یکی از لوله‌های پرکاربرد در صنایع مختلف، لوله‌های اسپیرال هستند. احتمالاً نام این لوله‌ها به گوشتان خورده اما نمی‌دانید که چه ویژگی‌هایی دارند و کجا از آنها استفاده می‌شود. برای همین در این مقاله گفتیم که لوله اسپیرال چیست و کاربرد این لوله‌ها را به همراه مزایا و معایب آنها بیان کردیم. همچنین در مورد مشخصات و استانداردهای این لوله‌ها هم صحبت کردیم. پس اگر می‌خواهید بیشتر با لوله اسپیرال و روش تولید آن آشنا شوید، تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.
لوله اسپیرال چیست؟
لوله اسپیرال (Spiral Steel Pipe)، نوعی لوله فولادی درزدار است که از طریق جوش مارپیچی تولید می‌شود. یعنی لوله‌ها از خم‌کردن مداوم یک نوار فولادی به‌صورت زاویه‌دار و جوش‌دادن لبه‌ها به یکدیگر ساخته می‌شوند. این در حالی است که سایر لوله‌های درزدار، از خم‌کردن یک ورق بزرگ فولادی و ایجاد یک جوش طولی ساخته می‌شوند. پس هر لوله‌ای که جوش آن به‌صورت مارپیچ انجام شده باشد، لوله اسپیرال نامیده می‌شود.
این جوش مارپیچی باعث می‌شود که مقاومت لوله‌ها زیاد شود و توانایی تحمل فشار بیشتری را داشته باشند. به‌عبارت‌دیگر، اگر از ورقهای با ضخامت مشخص، دو لوله به روش‌های جوش طولی و جوش مارپیچ بسازید، لوله ساخته شده از جوش مارپیچی مقاومت بیشتری در برابر فشار خواهد داشت.
برای مثال، تصور کنید یک ورق فولادی دارید که برای ساخت لوله فولادی با جوش طولی از آن استفاده کردید. این لوله بعد از ساخت، یک مقاومت و تحمل فشار مشخصی دارد. حال اگر 10 تا 25 درصد از ضخامت همان ورق کم کنید و یک لوله از طریق جوش مارپیچی تولید کنید، باز هم همان مقاومت را خواهد داشت. پس با ساخت این لوله‌ها نه‌تنها از مواد اولیه کمتری استفاده می‌کنید، بلکه همان میزان مقاومت را هم خواهید داشت.
البته با اینکه مقاومت این لوله‌ها بیشتر از لوله‌های درزدار عادی است، به اندازه لوله‌های بدون درز مقاوم نیستند. لوله‌های بدون درز یا همان لوله مانیسمان، بدون جوش ساخته می‌شوند و سطح آنها کاملاً یکدست و یکپارچه است. در نتیجه لوله‌های مانیسمان مقاومت بسیار بالاتری نسبت به لوله‌های درزدار دارند اما بسته به شرایط، لوله‌های اسپیرال هم بسیار کاربردی هستند. در ادامه بیشتر در مورد کاربردها و مزایا و معایب این لوله‌ها صحبت می‌کنیم.
روش تولید لوله اسپیرال
پیش‌تر گفتیم که برای تولید لوله‌های اسپیرال، ورق فولادی را به‌صورت مارپیچ به هم جوش می‌زنند. جالب است بدانید که این روش نسبت به سایر روش‌های تولید لوله درزدار، به هزینه و زمان کمتری نیاز دارد. فرایند تولید لوله‌های اسپیرال به‌صورت مرحله‌به‌مرحله به ترتیب زیر است:
- مرحله اول – بازکردن ورقهای فولادی: در این مرحله، یک ورق فولادی رول‌شده را به‌تدریج باز و به کمک چندین غلتک صاف می‌کنند.
- مرحله دوم – خم‌کردن ورقهای صاف‌شده: ورقهای صاف‌شده به کمک غلتک‌های مخصوص، به شکل استوانه خم می‌شوند. در این مرحله، بسته به زاویه و فشاری که غلتک‌ها ایجاد می‌کنند، میزان قطر داخلی لوله اسپیرال هم تعیین می‌شود.
- مرحله سوم – انجام جوشکاری مارپیچی در دو طرف ورق: ورقهای فولادیِ خم‌شده به شکل مارپیچی در داخل و خارج به هم جوش داده می‌شوند. این نوع از فرایند جوشکاری مارپیچی به SAW معروف است.
- مرحله چهارم – برش لوله‌های اسپیرال تولید شده: در نهایت ورقهای جوش‌خورده بسته به نیاز پروژه یا مشتریان، در اندازه‌های مختلف برش داده می‌شوند. در تصویر زیر می‌توانید فرایند تولید لوله اسپیرال را ببینید.
بررسی مشخصات فنی و ابعاد لوله اسپیرال
منظور از مشخصات فنی لوله اسپیرال، خصوصیات فیزیکی، مواد استفاده‌شده و جزئیات مختلف دررابطه‌با عملکرد لوله است. لوله‌های اسپیرال بسته به کاربردی که دارند یا صنعت مورد استفاده، تحت استانداردهای مختلفی ساخته می‌شوند. از جمله این استانداردها می‌توان به AWWA، ASTM و API اشاره کرد. اما به‌صورت کلی، لوله اسپیرال دارای مشخصات فنی زیر است:
- قطر خارجی لوله‌های اسپیرال: 8 تا 120 اینچ
- طول لوله: شاخه‌های 6 تا 12 متری
- ضخامت دیواره: معمولاً بین 5.5 تا 25.4 میلی‌متر
- قطر داخلی: برای محاسبه قطر داخلی لوله‌های اسپیرال باید 2 برابر ضخامت دیواره لوله را از اندازه قطر خارجی کم کنید.
البته این مشخصات بسته به نیاز پروژه، استاندارد و همچنین کشور می‌توانند متفاوت باشند. مثلاً در آمریکا لوله‌های اسپیرال در طول‌ها 8 تا 18 متر تولید می‌شوند درحالی‌که طول این لوله‌ها در ایران بین 6 تا 12 متر است.
ویژگی‌ها و مزایای لوله اسپیرال چیست؟
از مهم‌ترین ویژگی‌های لوله اسپیرال می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- استحکام و مقاومت بالا در برابر فشار: به لطف جوش مارپیچی، فشار داخلی به‌صورت یک‌نواخت روی دیواره لوله اسپیرال پخش می‌شود. در نتیجه این لوله‌ها مقاومت بیشتری در برابر فشارهای بالا دارند و کمتر دچار درز یا ترک در بخش جوش‌خورده می‌شوند.
- قطر و طول بیشتر: روش تولید لوله‌های اسپیرال سبب شده است که این لوله در اندازه‌های مختلف و برای کاربرد در صنایع متعددی تولید شود.
- دوام و طول عمر بیشتر: لوله اسپیرال نسبت به سایر لوله‌های درزدار، استحکام بیشتری دارد و کمتر تحت‌تأثیر شرایط محیطی قرار می‌گیرد. برای همین طول عمر این نوع لوله فولادی بیشتر است و می‌توانید برای طولانی‌مدت از آنها استفاده کنید.
- مقرون‌به‌صرفه: در حین اینکه عملکرد لوله‌های اسپیرال بهتر از سایر لوله‌های درزدار است، فرایند ساخت آنها بسیار بهینه است و هزینه‌های کمتری دارد.
- انعطاف‌پذیری بالا و کاربرد بیشتر: این لوله‌ها را بسته به نیاز پروژه، می‌توانید در ابعاد مختلف تولید کنید و انعطاف بالایی در ساخت آنها داشته باشید.
لوله اسپیرال چه کاربردهایی دارد؟
لوله‌های اسپیرال به‌خاطر استحکام و مقاومت بالایی که دارند، در پروژه‌های مختلفی استفاده می‌شوند. از جمله مهم‌ترین کاربردهای لوله اسپیرال می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- سیستم‌های آبرسانی و آبیاری: این لوله‌ها در برابر زنگ‌زدگی مقاومت بالایی دارند و می‌توانید از آنها در سیستم‌های آبرسانی و آبیاری استفاده کنید. برای همین در تصفیه‌خانه‌ها، انتقال آب شهری یا آب دریا، فاضلاب‌ها و غیره از این لوله‌ها استفاده می‌شود.
- انتقال نفت و گاز: چون لوله اسپیرال مقاومت بالایی در برابر فشار دارد، در صنایع نفت و گاز هم از آن استفاده می‌شود. این لوله‌ها می‌توانند سیالات و گازها را در فشار و دمای بالا انتقال دهند.
- صنعت ساخت‌وساز: از این لوله‌ها می‌توانید به‌عنوان تیر یا ستون در ساخت تونل، پل، بزرگراه و همچنین ساختمان استفاده کنید. استفاده از لوله اسپیرال در صنعت ساخت‌وساز، استحکام و دوام بالای این لوله‌ها را به‌خوبی نشان می‌دهد.
- صنعت خودروسازی: لوله‌های اسپیرال به‌خاطر سبک‌بودن و دوام بالا، یک انتخاب عالی در صنعت خودروسازی به شمار می‌روند. برای همین در ساخت سیستم اگزوز، خنک‌کننده‌ها و بخش‌های دیگر خودرو هم از این لوله‌ها استفاده می‌شود.
معایب لوله اسپیرال
یکی از معایب اصلی لوله اسپیرال، استفاده از ورق فولادی رول‌شده به‌عنوان ماده اولیه است. این ورق‌ها چون رول‌شده هستند، سطح کاملاً صافی ندارند و ترازکردن دستگاه‌های جوش در امتداد لبه‌های ورق، چالش‌برانگیز است. حتی برای ردیابی جوش باید از تجهیزات پیشرفته‌ای استفاده شود چون اگر ورقهای فولادی به‌درستی و در مکان مناسب جوش نخورند، احتمال درز و ترک‌خوردگی بیشتر می‌شود.
همچنین در صنایعی که فشار زیادی به لوله اعمال می‌شود، لوله‌های اسپیرال قابل‌استفاده نیستند. در این حالت بهتر است از لوله‌های مانیسمان استفاده شود. لوله‌های مانیسمان بنا به رده، در صنایع مختلفی استفاده می‌شوند و کاربردهای مختلفی دارند. اگر می‌خواهید بیشتر با رده‌بندی و کاربرد لوله‌های مانیسمان آشنا شوید، پیشنهاد می‌کنیم مقاله رده لوله مانیسمان چیست را بخوانید.
آیا لوله اسپیرال برای شما مناسب است؟
در این مقاله به‌صورت کامل گفتیم که لوله اسپیرال چیست و مزایا و کاربردهای این لوله را بیان کردیم. اکنون که با لوله اسپیرال بیشتر آشنا شدید، بهتر می‌توانید در مورد انتخاب آن تصمیم بگیرید. تا اینجا سعی کردیم به سؤالات شما دررابطه‌با این لوله پاسخ دهیم اما اگر همچنان سؤالی دارید، در بخش کامنت‌ها بپرسید تا به شما پاسخ دهیم. همچنین اگر تجربه‌ای از استفاده از لوله‌های اسپیرال یا جوش مارپیچی دارید، آن را با ما به اشتراک بگذارید.
