اگر در پروژه ای صنعتی، نفت و گاز، آبرسانی شهری یا حتی سازه های فولادی درگیر انتخاب نوع لوله باشید، دانستن تفاوت لوله درز مستقیم و درز اسپیرال برای شما اهمیت پیدا می کند. زیرا این تفاوت ها می توانند مستقیماً روی ایمنی، عمر مفید و هزینه نهایی طرح شما اثر بگذارند. این دو نوع لوله در ظاهر مشابه هستند، اما در شیوه تولید، رفتار در برابر فشار، کاربردها و حتی شرایط بازرسی و استانداردها، اختلاف های مهمی دارند که نادیده گرفتن آن ها گاهی به معنای پذیرش ریسک های فنی جدی است.
انواع لوله و اتصالات از برندهای مختلف
با بهترین قیمت، فقط با یک تماس
نحوه تولید لوله درز مستقیم
لوله درز مستقیم، همان گونه که از نام آن پیدا است، لوله ای است که محل جوش یا درز آن به صورت یک خط مستقیم در امتداد طول لوله قرار دارد. در تولید لوله درز مستقیم، معمولاً یک ورق فولادی به شکل نوار یا کلاف بریده می شود و سپس به صورت استوانه ای در می آید تا لبه های ورق به صورت طولی در کنار هم قرار گیرد. پس از شکل دهی، این درز طولی توسط فرآیندهای مختلف جوشکاری بسته می شود. متداول ترین روش ها شامل موارد زیر می شود.
– جوش مقاومت الکتریکی (ERW) برای لوله های با قطر کمتر و ضخامت های متوسط
– جوش زیرپودری طولی (LSAW) برای لوله های با قطر و ضخامت بالاتر و کاربردهای حساس تر
در نتیجه، در سطح خارجی و داخلی لوله، یک خط جوش تقریباً مستقیم و ممتد مشاهده می شود که محور آن با محور طولی لوله موازی است.
نحوه تولید لوله درز اسپیرال
لوله درز اسپیرال یا مارپیچ، لوله ای است که خط جوش آن به صورت یک مسیر پیچان (حلزونی) دور تا دور لوله حرکت می کند و در نهایت از ابتدا تا انتهای طول لوله ادامه می یابد. در تولید لوله درز اسپیرال، یک نوار فولادی از کلاف باز می شود و با زاویه مشخصی نسبت به محور لوله، به صورت مارپیچ فرم دهی می گردد. لبه های نوار در هر دور در موقعیتی مایل نسبت به محور طولی لوله به هم می رسند و در همان محل، جوشکاری انجام می شود. در این روش نیز معمولاً از جوش زیرپودری دوطرفه (داخلی و خارجی) استفاده می شود.
نتیجه این فرآیند، لوله ای است که خط جوش آن به جای یک خط مستقیم، به صورت مارپیچ با زاویه ای نسبت به محور لوله قرار دارد. همین تفاوت در هندسه درز جوش، اساس بسیاری از تفاوت لوله درز مستقیم و درز اسپیرال در رفتار مکانیکی و کاربردی است.
مقایسه فرآیند تولید
برای درک عمیق تر تفاوت لوله درز مستقیم و درز اسپیرال باید به ماهیت فرآیندهای تولید توجه کرد، زیرا بسیاری از خصوصیات نهایی محصول، نتیجه مستقیم روش ساخت است.
فرآیند تولید لوله درز مستقیم
در لوله درز مستقیم، به ویژه نوع LSAW، معمولاً ورق ها به صورت شیت برش خورده و هر شیت، یک لوله را تشکیل می دهد. این موضوع باعث می شود:
– کنترل ابعادی دقیق تری روی قطر و ضخامت ممکن باشد.
– تغییرات ناگهانی کیفیت ورق روی طول محدودتری اثر بگذارد.
– امکان تولید لوله های با ضخامت بالا برای فشارهای زیاد فراهم شود.
البته سرعت تولید نسبت به روش اسپیرال معمولاً کمتر است و انعطاف در تغییر قطر بدون تعویض قالب ها محدودتر خواهد بود.
فرآیند تولید لوله درز اسپیرال
در مقابل، تولید لوله اسپیرال از یک کلاف پیوسته انجام می شود و این ویژگی مزایای زیر را به همراه دارد.
– امکان تولید طول های بیشتر بدون درزهای میانی
– سرعت تولید بالاتر و بهره وری اقتصادی مناسب
– انعطاف در تولید قطرهای مختلف با تغییر زاویه نوار
با این حال، کیفیت کلاف مصرفی، تنش های پسماند ناشی از شکل دهی مارپیچی و طول بیشتر خط جوش، پارامترهایی هستند که باید در طراحی و کنترل کیفی به دقت مورد توجه قرار گیرند.
تفاوت در رفتار مکانیکی و تحمل فشار
یکی از مهم ترین محورهای تفاوت لوله درز مستقیم و درز اسپیرال، نحوه رفتار آن ها تحت فشار داخلی و تنش های خارجی است؛ موضوعی که برای خطوط انتقال گاز، نفت، سیالات دما بالا یا خطوط مدفون، بسیار حیاتی است.
-
جهت تنش و موقعیت درز جوش
در لوله درز مستقیم، خط جوش موازی محور لوله است. هنگامی که سیالی تحت فشار داخلی در لوله جریان دارد، دو مؤلفه تنش اصلی در لوله ایجاد می شود:
- تنش محیطی (Hoop Stress) در جهت محیط لوله
- تنش طولی در راستای محور لوله
در لوله درز مستقیم، درز جوش عمدتاً با تنش طولی هم جهت است و نقش آن در تحمل تنش محیطی کمتر است. در مقابل، در لوله اسپیرال، خط جوش با زاویه ای نسبت به محور قرار دارد و در نتیجه، ترکیبی از تنش های محیطی و طولی را تجربه می کند. همین موضوع سبب می شود که توزیع تنش روی خط جوش در لوله اسپیرال پیچیده تر باشد. همچنین در طراحی، باید زاویه اسپیرال و ضخامت را دقیق تر محاسبه کرد.
-
تحمل فشار و شکست احتمالی
به طور کلی، در کاربردهایی که فشار داخلی بسیار بالا است و احتمال وقوع بارهای ضربه ای یا نوسانی وجود دارد، در بسیاری از استانداردها و آیین نامه ها، لوله درز مستقیم به ویژه نوع LSAW ترجیح داده می شود، زیرا مسیر ترک احتمالی در جوش، کوتاه تر و ساده تر است. علاوه بر این، کنترل کیفیت درز جوش طولی با روش های غیرمخرب نسبتاً ساده تر است.
در مقابل، لوله اسپیرال با وجود آن که می تواند تنش را در امتداد مارپیچی توزیع کند، به دلیل طول زیاد خط جوش، به دقت بیشتری در جوشکاری و بازرسی نیاز دارد تا احتمال عیوب جوش به حداقل برسد.
تفاوت در کاربردها
از دید مهندسی کاربرد، یکی از عملی ترین راه ها برای فهم تفاوت لوله درز مستقیم و درز اسپیرال، بررسی حوزه هایی است که هر یک بیشتر در آن مورد استفاده قرار می گیرند.
کاربردهای رایج لوله درز مستقیم
لوله درز مستقیم به دلیل استحکام مناسب، امکان تولید با ضخامت بالا و کنترل دقیق ابعادی، اغلب در موارد زیر به کار می رود:
- خطوط انتقال گاز و نفت در فشارهای متوسط تا بالا
- خطوط انتقال سیالات حساس در صنایع پتروشیمی
- سازه های حساس فولادی که نیاز به کنترل ابعادی دقیق دارند.
- لوله های ساختمانی و صنعتی با الزامات مکانیکی سختگیرانه
در بسیاری از پروژه های حیاتی، استفاده از لوله های درز مستقیم با استانداردهای خاص، الزام آیین نامه ای دارد.
کاربردهای رایج لوله درز اسپیرال
لوله های اسپیرال به دلیل انعطاف در تولید قطرهای بزرگ تر و طول های بلندتر، در این حوزه ها به کار می روند:
- خطوط انتقال آب شهری و روستایی با فشارهای نسبتاً پایین تا متوسط
- شبکه های آبیاری و فاضلاب
- شمع های فولادی در پروژه های ژئوتکنیک و سازه های ساحلی
- کانال های تهویه و سازه های غیرحساس به فشارهای بسیار بالا
در قطرهای بزرگ، هزینه تولید لوله درز مستقیم ممکن است بسیار بالا شود، در حالی که لوله اسپیرال می تواند راه حلی اقتصادی و فنی قابل قبول ارائه دهد.
تفاوت از نظر هزینه و اقتصادی بودن
از دید اقتصادی نیز تفاوت لوله درز مستقیم و درز اسپیرال قابل توجه است و در تصمیم نهایی کارفرما نقش مهمی ایفا می کند. در لوله درز مستقیم، به ویژه در قطرهای بالا، معمولاً نیاز به ورق هایی با عرض و ضخامت قابل توجه است که تأمین و نورد آن ها هزینه بر است. خط تولید نیز به تجهیزات خاص تری نیاز دارد. اما تولید لوله اسپیرال از نوارهای نسبتاً باریک تر و کلافی انجام می شود. همچنین برای قطرهای بزرگ، روش اسپیرال معمولاً از نظر مصرف ماده و هزینه تولید مقرون به صرفه تر است.
در نهایت، پاسخ به این پرسش که کدام نوع لوله بهتر است، وابسته به شرایط پروژه، فشار کاری، نوع سیال، اهمیت تداوم بهره برداری، محدودیت های اقتصادی و الزامات استانداردی است. آنچه اهمیت دارد، درک دقیق و مهندسی از تفاوت لوله درز مستقیم و درز اسپیرال و انتخاب آگاهانه بر مبنای تحلیل فنی، نه صرفاً بر اساس قیمت یا عادت های اجرایی است.
بیشتر بخوانید
اتصال آکاردئونی لوله چیست و چه کاربردهایی دارد؟
مرکز خرید لوله آب خیابان رسالت – بهترین قیمت از انواع برندها
مهم ترین نکات لوله کشی مناطق سردسیر با دمای زیر صفر
تفاوت لوله آب سفید و سبز چیست؟
