همانطور که میدانید در صنایع و زمینه های مختلف از انواع و اقسام لوله های مختلف استفاده میشود که دارای یکسری ویژگی های خاصی هستند. در این میان لوله آتشخوار بخاطر داشتن ویژگی هایی مانند مقاوم بودن و داشتن کیفیت بالا به عنوان پر کاربرد ترین نوع لوله معرفی میشود. تا آخر این مقاله با ما همراه باشید تا در این زمینه اطلاعات مفیدی به دست اوردید.
لوله آتشخوار چیست؟
لوله های آتشخوار به لوله‌هایی گفته میشود که از آنها برای عبور گازهای با فشار بالا و مایعات با حرارت زیاد استفاده میشود و به دلیل دارا بودن نوع خاصی از آلیاژ می‌توانند حرارت و فشار زیادی را تحمل بکنند. برای تبدیل کردن آهن معمولی به فولاد لازم است که آهن با عناصر و آلیاژ‌های مخصوص ترکیب شود که برای انجام این تبدیل باید دقت کافی به کار برده شود. چون که ممکن است با اضافه کردن مقدار کم یا زیاد از عناصر مختلف ویژگی‌های خاصی در فولاد مورد نظر به وجود بیاید ویژگی‌های شیمیایی آن را تغییر دهد.
برای تولید این لوله‌ها لازم است که از عناصر و آلیاژ‌های مخصوصی استفاده شود. فولادی که در ساختار این لوله‌ها استفاده میشود از نوع فولاد نرم است که از انعطاف پذیری بالایی برخوردار است ولی مقدار کربن استفاده شده در آن خیلی کم می باشد که در نتیجه از مقاومت پایینی برخوردار خواهد بود، به همین خاطر در تهیه این لوله‌ها از مقداری کربن استفاده میشود تا اینکه سختی و مقاومت لوله‌ها و قابلیت تحمل فشار در انها را بالا ببرد؛ و مقدار کربن استفاده شده در حدود ۱۷٪ تا ۲۰٪ است.
همچنین از عنصر منگنز در کنار کربن استفاده میشود تا لوله ها در برابر حرارت بالا مقاوم باشند. دمایی که این لوله ها باید تحمل کنند باید بین ۳۴۰ تا ۴۵۰ درجه سانتیگراد باشد و فشار مایع داخل لوله ها با قطر ۶۴ میلیمتر به ۳۲ اتمسفر و لوله هایی با قطر کمتر به ۸۰ اتمسفر می رسد.
کاربرد لوله های آتشخوار چیست؟
لوله‌های آتشخوار یا لوله‌های مقاوم در برابر حرارت بالا در انتقال گاز و مایعات با دماهای بسیار بالا و حرارت زیاد کاربردهای متعددی دارند. برخی از کاربردهای اصلی آنها عبارتند از:
- صنعت نفت و گاز: لوله‌های آتشخوار به منظور انتقال نفت خام، گازهای طبیعی، گازهای مایع و دیگر مواد در صنعت نفت و گاز استفاده می‌شوند. این لوله‌ها باید تحت فشار و حرارت بالا کار کنند.
- صنایع معدنی: برای انتقال مواد معدنی با دمای بالا
- صنایع شیمیایی: و فرآوری مواد شیمیایی: در صنایع شیمیایی، انتقال مواد شیمیایی با حرارت بالا و فشار بالا به این لوله‌ها نیاز است.
- در سیستم های انتقال مواد خطرناک و سوخت های گازی فشار بالا
- در صنایع فولاد
- در صنعت زغال سنگ
- در صنعت ساخت کاغذ
- در صنعت متالورژی
- در صنعت کشتی سازی
- استفاده از این لوله های بدون درز صنعت نیروگاه هسته ای
- استفاده در دیگ های بخار با فشار کم و فشار متوسط
- استفاده در انواع مبدل های حرارتی
- استفاده در نیروگاه ها
- استفاده در مو تورهای دیزل و صنعت و تجهیزات ساختمان سازی
- استفاده در تحقیقات و آزمایش های دانشگاهی
- استفاده از بویلر های با کربن بالا و مقاوم در برابر سختی در صنعت دفاع برای اسلحه سازی
در کل، لوله‌های آتشخوار برای انتقال مواد با دماها و شرایط محیطی بسیار سخت و دشوار استفاده می‌شوند و باید دارای مقاومت بسیار بالا در برابر حرارت و فشار باشند.
مشخصات و ویژگی‌های لوله آتشخوار
لوله‌های آتشخوار معمولاً دارای مشخصات مختلفی بوده و به توجه به نیازها و استفاده مورد نظر سفارشی ساخته می‌شوند؛ اما مشخصات مهمی که معمولاً در این لوله‌ها در نظر گرفته میشود عبارتند از:
کیفیت: لوله‌هایی که مهر تائید استفاده را می‌خورند از کیفیت بالایی هم برخورد دارند عوامل زیادی از جمله جوشکاری، مواد سازنده عالی، نحوه تهیه میتواند بر کیفیت محصول تاثیرگذار باشد.
انعطاف پذیری بالا: این لوله ها باید منعطف باشند تا بتوانند در برابر فشار و حرارت بالا مقاومت کنند و همچنین قابلیت خم کاری را داشته باشند تا براحتی نشکنند.
ضد زنگ بودن: ضد زنگ بودن لوله‌ها یک ملاک مهمی برای تائید استاندارد لوله های آتشخوار به شمار می‌روند اما به خاطر گذشت زمان و ایجاد فرسایش در لوله ها امکان زنگ زدگی لوله ها بیشتر میشود پس باید اقدامات مهم و کاربردی مانند آبکاری و پوشش دهی ویژه انجام شود تا از این اتفاق جلو گیری شود. بخش هایی که بیشتر زنگ می‌زنند شامل اتصالات لوله ها با یکدیگر است پس به این بخش ها باید بیشتر توجه شود.
متناسب بودن ضخامت لوله با میزان فشار و حرارت: برای تولید لوله های آتشخوار ضخامت های متفاوتی با توجه به تحمل میزان فشار و حرارت بالا در نظر گرفته میشود تا مایعات با حرارت بالا و کم در لوله های با ضخامت مناسب خود قرار بگیرند.
مقدار مناسب استفاده از عنصر کربن و منگنز: همانطور که در بحث های قبل تر اشاره کردیم برای تبدیل آهن به فولاد نرم، مناسب لوله ها از دو عنصر کربن و منگنز استفاده می شود که اگر میزان مصرف این دو عنصر متناسب و صحیح انجام نشود احتمال ایجاد آسیب در محصول بدست آمده بیشتر خواهد بود.
سایز های متفاوت لوله های آتشخوار
این لوله در سایز های متنوع و برای کاربردهای خاصی تولید می شوند و سایز آنها از ۲۵ اینچ شروع و تا ۷۶ اینچ ادامه می یابد. متداول ترین سایز هایی که در ساختار لوله های آتشخوار بکار می‌رود عبارتند از:
- ۲۵.۴
- ۳۱.۸
- ۳۸
- ۴۴.۵
- ۵۰.۸
- ۵۷
- ۶۰.۳
- ۶۳.۶
- ۷۶.۱
اینچ است.
بررسی و آزمایش لوله های آتشخوار
این آزمون‌ها به عنوان بخشی از فرآیند تولید و تائید کیفیت لوله‌های آتشخوار و اطمینان از عملکرد صحیح آنها در شرایط و موقعیت های مختلف انجام می‌شوند.
این اطمینان با انجام آزمایش های زیر حاصل میشود:
- آزمایش و تست ضربه: انجام این تست برای اندازه گیری میزان دوام لوله در برابر ضربه است.
- تست اشکال زدایی: این تست برای رفع اشکالات مختلف در لوله انجام میشود.
- تست اولتراسونیک: تست و اندازه گیری ضخامت دیواره لوله با استاندارد در نظر گرفته شده.
- تست هیدرواستاتیک: این آزمون جهت اندازه گیری مقاومت ایستایی لوله انجام می شود.
- تست آندوسکوپی (بعلاوه تست ویژوال): برای آزمایش کیفیت انجام میشود.
- آزمایش های دوام سنجی و عملیات حرارتی: جهت بررسی و تست پایداری لوله در برابر حرارت انجام می‌گیرد.
- آزمایشات مکانیکی: تست لوله در برابر شرایطی از جمله نفخ، سختی، شعله ور شدن و تنش
- آزمایش دانه: بررسی نبود خلل و فاصله بین دانه ای لوله
- آزمون تجزیه و تحلیل: بررسی مقدار کربن و منگنز استفاده شده مطابق با استاندارد در فولاد لوله
پیام پایانی
در پایان این مقاله آموختیم که لوله های آتشخوار یکی از راه حل هایی هستند که برای انتقال مایعات پر حرارت مورد استفاده قرار می گیرند و به دلیل دارا بودن ویژگی هایی مانند مقاومت در برابر حرارت بالا، قابلیت انعطاف پذیری و عملکرد عالی در شرایط سخت، برای انتقال مایعاتی که در دمای بالا هستند، بسیار مناسب هستند و میتواند برای انتقال مایعاتی که دمای آنها بیش از ۴۵۰ درجه سانتیگراد است، بسیار مؤثر باشد؛ و برای همین میتواند در بسیاری از صنایع مانند نفت و گاز، فولاد، کشتی سازی و ... کاربردی و مؤثر باشد.
