اصول لوله کشی - قسمت چهارم

جنس لوله ها:

      جنس لوله ها با توجه به نوع سرویس و شرایط کارکرد تعیین می شود. و به همین دلیل لوله در جنس های مختلف تولید و عرضه می شود. پس ابتدا به بررسی انواع فولادها می پردازیم :

انواع فولادها

• کربن استیل : فولادی که عناصر آلیاژی آن کمتر از 1% و ماکزیمم مقدار کربن آن 0.25% باشد را فولاد کربن استیل می نامند.در این میان نیز عددی بنام «کربن معادل» تعریف می شود که روشی جهت تمییز فولادهاست و به صورت زیر تعریف می شود:

CE=%C+%Mn/6+ (%Ni+%Cu)/15+ (%Cr+%Mo+%V)/5

  و بر طبق این مشخصه، کربن معادل فولاد کربن استیل نباید بیشتر از 0.43  باشد.فولاد کربن استیل بر اساس عملیات حرارتی که روی آن انجام می گیرد ( ریخته گری ، شکل دهی و...)به انواع مختلف تقسیم می گردد.

    این جنس لوله بطور متداول مورد استفاده قرار می گیرد و بر طبق استاندارد ASTM با دو کد A53,A106 مشخص می شود. ترکیب شیمیائی این دو ، همسان بوده ولی نوع عملیات حرارتی که روی آن انجام می گیرد متفاوت است و هریک ، در دو گرید A,B تولید می شوند که نوع B دارای استحکام بیشتری است، ولی نرمی آن کمتر است.به همین دلیل گرید A برای خمش سرد و کویلهای بسته توصیه می شود.ترکیب شیمیائی کربن استیل بر اساس کد آن در استاندارد ASTM و جداول مربوطه مشخص می شود.بطور مثال :

A106 Gr.B SMLS

حرف A نمایانگر فولاد است ، عدد 106 نوع آن را نمایش می دهد که مقدار عناصر آلیاژی در جداولی توسط ASTM تهیه شده است. گرید B نیز همانطور که توضیح داده شد نوع عملیات حرارتی انجام یافته روی آن است.در جدول استاندارد می توان برای این فولاد مشخصات زیر را پیدا نمود:

MPa	psi	Property
415	60,000	Min. Tensile Strength
240	35,000	Min. Yield Strength

فولاد Killed Carbon : نوعی کربن استیل است که روی آن عملیات اکسیژن زدائی صورت گرفته و اصطلاحاً آرام شده است.این عمل باعث افزایش مقاومت در دماهای پایین می شود.

• فولادLow Alloy :نوعی فولاد آلیاژی است که درصد عناصر آلیاژی آن پائین است.اصولاً این عناصر باعث تقویت خواص فولاد ، از قبیل : کاهش ضریب انبساط ، مقاومت در فشارهای بالا ،افزابش مقاومت در برابر خوردگی و... می گردند.دو نمونه از این نوع فولادها در زیر آمده است :

A335  Gr. P11 : %1.25 Cr   &  %0.5 Mo

A335  Gr. P22 : %2.25 Cr   &  %1  Mo

برای دو گرید فوق، مقادیر مقاومت تنش به صورت زیر معین شده است:

TENSILE REQUIREMENTS
Minimum tensile strength		Minimum yield strength
ksi	MPa	ksi	MPa
60.0	415	30.0	205

• فولاد آلیاژی : اگر درصد عناصر آلیاژی در فولاد از یک حد خاصی بالا باشد، آنرا فولاد آلیاژی می نامند.

   افزودن نیکل باعث تغییر ساختمان کریستالی شده و شکل پذیری ، چقرمگی و قابلیت جوشکاری فولاد را افزایش می دهد.همچنین باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی محیطی می گردد. مولیبدن (Mo) باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی های حفره ای و شکافی (Crevice & Pitting) می شود.کربن و نیتروژن نیز مقاومت فولاد را افزایش می دهند.

نمونه ای از این فولاد در زیر آمده است  :

A312  Gr. TP304

• استنلس استیل Stainless Steel  : نوعی فولاد آلیاژی است که درصد عناصر نیکل و کروم آن نسبت به بقیه عناصر آلیاژی بالاست .بطور کلی اگر میزان کروم فولاد از 11 درصد بیشتر باشد ، آنرا Stainless Steel  می نامند.این مقدار کروم باعث می شود که هنگام خوردگی، لایه نازکی روی فولاد تشکیل شود و همین لایه باعث جلوگیری از خوردگی های بعدی می شود و عملاً باعث ترمیم خوردگی می شود . همچنین S.S در برابر حرارت نیز مقاومتر است.

    بیش از 200 گرید مختلف برای استنلس تعریف شده است که مقاومت در برابر حرارت و خوردگی و مشخصات مکانیکی متفاوتی دارند و در 5 دسته طبقه بندی شده اند که از شرح آنها صرف نظر می کنیم

• فولاد گالوانیزه : فولادی است که روی آن را با روکشی از «روی» پوشش می دهند که آنرا در برابر عوامل محیطی همچون زنگ زدگی محافظت می کند.در سایت اوره و آمونیاک ،اکثر ساپورت ها روکش گالـوانیزه دارند.همچنین جهت انتـقال آب آشامیدنی ، هوای ابـــزار دقیق از لوله های گالوانیزه استفاده می شود.

A53 GR.B / GALV   -

این نوع لوله برای فشارهای پائین و دماهای نسبتاً پائین مناسب است.در مورد نام گذاری نیز ، فلز پایه کربن استیل A53 گرید B است و GALV. هم نمایانگر روکش گالوانیزه آن.

   بطور کلی از مواد مختلفی بعنوان روکش برای لوله ها استفاده می شود. این روکش ها به دو قسمت عمده تقسیم می شوند :یکی روکش هائی هستند که سطح لوله را بصورت شیمیائی تغییر نمی دهند و دیگری روکش هائی که تاثیر شیمیائی روی لوله دارند. روکش های نوع اول خود به چند دسته مختلف تقسیم می شوند که از آن جمله می توان به روکــــش های فلزی و غیر فلزی اشاره نمود.روکش های نوع دوم نیز به دو دسته تقسیم می شوند:روکش های با تغییر شیمیائی و روکش های با تغییر فیزیو-شیمیائی. در زیر چند نمونه از روکش ها آمده است :

   رنگ کاری ، قـــــــیراندود کردن ، رنگ زدن با اســــــپری های تقویت شده با فـلزهای گوناگون ، روکش اتیل سیلیکات، Sherardizing،Chromizing ،  Phosphating

• چدن : ترکیبی از آهن و کربن که درصد کربن آن بالای 2.2 % است . عمده ترین نوع چدن ، چدن خاکستری است.از مزیت های آن می توان به پائین بودن نقطه ذوب و ریخته گری آسان اشاره نمود.جنس بدنه اکثر شیرآلات از چدن است.
• شیشه Borosilicate : قدیمیترین نوع شیشه که در مقابل حرارت مقاوم است و جهت ساخت Sight Glass ، شیشه گیج بویلر(Boiler Gauge Glass) و... مورد استفاده قرار می گیرد. این شیشه در برابر واکنش های شیمیائی نیز مقاوم است..

·         سایر مواد: موادی چون مس،آلومنیوم و... نیز به دلایل مختلف مورد توجه قرار می گیرد. علاوه بر این، لوله های PVC ، پلی اتیلنی و کلاً لوله های پلاستیکی نیز در Piping مورد استفاده قرار می گیرند.

      استاندارد API 5L : این استاندارد نیز مانند استاندارد ASTM ، لوله های با مشخصات و گریدهای مختلف معرفی می کند. بیشترین گرید استفاده شده، گرید B می باشد که اغلب برای لوله های با قطر بیشتر از 8” از آن استفاده می شود. مشخصات این گرید به شرح زیر است :

API 5L  GR.B

TENSILE REQUIREMENTS
Minimum tensile strength		Minimum yield strength
ksi	MPa	ksi	MPa
35.0	241	60.0	413

همچنین از این گرید می توان بجای گرید A 106 GR.B 

استفاده نمود

منبع: http://ture.blogfa.com