لوله مانیسمان به آن دسته از لوله های فولادی گفته می شود که در فرآیند تولید آنها از مقاطع فولادی به شکل شمش و از طریق حرارت و کشش و غلطک و عبور از زره و همچنین نیروهای گریز از مرکز استفاده می گردد که به لحاظ مواد اولیه سازنده آن، کیفیت بهتر، یکنواختی بیشتر و نیز عدم جوش و آسیب پذیری و تحمل فشار بیشتر، در صنایع مختلف مورد استفاده بیشتری قرار می گیرند.
علت نامگذاری
تاریخ ابداع و ساخت لوله هاى بدون درز به اواخر قرن ۱۹ برمی گردد که مانیسمان نام شخص مخترع این روش می باشد. این روش اولین بار توسط مهندسی آلمانی بنام مانیسمان به کار رفت و فقط در ایران به این نام خوانده می شود.
در ایران لوله بدون درز را به نام سازندۀ آلمانی آن لوله مانیسمان Mannesmann می شناسند. این شرکت آلمانی اولین بار این نوع لوله را در ایران تولید کرد و این نام در ایران به عنوان یک اصطلاح بازاری کاربرد دارد. مانیسمان یک برند می باشد که چون اولین لوله بدون درز و یا همان سیم لس وارد شده در بازار ایران می باشد ، این اسم بر روی این مدل لوله ها مانده است و اصطلاحی بازاری برای آنها شده است.
روش های تولید لوله مانیسمان
برای ساخت لوله مانیسمان سه روش وجود دارد.
روش اول:
سنبه کاری چرخشی (Rotary Tube Piercing): در این روش شمش را حرارت می دهند تا گرم شود. سپس به کمک یک سنبه (Mandrel) داخل آن ها را خالی می کنند. پس از رفع نواقص، لوله های تولید شده را به اندازه دلخواه برش می زنند. بیلت (شمش حرارت دیده) را به کمک کشش و نورد تولید می کنند. لوله هایی که با این روش تولید می شوند ضخیم و بلند هستند.
مراحل تولید لوله به روش سنبه کاری چرخشی:
1-برش:در مرحله اول 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) .
2-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
3-سامانه لخ پرس: در این مرحله شمش را بوسیله لخ پرس سوراخ می کنند
4-دستگاه اللنگاتور: فولاد گرم شده را با دستگاه اللنگاتور گرد می کنند
5-مرحله شلیک سمبه: می توان گفت این مرحله جالب ترین مرحله تولید می باشد این مرحله مرحله شلیک سمبه به داخل شمش فولادی می باشدکه با سرعتی بالا سمبه ای به طول12 متر راداخل شمش فولادی می کنند
6-تاب گیری: در این مرحله اگر لوله مقدار کمی تاب داشته باشد صاف و یکدست می شود
7-جداسازی سمبه: در مرحله آزاد سازی سمبه ،سمبه داخل لوله از آن جدا می گردد
8-مرحله کروی: در این مرحله سروته لوله گرفته می شودو لوله به حالت گرد در می آید(قبل از این مرحله سر وته لوله حالت تیز و برنده داشته است)
9-مرحله کشش: در این مرحله لوله را به اندازه های گوناگون تا 24 مترتحت کشش قرار می دهد
10-مرحله سرد کردن: لوله را با آب و با فرایندی مخصوص خنک می کنند
11-مرحله اندازه گیری: لوله خنک شده به انتخاب مشتری برش داده می شود(معمولا 6متری)
12-مرحله آزمایش یا تست: با کامپیوتر لوله راتست می کنند تا ضایعات از مابقی جدا گردد
13-مرحله کونیک شدن دو سر لوله: در این مرحله سر و ته لوله با دستگاه کونیک و صاف می شود(بخاطر تسهیل امر جوشکاری)
14-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)
15-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.
_ تنظیم ضخامت لوله
ضخامت لوله مانیسمان در حال تولید با کمک روش نورد کردن کاهش داده می شود. این کار به دو شیوه انجام می شود. در روش اول از ماندرل داخلی و در روش دوم از غلتک پیلگر در کنار ماندرل داخلی استفاده می شود. به این فرایند نورد کردن می گویند.
_ نورد کردن به کمک غلتک پیلگر (Pilger Mill)
این روش نورد کردن به این صورت است که غلتک پیلگر در کنار ماندرل داخلی هر دو با هم ضخامت لوله را تنظیم می کنند. لوله ای که ماندرل در داخل آن قرار دارد را روی صفحه ای قرار خواهند داد که یک حرکت رفت و برگشت غلتک را در آن حرکت می دهد. این نوع از غلتک ها شکل خاصی دارند و به طور مداوم در حرکتند. با عقب رفتن غلتک ها لوله ها در مسیر به جلو حرکت می کنند و می چرخند و سپس غلطک باز می گردد، تکرار این کار قطر لوله را کاهش می دهد.
روش دوم:
ریخته گری به کمک نیروی گریز از مرکز (Centrifugal Casting): این روش تولید به این صورت است که مواد مذاب را داخل قالب های استوانه ای شکل می ریزند و سپس آن را با سرعت بسیار زیاد به چرخش در می آورند. این روش معمولا برای تولید لوله های کوتاه و ضخیم کاربرد دارد.
روش سوم:
ریخته گری پاششی (Spray casting): یکی از روشهای تولید لوله های بدون درز روش ریختگری پاششی است. به طور کلی از این روش بسیار کم استفاده می شود. اما در اینجا ما آن را ذکر می کنیم. برای تولید لوله در این روش، مواد مذاب را داخل محفظه ای می ریزند. داخل محفظه را از گاز نیتروژن پر می کنند. سپس در حالیکه لوله می چرخد، یک نازل نیتروژن را روی میله می پاشد. قطر داخلی لولۀ تولیدی با قطر این میله برابر است. مواد مذاب به داخل پاشیده می شود و با کنترل مقدار آن میتوان ضخامت لوله را تنظیم کرد.
ویژگی های لوله مانیسمان
این لوله درز ندارد؛ یعنی درزی را که در لوله های دیگر جوش داده می شود در لوله مانیسمان وجود ندارد ،همین مسئله موجب بالا رفتن میزان استحکام لوله ها می شود. به طور معمول لولۀ مانیسمان با قطرهای کم ساخته می شود، زیرا ساخت این نوع لوله با قطر زیاد سخت و هزینه بر است. قیمت این لوله به جهت روش ساخت مخصوصی که دارد، نسبت به سایر انواع لوله ها بیشتر است.
نکته جالب درباره روش تولید لوله مانیسمان این است که تولید از سایزهای بزرگتر به کوچکتر در لوله مانیسمان می باشد وسایزهای 0.5 و 0.75 و ۱ اینچ معمولا” به روش سرد می باشد؛ یعنی برای تولید سایز 0.5 اینچ ابتدا باید روی شمش ۷۶ پس از حرارت دهی سوراخ 0.5 ایجاد شود وپس از نورد وکشش درخط تولید لوله مانیسمان 1.25 اینچ تولید شده وپس از آن با روش سرد لوله 1.25 کشیده شده وپس از اسید کاری وطی چند مرحله کشش به سایز موردنظر 0.5 اینچ برسند؛ این روش اولین بار توسط مهندسی آلمانی بنام مانیسمان به کار رفت و فقط در ایران به این نام خوانده می شود. تولید لوله مانیسمان از مقاطع چهار گوش نیز امکان پذیر است اما باعث بالا رفتن هزینه تولید می گردد.
کاربرد لوله مانیسمان
از این لوله ها در مصارف و کارهای تاسیساتی استفاده می شود. لوله مانیسمان در منابع لوله های گازپالایشگاه ها, کارخانجات پتروشیمی و بسیاری ازصنایع کاربرد فراوان دارد.
حداکثر قطر لوله مانیسمان موجود در بازار ۲۴ اینچ است که بسته به فشار و نوع سیال دارای ضخامت های مختلفی می باشد. البته این نوع لوله قطرهای بالاتری نیز دارد که همۀ آنها استانداردهای بین المللی را نیز دریافت کرده اند و برای امور فنی مناسب اند اما ساخت لوله های بدون درز در اندازه های بزرگ بسیار مشکل و هزینه بر است و برای سایزهای بالاتر از آن از لوله های درز مخفی استفاده می شود.
اگرچه با رشد تکنولوژی این کار نیز ساده تر می شود، به عنوان مثال کشور آمریکا موفق شده لوله مانیسمان با قطر ۴۲ اینچ نیز تولید کند. چند شرکت چینی نیز این فناوری را از آنها گرفته اند و امکان سفارش و خرید انها توسط شرکت پترو کاسپین فراهم می باشد.
منبع : آهنکو