لوله کربن استیل، جزء پرکاربردترین لوله‌های فولادی هستند که درصد بالایی از کربن را در ترکیبات خود دارد. این میزان از کربن، خواص مکانیکی لوله‌ها را بهبود داده و آن را به انتخابی ایده آل در صنعت نفت و گاز تبدیل کرده است. برای اینکه بیشتر با این لوله و ویژگی‌ها و کاربردهای آن آشنا شوید، در این مقاله گفتیم که لوله کربن استیل چیست و چه مزیت‌هایی دارد. پس اگر می‌خواهید این لوله را بیشتر بشناسید و با انواع و استانداردهای آن آشنا شوید، تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.
لوله کربن استیل، استحکام و سختی بالا در کنار قیمت مقرون به صرفه
لوله کربن استیل نوعی لوله فولادی است که اجزای اصلی آن را آهن و کربن تشکیل می‌دهد. کربن موجود در این لوله، تقریباً بین 0.12 درصد تا 2 درصد متغیر است که تأثیر زیادی روی ویژگی‌های لوله به‌خصوص استحکام و سختی آن دارد. البته در تولید لوله کربن استیل، درصد کمی از آلیاژها و فلزات دیگر هم مثل مس، منگنز، سیلیکون و غیره استفاده می‌شود.
استفاده از ترکیبات آلیاژی در تولید لوله‌های کربن استیل باعث شده که برخی از خواص این لوله مثل انعطاف‌پذیری، جوش‌پذیری و استحکام آنها بهبود پیدا کند. میزان این ترکیبات آلیاژی در لوله کربن استیل کم‌تر از 10.5 درصد است؛ اما میزان آنها در سایر لوله‌های فولادی مثل لوله مانیسمان بیش از 10.5 درصد است.
لوله‌های کربن استیل استحکام بالا و مقاومت بالایی در برابر فشار دارند. این لوله‌ها همچنین به راحتی تراش می‌خورند و قیمت بسیار مقرون به‌صرفه‌ای دارند. همه این ویژگی‌ها باعث می‌شوند که لوله کربن استیل کاربرد گسترده‌ای در صنعت نفت و گاز داشته باشند.
از لوله کربن استیل در صنایع دیگری مثل زیرساخت‌های ساختمانی و کشتی‌سازی هم استفاده می‌شود. این لوله‌ها همچنین مقاومت کمی در برابر خوردگی دارند؛ در نتیجه برای افزایش مقاومت آنها از پوشش‌های فلزی مخصوص مثل فلز روی یا به اصطلاح گالوانیزه استفاده می‌کنند.
اکنون که بهتر می‌دانید لوله کربن استیل چیست و تا حدودی با آن آشنا شدید، به سراغ مزایای این لوله‌ها می‌رویم و انواع آنها را در ادامه معرفی می‌کنیم.
مزایای لوله کربن استیل
لوله‌های کربن استیل نسبت به سایر لوله‌های فولادی، کربن بیشتری دارند و از سایر آلیاژها و عناصر فلزی هم برای بهبود خواص خود استفاده می‌کنند. به همین دلیل، این لوله‌ها مزایای زیادی دارند که برخی از مهم‌ترین آنها عبارت‌اند از:
- استحکام و دوام بالا: لوله‌های کربن استیل به صورت ذاتی استحکام و دوام بالایی دارند. این ویژگی باعث می‌شود تا لوله‌ها بتوانند در محیط‌های پر تنش و تحت فشار، کیفیت و عملکرد خود را حفظ کنند.
- سبک و اتصالات راحت: یکی از خواص مهم لوله کربن استیل در مقایسه با لوله‌های فولادی دیگر، وزن سبک آنها است. این مزیت، جابه‌جایی و نصب لوله‌های کربن استیل را راحت‌تر و آسان‌تر می‌کند.
- مقاومت در برابر فشار و دمای بالا: این لوله‌ها می‌توانند مقاومت بالایی در شرایط سخت محیطی و همچنین تحت دما و فشار بالا داشته باشند. در چنین شرایطی، این لوله‌ها می‌توانند یکپارچگی ساختاری خود را حفظ کنند و دچار تغییر و افت عملکرد نشوند.
- انعطاف پذیر: این لوله‌ها در برابر برش و خم شدن انعطاف پذیری بالایی دارند. برای همین استفاده و کار با آنها بسیار راحت است و می‌توان از آنها در پروژه‌های مختلف استفاده کرد.
- مقرون‌به‌صرفه: برای تولید لوله‌های کربن استیل، معمولاً از مواد اولیه کم‌تری استفاده می‌شود و قیمت ارزان‌تری دارند. این در حالی است که با وجود مواد کم‌تر، این لوله‌ها می‌توانند استحکام و مقاومت خود را حفظ کنند. برای مثال لوله مانیسمان رده 40 کربن استیل در کنار استحکام و دوام بالا، مقرون‌به‌صرفه هم است و مواد اولیه زیادی نیاز ندارد.
- مزایای زیست محیطی: لوله‌های کربن استیل به راحتی قابل بازیافت هستند و در فرایند تولید آنها کم‌ترین میزان ضایعات تولید می‌شود. پس استفاده از لوله‌های کربن استیل کم‌ترین آسیب را به محیط‌زیست وارد می‌کند.
مزایایی که بالاتر بیان کردیم، تنها بخشی از مزیت‌های لوله کربن استیل هستند و بسته به نوع، این لوله‌ها می‌توانند مزایای دیگری هم داشته باشند. برای مثال شما می‌توانید لوله‌های مانیسمان را از کربن استیل بسازید که به لوله مانیسمان کربن استیل معروف هستند. چنین لوله‌هایی استحکام و دوام بالاتری دارند و مقاومت آنها در برابر فشار داخلی هم بیشتر است. در بخش‌های بعدی شما را با انواع مختلف لوله کربن استیل و مهم‌ترین ویژگی آنها آشنا می‌کنیم، پس همراه ما بمانید.
انواع لوله کربن استیل بر اساس روش تولید
لوله‌های کربن استیل را می‌توان بر اساس عوامل مختلفی طبقه‌بندی کرد که یکی از مهم‌ترین آنها طبقه‌بندی بر اساس روش تولید است. این لوله‌ها طبق فرایند تولید به لوله مانیسمان کربن استیل و لوله درزدار کربن استیل طبقه‌بندی می‌شوند که در بخش‌های بعدی آنها را توضیح می‌دهیم.
1. لوله مانیسمان کربن استیل
به دسته‌ای از لوله‌های مانیسمان که ماده سازنده آنها کربن استیل است، لوله مانیسمان کربن استیل گفته می‌شود. لوله‌های مانیسمان در ساختار خود هیچ درزی ندارند و سطح آنها کاملاً یکدست و یکپارچه است. این ساختار بدون درز باعث می‌شود تا فشار داخلی به صورت مساوی روی دیواره آنها پخش شود.
در نتیجه این لوله‌ها نسبت به لوله کربن استیل درزدار، مقاومت بیشتری در برابر فشار داخلی دارند. همچنین استحکام و دوام آنها بسیار بیشتر است. لوله‌های کربن استیل بدون درز معمولاً در مواردی که لازم است سیالات حساسی مثل مواد شیمیایی، نفت یا گاز با فشار بالایی منتقل شوند، کاربرد دارند. البته توجه کنید که رده و ضخامت دیواره لوله‌های مانیسمان کربن استیل تأثیر زیادی روی کاربرد آنها دارد.
معمولاً از لوله‌هایی که رده بالاتری دارند و ضخامت دیواره آنها بیشتر است، در این صنایع حساس استفاده می‌شود. لوله مانیسمان رده 80 به‌خاطر تحمل فشار بالا، یکی از لوله‌های رایجی است که در این صنایع استفاده می‌شود. همچنین این لوله‌ها را می‌توان هم به روش نورد گرم و هم نورد سرد تولید کرد.
2. لوله کربن استیل درزدار
لوله‌های کربن استیل درزدار را از خم کردن ورق‌های فولاد کربنی و جوش دادن لبه‌های آنها تولید می‌کنند. یعنی این لوله‌ها برخلاف لوله مانیسمان کربن استیل در ساختار خود درز دارند. برای همین استحکام و مقاومت لوله‌های درزدار به اندازه لوله مانیسمان کربن استیل نیست، اما بسیار مقرون به‌صرفه‌تر هستند. از لوله درزدار کربن استیل در مواردی که فشار انتقال سیالات بالا نیست، استفاده می‌شود. از جمله این موارد می‌توان به خطوط انتقال آب، فاضلاب‌ها، تصفیه‌خانه و غیره اشاره کرد.
انواع لوله کربن استیل بر اساس میزان کربن
مهم‌ترین طبقه‌بندی لوله‌های کربن استیل بر اساس میزان کربن آنها است. دلیل هم این است که کم‌ترین تغییرات در مقدار کربن، به صورت مستقیم روی خواص و کاربرد لوله‌ها تأثیر می‌گذارد. هر چه میزان کربن در ترکیبات لوله کربن استیل بیشتر شود، سختی و استحکام افزایش می‌یابد؛ اما انعطاف‌پذیری و شکل‌پذیری آن کم‌تر می‌شود.
بر این اساس، لوله‌های کربن استیل را به چهار دسته اصلی کم کربن، کربن متوسط، پرکربن بالا و اولترا کربن تقسیم‌بندی می‌کنند. در جدول زیر می‌توانید اطلاعات کامل این لوله‌ها را مشاهده کنید.
| نوع لوله کربن استیل | درصد کربن لوله | ویژگی و خواص لوله |
| لوله کربن استیل کم کربن | 0.05 تا 0.3 درصد |
|
| لوله کربن استیل کربن متوسط | 0.3 تا 0.5 درصد |
|
| لوله کربن استیل پر کربن | 0.6 تا 1.0 درصد |
|
| لوله کربن استیل اولترا کربن | 0.96 تا 2.1 درصد |
|
سایر لوله‌های کربن استیل
لوله‌های کربن استیل علاوه بر مواردی که در بالا اشاره کردیم، انواع دیگری هم دارند که عبارت‌اند از:
- لوله آتشخوار: این لوله نوعی لوله کربن استیل است که به واسطه ترکیبات آلیاژی ویژه، مقاومت بسیار خوبی در برابر حرارت و فشار بالا دارد. لوله آتشخوار عمدتاً در دیگ‌های بخار و کوره‌های حرارتی استفاده می‌شوند. اگر می‌خواهید که بیشتر با لوله‌های فولادی آتشخوار آشنا شوید، پیشنهاد می‌کنیم مقاله لوله آتشخوار را بخوانید.
- لوله گوشتدار: این لوله نسبت به سایر لوله‌های کربن استیل، ضخامت دیواره بیشتری دارد. این ویژگی کمک می‌کند تا لوله مقاومت بالایی در برابر فشار داخلی داشته باشد و انتقال ایمن سیالات با سرعت بالا را تضمین کند.
- لوله گالوانیزه: سطح این نوع از لوله‌های کربن استیل را با یک لایه از فلز روی می‌پوشانند. این لوله‌ها به صورت لوله گالوانیزه سرد و گرم (گلخانه‌ای) وجود دارند.
- لوله داربست: این لوله‌های فولاد کربنی هم استحکام بالایی دارند و برای ساخت داربست‌های ساختمانی استفاده می‌شوند.
- لوله انتقال آب و گاز: از این لوله‌های کربن استیل به صورت اختصاصی برای انتقال آب و گاز استفاده می‌کنند.
در بخش بعدی کاربردهای رایج لوله کربن استیل را معرفی می‌کنیم، همراه ما باشید.
کاربردهای رایج لوله کربن استیل چیست؟
باتوجه‌به تنوع لوله‌های کربن استیل و ویژگی‌های گوناگونی که دارند، می‌توان از آنها در صنایع و زمینه‌های مختلفی استفاده کرد. در این میان، برخی از رایج‌ترین کاربردهای لوله کربن استیل عبارت‌اند از:
- خطوط انتقال نفت و گاز
- کاربردهای سازه‌ای در مواردی مثل ساختمان سازی و پل سازی
- انتقال فاضلاب‌های شهری
- کشاورزی و سیستم‌های آبیاری
- خودروسازی برای ساخت بخش‌هایی مثل اگزوز
- ساخت دستگاه‌های صنعتی برای انتقال سیالات
- کشتی‌سازی
- ساخت دستگاه‌های تقطیر
توجه کنید که استفاده از لوله‌های کربن استیل برای انتقال سیالات و مواد خورنده در صنایعی مثل پتروشیمی‌ها و آزمایشگاه‌های شیمی اصلاً توصیه نمی‌شود. همچنین برای استفاده از این لوله‌های در محیط‌های مرطوب لازم است تا از روکش‌های فلزی برای افزایش مقاومت آنها در برابر خوردگی استفاده کنید. یکی از بهترین گزینه‌ها برای افزایش مقاومت لوله کربن استیل در برابر خوردگی، گالوانیزه کردن یا استفاده از روکش فلز روی است.
منظور از استانداردهای تولید لوله کربن استیل چیست؟
یکی از مهم‌ترین نکاتی که در مورد لوله‌های کربن استیل بدانید، استانداردهای تولید آن است. این استانداردها ابعاد، فرایند تولید، میزان ترکیبات، کاربرد و سایر موارد مشابه را در رابطه با لوله کربن استیل مشخص می‌کنند. توجه کنید که استانداردهای تولید لوله می‌تواند به صورت منطقه‌ای و کشوری تغییر کنند. با این حال، به صورت کلی از استانداردهای بین‌المللی مثل ASTM، API و ASME برای تولید لوله کربن استیل استفاده می‌کنند. در زیر می‌توانید برخی از این استانداردهای را در رابطه با لوله کربن استیل مشاهده کنید:
- استاندارد ASTM A106 Gr. B: برای تولید و مشخص کردن ابعاد لوله مانیسمان کربن استیل یا بدون درز
- استاندارد ASME B36.10: تعیین ابعاد، مقاومت و تحمل لوله‌های کربن استیل
- استاندارد ASTM A53: مشخص کردن ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی لوله‌های درزدار
- استاندارد API 5L: تعیین مشخصات لوله‌های بدون درز کربن استیل برای صنعت نفت و گاز
در ایران برای تولید انواع لوله فولادی و لوله کربن استیل، از استانداردهای بین‌المللی که در بالا ذکر کردیم، استفاده می‌شود.
تفاوت سایر لوله‌های فولادی با لوله کربن استیل چیست؟
در بیشتر موارد، لوله کربن استیل و لوله‌های فولادی دیگر به صورت مشابه استفاده می‌شوند. اما این دو لوله در موارد مختلفی به خصوص ترکیبات فلزی با هم متفاوت هستند. همان‌طور که در طول این مقاله خواندید، لوله‌های کربن استیل نسبت به سایر لوله‌های فولادی، کربن بیشتری در ترکیبات خود دارند.
مقدار بیشتر کربن برخی از خواص لوله کربن استیل را مثل استحکام و سختی را افزایش می‌دهد. در مقابل لوله‌های فولادی دیگر دارای عناصر آلیاژی بیشتری هستند که ویژگی‌هایی مثل مقاومت در برابر خوردگی و جوش‌پذیری آنها را بهبود می‌دهند.
پس به صورت کلی می‌توان گفت که اصلی‌ترین تفاوت لوله کربن استیل با سایر لوله‌های فولادی موجود، در میزان و نوع ترکیبات فلزی آنها مثل کربن و عناصر آلیاژی است. این موارد به صورت مستقیم روی خواص و ویژگی‌های لوله تأثیرگذار هستند و اگر به لوله‌ای با استحکام بالا نیاز دارید، حتماً لوله کربن استیل را تهیه کنید.
لوله کربن استیل، قلب تپنده در صنایع نفت و گاز
در این مقاله به صورت کامل شرح دادیم که لوله کربن استیل چیست و به مهم‌ترین مزایای این لوله‌ها اشاره کردیم. همان‌طور که گفتیم، این لوله‌ها همان لوله‌های فولادی عادی هستند با این تفاوت که در ترکیبات آنها درصد بیشتری کربن به کار رفته است. این میزان از کربن به صورت مستقیم روی ویژگی‌های لوله تأثیر می‌گذارد و باعث می‌شود که در صنایعی خاصی مثل نفت و گاز به صورت گسترده استفاده شوند. در واقع این لوله‌ها را می‌توان قلب تپنده در صنایع نفت و گاز در نظر گرفت.
امیدواریم که تا اینجا به همه سؤالات شما در مورد لوله کربن استیل پاسخ داده باشیم. اگر سؤال دیگری در این مورد دارید، در بخش نظرات سؤال خود را بپرسید تا کارشناسان لوفا به شما پاسخ دهند. همچنین خوشحال می‌شویم که نظر و دیدگاه خود را در مورد این مقاله با ما به اشتراک بگذارید.
