جستجو 
همه چیز درباره لوله اسپیرال؛ مشخصات فنی، مزایا و کاربردها + تفاوت با لوله بدون درز
لولههای فولادی از اجزای اساسی در توسعه زیرساختهای صنعتی، عمرانی و تاسیساتی بهشمار میرود و بسته به روش تولید و مشخصات فنی، برای کاربردهای متفاوتی مورد استفاده قرار میگیرد. در میان انواع لولههای فولادی، لوله اسپیرال بهدلیل شیوه ساخت خاص خود که مبتنی بر شکلدهی مارپیچی ورق فولادی و جوشکاری پیوسته در امتداد یک خط حلزونی است، جایگاه ویژهای در پروژههای انتقال سیالات با قطر بالا دارد. این نوع لوله در گروه لولههای جوشی درزدار قرار میگیرد، اما نحوه توزیع تنش در ساختار آن، عملکردی متفاوت نسبت به لولههای درز مستقیم دارد.
در این مقاله از مجله محک استیل، ضمن معرفی دقیق لوله اسپیرال، به بررسی مشخصات فنی، فرآیند تولید، مزایا و محدودیتها و تفاوت آن با لولههای بدون درز پرداختهایم.
لوله اسپیرال چیست؟
لوله اسپیرال (Spiral Welded Pipe) یکی از انواع لولههای فولادی جوشی درزدار است که در فرآیند تولید آن، ورق فولادی بهصورت پیوسته و با زاویه مشخص شکلدهی شده و لبههای آن بهصورت مارپیچی به یکدیگر جوش داده میشود. در این روش، خط جوش به شکل حلزونی در طول لوله امتداد مییابد که این ویژگی باعث توزیع یکنواختتر تنشهای مکانیکی در بدنه لوله میشود. به همین دلیل، لوله اسپیرال امکان تولید در قطرهای بزرگ و طولهای متنوع را فراهم کرده و در پروژههای زیرساختی و خطوط انتقال سیالات کاربرد گستردهای دارد.
تفاوت لوله اسپیرال با لوله بدون درز
در مقابلِ آنچه درباره روش تولید لوله اسپیرال در بخش قبلی بهاختصار شرح داده شد، لوله بدون درز (مانیسمان) از سوراخکاری و نورد شمش فولادی یکپارچه تولید میشود و به دلیل نبود هرگونه خط جوش در ساختار خود، از یکنواختی متالورژیکی بالاتری برخوردار است. این ویژگی سبب میشود لولههای بدون درز تحمل فشار و دمای بیشتری داشته باشد و در کاربردهای حساس مانند خطوط انتقال سیالات پرفشار، صنایع نفت، گاز و پتروشیمی مورد استفاده قرار گیرد.
بهطور خلاصه، تفاوت اصلی میان لوله اسپیرال و لوله بدون درز در روش تولید، وجود یا عدم وجود درز جوش، محدوده فشار کاری و حوزه کاربرد آنها نهفته است. لوله اسپیرال با وجود داشتن درز جوش، بهدلیل طراحی خاص خط جوش و مزیت اقتصادی، گزینهای مناسب برای انتقال سیالات با فشار کم تا متوسط محسوب میشود، در حالی که لوله بدون درز انتخاب مناسبی برای شرایط کاری سخت و الزامات ایمنی بالاست.
مشخصات فنی لوله اسپیرال
لوله اسپیرال دارای ویژگیهای فنی متعددی است که بر انتخاب آن در پروژههای مختلف تاثیر میگذارد. در جدول زیر، مشخصات فنی اصلی و کلیدی لوله اسپیرال را بهصورت خلاصه ارائه کردهایم تا انتخاب صحیح این محصول برای کاربردهای صنعتی و تاسیساتی سادهتر شود.
| لوله اسپیرال | |
| رویه درونی | سطح صاف |
| اصطکاک | کم و مناسب برای انتقال مایعات |
| استحکام دیواره | بسته به نوع جوش |
| مقاومت در برابر ضربه و فشار | بالا |
| انعطافپذیری و قابلیت خمکاری | بالا |
| چقرمگی | بالا |
| طول | نامحدود |
| قطر | 500 تا 3000 میلیمتر |
| ضخامت | 9 تا 25 میلیمتر |
| سایز | 5 تا 120 اینچ |
مزایای لوله اسپیرال
لوله اسپیرال میتواند فشار یکنواخت ایجادشده در طول لوله را به دلیل ساختار خاص جوش مارپیچی حفظ کند و همچنین قابل تولید در قطرهای بزرگ و طولهای سفارشی است که همین مورد کاربرد آن را گستردهتر میکند. ضمنا فرآیند تولید لوله اسپیرال نسبت به لولههای درز مستقیم در قطرهای بالا هزینه کمتری داشته و وزن لوله در مقایسه با قطر مشابه، سبکتر است و به همین دلیل نصب و حمل و نقل آن سادهتر خواهد بود.
معایب لوله اسپیرال
لوله اسپیرال محدودیتهایی نیز دارد؛ به عنوان مثال، خط جوش مارپیچی ممکن است در شرایط فشار بسیار بالا یا دماهای خیلی شدید عملکرد لوله بدون درز را نداشته و به کنترل کیفیت دقیق جوش نیاز باشد. علاوهبر این، تلرانسهای ابعادی لوله اسپیرال عموما دقت پایینتری نسبت به لوله درز مستقیم یا مانیسمان دارد و به همین دلیل در پروژههایی که رعایت دقت ابعادی بالا یا استانداردهای خاص فشار و ضخامت الزامی است، ممکن است از انتخاب لوله اسپیرال صرف نظر گردد.
کاربردهای لوله اسپیرال
لوله اسپیرال معمولا با استفاده از ورقهای فولادی نورد گرم تولید میشود و به دلیل امکان ساخت در قطرهای بزرگ، طولهای سفارشی و هزینه تولید مناسب، در پروژههای زیرساختی کاربرد گستردهای دارد.
از مهمترین موارد استفاده این نوع لوله میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- استفاده در خطوط انتقال آب و فاضلاب
- شبکههای آبرسانی شهری و بینشهری
- سیستمهای جمعآوری و دفع پساب
- خطوط انتقال سیالات با فشار کم تا متوسط
- برخی کاربردهای صنعتی غیرحساس
توجه:
انتخاب این لوله در پروژهها، اغلب بر پایه ملاحظات فنی، اقتصادی و شرایط بهرهبرداری انجام میشود.
نحوه تولید لولههای درزدار
لولههای درزدار که با عنوان لولههای جوشی نیز شناخته میشود، از شکلدهی ورقهای فولادی تخت و اتصال لبههای آنها بهوسیله جوشکاری تولید میشود. در این نوع لولهها، وجود یک خط جوش در امتداد طول لوله مشخصه اصلی محصول است. در لولههای درزدار با درز مستقیم، خط جوش بهصورت طولی و مستقیم در راستای محور لوله قرار دارد و فاقد هرگونه پیچش یا انحنا است.
فرآیند تولید لوله درزدار بهطور معمول با برش ورق فولادی به ابعاد مشخص آغاز میشود. سپس ورق برشخورده توسط مجموعهای از غلتکهای فرمدهی، بهتدریج خم شده و به شکل استوانه در میآید. در مرحله نهایی، لبههای ورق بهوسیله عملیات جوشکاری به یکدیگر متصل میشود تا ساختار لوله تکمیل گردد. بسته به ضخامت ورق، قطر لوله و الزامات فنی، از روشهای مختلف جوشکاری استفاده میشود که جوشکاری مقاومتی الکتریکی (ERW) و جوشکاری زیرپودری (SAW) از رایجترین آنها در صنعت محسوب میشود.
انواع لولههای جوشی
لولههای درزدار به دلیل تنوع در ابعاد، ضخامت و پوشش سطحی، کاربرد گستردهای در صنایع مختلف دارند و در بازار آهنآلات در اشکال متنوعی عرضه میشوند. از جمله مهمترین انواع آنها میتوان به لوله گالوانیزه (با پوشش روی برای افزایش مقاومت به خوردگی)، لولههای دقیق یا ترانسفورماتوری (با تلرانس ابعادی محدود و سطح یکنواخت) و لولههای داربستی (مناسب سازههای موقت و پروژههای ساختمانی) اشاره کرد. انتخاب هر یک از این لولهها، بر اساس شرایط بهرهبرداری، محیط کاری، نوع بارگذاری و الزامات ایمنی انجام میشود.
انواع لولههای اسپیرال
دستهبندی لوله اسپیرال بر اساس روش تولید، محدوده فشار کاری و ویژگیهای محیطی انجام میشود تا انتخاب نوع مناسب برای هر پروژه، ساده و دقیق باشد. در ادامه، انواع لولههای اسپیرال و ویژگیهای هر دسته را شرح دادهایم.
1. لوله اسپیرال تکمرحلهای (Single Spiral)
ورق فولادی به شکل مارپیچی و در یک مرحله خم و جوش داده میشود و معمولاً برای قطر متوسط و فشار کم تا متوسط مناسب است.
2. لوله اسپیرال دو مرحلهای (Double Spiral)
تولید در دو مرحله انجام میشود و ابتدا خمکاری صورت میگیرد و سپس جوشکاری تکمیلی انجام میشود. این مدل؛ امکان تولید قطر بزرگتر و طول بیشتر را فراهم میکند و برای خطوط انتقال آب و فاضلاب بزرگ و پروژههای زیرساختی کاربرد دارد.
3. لوله اسپیرال با پوشش داخلی یا خارجی (Coated Spiral Pipe)
این مدل دارای پوشش اپوکسی، پلیاتیلن یا گالوانیزه برای مقاومت به خوردگییست و در محیطهای خورنده یا برای انتقال سیالات حساس کاربرد دارد.
4. لوله اسپیرال فشار متوسط تا کم
این مدل مناسب خطوط انتقال سیالات با فشار پایین و متوسط، مثل آب، فاضلاب و برخی سیالات صنعتی غیرخورنده است.
تفاوت لوله اسپیرال و لوله درز مستقیم
همانطور که در قسمتهای قبل خواندید، لولههای فولادی جوشی انواع مختلفی دارد و تفاوت اصلی آنها در نحوه جوشکاری و شکلگیری خط درز است؛ به عنوان مثال، لوله اسپیرال، با خط جوش مارپیچی، امکان تولید قطرهای بزرگ و طولهای متنوع را فراهم میکند، در حالی که لوله درز مستقیم خط جوش طولی و مستقیم دارد.
در جدول زیر مهمترین تفاوتهای فنی و کاربردی این دو نوع لوله را به صورت خلاصه خواهید خواند.
| ویژگی | لوله درز مستقیم | لوله اسپیرال |
| روش جوش | خط جوش طولی مستقیم در امتداد محور لوله | خط جوش به صورت مارپیچی یا حلزونی در طول لوله |
| روش ساخت | ورق یا نوار فولادی به شکل استوانه خم میشود و لبهها طولی جوش داده میشود | ورق فولادی به زاویهای مشخص خم میشود و لبهها مارپیچی جوش میشود |
| دامنه قطر | معمولا محدود | امکان تولید قطرهای خیلی بزرگ |
| طول تولیدی | طولهای استاندارد محدود | طول قابل تنظیم، حتی طولهای خیلی زیاد با جوش مارپیچی |
| کاربرد | خطوط انتقال فشار متوسط و بالا، ساخت سازههای فولادی | خطوط انتقال آب و فاضلاب بزرگ، انتقال سیالات کم تا متوسط فشار، پروژههای زیرساختی با قطر بزرگ |
| مزیت اقتصادی | مناسب برای تولید با دقت ابعادی بالا | اقتصادی برای قطر بزرگ و طول زیاد، وزن کمتر نسبت به لوله درز مستقیم مشابه |
قیمت لوله اسپیرال و عوامل موثر بر آن
قیمت لوله اسپیرال تحت تاثیر مجموعهای از عوامل فنی و اقتصادی قرار دارد و میتواند بسته به شرایط تولید و نیاز پروژه متغیر باشد. مهمترین عواملی که بر قیمت این محصول اثر میگذارند عبارتاند از:
سایز و اندازه: قطر و ضخامت لوله نقش مستقیم بر میزان مصرف ورق فولادی و روش تولید دارد؛ هرچه قطر و ضخامت بیشتر باشد، هزینه تولید و در نتیجه قیمت نهایی بالاتر خواهد بود.
قیمت ورقهای فولادی: ورق فولادی اصلیترین ماده اولیه برای تولید لوله اسپیرال است و نوسانات بازار فولاد، بهطور مستقیم قیمت لوله را تحت تاثیر قرار میدهد.
کیفیت متریال: استفاده از فولاد با استانداردهای بالاتر یا آلیاژهای خاص برای تحمل فشار و شرایط محیطی سخت، قیمت محصول را افزایش میدهد.
وزن محصول: وزن لوله نهتنها بر هزینه مواد اولیه اثر دارد، بلکه حمل و نقل و نصب آن را نیز تحت تاثیر قرار میدهد و بهطور مستقیم روی قیمت تمامشده موثر است.
برند و تولیدکننده: کیفیت تولید، استانداردهای کارخانه و اعتبار برند روی تعیین قیمت نهایی تاثیر دارد. برندهای معتبر معمولا هزینه بیشتری دارند که به ازای آن کیفیت و تضمین محصول نیز بالاتر است.
نوسان قیمت ارز: بهویژه در بازارهایی که فولاد وارداتی یا مواد اولیه خارجی استفاده میشود، تغییر نرخ ارز میتواند قیمت لوله اسپیرال را تحت تاثیر قرار دهد.
هزینه نیروی انسانی و حمل و نقل: فرآیند تولید، بازرسی کیفیت، بستهبندی و انتقال لوله به محل پروژه نیازمند نیروی انسانی و تجهیزات حمل و نقل است که بخشی از قیمت نهایی محصول را تشکیل میدهد.
سخن پایانی محک استیل درباره لوله اسپیرال
لوله اسپیرال با توجه به ویژگیهای فنی، انعطاف در ابعاد و قطر و نیز مزایای اقتصادی، یکی از گزینههای کاربردی در پروژههای زیرساختی و خطوط انتقال سیالات بهشمار میرود. با این حال، انتخاب این نوع لوله باید بر اساس نیازهای فنی پروژه و الزامات استانداردهای مربوطه انجام شود. همچنین شناخت مشخصات فنی، تفاوتها با سایر انواع لولهها، مزایا، محدودیتها و عوامل اقتصادی مرتبط، کمک میکند تا تصمیمگیری دقیق و بهینهای برای خرید و بهرهبرداری از لوله اسپیرال صورت گیرد.
سوالات متداول
1. لوله اسپیرال به چند روش قابل تولید است؟
دو روش؛ اسپیرال تکمرحلهای و اسپیرال دو مرحلهای.
2. کدام مدل از لولههای اسپیرال قابل تعمیر است؟
لوله اسپیرال ترمیمشده استاندارهای مرتبط را ندارد، اما قابل تعمیر است.
3. کدام مدل از لوله اسپیرال حتی از نظر ظاهری نیز مورد تایید نیست؟
لوله اسپیرال غیرقابل استفاده.
4. مهمترین ویژگیهای مکانیکی لوله اسپیرال چیست؟
مقاوم در برابر شکستن و تَرَک برداشتن، قابلیت فرمپذیری خوب، استحکام بالا.
5. سطح مقطع لوله اسپیرال به چه شکل است؟
سطح مقطع لوله اسپیرال باید به شکل دایره باشد و هرگونه تغییر به شکل بیضی یا غیردایرهای، نشاندهنده ایراد در فرآیند فرمدهی یا جوشکاری محصول است.
