آیا می‌دانستید که لولههای سیاه درزدار در بیش از ۷۰ درصد پروژههای تأسیساتی و صنعتی به کار می‌روند؟ این لولهها به دلیل استحکام، قیمت مقرون‌به‌صرفه و قابلیت جوشکاری بالا، انتخاب اول بسیاری از مهندسان و صنعتگران هستند. لوله سیاه درزدار از ورق فولادی ساخته شده و به واسطه خط جوش مشخص روی بدنه‌اش شناخته می‌شود. این ویژگی تأثیر مستقیمی بر کاربرد و عملکرد آن در صنایع مختلف دارد. در ادامه، با مشخصات، مزایا و کاربردهای این لوله آشنا خواهیم شد.
فهرست محتوا
فرآیند تولید لوله سیاه درزدار
فرآیند تولید لوله سیاه درزدار از ورقهای فولادی نورد گرم (ورق سیاه) آغاز می‌شود. این ورق‌ها در ابتدا به صورت رول‌های بزرگ وارد کارخانه شده و سپس با استفاده از دستگاه‌های برش، به نوارهایی با عرض مشخص تقسیم میشوند. این نوارها بر اساس قطر نهایی لوله، در اندازه‌های مختلفی برش داده شده و برای مرحله بعدی آماده میشوند.
پس از برش، نوارهای فولادی وارد بخش شکل‌دهی میشوند. در این مرحله، نوارها از میان مجموعه‌ای از غلتک‌های مخصوص عبور کرده و به‌تدریج به فرم استوانه‌ای در می‌آیند. این غلتک‌ها با اعمال فشار تدریجی، لبه‌های ورق را به هم نزدیک می‌کنند تا آماده جوشکاری شوند. دقت در این مرحله بسیار مهم است، زیرا هرگونه عدم تقارن در شکل‌دهی می‌تواند باعث ایجاد ضعف در جوشکاری و کاهش استحکام لوله شود.
پس از فرم‌دهی، فرآیند جوشکاری آغاز می‌شود. یکی از رایج‌ترین روش‌های جوشکاری برای تولید لوله سیاه درزدار، جوشکاری مقاومتی الکتریکی (ERW) است. در این روش، جریان الکتریکی از دو لبه ورق عبور کرده و باعث ایجاد گرمای موضعی و اتصال لبه‌ها به یکدیگر می‌شود. برای لوله‌هایی با قطرهای بزرگ‌تر، از روش جوشکاری زیرپودری (SAW) استفاده می‌شود که در آن، جوشکاری تحت لایه‌ای از پودر محافظ انجام شده و استحکام بیشتری به جوش میدهد.
براساس سایت https://www.wermac.org در این تصویر مراحل روش ERW شرخ داده شده است:
آشنایی با جوشکاری مقاومتی الکتریکی (ERW)
پس از جوشکاری، به دلیل تغییرات دمایی، درز جوش دچار تنش‌های داخلی می‌شود که می‌تواند بر کیفیت لوله تأثیر بگذارد. برای از بین بردن این تنش‌ها، لولهها تحت عملیات حرارتی قرار می‌گیرند. در این مرحله، لولهها تا دمای مشخصی گرم شده و سپس به‌صورت کنترل‌شده خنک میشوند. این فرآیند موجب بهبود خواص مکانیکی و افزایش مقاومت لوله در برابر شکستگی و تغییر شکل می‌شود.
پس از عملیات حرارتی، لولهها باید به ابعاد استاندارد برسند. برای این کار، آن‌ها از غلتک‌های کالیبراسیون عبور داده میشوند تا قطر نهایی آن‌ها تنظیم شود. سپس با استفاده از دستگاه‌های برش، لولهها به طول‌های استاندارد مانند ۶ یا ۱۲ متر تقسیم میشوند. در این مرحله، دقت در برشکاری اهمیت زیادی دارد تا لولهها بدون نقص و مطابق با استانداردهای صنعتی تولید شوند.
قبل از عرضه به بازار، تست‌های کنترل کیفیت روی لولهها انجام می‌شود. از جمله این تست‌ها می‌توان به تست اولتراسونیک (UT) برای بررسی عیوب داخلی و جوشکاری، تست فشار (هیدرواستاتیک) برای اطمینان از مقاومت لوله در برابر فشار بالا و تست‌های ابعادی برای کنترل یکنواختی قطر و ضخامت اشاره کرد. این تست‌ها نقش مهمی در تضمین کیفیت نهایی محصول دارند و از ورود لولههای معیوب به بازار جلوگیری می‌کنند.
در مرحله پایانی، برای جلوگیری از زنگ‌زدگی و افزایش دوام، سطح لولهها با روغن‌های ضدزنگ یا رنگ‌های محافظ پوشش داده می‌شود. سپس لولهها بسته‌بندی شده و برای ارسال به بازار آماده میشوند. به این ترتیب، لولههای سیاه درزدار با کیفیت بالا و هزینه تولید مناسب، در صنایع مختلفی از جمله ساختمان‌سازی، تأسیسات و خطوط انتقال سیالات مورد استفاده قرار می‌گیرند.
ویژگی‌های لوله سیاه درزدار
- لولههای درزدار سیاه دارای ویژگی‌های متعددی هستند که باعث کاربرد گسترده آن‌ها در صنایع مختلف می‌شود. یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های این لولهها مقاومت مکانیکی بالا است. به دلیل استفاده از ورقهای فولادی نورد گرم، این لولهها توانایی تحمل فشارهای متوسط را دارند و برای مصارف ساختمانی، تأسیسات و انتقال سیالات کم‌فشار مناسب هستند.
- یکی دیگر از ویژگی‌های مهم این لولهها قابلیت جوشکاری آسان است. سطح این لولهها به‌خوبی با روش‌های مختلف جوشکاری هماهنگ است و امکان اتصال آن‌ها به سایر قطعات فلزی وجود دارد. همچنین، به دلیل ساختار فولادی، لولههای درزدار سیاه از نظر شکل‌پذیری نیز مناسب هستند و می‌توان آن‌ها را خم یا برش داد.
- هزینه تولید کمتر نسبت به لولههای بدون درز، یکی دیگر از ویژگی‌های کلیدی این محصولات است. به دلیل روش تولید سادهتر و استفاده از ورقهای فولادی به جای شمش، قیمت نهایی این لولهها مقرون‌به‌صرفه‌تر است و گزینه اقتصادی‌تری برای پروژههای صنعتی و ساختمانی محسوب می‌شود.
- از لحاظ سطح ظاهری، این لولهها دارای پوشش اکسیدی سیاه‌رنگ هستند که از واکنش سطح فولاد با اکسیژن در حین فرآیند نورد گرم به وجود می‌آید. این پوشش تا حدی از زنگ‌زدگی جلوگیری می‌کند، اما در محیط‌های مرطوب و خورنده نیاز به پوششهای محافظ اضافی مانند رنگ یا گالوانیزه دارد.
- در نهایت، دامنه کاربرد گسترده این لولهها از دیگر مزایای آن‌ها محسوب می‌شود. از این لولهها در ساخت داربست‌های فلزی، سازه‌های فولادی، سیستمهای تهویه، خطوط لوله‌کشی و حتی در برخی تجهیزات صنعتی استفاده می‌شود. این ویژگی‌ها باعث شده است که لولههای سیاه درزدار به یکی از پرکاربردترین انواع لولههای فولادی تبدیل شوند.
- 🔗 مقاله مرتبط جهت مطالعه بیشتر : انواع لوله سیاه چیست؟
کاربردهای لوله سیاه درزدار
- سیستمهای انتقال آب و فاضلاب
لولههای سیاه درزدار به دلیل مقاومت در برابر فشار و استحکام مناسب، در سیستمهای انتقال آب و فاضلاب به‌طور گسترده‌ای استفاده میشوند. - ساختمان‌سازی
در ساخت اسکلت فلزی ساختمان‌ها و سازه‌های مختلف، از این لولهها به عنوان ستون یا تیر استفاده می‌شود. - صنایع نفت و گاز
این لولهها در برخی موارد برای انتقال مواد نفتی یا گازی استفاده میشوند، البته در شرایط فشار پایین‌تر نسبت به لولههای بدون درز. - سیستمهای گرمایشی و سرمایشی
در سیستمهای انتقال حرارت مانند شوفاژخانه‌ها و چیلرها، این لولهها به دلیل جوش‌پذیری و مقاومت حرارتی مناسب به کار می‌روند. - صنایع خودروسازی
در ساخت قطعات خاصی از خودروها که نیاز به لولههای سبک و مقاوم دارند، لولههای سیاه درزدار به کار گرفته میشوند.
مزایای لوله سیاه درزدار
لولههای سیاه درزدار به دلیل ویژگی‌های منحصر‌به‌فردشان، مزایای متعددی دارند که آن‌ها را به گزینه‌ای پرکاربرد در صنایع مختلف تبدیل کرده است. یکی از مهم‌ترین مزایای این لولهها قیمت مقرون‌به‌صرفه آن‌هاست. فرآیند تولید لولههای درزدار نسبت به لولههای بدون درز سادهتر و کم‌هزینه‌تر است، زیرا در تولید آن‌ها از ورقهای فولادی استفاده می‌شود و نیازی به تجهیزات پیچیده برای کشش و اکستروژن فولاد نیست.
مزیت دیگر این لولهها تنوع ابعادی و قابلیت تولید در اندازه‌های مختلف است. با توجه به اینکه لولههای درزدار از ورق فولادی ساخته میشوند، امکان تغییر ضخامت، قطر و طول آن‌ها به‌راحتی وجود دارد. این موضوع باعث شده است که بتوان از این لولهها در کاربردهای متنوعی مانند تأسیسات ساختمانی، داربست، خطوط انتقال و صنایع مختلف بهره برد.
نصب و جوشکاری آسان نیز یکی دیگر از مزایای لولههای سیاه درزدار است. این لولهها به دلیل ساختار یکنواخت خود، به‌راحتی برش داده شده و جوشکاری میشوند. این ویژگی باعث کاهش هزینه‌های اجرایی در پروژههای عمرانی و صنعتی می‌شود.
از نظر مقاومت مکانیکی و استحکام مناسب، لولههای سیاه درزدار توان تحمل فشارهای متوسط را دارند و برای بسیاری از کاربردهای صنعتی و ساختمانی گزینه‌ای مناسب محسوب میشوند. البته میزان استحکام آن‌ها به نوع جوش و کیفیت تولید بستگی دارد، اما در مجموع برای بسیاری از نیازهای مهندسی پاسخگو هستند.
علاوه بر این، دسترسی آسان به این لولهها در بازار از دیگر مزایای آن‌ها است. به دلیل تولید گسترده و تقاضای بالا، این لولهها در بازار به‌وفور یافت میشوند و خریداران می‌توانند با هزینه مناسب، متناسب با نیاز خود، انواع مختلف آن را تهیه کنند.
در نهایت، امکان پوشش‌دهی و افزایش مقاومت در برابر خوردگی نیز از مزایای این لولهها محسوب می‌شود. اگرچه لولههای سیاه درزدار به‌طور طبیعی در برابر زنگ‌زدگی حساس هستند، اما می‌توان با استفاده از پوشش‌هایی مانند رنگ، روغن ضدزنگ یا گالوانیزه، دوام آن‌ها را افزایش داد و از آن‌ها در محیط‌های مرطوب و خورنده استفاده کرد.
معایب لوله سیاه درزدار
لولههای سیاه درزدار با وجود کاربرد گسترده و قیمت مناسب، دارای محدودیت‌هایی هستند که باید در هنگام انتخاب و استفاده از آن‌ها در نظر گرفته شوند. این معایب عمدتاً به ساختار جوشکاری‌شده، مقاومت در برابر خوردگی و محدودیت‌های فشاری مربوط میشوند. در ادامه، مهم‌ترین نقاط ضعف این لولهها بررسی می‌شود.
۱. مقاومت کمتر در برابر فشار و ضربه
به دلیل وجود درز جوش، این لولهها نسبت به لولههای بدون درز از استحکام کمتری برخوردارند. در شرایطی که نیاز به تحمل فشار بالا یا ضربات ناگهانی باشد، احتمال آسیب‌دیدگی در محل جوش افزایش می‌یابد. به همین دلیل، این لولهها برای صنایع پرخطر مانند نفت و گاز چندان مناسب نیستند.
۲. حساسیت به زنگ‌زدگی و خوردگی
سطح لولههای سیاه درزدار فاقد پوشش محافظ مقاوم است؛ بنابراین در تماس با رطوبت و مواد خورنده به‌سرعت دچار زنگ‌زدگی میشوند. برای افزایش دوام، لازم است از روش‌هایی مانند رنگ‌آمیزی، روغن‌کاری یا گالوانیزه کردن استفاده شود که این کار موجب افزایش هزینه‌های نگهداری خواهد شد.
۳. احتمال وجود نقص در جوشکاری
کیفیت جوش در لولههای درزدار اهمیت بالایی دارد. اگر فرآیند جوشکاری به‌درستی انجام نشود یا کنترل کیفیت ضعیف باشد، ممکن است ترک‌های میکروسکوپی، حفره‌ها و ناپیوستگی‌هایی در محل جوش ایجاد شود که باعث کاهش مقاومت کلی لوله می‌شود. این موضوع به‌خصوص در لولههای با درز مستقیم یا اسپیرال اهمیت بیشتری دارد.
۴. محدودیت در استفاده برای سیالات پرفشار
به دلیل ضعف نسبی درز جوش، این لولهها معمولاً برای انتقال سیالات پرفشار و گازهای خطرناک توصیه نمی‌شوند. در سیستمهای انتقال گاز تحت فشار یا سیالاتی با درجه حرارت بالا، لولههای بدون درز عملکرد بهتری دارند و ایمنی بیشتری را تأمین می‌کنند.
۵. وزن بالاتر نسبت به برخی جایگزین‌ها
لولههای سیاه درزدار به دلیل ساختار فولادی و ضخامت نسبی بیشتر، نسبت به برخی لولههای جایگزین مانند لولههای گالوانیزه سبک یا پلاستیکی، وزن بالاتری دارند. این ویژگی ممکن است فرآیند حمل‌ونقل و نصب آن‌ها را دشوارتر کند.
تفاوت لوله سیاه درزدار و بدون درز
تفاوت اصلی بین لولههای سیاه درزدار و بدون درز در نحوه تولید و ساختار آن‌ها است. لولههای سیاه درزدار از ورقهای فولادی تشکیل میشوند که ابتدا به نوارهایی بریده شده و سپس این نوارها به شکل استوانه‌ای در می‌آیند. پس از آن، دو لبه نوارها به‌وسیله جوشکاری به هم وصل میشوند.
این فرآیند جوشکاری باعث ایجاد درزی در طول لوله می‌شود که به همین دلیل این نوع لولهها به “درزدار” شناخته میشوند. اما در لولههای بدون درز، فرآیند تولید به گونه‌ای است که هیچ جوشکاری در طول لوله وجود ندارد. این لولهها از یک تکه فولاد که به شکل استوانه در می‌آید تولید میشوند و به‌طور کامل بدون درز یا شکاف هستند.
از نظر استحکام و مقاومت، لولههای بدون درز معمولاً مقاومت بیشتری در برابر فشار و تنش دارند زیرا ساختار آن‌ها یکپارچه است و هیچ درزی که بتواند نقطه ضعف ایجاد کند، وجود ندارد. به همین دلیل، این نوع لولهها برای کاربردهایی که نیاز به تحمل فشارهای بالا دارند، مانند سیستمهای انتقال گاز، نفت و سیالات با فشار زیاد، مناسب‌تر هستند. در مقابل، لولههای سیاه درزدار به دلیل وجود درز جوش، معمولاً برای کاربردهایی با فشار پایین‌تر مناسب‌اند.
قیمت یکی دیگر از تفاوت‌های عمده است. لولههای سیاه درزدار به دلیل فرآیند تولید سادهتر و استفاده از ورقهای فولادی ارزانتر، قیمت پایین‌تری نسبت به لولههای بدون درز دارند. این لولهها به‌دلیل هزینه تولید کمتر، در پروژه‌هایی که هزینه‌ها محدود است، کاربرد گسترده‌ای دارند.
مقاومت در برابر خوردگی نیز در این دو نوع لوله متفاوت است. لولههای بدون درز معمولاً مقاومت بیشتری در برابر خوردگی و آسیب‌های ناشی از فشار و ضربه دارند زیرا ساختار یکپارچه‌ای دارند. اما لولههای درزدار در نقطه جوش ممکن است آسیب‌پذیرتر باشند و به همین دلیل برای کاربردهای خاصی که نیاز به مقاومت بیشتر دارند، نیاز به پوششهای حفاظتی دارند.
وزن و حمل‌ونقل نیز یک تفاوت دیگر است. لولههای بدون درز به دلیل ساختار محکم‌تر و یکنواخت‌تر معمولاً سنگین‌تر هستند، در حالی که لولههای درزدار به دلیل ساختار سادهتر و درز جوش ممکن است کمی سبک‌تر باشند.
در نهایت، روش تولید لولههای بدون درز پیچیده‌تر است و نیاز به ماشین‌آلات خاصی دارد، در حالی که تولید لولههای درزدار سادهتر و هزینه‌برتر است، اما برای پروژههای عمومی و نیاز به تولید سریع‌تر مقرون‌به‌صرفه‌تر است.
جدول مقایسه لولههای سیاه درزدار و بدون درز
| ویژگی‌ها | لوله سیاه درزدار | لوله بدون درز |
| روش تولید | ساخته‌شده از ورق فولادی و جوشکاری‌شده | تولید یکپارچه بدون جوش |
| استحکام | مقاومت کمتر به دلیل وجود درز جوش | استحکام بالاتر به دلیل ساختار یکپارچه |
| مقاومت در برابر فشار | مناسب برای فشارهای متوسط و کم | مناسب برای فشارهای بالا |
| مقاومت در برابر خوردگی | درز جوش می‌تواند نقطه ضعف ایجاد کند | مقاومت بالاتر به دلیل عدم وجود درز |
| کاربرد | تأسیسات ساختمانی، خطوط انتقال کم‌فشار | صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاه‌ها |
| قیمت | ارزانتر به دلیل تولید سادهتر | گران‌تر به دلیل فرآیند تولید پیچیده |
| وزن | سبک‌تر به دلیل ساختار نازک‌تر | سنگین‌تر به دلیل استحکام بیشتر |
| نصب و جوشکاری | نصب و جوشکاری آسان | نیاز به مهارت بالاتر برای جوشکاری |
- ۱. روش تولید
- لولههای درزدار از ورقهای فولادی که به شکل استوانه‌ای در می‌آیند، ساخته میشوند. سپس با استفاده از روش‌های جوشکاری، دو لبه ورق به هم متصل میشوند. اما لولههای بدون درز از یک قطعه فولادی توپر تولید شده و با روش‌هایی مانند کشش و نورد گرم به شکل لوله درمی‌آیند، بدون آنکه هیچ درزی در ساختار آن‌ها وجود داشته باشد.
- ۲. مقاومت و استحکام
- لولههای بدون درز به دلیل یکپارچگی ساختاری، مقاومت بیشتری در برابر فشار و تنش دارند. در مقابل، لولههای درزدار به دلیل داشتن درز جوش، ممکن است در برابر تنش‌های بالا ضعف نشان دهند.
- ۳. مقاومت در برابر خوردگی
- در لولههای درزدار، محل جوش ممکن است دچار زنگ‌زدگی و خوردگی شود؛ درحالی‌که لولههای بدون درز به دلیل نبود درز، مقاومت بیشتری در برابر خوردگی دارند و در شرایط سخت‌تری قابل‌استفاده‌اند.
- ۴. کاربردها
- لولههای درزدار به دلیل هزینه پایین‌تر، بیشتر در تأسیسات ساختمانی، داربست‌ها و انتقال سیالات کم‌فشار استفاده میشوند؛ اما لولههای بدون درز به دلیل تحمل فشار بالا، در صنایع حساس مانند نفت، گاز و پتروشیمی کاربرد دارند.
- ۵. هزینه و مقرون‌به‌صرفه بودن
- لولههای درزدار به دلیل فرآیند تولید سادهتر، قیمت پایین‌تری دارند و در پروژه‌هایی که هزینه اهمیت دارد، بیشتر استفاده میشوند. در مقابل، لولههای بدون درز به دلیل پیچیدگی تولید، گران‌تر هستند.
نکات مهم در خرید لوله سیاه درزدار
خرید لوله سیاه درزدار نیازمند دقت و توجه به چندین عامل مهم است تا از کیفیت، دوام و کارایی مناسب آن در پروژههای مختلف اطمینان حاصل شود. بررسی استانداردهای تولید، کیفیت جوشکاری، ضخامت و ابعاد و پوشش محافظ از نکات اساسی در انتخاب این نوع لولهها محسوب میشوند. توجه به این نکات، علاوه بر افزایش ایمنی، موجب کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات در آینده خواهد شد.
- بررسی استانداردها: اطمینان حاصل کنید که لولههای خریداری‌شده مطابق با استانداردهای ملی و بین‌المللی باشند. استانداردهای معتبر تضمین‌کننده کیفیت و ایمنی محصول هستند.
- کیفیت جوشکاری: محل جوش را از نظر یکنواختی و عدم وجود ترک، تخلخل یا ضعف ساختاری بررسی کنید. جوشکاری نامناسب می‌تواند باعث کاهش استحکام لوله و بروز نشتی یا شکستگی شود.
- ضخامت و ابعاد مناسب: انتخاب ضخامت و قطر متناسب با نیاز پروژه بسیار مهم است. لوله‌هایی که ضخامت کافی ندارند، ممکن است در برابر فشار و ضربه آسیب‌پذیر باشند.
- پوشش محافظ: از وجود پوششهای ضدزنگ مانند رنگ، روغن محافظ یا گالوانیزه اطمینان حاصل کنید. این پوشش‌ها از خوردگی و زنگ‌زدگی جلوگیری می‌کنند و عمر مفید لوله را افزایش می‌دهند.
- برند و تولیدکننده معتبر: لولههای تولیدشده توسط کارخانه‌های معتبر معمولاً کیفیت بهتری دارند. از خرید محصولات نامعتبر و بدون مشخصات فنی خودداری کنید.
- بررسی قیمت و مقرون‌به‌صرفه بودن: قیمت لوله را با توجه به کیفیت، استانداردها و نیاز پروژه مقایسه کنید. خرید ارزان‌ترین گزینه بدون بررسی کیفیت، ممکن است در آینده هزینه‌های بیشتری ایجاد کند.
سخن پایانی در رابطه با لوله درزدار سیاه
انتخاب لوله سیاه درزدار با توجه به نیازهای پروژه و دقت در بررسی نکات فنی، از جمله استانداردها، کیفیت جوشکاری، ضخامت و پوشش محافظ، اهمیت بالایی دارد. این لولهها به دلیل هزینه مناسب و کاربردهای گسترده، گزینه‌ای پرطرفدار در صنایع مختلف هستند. با توجه به نیاز پروژه، انتخاب دقیق و صحیح می‌تواند به بهبود کیفیت و ایمنی سازه‌ها کمک کند و از بروز مشکلات در آینده جلوگیری نماید. لذا، توجه به جزئیات در خرید و استفاده از این لولهها می‌تواند تاثیر قابل‌توجهی بر موفقیت پروژههای عمرانی و صنعتی داشته باشد.