پایپ و تیوب

پایپ یا تیوب یا لوله

فیلم معرفی انواع لوله و پایپ

جهت انتقال سيالات در سيستم پايپينگ از لوله استفاده می­ شود و يكی از مهم­ترين تجهيزات مورد استفاده در اين صنعت می ­باشد.

نحوه انتخاب لوله پایپینگ

1. الزامات، قوانين و استانداردهای ملی و منطقه ­ای
2. نوع سيال عامل
3. دما و فشار سيال عامل
4. نوع محيط محل نصب
5. هزينه خريد و اجراء

لوله ­ها در اندازه­ های مختلف از قطر 2/1 اينچ تا 80 اينچ عرضه می­ گردند. قطرهای 8/1 تا 2/1 معمولاً برای سرويس خطوط ابزار دقيق مورد استفاده قرار می­ گيرند. قطرهای 4/3 تا 2 اينچ نيز جهت استفاده در مبدل­ ها كاربرد دارند. اندازه 2/1 اينچ جزء اندازه ­هايی است كه بسيار مورد استفاده قرار می­ گيرد.

معمولاً لوله ­ها در طول­ های 6 يا 12 متری توليد می­ شوند. وزن لوله و قطعات نيز بر حسب قطر لوله و يا مشخصات اتصالات در جداولی ارائه می­ گردد.

اندازه لوله­ ها بر حسب NPS(Nominal Pipe Size) يا اندازه نامی بيان می­ گردد. استاندارد ASME كه عموميت بيشتری دارد، لوله كشی در كاربردهای گوناگون را تقسيم بندی و توضيح داده است:

• B31.1: Piping Power
• B31.2: Piping Fuel Gas
• B31.3: Piping Chemical Plant and Petroleum Refinery
• B31.5: Piping Refrigeration
• B31.9: Piping Building Service

انواع لوله­ های مورد استفاده در پايپينگ

لوله های فولادی

برای انتخاب نوع لوله برای سيستم ­های مختلف می توان از جدول استفاده کرد ولی PIPNG HANDBOOK برای دماهای بالاتر از C°F200 و فشارهای بيش از psig 150 لوله‌ های بدون­ درز را پيشنهاد داده است. لوله‌ های فولادی در دو نوع درزدار و بدون­ درز ساخته میشوند و در دو نوع سياه فولادی و گالوانيزه (داخل، بيرون و يا هر دو رو گالوانيزه شده) عرضه میشوند.

• لوله‌های فولادی در استاندارد DIN

لوله‌ های فولادی DIN2440 و DIN2441 درزدار و بدون درز و با سطوح خارجی سياه گالوانيزه و يا از فولاد ST33-2 و طبق استاندارد DIN17100 ساخته می شوند فشار نامی 25 بار و فشار آزمايش در کارخانه با آب 50 بار است. اين نوع لوله‌ ها از نوع دو سر ساده و دو سر دنده با بوشن و مناسب برای اتصال دنده‌ ای است.

• لوله‌ های فولادی در استاندارد ANSI

ضخامت ديواره لوله با اسکجول (Schedule) بيان مي‌شود و محدوده آن از 5 اسکجول که سبک­ترين است تا 160 اسکجول تغيير مي‌کند. ضخامت جداره لوله با اندازه لوله تغيير می کند، رده بالا­تر بيان­گر ضخيم­تر بودن جداره لوله برای يک قطر معين می باشد. اين نوع لوله‌ها بستگی به نوع آنها می توانند بصورت دوسر دنده، فلنجی و يا دو سر ساده برای جوش عرضه شوند.

دو نوع سيستم برای توصيف ضخامت جداره لوله‌ها عموميت يافته است:

سسيتم اول که سال های متمادی در عرصه تجارت کاربرد دارد:

• STD=Standard
• XS=Extra strong (extra heavy)
• XXS=Double extra strong (Double extra heavy)

سيستم دوم بر اساس رده لوله‌ ها موسوم شده است و هر رده برای يک اندازه معين ،دارای ضخامت­های جداره گوناگونی است.

برخی از رده‌های معروف بشرح ذيل است:

• Sch 40= Schedule 40
• Sch 80 =Schedule 80
• Sch 160= Schedule 160

• لوله‌ های فولادی در استاندارد BS

برای کاربردهای مورد نظر اين قسمت لوله‌ های فولادی در استاندارد و عرضه مي‌شوند.

1. لوله‌ های فقط از نوع بدون­درز مناسب برای اتصال دنده‌ای و يا اتصال جوشی تا قطر نامي‌150 میلی متر بصورت دو سر ساده، يا بصورت دو سر دنده با بوشن و در سه وزن سبک، متوسط و سنگين عرضه مي‌شوند. اين لوله‌ها تا دمای و فشار کار مجاز 21 بار کاربرد دارند به شرطی که ضخامت جداره آنها از آنچه که در جدول وزن متوسط داده شده کمتر نباشد و نوع اتصال لوله جوشی باشد. در صورتی که اتصال از نوع دنده‌اي باشد تا دمای کار حداکثر، فشار کار مجاز آن تا 9bar کاهش مي‌يابد. فشار آزمايش اين لوله‌ها در کارخانه 50 بار مي‌باشد اين لوله‌ها قابل خم­کردن هستند.
2. لوله‌ های ­فولادی از نوع درز­دار و بدون­­درز و از نظر ترکيب شيميايي و نوع ساخت در پنج گروه عرضه مي‌شوند:
   •  فولاد کربن دار مخصوص مصارف عمومي‌تحت فشار
   •  فولاد کربن دار و کربن منگنز مخصوص مصارف تحت فشار با دمای بالا
   •  فولاد کربن دار و با آلياژهای ديگر مخصوص مصارف تحت فشار با دمای پايين (صنايع تبريد)
   •  فولاد کربن دار و با آلياژهای ديگر مخصوص مصارف تحت فشار با دمای دمای بالا
   •  لوله‌ های فولادی از نوع ضد زنگ(STAINLESS STEEL)

• لوله‌ های فولادی در استاندارد ISO

برای کاربردهای مورد نظر اين قسمت در استاندارد ISO لوله‌ های فولادی طبق ضوابط مندرج در استانداردهای 65 ISO  و 4200 ISO  عرضه می شوند لوله‌ های 65 ISO مناسب برای اتصال دنده‌ای و يا اتصال جوشی تا قطر 150 میلی متر بصورت دو سر دنده با بوشن در چهار­سری عرضه مي‌شوند:

1. لوله‌ های فولادی سنگين درزدار و بدون­درز
2. لوله‌ های فولادی وزن متوسط، درزدار و بدون­درز: 

کاربرد لوله‌ های گالوانيزه در اين سيستم ­ها مجاز نيست که مهم­­ترين علت آن ازبين رفتن پوشش گالوانيزه (روی) در سختی های کمتر از 50ppm است.

لوله‌ های مسی

لوله‌ های مسی، که در تأسيسات گرمايی و سرمايی مورد استفاده قرار می گيرد، بايد مطابق يکی از استانداردهای زير باشد:

• DIN 1786
• BS 2871 PART 1
• ANSI/ASTM B88
• ISO 274

لوله‌ های پليمری

لوله‌ های پليمری بايد در تاسيسات گرمايي با آب گرم کننده با دماي حداکثر 90 درجه سانتي‌گراد وتا قطر 32 ميليمتر با ضخامت 3 ميليمتر مورد استفاده قرار گيرند.

انواع لوله‌ هاي پليمري

لوله پلاستيکی که در تأسيسات گرمايی با آب گرم کننده، با دمای حداکثر ٩٠ درجه سانتيگراد بر اساس دسته بندی ذيل تقسيم می شوند.

• لوله‌ های PVC
• لوله‌ های PE
• لوله‌ های PB
• لوله‌ های PP
• لوله‌ های PEX

مبانی طراحی

سرعت: ماکزيمم سرعت آب در سيستم­ هاي لوله­ کشي آب گرم کننده (ديگ)، آب سرد کننده (چيلر)، آب خنک کننده (برج خنک کن) در مناطق متصرفه 8 فوت بر ثانيه گفته شده است و در مناطق غير متصرفه 10 فوت بر ثانيه هم مي‌تواند برسد ولي سرعت مناسب را 2 تا 6 فوت بر ثانيه مي‌ گيرند.

براي قطرهاي 50 ميليمتر و کمتر بايد سرعت ft/s4 در نظر گرفته شود و براي قطرهاي بيش از 50 ميليمتر با افت فشار 4% اقدام به اندازه­ گيري کرد. بيشترين سرعت مطمئنه در لوله‌ هاي ترموپلاستيک ft/s 5/1، در اين­ حالت فشار کلي حاصله بواسطه ضربه قوچ نبايستي بيشتر از 150% فشار کاري سيستم شود.

لوله ­های سياه فولادی (Carbon Steel)

اين لوله­ ها در سيستم لوله­ كشی صنعتی حداكثر تا دمای ­C °400­ مورد استفاده قرار مي­ گيرد. موارد كاربرد و تنوع جنس اين لوله ­ها عبارت است از:

• A106-C: برای سيستم ­های با دماي متوسط و فشار متوسط يا بالا مانند خط دهش پمپ­هاي آب تغذيه
• A106-B: برای سيستم­ های با دماي متوسط و فشار متوسط يا بالا
• A672: برای سيستم­ های با دماي متوسط و فشار متوسط يا بالا و قطر نامي 650 و بالاتر
• A53-B: برای سيستم­ های با دماي پايين و فشار پايين
• A134: برای سيستم ­های با دماي پايين و سايز بالا ،مانند خطوط اصلي آب خنك كن
• API 5L: برای لوله­ كشی خطوط سوخت مايع و گاز طبيعی

لوله ­های فولاد آلياژی (Alloy steel)

اين لوله ­ها در سيستم لوله­ كشی صنعتی برای سيستم­ های با دمای بيش از C °400 مورد استفاده قرار می­ گيرد.

موارد كاربرد و تنوع جنس اين لوله ها عبارت است از:

• A335-P11 : براي محدوده دمايي C °400 تا C °470
• A335-P22: براي محدوده دمايي C °480 تا C °550 (هدرهاي اصلي بخار)
• A335-P91 : براي محدوده دمايي بالاتر از C °500
• A335-P92: براي محدوده دمايي بالاتر از C °560

لوله­ های فولاد ضد زنگ (Stainless steel)

اين لوله ها در سيستم لوله ­كشی صنعتی برای سيستم ­های حاوی مواد خورنده مورد استفاده قرار می­ گيرد. موارد كاربرد و تنوع جنس اين لوله ­ها عبارتند از:

• A312-TP304: برای خطوط آب سختي­ گيري شده و هواي فشرده ابزار­دقيق و سرويس
• A312-TP316: برای خطوط نمونه ­گيري
• A312-TP317: برای خطوط حاوي آب دريا با قطر نامي 150 و كوچكتر

استاندارد ابعاد و ضخامت لوله

ANSI B36.10: جهت لوله­ هاي جوشي يا بدون درز فولادي (Wrought steel)

ANSI B36.19: جهت لوله ­هاي فولادي ضد زنگ (Stainless steel)

روش­ های اتصال لوله­ ها

 عمده روش ­هاي که برای اتصال لوله ­ها بکار می ­رود را مي ­توان در سه دسته اصلی تقسيم­ بندی کرد، دو روش بصورت جوشی و روش ديگر بصورت پيچی است. اين سه روش عبارتند از:

• BUTT WELDED
• SOCKET WELDED
• SCREWED

اتصال BUTT WELD

در اين روش که به روش جوشي نيز موسوم است، دو لوله در راستای هم قرار داده می­ شوند و در فاصله مناسبی از يکديگر خال جوش خورده و سپس توسط جوشی پيوسته 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.

همانطوری­ که بيان شد در هنگام جوشکاری لوله ­ها و اتصالات ابتدا دو لوله در امتداد هم قرار می ­گيرند، سپس بوسيله جوش ­های موقت دو لوله در حالت هم محوری، ثابت می­ شوند که به اين عمليات اصطلاحاً FITUP گفته می­ شود. پس از انجام جوشکاری اصلی، جوش های موقت از لوله جدا می ­گردند. شکل زير نمونه ای از FITUP را نمايش می­ دهد.

روش­ های جوشکاری و تعداد لايه­ های جوش، که اصطلاحاً پاس­جوش ناميده می­ شود. بسته به نوع فلز و شرايط کاری آن، در مدارک مخصوصی توضيح داده می­ شود.

اتصال SOCKET WELD

در اين نوع اتصال يکی از لوله ­ها در داخل اتصالات ديگر قرار گرفته و دور تا دور آن با فلز جوش پر می­ شود. در اين نوع اتصال انتهای لوله ­ها صاف ساخته می ­شود.