لوله های بدون درز ( لوله مانیسمان ) به صورت اکسترودینگ توسط قالب‌های مختلف تولید میشود. اصولا مراحل تولید لوله مانیسمان مستلزم فرایندی است که طی آن یک شمش فولادی تبدیل به لوله می گردد.
به همین دلیل قیمت لوله بدون درز کمی گرانتر از لوله های درزدار است. لوله مانیسمان از شمش های فولادی تولید می شوند آنها عموما با کشش و نورد شمش های گرد فولادی تولید می شوند البته تولید از مقاطع چهار گوش نیز امکان پذیر است
اما باعث بالا رفتن هزینه تولید می گردد نکته جالب در باره روش تولید این نوع لوله ها این است که تولید از سایزهای بزرگتر به کوچکتر می باشد وسایزهای ۱/۲ و ۳/۴ و ۱ اینچ معمولا به روش سرد می باشد.
یعنی برای تولید سایز ۱/۲ اینچ ابتدا باید شمش ۷۶ پس از حرارت سوراخ 1/2 ایجادشود و بعد از نورد و کشش در خط تولید لوله شده و سپس از آن با روش سرد لوله کشیده شده و اسید کاری می شود.
طی چند مرحله کشش لوله به سایز ۱/۲ اینچ می رسد. این روش اولین بار توسط مهندسی آلمانی بنام مانیسمان بکار گرفته شده و فقط در ایران به این نام خوانده می شود.
شرح مراحل تولید لوله مانیسمان
۱. برش
در مرحله اول تولید لوله مانیسمان شمش فولادی را بنا به خواسته سفارش دهنده به ابعاد گوناگون برش می دهند(ممکن است این شمش تولید داخل یا تولید کشورهایی چون اکراین باشد )
۲. مرحله گرمادهی
شمش را داخل کوره های قوسی که با استفاده از سوخت گاز گرمادهی می شوند گرم می کنند تا به مرحله سرخ شدن برسد.
۳. سامانه لخ پرس
در این مرحله شمش را بوسیله لخ پرس سوراخ می کنند.
۴. دستگاه النگاتور
فولاد گرم شده را با دستگاه النگاتور گرد میکنند.
۵. مرحله شلیک سمبه
میتوان گفت این مرحله جالب ترین مرحله تولید لوله بدون درز می باشد این مرحله مرحله شلیک سمبه به داخل شمش فولادی می باشد که با سرعتی بالا سمبه ای به طول ۱۲ متر را داخل شمش فولادی می کنند.
۶. تاب گیری
در این مرحله اگر لوله مانیسمان مقدار کمی تاب داشته باشد صاف و یکدست می شود.
۷. جداسازی سمبه
در مرحله آزاد سازی سمبه ،سمبه داخل لوله از آن جدا می گردد.
۸. مرحله کروی
در این مرحله سر و ته لوله گرفته می شودو لوله به حالت گرد در می آید.(قبل از این مرحله سر وته لوله حالت تیز و برنده داشته است)
۹. مرحله کشش
در این مرحله لوله را به اندازه های گوناگون تا ۲۴ متر تحت کشش قرار می دهد.
۱۰. مرحله سرد کردن
لوله را با آب و با فرایندی مخصوص خنک می کنند.
۱۱. مرحله اندازه گیری
لوله خنک شده به انتخاب مشتری برش داده میشود(معمولا ۶متری)
۱۲. مرحله آزمایش یا تست
با کامپیوتر لوله راتست می کنند تا ضایعات از مابقی جدا گردد.
۱۳. مرحله کونیک شدن دو سر لوله
در این مرحله سر و ته لوله با دستگاه کونیک و صاف می شود(بخاطر تسهیل امر جوشکاری)
۱۴. پولیش زدن
این مرحله که تنها مختص مشتریان از کشورهای خارجی می باشد لوله بوسیله روغنی مخصوص پالیش می گردد (این عمل برای جلو گیری از زنگ زدن می باشد)
۱۵. بستن لوله ها
در مرحله پایانی لوله ها بسته بندی می شوند شکل بسته بندی شش ضلعی می باشد و با تسمه محکم بسته وآماده بارگیری می گردد.
روش های تولید لوله های مانیسمان
ریخته‌گری گریز از مرکز یا centrifugal casting
در این روش، تولید لوله‌های مانیسمان به وسیله‌ی یک قالب چرخنده و عملیات انجماد سازی، صورت می‌گیرد. به این صورت که، یک قالبی که مدام می‌چرخد داریم.
فلز مذاب داخل این قالب ریخته میشود. چون قالب می‌چرخد، نیروی گریز از مرکز به وجود می‌آید. (این نیرو در ماشین لباسشویی هم ایجاد میشود و سبب میشود تا لباس‌ها به دیواره‌ی ماشین در حین چرخش، بچسبند و در اثر اصطکاک آن با دیواره‌ی ماشین، تمیز شوند.)
نیروی گریز از مرکز، همان‌طور که از نام آن پیداست، نیرویی به جسم وارد می‌کند و آن را از مرکز دور نگه داشته و به دیواره‌ها نزدیک می‌کند. به این صورت، مواد مذاب به دیواره‌های قالب چسبیده و از مرکز قالب، دور خواهند شد.
سپس عملیات انجماد سازی آغاز می‌گردد. یعنی از دیواره‌های قالب، کم‌کم سرما را به مواد داخل آن می‌دهند. این سرما کم‌کم سبب خواهد شد تا مواد مذاب به صورت لوله شکل گرفته و سرد خواهند شد.
در این روش شکل و مشخصات فیزیکی لوله مانند ضخامت دیواره‌های لوله، به سه عامل بستگی دارد. این عوامل عبارتند از:
- اول این‌که مواد مذاب ورودی به قالب، چه اندازه و حجمی داشتند.
- دوم این‌که دستگاه یا همان قالب چرخنده، با چه سرعتی بچرخد. یعنی در هر دقیقه چند دور چرخش داشته باشد.
- سوم هم میزان نیروی گریز از مرکزی است که سبب تراکم و فشردن مواد به سمت دیواره‌های قالب خواهد شد.
ریخته‌گری پاششی یا spray casting
برای ساخت و تولید لوله‌های مانیسمان از این روش، بایستی متریال مورد نظر را به صورت مذاب درآورده و آنها را داخل یک محفظه‌ای که فرم لوله‌ای شکل دارد، می‌ریزند. سپس به این محفظه، در حالی که می‌چرخد، گاز نیتروژن اضافه میکنند.
افزودن گاز نیتروژن به صورت پاششی خواهد بود. و با کنترل میزان پاشش گاز نیتروژن، میتوان ضخامت لوله‌ی مانیسمان را تغییر داد.ناگفته نماند که از این روش بسیار کم استفاده میشود.
اکستروژن شمش‌های فولادی extrusion
این روش که پرکاربردترین روش در بین شیوه‌های ساخت لوله‌های مانیسمان است، با یک شمش از جنس متریال مورد نظر، آغاز خواهد شد. در این روش، که جلوتر آن را بیشتر تشریح می‌کنیم؛ شمش را حرارت داده و به وسیله‌ی عملیات نورد و نیز با ورود سنبه‌ی نوک تیز، آن شمش را به فرم یک لوله درمی‌آورند.
تولید نمایند. در بین این روش‌ها روش اکسترود یا اکسترودینگ، بیش‌ترین کاربرد را دارد. و در ادامه‌ی مقاله، این روش را به صورت دقیق‌تری شرح داده‌ایم.
روش اکسترودینگ
همان‌طور که در قسمت قبلی نیز بیان شد، روش اکسترودینگ از پرکاربردترین روش‌هایی است که برای ساخت و تولید لوله‌های مانیسمان به کار می‌رود. در این قسمت، قصد داریم تا آن‌چه را که در این روش اتفاق می‌افتد، به دقت بررسی نماییم.
در این روش متریال مورد نیاز باید در قالب شمش تهیه شوند. شمش یک ساختار مکعبی شکل دارد که قرار است برای ساخت لوله‌های مانیسمان، آن را استوانه‌ای کرده و داخل آن را خالی کنیم.
شمش در ابتدا باید در ابعاد دلخواه، برش بخورد. این برش زنی به منظور سهولت اجرا در مراحل بعدی خواهد شد. سپس تکه‌های برش خورده‌ی شمش را به کوره‌های قوسی می‌برند.
در این کوره‌ها، گاز می‌سوزد و به این شکل گرما دهی جسم داخل کوره انجام می‌گیرد. بسته به متریالی که استفاده میشود، شمش باید مدت معینی را در کوره‌ی قوسی باقی بماند.
وقتی که شمش به شدت حرارت دید و سرخ شد، آن را از کوره خارج می کنند. حال بایستی شمش توسط دستگاه لخ پرس، سوراخ شود.
سپس نوبت آن می‌رسد تا شمش، ظاهر استوانه‌ای و لوله‌ای شکل را به خود بگیرد. این عملیات، با کمک دستگاه النگاتور، انجام میشود.
اکنون لوله به صورت توپر ساخته شده است. پس وقت آن است که داخل لوله را خالی کنیم. برای این منظور سمبه‌ای به طول ۱۲ متر را با سرعت بالا، داخل لوله توپر، شلیک میکنند. سپس لوله را برای رفع تاب و اعوجاج تحت عملیات مختلف قرار می‌دهند. و در پایان، سنبه را از لوله، خارج می‌نمایند.
سپس نوبت فرم دهی به سر و ته لوله است. باید فرم سر و ته لوله به شکل گرد درآید. و بعد از آن لوله را تحت کشش قرار داده و آن را در ابعاد طولی مختلف می‌رسانند. معمولا حداکثر طول برای لوله‌های مانیسمان، ۲۴ متر خواهد بود.
لوله‌های مانیسمان ایجاد شده را آب شست‌وشو داده و آن را خنک میکنند. سپس برای سفارش مشتری، لوله‌ها را برش می‌زنند.
در نهایت یک سری عملیات برای ظاهر بهتر و مقاوم‌تر بر روی لوله صورت می‌گیرد. به عنوان نمونه، برای این‌که فرایند جوشکاری روی لوله‌های مانیسمان، راحت‌تر صورت بگیرد، دو سر لوله را با دستگاه کونیک صاف میکنند. یا این‌که سطح لوله‌ها را برای جلوگیری از زنگ زدگی، پولیش روغنی میکنند و … .
در نهایت لوله‌ها باید تحت عملیات و آزمایشات بازرسی قرار بگیرند. در صورت صحت و رعایت استانداردهای لازم در محصول مورد نظر، آن را بسته‌بندی خواهند کرد.
مرحله‌ی نهایی تولید
به تمام لوله‌های مانیسمانی که از هر کدام از روش‌های بالا، ساخته شود، در مرحله‌ی نهایی، لاک سیاه رنگی زده میشود که به آن black varnish گفته میشود.
سپس اگر نیاز بود، لوله‌ها را برای عملیات روکشی مانند اجرای روکش گالوانیزه (که به منظور افزایش مقاومت لوله در برابر شرایط خاص رطوبت و ضدزنگ ساختن آن، انجام میشود.) آماده‌سازی میکنند.
برای انجام روکش گالوانیزه، بایستی ابتدا لوله‌های مانیسمان را تحت عملیات سندبلاست قرار دهند. در این عملیات سندبلاست، هدف پاک سازی سطح لوله از هرگونه مواد زائد و زائدگی‌های فیزیکی خواهد بود. برای این منظور، ماسه‌هایی که دارای خواص پاک کنندگی هستند، با فشار زیاد بر روی لوله‌ها پاشیده می‌شون
انواع لوله های مانیسمان
کارخانه های مختلفی در دنیا لوله بدون درز تولید می کند که برخی از آن ها عبارتند از :رومانی آرسلومتال، اکراین اینترپایپ ، اسپانیا تووس و تناریس.
لوله های مانیسمان چینی هم انواع مختلفی دارند از جمله کارخانه های چینی : ام اند آر چین، هیبی هویکه چین ، لانترین چین (که این دو از مارک های جزو وندورلیست شرکت های نفت و گاز می باشند) ، جی اس تی چین (که در بازار بیشتر موجود است).
همچنین لوله های بدون درز درایران در کارخانه گروه ملی اهواز تولید می شوند که تقاضای نسبتا زیادی دارند اما تعداد عرضه و تقاضا همخوانی ندارند، بعضی از شرکت و ارگان های دولتی در ایران تقاضا دارند که تمامی محصولات تولید ملی باشند. قیمت لوله اهوازی نسبت به کیفیت و عوامل دیگر گران تر از لوله های چینی هستند اما حواستان باشد لوله طرح اهواز خرید نکنید!
بیشتر بخوانید: