لوله مانیسمان چیست؛ مشخصات و کاربرد لوله مانیسمان

انتخاب لوله مناسب، به ویژه در شرایط فشار و دمای بالا و محیط‌های خورنده، تاثیر مستقیمی بر ایمنی، کارایی و طول عمر سیستم‌های انتقال سیالات دارد. لوله مانیسمان با ساختار بدون درز و استحکام فوق‌العاده، یکی از پرکاربردترین گزینه‌ها در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاه‌ها و تاسیسات صنعتی محسوب می‌شود.

عدم وجود درز جوش، این مقاطع را در برابر نشتی، تنش‌های مکانیکی و خوردگی مقاوم‌تر کرده و باعث افزایش ایمنی سیستم می‌شود. بسیاری از افراد ممکن است بدانند لوله چیست و چه کاربردهایی دارد، اما شناخت دقیق‌تر ویژگی‌های انواع لوله مانیسمان و تفاوت‌ آنها با سایر گزینه‌ها، در انتخاب صحیح برای پروژه‌های صنعتی ضروری است. این مقاله به بررسی مشخصات، انواع و کاربرد آن می‌پردازد و به شما کمک می‌کند تا با آگاهی بیشتر بهترین انتخاب را برای پروژه خود داشته باشید.

لوله مانیسمان چیست؟

لوله مانیسمان نوعی لوله فولادی بدون درز است که به دلیل روش تولید خاص خود از انواع درزدار متمایز می‌‌شود. در فرایند ساخت این مقطع، ابتدا شمش فولادی در دمای بالا حرارت داده شده و سپس با استفاده از سوراخ‌‌کاری مرکزی و نَوَرد، به یک مقطع یکپارچه و بدون درز تبدیل می‌شود. در برخی موارد، برای افزایش دقت ابعادی و بهبود کیفیت سطحی، از نورد سرد نیز استفاده می‌شود.

عدم وجود درز جوش در ساختار لوله مانیسمان موجب افزایش استحکام مکانیکی آن در مقایسه با انواع درزدار شده است. این ویژگی، علاوه بر بهبود مقاومت در برابر فشار و ضربه، خطر ترک‌خوردگی را کاهش داده و دوام و طول عمر مقطع را افزایش می‌دهد. همچنین، توانایی تحمل دماهای بالا، این محصول را برای کاربرد هایی که نیاز به مقاومت حرارتی دارند، ایده‌آل می‌سازد.

فرایند تولید پیچیده و نیاز به تجهیزات پیشرفته، موجب افزایش هزینه‌های ساخت این مقطع شده و قیمت لوله مانیسمان را نسبت به انواع درزدار بالاتر می‌برد. با این وجود، استحکام بالا و طول عمر طولانی این محصولات، هزینه‌های تعمیر و نگهداری را کاهش داده و در بلندمدت استفاده از آنها را از نظر اقتصادی توجیه‌پذیر می‌کند.

لوله های مانیسمان بر اساس نیازهای فنی و عملیاتی صنایع مختلف در انواع گوناگونی تولید می‌شوند که برخی از رایج ترین آنها عبارتند از:

• گوشتدار: این محصول به دلیل ضخامت دیواره بالا، قابلیت تحمل فشارهای بسیار زیاد را دارد. این ویژگی موجب شده است که از این مقاطع در صنایعی مانند نفت، گاز و پتروشیمی که نیاز به تحمل تنش‌های مکانیکی و فشاری شدید وجود دارد، استفاده شود. مقاومت بالای لوله‌های گوشتدار در برابر شرایط سخت، آن‌ها را به گزینه‌ مطمئنی برای انتقال سیالات تحت فشار تبدیل کرده است.
• آتشخوار: این لوله‌ها از فولادهای آلیاژی ساخته شده و به دلیل ترکیب عناصری مانند مولیبدن و کروم، از مقاومت بالایی در برابر حرارت و اکسیداسیون برخوردارند. به همین دلیل، این مقاطع در صنایعی همچون پتروشیمی، مبدل‌های حرارتی و دیگ‌های بخار که نیاز به تحمل دما و فشار بالا دارند، مورد استفاده قرار گیرند.

مشخصات فنی لوله های مانیسمان

برای انتخاب و استفاده صحیح از انواع لوله مانیسمان لازم است مشخصات فنی آن با توجه به شرایط عملیاتی پروژه در نظر گرفته شود، زیرا این ویژگی‌ها تاثیر مستقیمی بر عملکرد، ایمنی و دوام سیستم‌های لوله‌کشی دارند. از جمله مهم‌ترین مشخصات فنی این مقاطع می‌توان به رده، قطر، ضخامت دیواره و طول اشاره کرد که هر یک بر اساس استانداردهای بین‌المللی تعیین شده‌اند. در ادامه این مشخصات فنی به طور مفصل بررسی شده‌اند: 

• رده (اسکجول)
  یکی از معیارهای مهم در انتخاب لوله مانیسمان، رده است که بیانگر ضخامت دیواره آن بوده و بر اساس استاندارد‌های بین‌المللی مانند ASME و ANSI تعریف می‌شود. این شاخص به طور مستقیم با وزن، استحکام و حتی قیمت لوله ارتباط دارد؛ به این معنا که افزایش رده، موجب ضخیم‌تر شدن دیواره، کاهش قطر داخلی و در نتیجه، افزایش وزن و استحکام آن می‌شود.
  رده لوله مانیسمان معمولا با اعداد 5، 10، 20، 30، 40، 60، 80، 100، 120، 140 و 160 مشخص می‌شود. اگر در کنار عدد اسکجول، حرف انگلیسی s درج شود، نشان‌دهنده آن است که لوله از جنس فولاد ضد زنگ است. همچنین، در بیان رده ممکن است از عبارات STD (وزن استاندارد)، XS (محکم)، XXS (فوق محکم)، XH (سنگین) و XXH (فوق سنگین) نیز استفاده شود.

• قطر
  سایز لوله مانیسمان بر اساس دو مقدار اصلی مشخص می‌شود: قطر خارجی (OD) و قطر داخلی (ID). قطر خارجی مقدار ثابتی دارد، اما با افزایش ضخامت دیواره، قطر داخلی کاهش می‌یابد. این مقاطع در ابعاد متنوعی، از 1/8 اینچ تا 48 اینچ تولید می‌ شوند و انتخاب قطر مناسب باید با در نظر گرفتن فشار سیال، دمای محیط و نیازهای فنی پروژه انجام شود. 
• ضخامت دیواره
  ضخامت دیواره یکی از عوامل کلیدی در تعیین میزان تحمل فشار، استحکام در برابر تنش‌های مکانیکی و مقاومت در شرایط عملیاتی خاص است. لوله‌های با دیواره ضخیم‌تر برای سیستم‌هایی که در معرض فشارهای بالا، خوردگی و تغییرات شدید دمایی قرار دارند، گزینه‌ای مناسب محسوب می‌شوند. به عنوان مثال، در خطوط انتقال گاز تحت فشار یا صنایع پتروشیمی، استفاده از محصولاتی با ضخامت بالا (مانند رده‌های 80 و 160) موجب افزایش ایمنی و طول عمر سیستم می‌شود.
• طول
  لوله‌های مانیسمان معمولا در شاخه‌های 6 و 12 متری تولید و عرضه می‌شوند. شاخه‌های 6 متری کاربرد بیشتری در صنایع مختلف دارند، اما در پروژه‌هایی که نیاز به کاهش تعداد اتصالات و جوشکاری وجود دارد، از شاخه‌های 12 متری استفاده می‌شود. علاوه بر این، برخی تولیدکنندگان امکان برش سفارشی آن ها را نیز متناسب با نیاز پروژه فراهم می‌کنند.

به نقل از eastern-steels:

استانداردهای اندازه‌گذاری لوله‌های فولادی کربنی بدون درز، نقش کلیدی در تضمین کارایی، ایمنی و دوام خطوط لوله در صنایع مختلف ایفا می‌کنند. رعایت این استانداردها، که تحت نظارت سازمان‌هایی مانند ANSI، ISO و ASTM تدوین شده‌اند، چارچوب مشخصی برای تولید لوله‌هایی با ابعاد دقیق، خواص مکانیکی مطلوب و ترکیب شیمیایی استاندارد فراهم می‌آورد.

آشنایی با ابعاد اصلی، از جمله سایز اسمی لوله (NPS)، رده (Schedule) و قطر خارجی (OD)، برای انتخاب و به‌کارگیری مناسب این لوله‌ها در کاربردهای گوناگون ضروری است. استانداردهایی نظیر ASTM A106، ASTM A53 و API 5L ویژگی‌های فنی این لوله‌ها را مشخص کرده و تولیدکنندگان را در تأمین نیازهای صنایع مختلف راهنمایی می‌کنند.

انواع لوله مانیسمان

در دسته‌بندی لوله‌های مانیسمان، رده یکی از مهم‌ترین مشخصه‌هایی است که ضخامت دیواره و در نتیجه، میزان تحمل فشار و دما را در شرایط عملیاتی مختلف تعیین می‌کند. انتخاب رده مناسب، نقش اساسی در عملکرد سیستم‌های لوله‌کشی دارد و به عواملی مانند نوع سیال، فشار کاری و محیط نصب بستگی دارد. هر چه رده بالاتر باشد، دیواره ضخیم‌تر شده و مقاومت آن در برابر تنش‌های مکانیکی و شرایط سخت محیطی افزایش می‌یابد. در ادامه، انواع لوله مانیسمان بر اساس رده‌های متداول بررسی شده است:

• رده 20: لوله مانیسمان رده ۲۰ یکی از گزینه‌های سبک و اقتصادی است که با ضخامت دیواره 2.5 تا 9.53 میلی‌متر تولید می‌شود. این رده برای سیستم‌هایی با فشار و دمای پایین مناسب بوده و برای انتقال آب، فاضلاب و سیالات غیر خورنده در تاسیسات خانگی و برخی مصارف صنعتی کاربرد دارد. با این حال، به دلیل استحکام کمتر نسبت به رده‌های بالاتر، استفاده از آن در محیط‌های تحت فشار بالا یا با تنش‌های مکانیکی توصیه نمی‌شود.
• رده 40: شاید برایتان سوال باشد که لوله مانیسمان رده 40 چیست، رده 40 یکی از پرکاربردترین انواع لوله مانیسمان است که به دلیل ضخامت متوسط و تعادل مناسب بین استحکام و وزن، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. این مقطع با ضخامت 2.77 تا 17.48 میلی‌متر تولید می‌شود و نسبت به رده‌های سبک‌تر مانند رده 20 مقاومت بیشتری در برابر فشار و دما دارد. استحکام بالا و مقرون‌به‌صرفگی باعث شده است که لوله مانیسمان رده 40 در سیستم‌های انتقال آب، گاز، بخار و سیالات مختلف در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی کاربرد گسترده ای داشته باشد.
• رده 80: رده های 80 با ضخامت دیواره بین 3.73 تا 30.96 میلی‌متر تولید می‌شوند و با توجه به دیواره ضخیم‌تر، گزینه مناسبی برای محیط‌های با فشار بالا، دمای زیاد و شرایط عملیاتی سخت محسوب می‌شوند. آن ها مقاومت بالایی در برابر تنش‌های مکانیکی دارند و در صنایع سنگین مانند نیروگاه‌ها، پالایشگاه‌ها و سیستم‌های انتقال گاز تحت فشار مورد استفاده قرار می‌گیرند. استحکام و طول عمر بالا از مهم‌ترین مزایای این رده است.
• رده 160: رده 160 از ضخیم‌ترین انواع لوله مانیسمان است که ضخامت دیواره آن بین 4.78 تا 59.54 میلی‌متر متغیر است. این رده برای انتقال سیالات تحت فشار بسیار بالا طراحی شده است و در صنایعی که نیاز به مقاومت حداکثری در برابر فشار، دما و خوردگی دارند، از جمله خطوط صنایع پتروشیمی، دیگ‌های بخار و مبدل‌های حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. هر چند دیواره ضخیم‌تر این آن ها استحکام بالایی را فراهم می‌کند، اما باعث کاهش قطر داخلی و افزایش وزن آن نسبت به رده‌های پایین‌تر نیز می‌شود.

جدول استاندارد لوله های مانیسمان

استانداردهای تولید لوله مانیسمان نقش مهمی در تعیین ویژگی‌های مکانیکی، ابعادی و عملکرد این محصولات دارند. این استانداردها تضمین می‌کنند که آن ها بتوانند در شرایط عملیاتی مختلف، از انتقال سیالات در صنایع نفت و گاز گرفته تا استفاده در دماهای بسیار پایین یا بالا، عملکرد مطلوبی داشته باشند. رعایت این استانداردها در فرایند تولید لوله مانیسمان، باعث افزایش کیفیت، استحکام و دوام این مقاطع شده و آن‌ها را برای کاربرد های حساس و صنعتی مناسب می‌سازد. در جدول استاندارد لوله های مانیسمان در زیر برخی از استانداردهای رایج و کاربردهای آن‌ها ارائه شده است:

سوالات متداول