارد مصرف این لوله جهت خطوط ذخیره هیدوژن در نیروگاههای هسته ای می باشد . از کاربرد های دیگر این نوع لوله در صنایع هوا فضا به دلیل استحکام بالا و عمر مفید زیاد آن در نظر گرفته می شود . به دلیل عدم خوردگی این فلزاز آلودگی های محیطی ، از ان در خطوط ارتباطی دستگاههای کنترل کننده آلودگی های خاص استفاده می گردد. یکی دیگر از عوامل کاربرد وسیع این نوع لوله در صنایع خاص می توان به قابلیت جوشکاری آن توجه کرد و این قابلیت کاربرد این نوع لوله در صنایع خاص را بیشتر کرده است .
رده لوله های آلیاژی تیتانیوم : استاندارد تولید این لوله ها از سایز 8/1 اینچ تا سایز 24 اینچ می باشد .
استاندارد لوله های آلیاژی تیتانیوم : ساخت لوله های آلیاژی تیتانیوم بر اساس استاندارد ASTM B861 می باشد .
لوله های آلیاژی زیرکونیوم : از خواص این لوله مقاومت بسیار بالای ان در مقابل خوردگی می باشد . این لوله غالبا با ترکیب آلیاژی با قلع تولید می گردد تا بتوان از ان در صنعت هسته ای استفاده کرد . کاربرد در صنایع سرامیک سازی ، صنایع رنگ و صنایع تولید لوازم آرایشی به دلیل عدم واکنش شیمایی با مواد مختلف در خطوط ارتباطی تجهیزات خاص استفاده می گردد . در تعریف این فلز همان بس که به آن لقب شگفت انگیز داده اند . مقاومت بسیار بالا ، نقطه ذوب بسیار بالا ، استحکام بسیار بالا آن را از سایر فلزات در صنایع خاص جدا کرده است .
رده لوله های آلیاژی زیرکونیوم : استاندارد تولید این لوله ها از سایز 8/3 اینچ تا سایز 1 1/2 اینچ می باشد .
استاندارد لوله های آلیاژی زیرکونیوم : ساخت لوله های آلیاژی زیرکونیوم بر اساس استاندارد ASTM B16 می باشد.
لوله های آلیاژی کاپر نیکل : این لوله از ترکیب آلیاژ مس و نیکل می باشد . قابلیت سختی بالای این لوله و مقاومت در برابر خوردگی باعث شده که از این لوله در صنایع مختلفی مانند : صنایع دریایی ، خطوط هیدرولیک ، تاسیسات آب شیرین کن ها استفاده کرد . قابلین جوشکاری این لوله و تولید ان در سایز های مختلف نیز از جمله مزایای این نوع لوله به شمار می رود . به دلیل مقاوم بودن این نوع لوله در برابر آب شور دریا ، برای خطوط انتقال آب دریا به مخازن بالاست و همچنین خطوط انتقال به مبدل های حرارتی نیز کاربرد فراوانی دارد . با توجه به همین قابلیت می توان از ان در صنایع مختلفی چون خطوط انتقال آب دریا برای پرورش گیاهان دریایی ، صنایع تولید روغن و شیمیایی نیز استفاده کرد .
رده لوله های کاپر نیکل : استاندارد تولید این لوله ها برای لوله های بدون درز از 6 میلیمتر تا 368 میلیمتر بوده و برای لوله های درزدار از 355 تا 914 میلیمتر تولید می گردد .
استاندارد لوله های کاپر نیکل : ساخت لوله های کاپرنیکل بر اساس استاندارد ASTM B111 می باشد .
لوله فلزی