لوله آتشخوار چیست؟
لوله آتشخوار به لوله‌هایی گفته می‌شود که به دلیل جنس خاصی که دارند توانایی تحمل حرارت و فشار بالا برای عبور دادن مایعات و گازهای حرارتی بالا را دارند. لوله انواع متخلفی دارند برای مثال لولههای چدنی، آهنی ، فولادی و … حالا یک توضیح کوتاه درباره لوله‌ها داشته باشیم:
لولههای چدنی: این لوله‌ها از قدیمی‌ترین لولههای موجود در بازار هستند. جنس این لوله‌ها از چدن ریخته‌گری است.
استفاده از لولههای چدنی:
از لولههای چدنی در سیستم‌های لوله کشی فاضلاب استفاده می‌شود.
لولههای آهنی: این لوله‌ها به دلیل دارا بودن یک سری قابلیت‌ها، طرفداران بسیار زیادی دارند.
قابلیت لولههای آهنی:
مقاومت بالا در برابر خوردگی، پوسیدگی و ضربات خارجی.
لولههای فولادی: این لوله‌ها هم جزو پرکاربردترین لوله‌ها هستند که از فولاد کربن ساخته شده‌اند.
لولههای آتشخوار نوعی لوله صنعتی هستند که برای تبدیل آهن به فولاد آن را با عناصر و آلیاژهای مختلفی ترکیب می‌کنند. ترکیب آهن با فلزات حساسیت خیلی بالایی دارد.
برای تولید لولههای آتشخوار از ترکیب فلز کربن به مقدار خیلی کم حدود ۰.۱۷ تا ۰.۲ درصد استفاده می‌شود. فلز کربن باعث ایجاد سختی و مقاومت لوله می‌شود که با اضافه کردن فلزهای دیگر به نام منگنز، لوله آتشخوار را نسبت به حرارت مقاوم‌تر می‌کند.
این لوله‌ها به دلیل داشتن کربن کم به راحتی شکل می‌پذیرند و قابلیت انعطاف و خم کردن تا ۹۰ درجه را دارند.
مشخصات لوله آتشخوار :
بدون درز (seamless)
این لوله‌ها باید در محل مورد نظر به درستی جوشکاری شوند تا نشتی نداشته باشند. استفاده از جوش‌های شیاری برای اتصال سربه سر لوله‌ها بهترین انتخاب است.
قبل از بکارگیری لوله‌ها باید چندین مرتبه از نظر ایمنی و کنترل کیفیت بررسی شوند.
لولههای درزدار welded
به لولههای درزجوش هم معروف هستند که به دو روش لولههای درز جوش مستقیم، لولههای درز جوش اسپیرال معروف هستند که در صنایعی مانند:
صنایع تولید محصولات شیمیایی
صنعت نفت و گاز
صنعت ساخت و تولید موتورهای دیزلی
صنایع ساختمان سازی
صنایع کشتی سازی
صنایع تولید و مونتاژ سیستم‌ها و مبدل‌های حرارتی
صنایع تولید فولاد
صنعت فرآوری لبنیات می‌باشند.
کاربرد لولههای فولادی آتشخوار
این نوع لوله‌ها در مکان‌ها و کاربردهای صنعتی زیادی که با گرما سر و کار دارند زیاد استفاده می‌شوند. استفاده از لولههای بویلد ERW در صنایع شیمیایی
استفاده از لوله بویلر بدون درز در صنعت نیروگاه هسته‌ای
استفاده از لوله بویلر ASTM A178 / ASME SA در صنعت نفت و گاز
استفاده از لوله بویلر فلزی سرد کشیده شده در تحقیقات دانشگاهی
استفاده از لوله بویلر فولاد کربن صنایع دفاع و توسعه
استفاده از لوله بویلر صنعتی در صنعت کاغذ
استفاده از لولههای دیگ بخار با فشار بالا در صنعت پتروشیمی
صنعت کشتی‌سازی
صنعت نفت و گاز
استفاده از مبدل‌های حرارتی
دیگ‌های بخار با فشار کم و فشار متوسط
صنایع شیمایی و صنعت ساختمان
موتورهای دیزل
استفاده به عنوان خط لوله حمل و نقل مایعات با فشار کم و فشار متوسط.
بیشترین و عمده‌ترین کاربرد لولههای آتشخوار توی ساخت دیگ‌های بخار یا بویلرهای صنعتی و سیستم‌های مبدل حرارتی هستش و به طور کلی هرجایی که نیاز به تحمل فشار و حرارت بسیار بالا به صورت هم زمان (یعنی فشار و حرارت هر دو با هم باید باشند) در این صورت از لولههای آتشخوار استفاده می‌شود.
متداول‌ترین سایز لول‌های آتشخوار:
لوله آتشخوار ۲۵.۴ اینچ
لوله آتشخوار ۳۱.۸ اینچ
لوله آتشخوار ۳۸ اینچ
لوله آتشخوار ۴۴.۵ اینچ
لوله آتشخوار ۵۵.۸ اینچ
لوله آتشخوار ۶۰.۳ اینچ
لوله آتشخوار ۶۳.۵ اینچ
لوله آتشخوار ۷۶.۱ اینچ
شرایط آزمون لولههای آتشخوار
لولههای آتشخوار قبل از بهره برداری باید تعدادی آزمون و تست را پشت سر بگذارند:
- انجام آزمایشات دوام سنجی و عملیات‌های حرارتی
- آزمایشات اشکال زدایی
- آزمایشات اندروسکوپی (از نظر کیفیت در چند سطح مورد بررسی قرار می‌دهند)
- تست اندازه گیری ضخامت
- تست ضربه (میزان تسلیم و تنش نهایی لوله مشخص می‌شوند.)
- اندازه گیری دانه
لولههای آتشخوار نباید فضای بین دانه‌ای، درز و خلل داشته باشند.
ویژگی‌های لوله آتشخوار:
این لوله‌ها بدون درز هستند و این بزرگترین ویژگی این لوله‌ها است، بدون درز بودن لولههای آتشخوار نشان از کیفیت بالای این لوله‌ها دارد. انواع لوله آتشخوار با کیفیت و ضد زنگ هستند. پوشش چندگانه و آبکاری هنگام ساخت آن‌ها استفاده می‌شود در غیر این صورت چون مایعات از این لوله‌ها عبور داده می‌شوند احتما زنگ زدگی در آن ها زیاد می‌شود. این نکته را به یاد داشته باشید تا لوله پس از مدتی دچاز زنگ زدگی نشود.
لولههای بدون درز آتشخوار قابلیت انعطاف پذیری بالایی دارند. یعنی در حرارت‌های بالا، منبسط یا منقبض می‌شوند. درنتیجه از ترکیدن لوله‌ها نیر جلوگیری می‌شود. در بعضی از پروژها نیاز است تا لوله را به شکل‌های دیگری در بیاوریم و در صورتی که انعطاف پذیر نباشد به احتمال خیلی زیاد دچار شکستگی شده و خطرات جانی و مالی زیادی را به همراه خواهد داشت. ویژگی دیگر این لوله‌ها در برابر فشار و دماهای بالا است. عناصر اصلی که برای ساخت این لوله‌ها استفاده می‌شود کربن و منگنز است. لازم به ذکر است که میزان عناصر کربن و منگنز مورد استفاده برای ساخت انواع لولههای آتشخوار از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است و تاثیر مستقیمی به کیفیت لولههای تولید شده دارد. و این به این معنا است که ترکیب این دو عنصر برای ساخت این لوله‌ها احتمال شکستن آن‌ها در شرایط مختلف تا حد بسیار زیادی کاهش می‌یابد.
استاندارد لولههای آتشخوار:
لولههای آتشخوار معمولا تحت استانداردهای زیر ساخته می‌شوند:
- ASTM A 269/A312 / EN 10216-5/ SEW 470
- PED 97-23-EC / AD 2000
- NACE MR 0175
درجه حرارت در لولههای آلیاژی آتشخوار حدود ۴۵ درجه سانتیگراد و فشار مایع حداکثر تا ۳۲ اتمسفر برای لولههای با قطر ۶۴ میلی‌متر به بالا و ۸۰ اتمسفر برای لوله‌هایی با قطر کمتر از آن می‌باشد. در صورتی که نیاز به جوشکاری داشته باشند عملیات حرارتی پس از جوشکاری می‌بایست درجه حرارت ۵۲۰ تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد و حداقل به مدت ۱۵ دقیقه انجام شود.
آزمایش‌های انجام شده در زمان ساخت لولههای آتشخوار
+ انجام آزمایش عملیات حرارتی و دوام سنجی
+ برش به طول مورد نیاز و اشکال زدایی
+ آزمون تجذیه و تحلیل ترکیب شیمیایی یا PMI100% و مستقیم خواندن طیف سنج یک لوله از هر درجه حرارت متفاوت
+ تست ویژوال و آزمایش آندوسکوپ برای تست کیفیت سطح
+ تست هیدرواستاتیک و تست جریان ادی
+ آزمون اولتراسونیک در عرض MPS (مشخصات مواد)
+ تست‌های مکانیکی، تست تنش، تست نفخ، تست شعله ور، تست سختی
+ آزمایش ضربه به درخواست استاندارد
+ آزمون اندازه دانه و آزمون خوردگی بین دانه‌ای
+ اندازه‌گیری اولتراسونیک ضخامت دیواره.