لوله یک استوانه تو خالی است که برای جابه جا کردن موادی که می توانند جریان داشته باشند یعنی مایعات و گازها , لجن ها , پودرها و مواد به شکل جامدات کوچک به کار می رود.در کاربرد های رایج , واژه های لوله و تیوب معمولا قابل تعویض هستند اما در صنعت و مهندسی این واژه ها دارای تعریف خاصی هستند . با توجه به استاندارد کاربردی که با آن تولید می شوند , لوله به وسیله قطر اسمی و قطر خارجی (OD) ثابت و یک اسکجول (SCHEDULE) که تعریف کننده ضخامت آن است تعریف می شود . تیوب اغلب توسط OD ضخامت دیواره مشخص می شود اما ممکن است به وسیله دو تا از OD , قطر داخلی (ID) و ضخامت دیواره مشخص می شود.همچنین تیوب در انواع مبدل ها, بویلرها, قطعات ابزار دقیق و ماشین آلات به کار میرود. لوله معمولا بر حسب یکی از چندین استاندارد صنعتی ملی و بین المللی تولید می شود . تیوب اغلب برای سایزهای سفارشی و طیف وسیع تری از قطرها و تلرانس ها ساخته می شود . اصطلاح تیوب همچنین برای مقاطع غیر استوانه ای مانند مربع و یا مستطیل استفاده می شود. لوله تقریبا همیشه با استفاده از اتصالاتی مانند زانویی, سه راهی و غیره استفاده می شود در حالی که تیوب می تواند به صورت سفارشی شکل بگیرد و یا خم شود.

جنس لوله ها

جنس لوله ها با توجه به نوع سرويس و شرايط کارکرد تعيين مي شود. که مهمترین آنها فولاد می باشد.

انواع فولاد ها
کربن استيل : فولادي که عناصر آلياژي آن کمتر از 1% و ماکزيمم مقدار کربن آن 0.25% باشد را فولاد کربن استيل مي نامند.در اين ميان نيز عددي بنام «کربن معادل» تعريف مي شود که روشي جهت تمييز فولادهاست و به صورت زير تعريف مي شود:
CE=%C+%Mn/6+ (%Ni+%Cu)/15+ (%Cr+%Mo+%V)/5

اين جنس لوله بطور متداول مورد استفاده قرار مي گيرد و بر طبق استاندارد ASTMبا دو کد A53,A106 مشخص مي شود. ترکيب شيميائي کربن استيل بر اساس کد آن در استاندارد ASTM و جداول مربوطه مشخص مي شود.بطور مثال :
A106 Gr.B SMLS

حرف A نمايانگر فولاد است ، عدد 106 نوع آن را نمايش مي دهد که مقدار عناصر آلياژي در جداولي توسط ASTM تهيه شده است.

فولاد Killed Carbon نوعي کربن استيل است که روي آن عمليات اکسيژن زدائي صورت گرفته و اصطلاحاً آرام شده است.اين عمل باعث افزايش مقاومت در دماهاي پايين مي شود.

فولاد Low Alloy نوعي فولاد آلياژي است که درصد عناصر آلياژي آن پائين است.اصولاً اين عناصر باعث تقويت خواص فولاد ، از قبيل : کاهش ضريب انبساط ، مقاومت در فشارهاي بالا ،افزابش مقاومت در برابر خوردگي و... مي گردند.

فولاد آلياژي : اگر درصد عناصر آلياژي در فولاد از يک حد خاصي بالا باشد، آنرا فولاد آلياژي مي نامند. افزودن نيکل باعث تغيير ساختمان کريستالي شده و شکل پذيري ، چقرمگي و قابليت جوشکاري فولاد را افزايش مي دهد.همچنين باعث افزايش مقاومت در برابر خوردگي محيطي مي گردد. موليبدن (Mo) باعث افزايش مقاومت در برابر خوردگيهاي حفره اي و شکافي (Crevice & Pitting) مي شود.کربن و نيتروژن نيز مقاومت فولاد را افزايش مي دهند.

استنلس استيل Stainless Steel : نوعي فولاد آلياژي است که درصد عناصر نيکل و کروم آن نسبت به بقيه عناصر آلياژي بالاست .بطور کلي اگر ميزان کروم فولاد از 11 درصد بيشتر باشد ، آنرا Stainless Steel مي نامند.اين مقدار کروم باعث مي شود که هنگام خوردگي، لايه نازکي روي فولاد تشکيل شود و همين لايه باعث جلوگيري از خوردگي هاي بعدي مي شود و عملاً باعث ترميم خوردگي مي شود . همچنين S.S در برابر حرارت نيز مقاومتر است.

• فولاد گالوانيزه : فولادي است که روي آن را با روکشي از «روي» پوشش مي دهند که آنرا در برابر عوامل محيطي همچون زنگ زدگي محافظت مي کند.در سايت اوره و آمونياک ،اکثر ساپورت ها روکش گالـوانيزه دارند.همچنين جهت انتـقال آب آشاميدني ، هواي ابـــزار دقيق از لوله هاي گالوانيزه استفاده مي شود.

A53 GR.B / GALV -
اين نوع لوله براي فشارهاي پائين و دماهاي نسبتاً پائين مناسب است.در مورد نام گذاري نيز ، فلز پايه کربن استيل A53 گريد B است و GALV. هم نمايانگر روکش گالوانيزه آن.


بطور کلي از مواد مختلفي بعنوان روکش براي لوله ها استفاده مي شود. اين روکش ها به دو قسمت عمده تقسيم مي شوند :يکي روکش هائي هستند که سطح لوله را بصورت شيميائي تغيير نمي دهند و ديگري روکش هائي که تاثير شيميائي روي لوله دارند.

فرآیند تولید لوله ها

سه پروسه برای تولید لوله های فلزی وجود دارد. ریخته گری گریز از مرکز (CENTRIFUGAL CASTING) فلژ آلیاژی گرم یکی از برجسته ترین فرآیند هاست.معمولا لوله های چدنی نشکن به این روش ساخته می شوند.لوله های بدون درز (SEAMLESS PIPES) به وسیله کشش یک شمش تو پر روی یک میله حفره ساز برای ایجاد پوسته توخالی ساخته می شوند.از آن جایی که در فرآیند تولید, جوشکاری انجام نمیشود لوله های بدون درز برای تحمل فشار بهتر از انواع دیگر در نظر گرفته می شوند و اغلب در دسترس تر از لوله های جوشی می باشند.
پیشرفت هایی که بوجود آمد باعث شد لوله های جوشی جایگزین لوله های بدون درز شوند. لوله های جوشی (WELDED PIPES) به وسیله جوش کاری مقاومت الکتریکی (ELECRTIC RESISTANCE WELDING) یا ERW و جوش کاری ذوبی الکتریکی (ELECTRIC FUSION WELDING) یا EFW به وسیله لوله کردن یک ورق و جوشکاری درز آن تولید می شوند. لوله های با قطر بالاتر از 10 اینچ می توانند به صورت EFW , ERW و یا جوشکاری قوسی زیر پودری (SUBMERGED ARC WELDING) یا SAW ساخته شوند . دو تکنولوژی برای تولید لوله های فولادی با ابعاد بزرگ تر وجود دارد که برای سایز هایی که امکان تولید آن توسط فرآیندهای بدون درز و ERW وجود ندارد مناسب است . دو نوع لوله تولید شده در سایزهای بزرگتر , از تکنولوژی جوش کاری قوسی زیر پودری طولی (LONGITUDINAL SUBMERGED ARC WELDING) یا LSAW و جوش کاری قوسی مارپیچی زیرپودری (SPIRAL SUBMERGED ARC WELDING) یا SSAW استفاده می کنند . LSAW به وسیله خم کاری و جوش کاری صفحات فلزی انجام می شود و اغلب در کاربردهای صنعت نفت و گاز استفاده می شوند.

روش های اتصال لوله ها

عمده روشهایی که برای اتصال لوله ها بکار می رود را میتوان در سه دسته اصلی تقسیم بندی کرد, دو روش بصورت جوشی و روش دیگر بصورت پیچی است .این سه روش عبارتند از :

• BUTT WELDED
• SOCKET WELDED
• SCREWED


اتصال BUTT WELD :

در این روش که به روش « جوش لب به لب » نیز موسوم است, دو لوله در راستای هم قرار داده می شوند و در فاصله مناسبی از یکدیگر خال جوش خورده و سپس توسط جوشی پیوسته به هم متصل می شوند . البته قبل از انجام اتصال دو انتهای لوله پخ زده می شود که به آماده سازی لبه (Edge Preparation) موسوم است. همانطوریکه بیان شد در هنگام جوشکاری لوله ها و اتصالات ابتدا دو لوله در امتداد هم قرار می گیرند, سپس بوسیله جوشهای موقت دو لوله در حالت هم محوری ، ثابت می شوند که به این عملیات اصطلاحاًFITUP گفته می شود. پس از انجام جوشکاری اصلی , جوشهای موقت از لوله جدا می گردند.


اتصال SOCKET WELD :

یکی از روش هایی که برای اتصال لوله های فولادی مورد استفاده قرار می گیرد روش اتصال بوشنی یا بوشن جوشی است. در هنگام متصل کردن دو لوله با استفاده از روش اتصال بوشنی، لوله مورد نظر پیش از جوشکاری در داخل یک وصاله ( بوشن ) قرار می گیرد و سپس لبه های وصاله بوشنی بر روی بدنه لوله جوش می شود. معمولاً در داخل این وصاله های بوشنی، یک زائده پله ای وجود دارد که از ورود بیش از حد لوله درون وصاله جلوگیری به عمل می آورد. این روش بیشتر برای لوله های با سایز اسمی 2 اینچ و کوچکتر مورد استفاده قرار می گیرد.


اتصال SCREWED:

کی دیگر از روش های متداول در اتصال لوله های فولادی به یکدیگر، استفاده از اتصالات پیچی یا رزوه ای است که به اختصار به آن .Scrd یا TE نیز می گویند. استفاده از اتصالات پیچی یکی از روش های اتصال غیر دایمی است که امکان جدا کردن قطعات و مونتاژ مجدد آنها همواره وجود دارد. به عبارت دیگر، این روش اتصال لوله با وجود اینکه دارای ضریب اطمینان پایین تری نسبت به دو روش دیگر اتصال سوکتی و اتصال جوش لب به لب است، اما به دلیل اینکه سیستم همواره قابلیت باز و بسته شدن را دارد، در بسیاری از کاربردها نسبت به دو روش دیگر ترجیح داده می¬شود. این روش اتصال لوله روشی است که معمولاً برای خطوط فرایندی با سرویس های کم اهمیت به کار برده می شود، که منظور از سرویس کم اهمیت، شرایط نرمال تر دما و فشار در فرایند است.