اگر به گذشته نزدیک نگاه کنید، می بینید که همه جا از لوله های فولادی آب و گاز استفاده می شد، زیرا جایگزین شایسته ای برای آنها وجود نداشت. در حال حاضر، لوله هایی از مواد جدید به طور فعال در حال توسعه و معرفی در تمام مناطق هستند. بنابراین، در طول ساخت و ساز ساختمان های مرتفع مدرن، آب از طریق لوله های پلاستیکی به آپارتمان ها می رسد. این محصول مزایای خود را دارد، اما از بسیاری جهات همچنان از لوله های فولادی آب و گاز سنتی پایین تر است. این نوع لوله تا به امروز تقاضای ثابتی دارد و به همین دلیل در محدوده تولید کارخانه های متالورژی قرار می گیرد.
طبقه بندی و الزامات محصولات لوله ای
الزامات، روش آزمایش، روش های تولید و ترکیب شیمیایی توسط GOST 3262-75 ایجاد شده است. لوله های فولادی آب و گاز مطابق با این استاندارد دولتی به سه گروه تقسیم می شوند. تعلق به یک گروه خاص توسط تکنولوژی تولید، با گریدهای فولادی مورد استفاده و ترکیب شیمیایی آنها، با تکنولوژی حرارتی و حرارتی تعیین می شود.ماشینکاری، با توجه به روش حفاظت از خوردگی.
محافظت از لوله ها در برابر خوردگی
با توجه به درجه حفاظت در برابر خوردگی، کلیه محصولات لوله به انواع زیر تقسیم می شوند: لوله بدون لایه محافظ ضد خوردگی، لوله آب و گاز گالوانیزه. گالوانیزه کردن به دو صورت گالوانیکی و انتشار حرارتی قابل انجام است. روش دوم به منابع و انرژی زیادی نیاز دارد، به این معنی که قیمت خرده فروشی محصولات را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. در واقع، برای به دست آوردن یک لایه انتشار با ضخامت کافی، لوله آب و گاز باید حداقل یک روز در یک کوره در دمای بالا نگهداری شود. با توجه به قیمت فعلی برق، چنین پردازشی بسیار گران خواهد بود. استفاده از آن فقط در تولید لوله های آب و گاز برای تاسیسات بسیار مسئول و استراتژیک توصیه می شود.
آبکاری بسیار سریع انجام می شود، اما کیفیت چنین حفاظتی بسیار کمتر از گالوانیزه با انتشار حرارتی است: کوچکترین تماس بی دقتی لوله با هر جسم سختی می تواند خراش ایجاد کند. از این خراش، فولاد (اگر با بیش از 13 درصد کروم آلیاژی نداشته باشد) شروع به خوردگی می کند و باعث متورم شدن کل سطح می شود.
نیتروژن می تواند به عنوان یک عنصر اشباع کننده استفاده شود. سطح نیترید شده نیز در شرایط عادی به خوبی در برابر خوردگی مقاومت می کند. با این حال، فرآیند فن آوری نیتریدینگ بسیار پیچیده و پرهزینه است که تولید لوله های آب و گاز با استفاده از این فناوری را از نظر اقتصادی غیرممکن می کند. فقط یک پاکسازیسطوح ناشی از آلودگی بسیار گران خواهد بود. و بدون تمیز کردن سطح با کیفیت بالا، فرآیند نیتروژن به درستی پیش نمی‌رود، زیرا کثیفی از انتشار اتم‌ها یا یون‌ها (در مورد نیتروژن یونی پلاسما در یک تخلیه درخشان) نیتروژن در عمق فلز جلوگیری می‌کند.
طبقه بندی محصولات لوله بسته به ضخامت دیوار
کارخانه های متالورژی طیف وسیعی از لوله های آب و گاز تولید می کنند. بنابراین، بسته به هدف و شرایط عملیاتی، لوله هایی با ضخامت دیوار معمولی (2-4 میلی متر)، لوله های سبک (تا 2 میلی متر) و لوله های تقویت شده تولید می شود. ضخامت دومی محدود نیست و می تواند بسیار قابل توجه باشد. اینگونه لوله ها معمولاً بدون درز تولید می شوند و برای حفاری چاه، عملیات در شرایط سخت شمال و غیره در نظر گرفته شده اند.
حداقل قطر داخلی لوله آب و گاز 6 میلی متر است. حداکثر مقدار قطر داخلی یک و نیم متر است. لوله های با حداکثر قطر در تخمگذار خطوط لوله نفت و گاز و با حداقل قطر - در تولید تجهیزات هیدرولیک برای ماشین آلات و مکانیزم ها استفاده می شود. در عین حال، این اشتباه است که فرض کنیم الزامات سختگیرانه ای برای لوله های با قطر کم اعمال نمی شود. برعکس، آنها باید فشار باورنکردنی سیلندر هیدرولیک و پمپ هیدرولیک را تحمل کنند.
فناوری تولید لوله های درز جوشی
همانطور که قبلا ذکر شد، لوله ها را می توان جوش داد یا نه.
در تولید اولین، معمول استورق فولادی روی یک پرس مخصوص، به داخل لوله خم می شود و در محل اتصال لبه ها، یک دستگاه جوش داده شده یک درز را با سرعت زیاد اعمال می کند. این فناوری تا کوچکترین جزئیات کار شده است و عملکرد چنین لوله هایی به سادگی عظیم است. سرعت نورد، خم شدن و جوشکاری ورق فلزی با سرعت گلوله شلیک شده از تپانچه ماکاروف قابل مقایسه است. با این حال، چنین لوله هایی دارای اشکال قابل توجهی هستند - در فشارهای بالا، جوش می تواند ترکیده شود (به خصوص اگر انحراف از فرآیند تکنولوژیکی ایجاد شده باشد)، و یک حادثه رخ خواهد داد. پیامدهای چنین حادثه ای می تواند هم برای طبیعت و هم برای انسان فاجعه بار باشد. بنابراین، این لوله ها برای ساخت بزرگراه های مهم و تولید محصولات مهندسی قدرت با بارگذاری بالا استفاده نمی شوند.
بعد از اتمام فرآیند جوشکاری، مقطع لوله گرد نیست. این یک کانتور بسته با شکل نامنظم است. GOST 3262-75 "لوله های فولادی آب و گاز" کالیبراسیون و اصلاح شکل هندسی بخش را فراهم می کند. برای تراز کردن دیواره های لوله، آن را به آسیاب اندازه گیری می کنند. روی آن، قطعه کار چرخش داده می شود و با تلاش قابل توجهی روی رول ها فشار داده می شود. در خروجی، لوله از قبل دارای یک دایره تقریباً کامل در مقطع است.
تکنولوژی لوله بدون درز
نسبتا اخیرا (چند دهه پیش) تولید لوله های بدون درز تسلط یافت. فن آوری بسیار پیچیده است و تجهیزات و مواد مصرفی گران هستند و از خارج وارد می شوند (مامهندسان هنوز یاد نگرفته‌اند که چگونه نوک‌های کاربید را برای سوراخ کردن سوراخ کنند). اما علیرغم اینکه این نوع محصول بسیار گران است، چنین لوله هایی از سوی شرکت های نفتی و نه تنها تقاضای ثابتی دارند.
به طور کلی، فرآیند تولید را می توان به شرح زیر توصیف کرد. میله بلافاصله پس از آسیاب نورد برای سوراخ کردن وارد منطقه می شود. در این مورد، کارایی مهم است، زیرا نمی توان اجازه داد میله خنک شود (این امر منجر به نیاز به گرم کردن مجدد آن و در نتیجه هزینه های بالا می شود). این عمل بر روی قطعه کار گرم شده تا دمای بالاتر از دمای تبلور مجدد انجام می شود. فقط در این شرایط، فولاد انعطاف پذیر (سیال) می شود و ساختار دانه تغییر شکل یافته به طور دینامیکی نرمال می شود که ویژگی های مکانیکی و عملیاتی خوبی را تضمین می کند.
مزایای استفاده از لوله های فولادی آب و گاز
GOST تمام مشخصات و پارامترهای محصولات لوله ای را بدون استثنا تنظیم می کند. و اگر عملکرد چنین لوله هایی را با آنچه که توسط سازنده لوله های پی وی سی و سایر مواد ارائه می شود مقایسه کنیم، مشخص می شود که لوله های فلزی خارج از رقابت هستند.
بنابراین، می توان از آنها در دمای بالا استفاده کرد و در عین حال استحکام خود را حفظ کرد. این امر در سیستم های گرمایشی که بخار با فشار بالا از طریق لوله ها تامین می شود بسیار مهم است. استفاده از لوله از مواد دیگر به سادگی امکان پذیر نیست. آنها در عرض چند ثانیه ذوب یا پاره می شوند.
آلیاژسازی اضافی فولاداجازه می دهد تا آستانه شکنندگی قرمز و استحکام مکانیکی لوله ها را به میزان قابل توجهی افزایش دهید.
معایب لوله های آب و گاز
GOST منبع اصلی اطلاعات فنی مفید است. و هنگام مطالعه مستندات برای لوله ها، یک فرد دارای صلاحیت فنی برای مدت طولانی فکر نمی کند که این محصول چه کاستی هایی دارد. ابتدا باید توجه داشت که تمامی سازه های فولادی (و لوله ها نیز از این قاعده مستثنی نیستند) سنگین هستند. این امر به طور قابل توجهی نصب محصولات را پیچیده می کند و الزامات خاصی را برای قابلیت اطمینان اتصال دهنده ها مطرح می کند.
آلیاژهای فلزی و فولادها رسانایی حرارتی بسیار بالایی دارند. این بدان معنی است که آنها گرما می دهند. برای افزایش راندمان سیستم گرمایش، لوله های فلزی هنگام قرار دادن در خیابان باید عایق بندی شوند. شرکت های مدرن لوله های آماده و عایق شده با قطرهای مختلف تولید می کنند. چنین محصولاتی کاملاً با تکنولوژی بالا هستند و ارزان نیستند، اما در هزینه و منابع انرژی صرفه جویی می کنند که در زمان ما بسیار مهم است.
نحوه نصب لوله ها
مطابق با GOST 3262، لوله های فولادی آب و گاز را می توان با جوش یا با اتصالات رزوه ای متصل کرد.
هنگام جوشکاری، انتهای دو لوله به هم متصل شده و در امتداد محل اتصال یک جوش ایجاد می شود. همه کارها دستی هستند، به این معنی که آنها به صلاحیت بالایی از جوشکار نیاز دارند (مخصوصاً در مورد گذاشتن خط لوله نفت). درز باید یکنواخت و بدون اجزاء غیر فلزی باشد. هر یکاتصال جوش داده شده باید با سونوگرافی آزمایش شود.
نصب سیستم لوله با استفاده از اتصالات منحصراً هنگام کار با لوله های با قطر کم استفاده می شود. از یک طرف، چنین کاری به صلاحیت کمتری از مجری نسبت به جوشکاری لوله ها نیاز دارد. از سوی دیگر، آنها مجبور خواهند بود با کارهای بیشتری دست و پنجه نرم کنند. فقط یک مرحله آماده سازی ارزشش را دارد: باید نخ ها را به صورت دستی با قالب برش دهید و روی هر لوله از یک طرف و طرف دیگر ضربه بزنید.
روش اتصال لوله ها با اتصالات
در حالت کلی، مونتاژ لوله های آب و گاز (GOST 3262) با یک رزوه در یک سیستم واحد به ترتیب زیر انجام می شود:
- سطح نخ با درزگیر درمان می شود، پس از آن مهره قفلی پیچ می شود؛
- یک اتصال بر روی لوله پیچ می شود و مهره با حداکثر نیروی سفت بر روی آن فشرده می شود؛
- درزگیر روی اتصالات و مهره (در محل اتصال) اعمال می شود.
واکس را می توان به جای درزگیر استفاده کرد. وقتی خیس می شود، این ماده متورم می شود و جریان آب متوقف می شود.
استفاده از لوله های مسی
لوله های مسی نسبتاً اخیراً مورد استفاده قرار گرفته اند. پیش از این، GOST چنین امکانی را فراهم نمی کرد و محصولات مس منحصراً برای اهداف ابزار دقیق و مهندسی دقیق تولید می شدند. اما کمی بعد، مزایای استفاده از چنین لوله هایی مورد قدردانی قرار گرفت و به ابتکار گروهی از افراد علاقه مند تغییرات مناسبی در GOST ایجاد شد.
بنابراین، خم شدن لوله های مسی بسیار آسان است.قطر کمی دارند بنابراین، آنها به راحتی در دروازه ها پنهان می شوند. و به دلیل انعطاف پذیری آنها، می توانید به جای اتصال طول های کوتاه زیاد، از یک لوله بلند استفاده کنید و آن را در مکان های مناسب خم کنید که به زمان و کار زیادی نیاز دارد.
در شرایط عادی، مس در معرض اثرات خورنده محیط‌های مرطوب و آب قرار نمی‌گیرد که به طور قابل توجهی عمر مفید آن را افزایش می‌دهد و آن را بسیار رقابتی می‌کند، علیرغم اینکه مس یک فلز غیرآهنی است و بسیار گران است..
چگونه محصولات معیوب را تشخیص دهیم
GOST 3262-75 "لوله های آب و گاز" معیارهایی را تعیین می کند که براساس آن محصولات باید به عنوان معیوب طبقه بندی شوند. چنین لوله هایی نباید برای هدف مورد نظر خود استفاده شوند. آنها باید با پروتکل (اقدام) مناسب برای سازنده ارسال شوند. نقض شکل هندسی، انبساط (نفخ) لوله، سوراخ شدن انتهای آن (سطح باید برای جوشکاری آماده شده باشد و دارای پخ های مخصوص باشد)، پوسته شدن پوشش محافظ مجاز نیست. همچنین در سطوح بیرونی و داخلی هیچ گونه ترکی وجود نداشته باشد.
بسیاری از شرکت ها کنترل ورودی محصولات ورودی را انجام می دهند. اگر ابزار فنی اجازه می دهد، لازم است، مطابق با GOST 3262 "لوله های آب و گاز"، تجزیه و تحلیل دقیقی از ترکیب شیمیایی فولادی که محصولات از آن ساخته شده است، انجام شود تا از سطوح مجاز مضر فراتر رود. مواد (عمدتاً گوگرد و فسفر).
اما حتی اگر سازمان چنین تجهیزات گران قیمتی در اختیار نداشته باشد، میکرو و بصریدر هر صورت باید تحلیل کلان انجام شود. برای انجام این کار، یک نمونه کوچک از لوله بریده می شود. در این مورد، برای جلوگیری از تبدیل فاز در فلز، مطلوب است که از گرم شدن بیش از حد آن جلوگیری شود. یک سطح (ترجیحاً چندین - برای ارزیابی عینی) با استفاده از خمیر GOI (توسعه یافته توسط مؤسسه نوری دولتی اتحاد جماهیر شوروی) در معرض آسیاب و سپس پرداخت می شود. برای این منظور، پودر اکسید آلومینیوم به خوبی مناسب است. پس از پرداخت، نمونه باید تحت عمل اچینگ با معرف های شیمیایی خاص قرار گیرد که در نتیجه مرز دانه ها و اجزای فاز ظاهر شده و در میکروسکوپ متالوگرافی قابل مشاهده است. علاوه بر این، تخلخل یا آخال های غیر فلزی را می توان تشخیص داد. اگر محتوای کربن و ناخالصی های مضر با GOST 3262-75 "لوله های آب و گاز" مطابقت نداشته باشد و در خود فلز منافذ و منافذ وجود داشته باشد، چنین محصولی معیوب شناخته می شود. علاوه بر این، به عنوان یک قاعده، یک یا دو لوله ازدواج نمی کند، بلکه یک دسته کامل است.
