لوله اسپیرال نوع خاصی لوله فولادی است که به روش مخصوصی به نام اسپیرال تولید می شود. در این روش لوله سازی، ورق فولادی به صورت مارپیچی نورد و فرم دهی شده تا لوله با قطر موردنظر بدست آید. ساخت لوله اسپیرال در میانه دهه 1960 میلادی در کشورهای صنعتی شروع شد. البته قبل از این تاریخ نیز ساخت لوله های اسپیرال انجام می شد، اما از کیفیت مناسب و قابل قیاس با لوله های درز مستقیم برخوردار نبوند.

هنوز تولید لوله های اسپیرال میزان کمی از کل تولید لوله در جهان را به خود اختصاص داده است. البته با وجود این محدودیت، بدلیل مزایای زیاد این لوله ها تولید لوله به روش اسپیرال در جهان در حال گسترش است.

فرآیند تولید لوله اسپیرال

لوله سازی اسپیرال بر مبنای نورد و شکل دهی ورق فولادی بصورت مارپیچی انجام می شود. در اصل ورق فولادی همچون رزوه که دور یک پیچ را می گیرد در شکل نهایی لوله، فرم داده می شود.  حین فرآیند اسپیرال، ورق فولادی به نحوی نورد می‌شود که جهت آن با جهت مرکز لوله در یک زاویه باشد.

به منظور تامین استحکام لازم در برابر فشار وارد شده به دیواره لوله، نوع جوش لوله از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. مهم‌ترین مرحله تولید لوله‌های اسپیرال، چگونگی جوشکاری لوله است.

در تولید لوله اسپیرال ابتدا کویل فولادی پس از ورود و آماده سازی اولیه در دستگاه ساخت لوله اسپیرال قرار داده می شود. سپس ابزار کویل بازکن دستگاه (دِکویلر) لایه های کویل فولادی را باز کرده و به سمت غلتک های هادی هدایت می کند. با عبور ورق از بین غلتک های هادی، سطح ورق صاف و عاری از هرگونه موج و اعوجاج می شود. سپس ورق صاف شده به سمت غلتک های مخصوص اسپیرال کردن (اسپیرال سازی) ارسال می شود. 

در این مرحله ورق با عبور از بین غلتک های اسپیرال که از پشت و جلو (داخل و خارج لوله) بر ورق مماس هستند آن را دور-پیچ (حلزونی) می کنند. در واقع ورق مانند رزوه دور پیچ، پیچیده می شود. لوله اسپیرال شده، شکل محصول نهایی را نشان می دهد. در مرحله بعد درز بین لایه های مجاور ورق با روش جوشکاری مناسب، جوش داده می شود.

برخلاف لوله های درز مستقیم که قطر لوله وابسته به عرض ورق است در لوله سازی اسپیرال، قطر لوله صرفاً با تغییر زاویۀ غلتک های تغذیۀ (اسپیرال ساز) تغییر می نماید. در اصل با تغییر زاویۀ غلتک های تغذیه، لوله با قطرهای مختلف ساخته می شود.

در صورت یکه در تولید لوله های درز مستقیم برای تغییر قطر لوله، کل قالب های خط تولید را باید تعویض نمود. درحالیکه در لوله¬سازی اسپیرال، لوله با قطرهای مختلف با هزینۀ کمتری نسبت به لوله درز مستقیم ساخته می شود. در ساخت لوله های اسپیرال از دو روش یک مرحله ای و دو مرحله ای استفاده می شود.

روش یک مرحله ای ساخت لوله اسپیرال:

این روش از متداول‌ترین فرایندهای ساخت لوله اسپیرال در جهان است. در این روش پس از آماده سازی و شکل دهی ورق به صورت اسپیرال، ابتدا درز داخلی در موقعیت ساعت 6 و سپس درز خارجی در موقعیت ساعت 12 توسط فرایند جوشکاری زیر پوردریSAW  جوش داده می شود. در اصل بیرون لوله پس از داخل لوله جوشکاری می شود.

باید دقت نمود که قبل از جوشکاری و در واقع همزمان با اسپیرال سازی ورق، لبه های خارجی ورق پخ زنی شود. پخ زنی لبه های ورق باعث نفوذ بیشتر جوش و استحکام نهایی بالاتر لوله نهایی می شود. پس از جوشکاری و اتمام ساخت، لوله در طول موردنظر (غالباً 12 متر) بریده می شود.

جوشکاری زیرپودری در تولید لوله اسپیرال بصورت اتوماتیک انجام می شود. تولید لوله اسپیرال به روش تک مرحله‌ای از مزایا و معایبی برخوردار است که عبارتند از:

• تجهیزات مورداستفاده در ساخت لوله اسپیرال به روش تک مرحله‌ای، کم حجم و قابل حمل هستند.
• در این روش بدلیل اینکه ابتدا و انتهایی برای جوش وجود ندارد، عیوب جوشکاری مرتبط با آن در لوله بوجود نمی آید.
• دمای جوشکاری در مقایسه با روش دو مرحله‌ای بالاتر است. این مساله موجب افزایش چقرمگی جوش می شود.
• تولید لوله‌ اسپیرال در این روش از دقت ابعادی پایین تری برخوردار است.
• به علت بالاتر بودن دمای جوشکاری در روش تک مرحله‌ای، تنش پسماند نسبت به روش دو مرحله‌ای بیشتر و البته مقاومت به خوردگی کمتر است.
• میزان بالای احتباس گاز در جوش در این روش موجب افت کیفیت جوش می‌شود.

روش دو مرحله ای ساخت لولۀ اسپیرال:

تولید لولۀ اسپیرال به صورت دو مرحله ای به صورت کلی همچون روش یک مرحله ای است. تنها تفاوت این است که در روش دو مرحله ای در حین شکل دهی و حلزونی کردن ورق، درز جوش از داخل بوسیله روش GMAW جوشکاری می شود.

در اصل قبل از جوشکاری زیرپودری، پاس ریشه با استفاده ازGMAW  جوش داده می شود. در مراحل بعدی درز داخل و درز خارج همچون روش یک مرحله ای با استفاده از جوشکاری زیرپودری جوش داده می شود.

جوشکاری پاس ریشه با استفاده ازGMAW  در موقعیت ساعت 6 و از داخل لوله انجام می شود. جدابودن مرحله شکل دهی ورق و جوشکاری زیرپودری یک مزیت تکنیکی نسبت به روش یک مرحله¬ای است. تولید لوله به روش اسپیرال در محدوده قطر 5 تا 120 اینچ انجام می شود.

استفاده از لوله های اسپیرال در صنایع گاز و نفت بدلایلی همچون انعطاف پذیری فرایند تولید، یکنواخت بودن ابعاد، خواص مکانیکی مناسب، هزینه اقتصادی و … مورد توجه زیادی قرار گرفته است. برخی از مزایا و معایب تولید لوله اسپیرال به روش دو مرحله‌ای عبارتند از:

• استفاده از لوله اسپیرال تولیدشده با این روش بدلیل زیرسازی با جوش GMAW در مرحله شکل دهی بیشتر است.
• سرعت تولید لوله اسپیرال در روش دوم، حدود 5 برابر روش تک مرحله ای است.
• در قیاس با روش تک مرحله‌ای، روش دو مرحله ای لوله‌ اسپیرال با خواص مکانیکی بهتر و اعوجاج و تنش پسماند کمتر تولید می کند.
• بدلیل عدم یکنواخت بودن جوش در ابتدا و انتهای لوله، حفرات گازی زیادی در داخل جوش بوجود می آید. به همین دلیل سرعت سردشدن و خواص مکانیکی در ابتدا و انتهای لوله متفاوت خواهد بود.
• روش دو مرحله‌ای در مقایسه با روش تک مرحله‌ای از تنظیمات پیچیده‌تری برخوردار است.

بازرسی چشمی جوش و سطح ورق، انجام تست آلتراسونیک بر روی کل خط جوش، پخ زدن سر و ته لوله جهت مونتاژ لوله ها به یکدیگر در سایت، تست هیدرواستاتیک و رادیوگرافی جوش و بازرسی نهایی جوش از سایر مراحل تولید لوله اسپیرال محسوب می شود.

به طورکلی نوع لوله اسپیرال با توجه به ضخامت لوله تعریف می‌شود. البته در دسته بندی دیگری لوله‌های فولادی اسپیرال با توجه به کیفیت لوله به سه دسته واجد شرایط، ترمیم شده و غیرقابل استفاده تقسیم بندی می شوند.

• واجد شرایط: لوله‌هایی که کیفیت آن‌ها در تطابق با استانداردها و شرایط فنی است.
• ترمیم شده: لوله‌هایی که کیفیت‌ ساخت مطابق با استاندارد و شرایط فنی نیست ولی قابل تعمیر می باشند.
• غیرقابل استفاده: لوله‌هایی که از وضعیت ظاهری و کیفیت مناسبی برخوردار نیستند و حتی بعد از تعمیر لوله نیز استاندارد و شرایط فنی لازم را کسب نخواهد کرد.

مقایسه لوله اسپیرال با لوله درز مستقیم

باید گفت لوله های اسپیرال در قیاس با لوله های درز مستقیم از هزینه ساخت پایین تری برخوردار هستند. فرآیند تولید لوله های درز مستقیم بصورت ناپیوسته و پرهزینه بوده در حالی که لوله سازی اسپیرال یک روش پیوسته محسوب میشود که خود کاهش هزینه تولید را به همراه دارد.

لوله درز مستقیم در طول 12 متر و اندازه قطر، متناسب با پهنای ورق اولیه، تولید می شود. درحالیکه لوله های اسپیرال از حیث طول و قطر لوله محدودیتی ندارند.

کیفیت ورق در روش اسپیرال در مقایسه با درز مستقیم از کیفیت بیشتری برخوردار است. در ساخت لوله های اسپیرال برخلاف لوله های درز جوش مستقیم احتیاجی به تجهیزات سنگین همچون پرس های بزرگ نیست.

لوله های اسپیرال در محدوده وسیعی از قطر و ضخامت قابل تولید بوده و هیچ گونه محدودیتی در انتخاب پهنای ورق وجود ندارد. جهت امتداد نورد ورق و درز جوش نسبت به راستای تنش های اصلی که به هنگام بهره برداری به لوله وارد می شود در مقایسه با دیگر لوله ها از استحکام و اطمینان بیشتری در برابر ترک و شکست برخوردار است.

کاربرد لوله اسپیرال

امروزه به طور گسترده از لوله های اسپیرال در خطوط انتقال نفت و گاز و خطوط آب و فاضلاب استفاده می شود. یکی از دلایل کاربرد گسترده این لوله ها، عدم وجود محدودیت در ساخت لوله از حیث طول و قطر است. البته عمده کاربرد این لوله ها، خطوط انتقال آب و فاضلاب هستند.

دلیل این است که برای خطوط نفت و گاز به کیفیت های بسیار بالای لوله نیاز است. لوله های اسپیرال بدلیل متراژ بالای جوش، به سختی امکان تحقق چنین شرایطی را فراهم می آورد. هر چقدر متراژ جوش بالاتر باشد امکان ایجاد عیب در لوله و کاهش کیفیت بیشتر است.

البته استفاده در صنایع شیمیایی، صنایع برق، صنایع گرمایشی، ساخت پل و سازه های فلزی، لایروبی و ... نیز از کاربردهای لوله های اسیرال هستند.

در ایران شرکت های متعددی به دلیل کاربرد وسیع لوله های اسپیرال اقدام به تولید این لوله ها نموده اند. از جمله این کارخانه‌ها می‌توان به شرکت های ایران اسپیرال، کوثر صنعت اسپادانا، قطورسازان اسپادان، پاسارگاد، کیان پرشیا، خلیج فارس و غیره اشاره نمود.

قیمت لوله اسپیرال

لوله های اسپیرال در طول ها و قطرهای مختلفی تولید و ساخته می شوند. قیمت گذاری این لوله ها بر مبنای ضخامت ورق، طول و ابعاد لوله، جنس ورق بکار رفته و همچنین کیفیت ساخت لوله انجام می شود. لوله های اسپیرال به طور عمده در محدوده ضخامت 8 تا 15 و قطر 400 تا 2500 میلیمتر از جنس ورق فولاد کربنی ساخته می شوند.

شما می توانید به منظور اطلاع از قیمت لوله اسپیرال به سایت اصفهان آهن مراجعه نمایید و یا جهت خرید لوله اسپیرال با کارشناسان واحد لوله و پروفیل ما با شماره 03134045 در تماس باشید.

(برای مشاهده قیمت لوله می‌توانید به دسته بندی مربوط به آن مراجعه کنید.)