لوله فولادی مقطعی توخالی با سطح مقطع دایره‌ای است که برای انتقال سیالات مانند آب، گاز، نفت و بخار و همچنین به عنوان عضو سازه‌ای به کار می‌رود. در این صفحه با انواع لوله فولادی، روش‌های تولید، مفهوم سایز اسمی و رده ضخامت، جدول ابعاد و وزن لوله و استانداردهای مرجع آشنا می‌شوید.
لوله فولادی چیست؟
شکل دایره‌ای مقطع باعث میشود فشار داخلی سیال به طور یکنواخت در دیواره لوله توزیع شود؛ به همین دلیل لوله مناسب‌ترین شکل برای انتقال سیالات تحت فشار است. لوله‌های فولادی به دلیل استحکام بالا، تحمل دما و فشار زیاد و قابلیت جوشکاری، ستون فقرات شبکه‌های آب، گاز، نفت و تاسیسات صنعتی هستند.
انواع لوله فولادی از نظر روش تولید
| نوع لوله | روش تولید | محدوده قطر رایج | کاربرد شاخص |
|---|---|---|---|
| بدون درز (مانیسمان) | سوراخکاری شمشال داغ و نورد | کوچک تا متوسط | فشار و دمای بالا، دیگ بخار، هیدرولیک |
| درز مستقیم ERW | فرم‌دهی نوار ورق و جوش مقاومتی فرکانس بالا | کوچک تا متوسط | آب، گاز، سازه، داربست |
| درز مستقیم LSAW | فرم‌دهی ورق ضخیم و جوش زیرپودری طولی | متوسط تا بزرگ | خطوط انتقال نفت و گاز، سازه‌های دریایی |
| اسپیرال SSAW | پیچش مارپیچ نوار ورق و جوش زیرپودری | بزرگ | انتقال آب، شمع‌کوبی، خطوط کم‌فشار |
لوله بدون درز (مانیسمان)
شمشال گرد فولادی تا دمای بالا گرم میشود و با عبور از میان غلتک‌های مورب و یک سنبه، در مرکز آن حفره ایجاد میشود. سپس با نورد، قطر و ضخامت به اندازه نهایی می‌رسد. چون دیواره لوله هیچ خط جوشی ندارد، مقاومت آن در برابر فشار در تمام محیط یکنواخت است.
لوله درزدار
لوله درزدار از فرم‌دهی ورق یا نوار فولادی و جوش دادن لبه‌های آن ساخته میشود. بسته به جهت درز، به دو گروه درز مستقیم (جوش در راستای طول لوله) و اسپیرال (جوش مارپیچ) تقسیم میشود. این روش امکان تولید قطرهای بزرگ و ضخامت یکنواخت دیواره را فراهم می‌کند.
انواع لوله از نظر کاربرد
مفهوم سایز اسمی و رده ضخامت
سایز لوله با اندازه اسمی بیان میشود که در سیستم اینچی NPS و در سیستم متریک DN نام دارد. اندازه اسمی یک نامگذاری است و با قطر واقعی لوله برابر نیست؛ برای مثال لوله 2 اینچ قطر خارجی 60.3 میلیمتر دارد.
برای هر سایز اسمی، قطر خارجی ثابت است و رده ضخامت (Schedule) ضخامت دیواره را مشخص می‌کند. با افزایش رده، ضخامت دیواره بیشتر و قطر داخلی کمتر میشود و لوله فشار بالاتری را تحمل می‌کند.
جدول ابعاد و وزن لوله فولادی (رده 40)
| سایز اسمی (اینچ) | DN | قطر خارجی (mm) | ضخامت رده 40 (mm) | وزن هر متر (kg) |
|---|---|---|---|---|
| 1/2 | 15 | 21.3 | 2.77 | 1.27 |
| 3/4 | 20 | 26.7 | 2.87 | 1.69 |
| 1 | 25 | 33.4 | 3.38 | 2.50 |
| 1 1/4 | 32 | 42.2 | 3.56 | 3.39 |
| 1 1/2 | 40 | 48.3 | 3.68 | 4.05 |
| 2 | 50 | 60.3 | 3.91 | 5.44 |
| 2 1/2 | 65 | 73.0 | 5.16 | 8.63 |
| 3 | 80 | 88.9 | 5.49 | 11.29 |
| 4 | 100 | 114.3 | 6.02 | 16.07 |
| 5 | 125 | 141.3 | 6.55 | 21.77 |
| 6 | 150 | 168.3 | 7.11 | 28.26 |
| 8 | 200 | 219.1 | 8.18 | 42.55 |
| 10 | 250 | 273.0 | 9.27 | 60.29 |
| 12 | 300 | 323.8 | 10.31 | 79.70 |
ابعاد مطابق استاندارد ASME B36.10M و وزن‌ها مقادیر تئوری برای لوله سیاه ساده هستند.
وزن تئوری بر پایه چگالی 7850 کیلوگرم بر متر مکعب؛ وزن واقعی در محدوده رواداری استاندارد می‌تواند کمی متفاوت باشد.
فرمول محاسبه وزن لوله
اگر قطر خارجی (OD) و ضخامت (t) بر حسب میلیمتر باشند، وزن هر متر لوله بر حسب کیلوگرم برابر است با:
W = (OD − t) × t × 0.02466
برای مثال وزن هر متر لوله 4 اینچ رده 40 برابر است با (114.3 منهای 6.02) ضرب در 6.02 ضرب در 0.02466 که حدود 16.07 کیلوگرم میشود.
کاربردهای لوله فولادی
- نفت، گاز و پتروشیمی: خطوط انتقال، لوله‌کشی فرایندی و تاسیسات پالایشگاهی.
- آب و فاضلاب: خطوط انتقال آب، شبکه‌های توزیع و ایستگاه‌های پمپاژ.
- تاسیسات ساختمان: گازرسانی، آتش‌نشانی، گرمایش و سرمایش.
- نیروگاه و صنایع: خطوط بخار، دیگ‌های بخار و مبدل‌های حرارتی.
- سازه: ستون‌ها، خرپاهای فضایی، شمع‌های فولادی، داربست و نرده.
نکات نگهداری لوله
- لوله‌ها روی تکیه‌گاه چوبی و با مهار جانبی چیده شوند تا از غلتیدن و تماس با زمین جلوگیری شود.
- دو سر لوله و رزوه‌ها با درپوش محافظت شوند تا آسیب نبینند و آلودگی وارد لوله نشود.
- لوله‌های گالوانیزه در محیط خشک و دارای تهویه نگهداری شوند تا سفیدک ایجاد نشود.
سوالات متداول درباره لوله فولادی
تفاوت لوله درزدار و بدون درز چیست؟
لوله درزدار از خمکردن و جوش دادن ورق ساخته میشود و خط جوش دارد. لوله بدون درز از سوراخکاری شمشال داغ تولید میشود، خط جوش ندارد و برای فشار و دمای بالا مناسبتر است.
لوله مانیسمان چیست؟
مانیسمان نام رایج لوله بدون درز است که از نام روش ابداعی تولید این لوله‌ها گرفته شده است.
رده 40 در لوله به چه معناست؟
رده یا Schedule عددی است که ضخامت دیواره لوله را برای هر سایز اسمی مشخص می‌کند. هرچه رده بالاتر باشد، دیواره ضخیم‌تر است.
آیا سایز اسمی لوله همان قطر خارجی است؟
خیر. سایز اسمی فقط یک نامگذاری است. برای مثال لوله 1 اینچ قطر خارجی 33.4 میلیمتر دارد.
وزن لوله فولادی چگونه محاسبه میشود؟
ضخامت را از قطر خارجی کم کنید، حاصل را در ضخامت و سپس در 0.02466 ضرب کنید تا وزن هر متر بر حسب کیلوگرم به دست آید.
مقاطع فولادی مرتبط
میلگردتیرآهنورقپروفیلنبشیناودانی
منابع و استانداردهای مرجع
- ASME B36.10M: ابعاد لوله‌های فولادی جوشی و بدون درز
- API 5L: مشخصات لوله‌های خطوط انتقال
- ASTM A53/A53M: لوله فولادی سیاه و گالوانیزه، جوشی و بدون درز
- ASTM A106/A106M: لوله فولاد کربنی بدون درز برای کار در دمای بالا
- EN 10255: لوله‌های فولادی غیرآلیاژی مناسب برای جوشکاری و رزوه‌کاری
- EN 39: لوله‌های فولادی برای داربست
