تحمل دما و فشار انواع لوله

عوامل مؤثر بر تحمل دما و فشار انواع لوله فولادی

انواع مختلف لوله‌های فولادی مانند لوله‌های بدون درز یا لوله مانیسمان، لوله‌های جوشی و لوله‌های داربستی می‌توانند باتوجه به خصوصیات منحصربه‌فردی که دارند، تحمل فشار و مقاومت حرارتی متفاوتی داشته باشند. ظرفیت بار، تحمل فشار و مقاومت حرارتی لوله‌های فولادی مختلف در انتخاب لوله‌های مناسب برای کاربرد خاص، تأمین ایمنی و سلامتی ساختار یا سیستم و انطباق با مقررات و دستورالعمل‌های مربوطه، بسیار حائز اهمیت است. تحمل دما و فشار انواع لوله به چندین عامل ازجمله جنس لوله، طول لوله، قطر لوله، ضخامت دیواره و شرایط کاربردی یا محیط خاصی که لوله در آن استفاده خواهد شد، وابسته است. 

میزان تحمل دما و فشار انواع لوله مانیسمان

ظرفیت بار و تحمل فشار لوله‌های فولادی بدون درز مانیسمان بسته به عوامل مختلفی مانند قطر، ضخامت دیواره و درجه فولاد مورد استفاده می‌تواند متفاوت باشد. به‌طورکلی ظرفیت بارگذاری لوله‌های بدون درز فولادی بیشتر از لوله‌های فولادی درزدار است زیرا لوله‌های بدون درز ضخامت یکنواخت‌تری دارند و عاری از عیوب جوشکاری مانند درز جوش هستند که می‌تواند مقاومت آن‌ها را کاهش دهد. به همین دلیل نیز، قیمت لوله مانیسمان در تمام رده ها گران‌تر از لوله‌های درزدار است.

به‌عنوان‌مثال، یک لوله مانیسمان رده 40 با قطر 1 اینچ معمولاً می‌تواند تا حدود 22 تن بر متر بار را تحمل کند. بااین‌حال، این ظرفیت بار ممکن است براساس خواص و ابعاد خاص لوله متفاوت باشد. توجه به این نکته ضروری است که ظرفیت بار به عوامل دیگری مانند طول لوله، ساختار پشتیبانی و نوع بارگذاری نیز بستگی دارد. بنابراین، پیروی از دستورالعمل‌های سازنده برای ظرفیت بار و تحمل فشار و مشورت با مهندس یا متخصص ساخت‌وساز واجد شرایط به‌منظور برآورده سازی الزامات تحمل فشار خاص برای کاربردهای خاص، همیشه مهم است.

به‌طورکلی لوله‌های بدون درز فولادی برای تحمل فشار بالا طراحی‌شده‌اند و معمولاً در کاربردهایی مانند حمل‌ونقل نفت و گاز، پردازش شیمیایی و تولید برق مورداستفاده قرار می‌گیرند. ظرفیت تحمل فشار لوله‌های فولادی مانیسمان معمولاً برحسب حداکثر فشاری که لوله می‌تواند بدون شکست یا نشتی تحمل کند بیان می‌شود.
ظرفیت فشار لوله‌های فولادی بدون درز بسته به ابعاد و ویژگی‌های خاص لوله می‌تواند از چند صد psi تا چندین هزار psi متغیر باشد. به‌عنوان‌مثال، یک لوله مانیسمان از جنس فولاد کربنی با قطر 4 اینچ و ضخامت دیواره 0.25 اینچ معمولاً می‌تواند تا 10200 psi فشار را تحمل کند. توجه به این نکته ضروری است که ظرفیت فشار لوله‌های فولادی بدون درز می‌تواند تحت تأثیر عوامل دیگری مانند دما و نوع سیال یا گازی که از طریق لوله منتقل می‌شود قرار گیرد.

تحمل دمایی لوله‌های مانیسمان فولادی نیز باتوجه به گرید فولاد مورد استفاده می‌تواند متفاوت باشد. به‌طورکلی، فولاد رسانای خوبی برای گرما است و می‌تواند دماهای بالا را برای مدت‌زمان کوتاهی تحمل کند. بااین‌حال، قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض دماهای بالا می‌تواند باعث شود که فولاد استحکام و یکپارچگی ساختاری خود را از دست بدهد.

به‌عنوان‌مثال، لوله‌های بدون درز فولاد کربنی معمولاً دارای مقاومت حرارتی بالایی هستند و می‌توانند قبل از اینکه استحکام و یکپارچگی ساختاری خود را از دست بدهند، تا 450 درجه سانتی‌گراد (842 درجه فارنهایت) را تحمل کنند. بااین‌حال، قرار گرفتن طولانی‌مدت در دمای بالای 300 درجه سانتی‌گراد (572 درجه فارنهایت) می‌تواند باعث شکننده شدن فولاد کربنی و حساس‌تر شدن آن به ترک شود. از طرفی، فولادهای آلیاژی که حاوی عناصر آلیاژی همچون کروم، مولیبدن یا نیکل هستند، می‌توانند مقاومت حرارتی بالاتری داشته باشند و بسته به آلیاژ خاص مورداستفاده، تا 600 درجه سانتی‌گراد (1112 درجه فارنهایت) یا بالاتر را تحمل می‌کنند.

میزان تحمل دما و فشار انواع لوله داربستی

همچون لوله مانیسمان، ظرفیت بار و تحمل فشار لوله داربستی فولادی نیز به عوامل مختلفی ازجمله جنس لوله، قطر لوله، ضخامت دیواره لوله و نوع سیستم داربست مورداستفاده بستگی دارد. لوله‌های داربست فولادی معمولاً می‌توانند باری تا 900 کیلوگرم (2000 پوند) را تحمل کنند، زمانی که بار به‌طور مساوی توزیع شده و داربست به‌درستی نصب و محکم شود. بااین‌حال، این ظرفیت بار ممکن است براساس ابعاد و ویژگی‌های خاص لوله متفاوت باشد. توجه به این نکته مهم است که ظرفیت بار و تحمل فشار به نوع سیستم داربست مورداستفاده نیز بستگی دارد. به‌عنوان‌مثال، یک داربست قاب مانند ممکن است نیازهای ظرفیت بار متفاوتی نسبت به داربست معلق یا داربست متحرک داشته باشد.

برخلاف سایر لوله‌های فولادی که تحمل دمایی بالا در آن‌ها ممکن است اهمیت بسزایی داشته باشد، لوله‌های داربستی از چنین الزامی برخوردار نیستند. چراکه داربست بندی معمولاً در دمای محیط انجام می‌شود و با توجه به شرایط محیطی مختلف، این دما معمولاً از 60 تا 70 درجه سانتی‌گراد تجاوز نمی‌کند. بااین‌حال، لوله داربست از جنس فولاد می‌تواند تا 450 درجه سانتی‌گراد و حتی بیشتر از این مقدار را به‌خوبی تحمل کند. در دمای بالاتر از این مقدار، فولاد کربنی شروع به از دست دادن و افت خواص مکانیکی می‌کند ولی همچنان قادر است تا مدت‌زمان خوبی تحت سرویس مداوم یا متناوب کار کند. قیمت روز لوله های داربستی به دلیل مشخصه‌های مکانیکی ضعیف‌تر مانند استحکام، تحمل فشار و غیره ارزان‌تر از لوله‌های مانیسمان و حتی لوله‌های درزدار معمول موجود در بازار است. البته این خواص مکانیکی کمتر به معنای عدم مناسب بودن این لوله نیست؛ بلکه این لوله‌ها با توجه به کاربرد اختصاصی آن‌ها که داربست بندی است، خواص مناسب و قابل قبولی دارند.

جمع‌بندی  مطلب تحمل دما و فشار انواع لوله

به‌طور خلاصه، تحمل دما و فشار انواع لوله فولادی بسته به عوامل مختلفی ازجمله جنس لوله، قطر و ضخامت دیواره لوله و کاربرد یا محیطی که لوله در آن قرار می‌گیرد، می‌تواند متفاوت باشد. لوله‌های مانیسمان به‌طور خاص برای مقاومت در برابر کاربردهای فشار بالا طراحی ‌شده‌اند و معمولاً در صنایعی مانند نفت و گاز، فرآوری شیمیایی و تولید برق استفاده می‌شوند. از سوی دیگر، لوله‌های داربست فولادی عمدتاً برای پشتیبانی از کارگران و مصالح در محل‌های ساخت‌وساز و سایر مناطق کار مرتفع استفاده می‌شوند. 

هم لوله‌های فولادی بدون درز مانیسمان و هم لوله‌های داربست فولادی مقاومت حرارتی خوبی دارند و می‌توانند بدون از دست دادن استحکام یا یکپارچگی ساختاری خود در برابر دماهای نسبتاً بالا مقاومت کنند. بااین‌حال، مقاومت حرارتی دقیق این لوله‌ها بسته به نوع فولاد خاص و شرایط استفاده از آن‌ها می‌تواند متفاوت باشد. ضمن اینکه، لوله‌های داربستی به دلیل داربست بندی در محیط‌هایی که دمای آن‌ها معمولاً زیر 60 درجه است استفاده می‌شوند، فاقد الزامات تحمل دمای بالا هستند و به همین دلیل می‌توان از لوله‌های آلومینیومی نیز برای این منظور استفاده کرد تا هزینه‌های داربست بندی کاهش یابد.

*مسئولیت صحت و سُقم محتوای این پست برعهده‌ی سفارش‌دهنده است.*