لوله چیست ، هر یک از انواع آن چه کاربردی

از لوله جهت انتقال سیالات از یک مکان به مکانی دیگر استفاده میشود. اما با توجه به تنوع موادی که قرار است توسط لوله ها منتقل و جابجا شوند، الزام وجود تنوع در جنس لوله ها امری ضروری می باشد. بر همین اساس، انواع لوله از لوله های فلزی گرفته تا لوله های پلاستیکی توسعه داده شدند.

لوله چیست ؟

هر قطعه استوانه ای توخالی که دارای سطح مقطع دایره ای باشد را لوله می گویند که برای آبرسانی، انتقال نفت و گاز و یا سایر سیالات به کار برده می شوند. لوله ها باید حتما مطابق استاندارد ساخته شوند و نمی توان آنها را در هر اندازه و سایز دلخواهی تولید کرد.

ضمن اینکه فاکتور تعیین کننده در لوله ها، ضخامت لوله می باشد که لوله ها بر همین اساس سایزبندی می شوند. ضخامت لوله عبارتست از اختلاف بین قطر خارجی و قطر داخلی لوله که اگر این ضخامت کم باشد، لوله جدار نازک بوده و لوله های جدار ضخیم را لوله گوشتی یا لوله گوشتدار می نامند. لوله ها باید دارای ویژگی های مکانیکی و شیمیایی مناسب نظیر استحکام کافی، عدم واکنش پذیری با سیال درون آن و شکل پذیری مناسب باشند.

استاندارد و کلاس لوله

یکپارچگی یک سیستم لوله کشی به ملاحظات و اصول مورد استفاده در طراحی، ساخت و نگهداری سیستم بستگی دارد. سیستم های لوله کشی از اجزایی مانند لوله، فلنج، تکیه گاه، واشر، پیچ، شیر، صافی، اتصالات انعطاف پذیر و انبساطی ساخته شده اند. قطعات را می‌توان در مواد مختلف، در انواع و اندازه‌های مختلف ساخت و ممکن است مطابق با استانداردهای رایج ملی یا مطابق با اقلام اختصاصی سازنده تولید شوند. برخی از شرکت ها حتی استانداردهای لوله کشی داخلی خود را بر اساس استانداردهای ملی و بخش صنعت منتشر می کنند.

مهم ترین استانداردهایی که لوله ها را طبقه بندی می کنند شامل استانداردهای ANSI، ASME، ISO، DIN، BS و API می شوند. یکی از این استانداردها، استاندارد ASME B31 می باشد که قبلاً با نام ANSI B31 شناخته می شد. کد B31 لوله های تحت فشار را به صورت های لوله کشی نیروگاهی ASME B31.1 ، لوله کشی سوخت های گازی ASME B31.2، لوله کشی فرآیند و پتروشیمی ASME B31.3 ، سیستم های حمل و نقل خط لوله برای هیدروکربن های مایع و سایر مایعات ASME B31.4 ، لوله کشی تبرید و اجزای انتقال حرارت ASME B31.5 ، سیستم های لوله کشی انتقال و توزیع گاز ASME B31.8 و لوله کشی های ساختمانی ASME B31.9 پوشش می دهد.

انجمن نفت آمریکا یا API، استاندارد API 5L را برای خطوط لوله مدنظر قرار داده است که خود شامل انواع PSL1 و PSL2 می باشد. ضمن اینکه استاندارد API 1104 به خطوط لوله جوشکاری شده اشاره دارد. استاندارد AWWA یا انجمن کار با آب آمریکا، به عناصر لوله کشی مورد نیاز برای خدمات آب کم فشار اشاره دارد. این استانداردها نسبت به سایر استانداردها سختگیری کمتری دارند. شیرها، فلنج‌ها و غیره که برای خطوط لوله آب با قطر بزرگ مورد نیاز هستند تحت این استاندارد قرار دارند و به ندرت توسط مهندسان لوله‌کشی بررسی می‌شوند.

انواع لوله

همانطور که پیش از این گفته شد، لوله ها بر اساس روش ساخت و نیز نوع متریال مورد استفاده در تولید آنها به انواع مختلفی تقسیم می شوند که هر یک ویژگی های منحصر به فردی داشته و متناسب با کاربردی خاص به کار برده می شوند. در ادامه به بررسی انواع لوله های موجود در بازار و صنعت پرداخته خواهد شد.

انواع لوله بر اساس فرآیند تولید

فرآیند تولید هر قطعه مهندسی یکی از مهم ترین فاکتورهای تاثیرگذار بر روی خواص و به دنبال آن کاربرد قطعه مورد نظر می باشد. لوله ها نیز از این قاعده مستثنی نبوده و یکی از طبقه بندی لوله ها مطابق با نحوه تولید آنها می باشد. بر اساس فرآیند تولید، لوله ها به انواع زیر تقسیم بندی می شوند:

لوله درز دار یا لوله درز جوش

این لوله ها حاصل انجام فرآیند جوشکاری ورق هایی هستند که به روش نورد سرد شکل گرفته اند. هر نوع ماده فلزی و یا غیر فلزی که قابلیت جوشکاری داشته باشد، می تواند به صورت درز دار تولید شود. درز جوش در این نوع لوله ها در راستای محور طولی لوله می باشد. انواع لوله های درز دار در صنایع هوافضا، صنایع ساخت و ساز و نیز آبرسانی و خطوط انتقال نفت و گاز به کار برده می شوند.

لوله اسپیرال

لوله اسپیرال نوعی لوله درز دار بوده که برخلاف لوله های درز جوش معمولی که در راستای طول لوله جوش داده می شوند، این لوله ها حاصل فرآیند جوشکاری مارپیچ می باشند. جوشکاری مارپیچ بر روی لوله ها سبب شده تا نشت کمتری از لوله های اسپیرال اتفاق افتاده که آنها را برای حمل و انتقال میعانات و گازها بسیار مناسب می گرداند.

لوله بدون درز

لوله های بدون درز گونه دیگری از لوله ها بوده که از لوله های فولادی تا لوله های پلاستیکی را شامل می شوند. لوله های بدون درز توسط فرآیندهایی نظیر اکستروژن و یا روش های چرخشی گریز از مرکز تولید می شوند. این لوله ها به سبب اینکه هیچ گونه درزی بر روی بدنه خود ندارند، به طور گسترده در صنایع هسته ای، گاز طبیعی، پتروشیمی، کشتی سازی و کاربردهای دما و فشار بالا مورد استفاده قرار می گیرند.

لوله مانیسمان

لوله مانیسمان یکی از انواع لوله های بدون درز بوده که معمولا از جنس فولادی می باشد و برای کاربردهای خاص نیز می توان با افزودن عناصر آلیاژی به فولاد کربنی، برخی خواص را در آن بهبود بخشید. از جمله کاربرد لوله مانیسمان می توان به تجهیزات میدان نفتی، مخازن تحت فشار قوی، انتقال آب و فاضلاب، انتقال مواد اسیدی و سمی و دکل های دریایی اشاره کرد.

انواع لوله ها بر اساس جنس متریال

تا به اینجا، لوله ها را بر اساس فرآیند تولید آنها دسته بندی کردیم اما فاکتور دیگری که یک طبقه بندی جامع تر را رقم می زند، تفاوت در جنس لوله ها می باشد. بر اساس جنس، لوله ها به انواع زیر تقسیم می شوند:

انواع لوله های فلزی یا لوله های فولادی

همانطور که از نام این لوله ها پیداست، اساس و بنیان آنها را یک فلز تشکیل می دهد. حال با توجه به اینکه فلزاتی که در تولید لوله ها به کار می روند تنوع زیادی دارند.

فولاد به دلیل استحکام بسیار بالا، قابلیت جوش پذیری بسیار خوب و نیز مقرون به صرفه بودن، در ساخت اکثر مقاطع ساختمانی و صنعتی به کار برده می شود که لوله نیز یکی از آنها می باشد. لوله های فولادی خود نیز با توجه به خواص، انجام عملیات پس از تولید بر روی آنها و یا کاربردهای خاص به انواع مختلفی تقسیم بندی می شوند که شامل لوله داربستی، لوله گالوانیزه، لوله های گازی فولادی، لوله مبلی و لوله جداره چاه می باشند. با انواع روش ها و فرآیند تولید لوله فولادی آشنا شوید.

لوله گالوانیزه

لوله گالوانیزه نوعی لوله فولادی بوده که به سبب ضعف برخی از لوله های فولادی در برابر خوردگی و اکسیداسیون و در نهایت ایجاد نشتی در آنها، با پوششی از جنس روی، پوشش داده شده اند. گالوانیزه کردن یکی از روش های مقرون به صرفه در بین روش های مختلف پوشش دهی بوده که سبب افزایش طول عمر لوله فولادی می شود. ازجمله کاربرد لوله گالوانیزه می توان به صنایع خودروسازی و هوافضا، آب و فاضلاب و لوله کشی های ساختمانی، صنایع مربوط به انرژی های بادی و خورشیدی، صنایع کشاورزی و ساخت و ساز های مسکونی و صنعتی اشاره کرد.

لوله داربستی

لوله داربستی از خانواده لوله های فولادی بوده که به صورت درز دار و یا بدون درز و با فرآیند نورد گرم تولید می شوند. کاربرد اصلی این لوله ها همانطور که از نام آنها پیداست، در ساخت داربست های مورد استفاده در صنایع ساخت و ساز می باشد. لوله داربستی تخت عنوان لوله 5 نیز شناخته می شود که معمولا دارای طول 6 متر می باشند.

لوله های گازی

لوله های گازی به منظور انتقال و توزیع گاز از محل پالایشگاه ها تا ایستگاه های افت فشار واقع در شهرها به کار برده می شوند. این لوله ها که معمولا از جنس فولاد، آن هم از نوع فولاد سیاه و یا از جنس پلی اتیلن می باشند، باید به دقت تحت کنترل کیفی قرار گیرند تا حاوی هیچ گونه نشتی و یا عیوب داخلی که منجر به ایجاد و گسترش ترک در آنها شود، نباشند. استفاده در گاز رسانی ساختمان های مسکونی و اداری، نیروگاه ها، یستم هوای فشرده و هیدرولیک و کارخانه های پتروشیمی از دیگر کاربردهای لوله گازی فولادی می باشد.

لوله مبلی

لوله مبلی نوعی لوله فولادی و جدار نازک می باشد که در دسته لوله های با وزن سبک قرار می گیرد. برخورداری از وزن کم، این لوله را برای کاربرد در صنایع خودروسازی، لوازم خانگی، تولید مبلمان و صنایع هوافضا مناسب می گرداند. از لوله مبلی به دلیل نحوه تولید آن که به صورت انجام نورد سرد بر روی ورق روغنی می باشد، تحت عنوان لوله روغنی نیز یاد می شود.

لوله جدار چاه

لوله جدار چاه نوعی لوله فولادی بوده که به منظور جلوگیری از ریزش دیواره های چاه های حفر شده برای رسیدن به آب، نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرند. البته این لوله ها می توانند از جنس پلیمر و به خصوص لوله های PVC نیز باشند. همچنین، بسته به بودجه درنظر گرفته شده برای یک پروژه، می توان علاوه بر لوله درز دار، از لوله های بدون درز نیز برای جداره چاه ها استفاده کرد.

لوله چدنی

یکی دیگر از انواع لوله های فلزی، لوله چدنی می باشد. لوله های چدنی در ابتدا به منظور لوله کشی آب و فاضلاب به کار برده می شدند. این لوله ها دارای جداره ضخیم تری نسبت به لوله های فولادی بوده اما استحکام، مقاومت به ضربه و شکل پذیری کمتری را نسبت به لوله های فولادی ارائه می هند. این امر به دلیل برخورداری چدن از کربن بیشتر نسبت به فولاد می باشد که آن را سخت و شکننده می کند. لوله های چدنی همچنین مقاومت به خوردگی پایین تری نیز نسبت به لوله های فولادی داشته و این عوامل سبب شده تا استفاده از آنها امروزه چندان رایج نباشد.

لوله مسی

لوله های مسی که دسته ای دیگر از لوله های فلزی هستند، به دلیل خاصیت مقاومت به خوردگی بسیار خوب مس، توسعه داده شدند. این لوله ها دارای ظاهری به رنگ قرمز مایل به قهوه ای بوده و در سه نوع K، L و M تولید می شوند. کاربرد اصلی لوله مسی به عنوان لوله های انتقال آب، سیستم های تهویه مطبوع، لوله های آتش نشانی، صنعت حمل و نقل برای رادیاتورهای خودرو و کامیون و خطوط هیدرولیک می باشد.

لوله های غیر فلزی

لوله های غیر فلزی انواع لوله های پلیمری، بتنی، سیمانی و یا پلاستیکی را شامل می شوند. شاید بتوان گفت که مزیت اصلی لوله های غیر فلزی نسبت به لوله های فلزی، وزن سبک تر آنها می باشد. این لوله ها نیز مشابه با لوله های فلزی، می توانند به صورت درز دار و یا بدون درز تولید شوند اما قاعدتا تولید آنها به روش درز دار با فرآیندی غیر از جوشکاری می باشد.

لوله پلی اتیلن

لوله پلی اتیلن یکی از انواع لوله های پلیمری بوده که به همین دلیل، وزن بسیار پایینی داشته و حمل آنها بسیار آسان است و به سادگی نیز نصب می شوند. یکی دیگر از مزایای اصلی لوله پلی اتیلن، خنثی بودن شیمیایی آن می باشد به گونه ای که با مواد خورنده و حلال ها هیچ واکنشی نداده و بر این اساس می توان از آنها برای حمل مایعات سمی و خورنده و خطرناک استفاده کرد. مقاوم در برابر ضربه و سایش نیز از دیگر ویژگی های مطلوب لوله پلی اتیلن می باشد.

لوله بتنی

بتن یک ماده سرامیکی با قابلیت تحمل نیروهای فشاری بالا و دوام و پایداری خوب می باشد. لوله بتنی نیز به دلیل برخورداری از مزایای مطلوب بتن ها، به طور گسترده در سیستم های فاضلاب مدرن و جمع آوری آب روان و آب باران مورد استفاده واقع می شوند. لوله های بتنی شامل دو نوع لوله بتنی ساده و لوله بتنی مسلح می باشند.

لوله پلاستیکی

لوله های پلاستیکی نیز یکی از انواع لوله های پلیمری می باشند. این لوله ها به سبب برخورداری از خواصی همچون مقاومت به سایش و خوردگی، عایق حرارتی و الکتریکی و وزن بسیار سبک به طور گسترده در سیستم های آبرسانی و آبیاری، سیستم آب و فاضلاب، مصارف کشاورزی و کارخانجات مورد استفاده قرار می گیرند. البته باید توجه داشت که لوله های پلیمری که لوله پلاستیکی هم جزوی از آنهاست، مقاومت و استحکام کمی در برابر نیروهای مکانیکی دارند.

لوله سیمانی

لوله سیمانی که تحت عنوان لوله دودکش نیز شناخته می شود، به دلیل ساختار حاوی سیمان و الیاف نسوز، مقاومت بسیار خوبی در برابر حرارت از خود نشان می دهد. استفاده به عنوان دودکش، بخاری های خانگی و موتورخانه های خانگی و صنعتی ازجمله کاربردهای لوله سیمانی می باشد.

لوله صنعتی

لوله صنعتی یک گروه بزرگ از لوله ها بوده که از لوله های فولادی تا لوله های پلی اتیلن و پلاستیکی را شامل می شود. لوله های صنعتی همانطور که از نام آنها مشخص است، به وفور در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. صنایع پتروشیمی، انتقال نفت و گاز، کارخانجات، پروژه های ساختمانی و پل سازی ازجمله زمینه های مصرف لوله های صنعتی می باشند.