انواع لوله مانیسمان بر اساس فاکتورهای مختلفی مانند جنس، آلیاژ، استاندارد تولید، فشار کاری، روش ساخت، سایز، ضخامت و کشور سازنده طبقه‌بندی می‌شوند. لوله مانیسمان Seamless Pipe، که به‌عنوان لوله بدون درز نیز شناخته می‌شود، یکی از پرکاربردترین انواع لوله‌های صنعتی است. این لوله‌ها به دلیل مقاومت بالا، استحکام مکانیکی و نبود درز جوش، در صنایع مختلف از جمله نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاه‌ها، سیستم‌های هیدرولیکی، آتش‌نشانی و ساختمان‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این مقاله، به بررسی دقیق انواع لوله مانیسمان، ویژگی‌های فنی آن و کاربردهای مهم این نوع لوله در صنایع مختلف خواهیم پرداخت.
دسته‌بندی انواع لوله مانیسمان بر اساس جنس و آلیاژ
یکی از مهم‌ترین فاکتورهای دسته‌بندی انواع لوله مانیسمان، جنس و آلیاژ مورد استفاده در تولید آن‌هاست. این لوله‌ها بسته به ترکیب مواد سازنده، در کاربردهای متنوعی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ادامه، انواع لوله مانیسمان بر اساس جنس و آلیاژ معرفی می‌شوند تا انتخاب مناسبی برای نیازهای مختلف صنعتی و ساختمانی داشته باشید.
لوله مانیسمان کربن استیل | Carbon Steel Seamless Pipes
لوله مانیسمان کربن استیل (Carbon Steel Seamless Pipe) عمدتاً از آهن Fe تشکیل شده است و با افزودن کربن بین ۰٫۰۵٪ تا ۲٫۰٪، منگنز (Mn) و سیلیسیم (Si)، استحکام، شکل پذیری و مقاومت در برابر حرارت و اکسیداسیون در آن افزایش می‌یابد. مقادیر کم گوگرد و فسفر نیز به بهبود ماشین‌کاری کمک می‌کند. این ترکیبات موجب می‌شوند تا لوله‌های مانیسمان فولادی کربنی از استحکام و مقاومت مکانیکی بالایی برخوردار شوند و در عین حال، نسبت به آلیاژهای استیل قیمت مناسبی داشته باشند. از دیگر مزایای آن‌ها می‌توان به تحمل فشارهای بالا، قابلیت جوشکاری و ماشین‌کاری مناسب اشاره کرد.
لوله مانیسمان استنلس استیل | Stainless Steel Seamless Pipes
لوله مانیسمان استنلس استیل | Stainless Steel Seamless Pipes از فولاد ضدزنگ ساخته شده و به دلیل مقاومت بالای خود در برابر خوردگی، به‌ویژه در محیط‌های مرطوب و شیمیایی، کاربرد گسترده‌ای دارد. ترکیب اصلی این لوله شامل آهن (Fe) به‌عنوان عنصر پایه، مقدار کمی کربن (حدود 0.08٪) برای حفظ شکل‌پذیری، کروم (10.5٪ تا 30٪) برای افزایش مقاومت به زنگ‌زدگی، و نیکل برای بهبود انعطاف‌پذیری و مقاومت به خوردگی است. در برخی گریدها مانند 316، مولیبدن (Mo) نیز برای افزایش مقاومت در برابر اسیدها اضافه می‌شود. مقادیر کم سیلیکون (Si)، منگنز (Mn)، فسفر (P) و گوگرد (S) نیز به بهبود استحکام و قابلیت جوشکاری کمک می‌کنند.
این لوله‌ها در انواع مختلفی مانند استیل 304 (مقاوم در برابر رطوبت و زنگ‌زدگی)، استیل 316 (حاوی مولیبدن و مقاوم در برابر خوردگی اسیدی و آب شور)، استیل 321 (حاوی تیتانیوم و مناسب برای دماهای بالا)، و استیل 310 (مقاوم در برابر حرارت) تولید می‌شوند. ازجمله کاربردهای انواع لوله مانیسمان استنلس استیل می‌توان به استفاده در صنایع غذایی و دارویی، خطوط لوله شیمیایی و اسیدی، سازه‌های دریایی و تجهیزات کشتی‌سازی، و همچنین مبدل‌های حرارتی و سیستم‌های کرایوژنیک اشاره کرد.
لوله مانیسمان آلیاژی | Alloy Steel Seamless Pipes
لوله مانیسمان آلیاژی | Alloy Steel Seamless Pipes با افزودن عناصر آلیاژی مختلف به فولاد، تقویت شده و برای استفاده در شرایط دمای بالا، فشار زیاد و محیط‌های خورنده طراحی شده است. ترکیب این لوله شامل کروم (Cr) در محدوده 1٪ تا 12٪ برای افزایش مقاومت به سایش و زنگ‌زدگی، مولیبدن (Mo) برای تحمل دماهای بالا، و نیکل (Ni) برای بهبود انعطاف‌پذیری است. همچنین، عناصر وانادیوم (V)، تیتانیوم (Ti) و تنگستن (W) برای افزایش استحکام مکانیکی به کار می‌روند. این ویژگی‌ها باعث شده است که این نوع لوله‌ها تحمل دماهای بسیار بالا، مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی و استحکام مکانیکی عالی در شرایط پرفشار داشته باشند.
لوله بدون درز فولاد دوفازی | Duplex & Super Duplex
لوله بدون درز فولاد دوفازی | Duplex & Super Duplex ترکیبی از خواص فولادهای فریتی و آستنیتی را دارند که باعث مقاومت بالا در برابر خوردگی، استحکام مکانیکی زیاد و دوام طولانی در محیط‌های خورنده می‌شود. رایج‌ترین آلیاژها شامل Duplex 2205 با مقاومت بالا در برابر خوردگی و Super Duplex 2507 با استحکام و مقاومت فوق‌العاده هستند.
لوله بدون درز نیکل و سوپرآلیاژی | Nickel & Superalloy
لوله بدون درز نیکل و سوپرآلیاژی از آلیاژهای پایه نیکل، کروم و مولیبدن ساخته شده و دارای مقاومت عالی در برابر خوردگی، اکسیداسیون و تنش حرارتی هستند. آلیاژهایی مانند Inconel 690 و Hastelloy C-22 در محیط‌های خورنده، دماهای بالا و فشارهای شدید عملکرد بهینه دارند. این لوله‌ها به دلیل استحکام مکانیکی بالا، پایداری متالورژیکی در دماهای فوقانی، مقاومت به ترک‌خوردگی تنشی و طول عمر بالا در شرایط عملیاتی سخت، در سیستم‌های مبدل حرارتی، راکتورهای شیمیایی، بویلرهای فوق بحرانی و تجهیزات فرآیندی با سیالات خورنده استفاده می‌شوند.
لوله بدون درز تیتانیومی | Titanium Seamless Pipes
لوله‌های بدون درز تیتانیومی از جنس تیتانیوم خالص تجاری (CP-Ti) یا آلیاژهای تیتانیومی ساخته می‌شوند که دارای ویژگی‌های برجسته‌ای مانند نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت فوق‌العاده در برابر خوردگی و سازگاری زیستی هستند. این لوله‌ها طبق استانداردهای بین‌المللی ASTM B861 و ASME SB-861 برای کاربردهای صنعتی تحت فشار تولید شده و به دلیل عملکرد عالی در محیط‌های خورنده، دماهای بالا و شرایط عملیاتی سخت در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
انواع لوله مانیسمان بر اساس فشار کاری
انواع لوله مانیسمان بر اساس فشار کاری به چهار دسته کلی تقسیم می‌شوند که هرکدام دارای استانداردها، جنس متریال و ضخامت‌های مشخصی هستند:
لوله های مانیسمان فشار پایین | Low-Pressure Seamless Pipes
یکی از انواع لوله مانیسمان بر اساس فشار کاری، لوله مانیسمان فشار پایین است. این لوله‌ها برای انتقال سیالات با فشار کاری پایین طراحی شده‌اند و در سیستم‌های آبرسانی، خطوط انتقال سیالات سبک، تأسیسات صنعتی و شبکه‌های توزیع هوای فشرده کم‌فشار مورد استفاده قرار می‌گیرند. جنس این لوله‌ها معمولاً از فولاد کربنی ASTM A53 برای کاربردهای عمومی و ASTM A106 (Grade B یا C) برای دماهای بالاتر است. بسته به ضخامت دیواره و قطر لوله، فشار کاری معمولاً زیر ۲۰ بار در نظر گرفته می‌شود. همچنین، این لوله‌ها در محدوده دمایی تا ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد عملکرد مطلوبی دارند.
لوله های مانیسمان فشار متوسط | Medium-Pressure Seamless Pipes
انواع لوله مانیسمان فشار متوسط برای انتقال سیالات صنعتی، بخار، نفت و گاز در فشارهای ۲۰ تا ۶۰ بار استفاده می‌شوند. این لوله‌ها معمولاً از فولاد کربنی ASTM A106 (Grade B یا C) برای دماهای بالا و API 5L (Grade B, X42-X52) برای خطوط انتقال نفت و گاز ساخته می‌شوند. ضخامت دیواره معمولاً بین SCH 40 تا SCH 80 است و می‌توانند در دمای کاری تا ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد عملکرد مطلوبی داشته باشند. کاربردهای انواع لوله مانیسمان فشار متوسط شامل خطوط انتقال سیالات صنعتی، سیستم‌های بخار با فشار متوسط و شبکه‌های توزیع گاز و نفت است.
لوله مانیسمان فشار قوی | High-Pressure Seamless Pipe
انواع لوله مانیسمان فشار قوی معمولاً از فولاد آلیاژی با استانداردهای ASTM A335 (P11, P22, P91) برای دماهای بالا و ASTM A106 (Grade C) برای شرایط فشار بالا در دمای متوسط ساخته می‌شوند. در خطوط انتقال گاز و نفت، API 5L (X60-X80) برای فشارهای بالا کاربرد دارد. ضخامت دیواره معمولاً در محدوده SCH 80 تا SCH 160 و XXS است که امکان تحمل فشارهای بیش از ۶۰ بار را فراهم می‌کند. محدوده دمای کاری انواع لوله مانیسمان فشار قوی بسته به جنس، می‌تواند تا ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد و بیشتر باشد. از جمله کاربردهای آن می‌توان به خطوط انتقال بخار فوق داغ، سیستم‌های هیدرولیک فشار قوی، صنایع پتروشیمی و شبکه‌های گاز با فشار بالا اشاره کرد.
لوله مانیسمان فشار فوق قوی | Ultra High-Pressure Seamless Pipes
انواع لوله مانیسمان فشار فوق قوی از آلیاژهای خاص با مقاومت بالا در برابر حرارت و خوردگی مانند نیکل آلیاژ، اینکونل، هاستلوی و فولاد زنگ‌نزن ساخته شده و تحت استانداردهای ASTM A312, A213, A269 و در برخی موارد ASTM A335 (P91, P92) یا ASTM B407 تولید می‌شوند. بسته به شرایط عملیاتی، ضخامت دیواره آن‌ها معمولاً SCH XXS (Double Extra Strong) یا تیوب‌های دیواره ضخیم (Thick-Walled Tubing) است که امکان تحمل فشارهای بیش از ۲۵۰ بار و تا ۶۰۰ بار در موارد خاص را فراهم می‌کند. محدوده دمایی انواع لوله مانیسمان فشار فوق قوی بسته به جنس آلیاژ، می‌تواند تا ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد برای آلیاژهای نیکلی و تا ۶۰۰-۷۰۰ درجه سانتی‌گراد برای فولاد زنگ‌نزن باشد.
همچنین، برای محافظت در برابر خوردگی، پوشش‌هایی مانند Galvanized Coating, FBE Coating و 3LPE Coating استفاده می‌شود. از مهم‌ترین کاربردهای انواع لوله مانیسمان فشار فوق قوی می‌توان به خطوط انتقال سیالات در شرایط فشار و دمای بسیار بالا، تجهیزات راکتورهای هسته‌ای، سیستم‌های هیدرولیک فشار بسیار بالا، خطوط Injection Tubing در چاه‌های عمیق نفت و گاز و صنایع هوافضا اشاره کرد.
انواع لوله مانیسمان بر اساس استاندارد تولید
انواع لوله مانیسمان بر اساس استاندارد تولید به چند دسته تقسیم می‌شوند. این دسته‌بندی‌ها مشخص می‌کنند که لوله‌ها تحت چه شرایط و الزامات فنی تولید شده‌اند و برای چه کاربردهایی مناسب هستند. برخی از مهم‌ترین استانداردهای تولید لوله‌های مانیسمان عبارتند از:
۱. استاندارد ASTM | انجمن آزمون و مواد آمریکا
استانداردهای ASTM که توسط انجمن آزمون و مواد آمریکا تدوین می‌شوند، شامل استانداردهای متعددی هستند. در این بخش، تنها به چند نمونه از استانداردهای انواع لوله مانیسمان بدون درز پرداخته شده است که بر اساس جنس، کاربرد و فرآیند تولید طبقه‌بندی می‌شوند. ASTM A106 برای دماهای بالا و مناسب صنایع نفت، گاز و نیروگاه‌ها، ASTM A53 برای مصارف صنعتی، تأسیساتی و مکانیکی در دو گرید ASTM A53 Gr.B و ASTM A53 Gr.A و ASTM A333 برای لوله‌های مقاوم در برابر دماهای پایین (کرایوجنیک) و ASTM A335 به‌عنوان لوله‌های آلیاژی با مقاومت بالا در برابر حرارت، ویژه صنایع پتروشیمی و نیروگاهی به کار می‌روند.
وبسایت رسمی انجمن آزمون و مواد آمریکا: ASTM.org
۲. استاندارد API | مؤسسه نفت آمریکا
استانداردهای API که توسط انستیتو نفت آمریکا | American Petroleum Institute تدوین شده‌اند، به طور خاص برای لوله‌های مورد استفاده در صنایع نفت و گاز تعریف شده‌اند. این استانداردها به منظور تضمین کیفیت، استحکام و قابلیت اطمینان لوله‌ها در شرایط عملیاتی مختلف، تدوین شده و بر اساس کاربرد، جنس و میزان مقاومت در برابر فشار و دما طبقه‌بندی می‌شوند.
استاندارد API 5L به‌عنوان یکی از مهم‌ترین استانداردهای انواع لوله مانیسمان فولادی، برای انتقال سیالات نفتی و گازی در خطوط لوله طراحی شده است. این استاندارد شامل دو سطح کیفی PSL1 و PSL2 که هر کدام شامل گریدهای مختلفی از گرید b تا گریدهای 70 و 80 است که هر یک برای سطوح مختلف فشار و شرایط عملیاتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
وبسایت رسمی انستیتو نفت آمریکا: API.org
۳. استاندارد DIN | استاندارد آلمان
استانداردهای DIN که توسط مؤسسه استاندارد آلمان تدوین شده‌اند، برای لوله‌های بدون درز فولادی در صنایع مختلف کاربرد دارند. DIN 1629 برای انواع لوله مانیسمان در کاربردهای عمومی استفاده می‌شود، در حالی که DIN 17175 برای لوله‌های دیگ‌های بخار و مبدل‌های حرارتی، مناسب برای شرایط دما و فشار بالا طراحی شده است.
۴. استاندارد EN | استاندارد اروپایی
استاندارد EN که به‌عنوان استاندارد اروپایی شناخته می‌شود، شامل مشخصاتی برای لوله‌های بدون درز در کاربردهای مختلف است. EN 10216 برای لوله‌های بدون درز مورد استفاده در انتقال مایعات تحت فشار طراحی شده است، در حالی که EN 10297 برای مصارف مکانیکی و مهندسی به کار می‌رود.
۵. استاندارد JIS | استاندارد ژاپن
استاندارد JIS که به‌عنوان استاندارد ژاپنی شناخته می‌شود، شامل مشخصاتی برای لوله‌های مورد استفاده در سیستم‌های فشار قوی، متوسط و پایین است. استانداردهای JIS G3454، G3455 و G3456 به‌طور ویژه برای سیستم‌های انتقال مایعات تحت فشار در شرایط مختلف طراحی شده‌اند.
انواع لوله مانیسمان بر اساس روش تولید
انواع لوله مانیسمان به‌طور کلی بر اساس روش تولید به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند که عبارتند از:
لوله مانیسمان نورد گرم | Hot Finished Seamless Pipe
این لوله‌ها با استفاده از روش نورد گرم تولید می‌شوند، که در آن لوله‌ها تحت دمای بالا قرار می‌گیرند. این فرآیند باعث می‌شود لوله‌ها از مقاومت مکانیکی خوبی برخوردار شوند، اما دقت ابعادی کمتری نسبت به سایر انواع لوله‌های مانیسمان دارند.
لوله مانیسمان نورد سرد | Cold Drawn Seamless Pipe
لوله‌های مانیسمان نورد سرد با استفاده از فرآیند کشش سرد تولید می‌شوند که به آن‌ها دقت ابعادی بالا و سطح صاف‌تری می‌بخشد. این ویژگی‌ها موجب شده که این نوع لوله‌ها برای کاربردهای خاص مناسب‌تر باشند.
لوله‌های مانیسمان عملیات حرارتی‌شده | Heat Treated Seamless Pipes
این لوله‌ها پس از فرآیند تولید تحت عملیات حرارتی قرار می‌گیرند تا ویژگی‌های مکانیکی آن‌ها تقویت شده و مقاومت در برابر ترک‌های حرارتی افزایش یابد. این عملیات باعث بهبود خواص فیزیکی لوله‌ها می‌شود.
انواع لوله مانیسمان بر اساس سایز و ضخامت دیواره
انواع لوله مانیسمان بر اساس ضخامت دیواره در مقایسه با قطر اسمی، در رده های مختلف (SCH – Schedule) طبقه‌بندی می‌شوند. این دسته‌بندی تأثیر مستقیمی بر استحکام، فشار قابل تحمل و کاربردهای صنعتی این لوله‌ها دارد. دسته‌بندی استاندارد لوله‌های مانیسمان:
لوله مانیسمان سبک
این نوع لوله‌ها دارای ضخامت کمتری هستند و برای مصارف کم‌فشار مورد استفاده قرار می‌گیرندSCH 5 SCH 10 SCH 20
لوله مانیسمان استاندارد
این لوله‌ها به دلیل مقاومت و ضخامت متعادل، بیشترین کاربرد را در صنایع مختلف دارند. رده 40 و رده STD
لوله مانیسمان سنگین
این دسته دارای ضخامت بالاتری هستند و برای تحمل فشارهای بالاتر استفاده می‌شوند. SCH 80
لوله مانیسمان فوق سنگین
این دسته شامل ضخیم‌ترین انواع لوله‌های مانیسمان است و برای شرایط کاری بسیار پرفشار و محیط‌های خاص صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این اصطلاح به صورت استاندارد رایج نیست، اما معمولاً شامل لوله‌های SCH 160 و XXS می‌شود.
انواع لوله مانیسمان بر اساس تولید
انواع لوله مانیسمان بر اساس تولید را می‌توان به دو دسته تولید داخل و وارداتی تقسیم بندی کرد: