لوله مانیسمان

لوله بدون درز یا لوله مانیسمان (Seamless Pipe)، لوله ای فولادی است که در کل طول خود هیچ خط جوشی ندارد. نبود درز جوش، یکنواختی ساختار و استحکام محوری/محیطی بالایی ایجاد می کند؛ به همین دلیل لوله مانیسمان در صنایع نفت وگاز، بخار و دیگ های فشار، خطوط هیدرولیک، ابزار دقیق، پتروشیمی و پروژه های حساس با فشار و دمای بالا اولویت دارد.

لوله مانیسمان چیست؟ تعریف، مزایا و کاربرد

لوله مانیسمان از بیلت فولادی بدون استفاده از جوش طولی/مارپیچ تولید می شود. این ویژگی، تمرکز تنش را کم می کند و ریسک ترک از ناحیه درز را از بین می برد. نتیجه: تحمل فشار داخلی بهتر، رفتار مطمئن در سیکل های حرارتی، و پایداری مکانیکی در محیط های ارتعاشی. به همین دلیل مهندسان در سرویس های حیاتی (بخار داغ، هیدروکربن ها، خطوط فرآیندی و ابزار دقیق) از لوله مانیسمان استفاده می کنند.

مزایا: استحکام یکنواخت، فاقد خط جوش، عملکرد عالی در فشار/دما، ماشین کاری و رزوه پذیری بهتر.
کاربرد: نفت وگاز (Upstream/Midstream/Downstream)، پتروشیمی، نیروگاه، خطوط هیدرولیک، آتش نشانی فشار بالا، بویلر و مبدل حرارتی.

قیمت لوله مانیسمان داخلی و وارداتی

قیمت لوله مانیسمان تابعی از قطر/ضخامت (Schedule)، گرید فولاد، استاندارد، طول شاخه، برند سازنده، هزینه حمل و شرایط بازار فولاد است. در مقاطع خاص، قیمت لوله مانیسمان وارداتی به نرخ ارز و هزینه های گمرکی وابسته است. برای استعلام دقیق، همیشه NPS، Schedule، استاندارد، طول موردنیاز، تعداد شاخه و محل تحویل را اعلام کنید.

قطر/رده: هرچه قطر و Schedule بالاتر، وزن واحد طول و قیمت بیشتر.
گرید: آلیاژی/استنلس، قیمت به مراتب بالاتر از کربن استیل.
برند و مبدا: تفاوت کیفیت و تلرانس، روی قیمت موثر است.
طول شاخه: ۶ یا ۱۲ متر؛ ۱۲ متری حمل سخت تر و هزینه برتر است.
آزمایش ها/گواهی ها: درخواست NDT، PMI یا Heat Treatment اضافی به قیمت می افزاید.

روش تولید لوله مانیسمان بدون درز

برش و گرم کردن بیلت: بیلت فولادی به طول مشخص برش و تا دمای نورد گرم می شود.
سوراخ کاری (Piercing): با سنبه/ماندرل، مرکز بیلت سوراخ و پوسته اولیه لوله ایجاد می شود.
نورد پوسته (Plug/Mandrel/Assel mill): قطر و ضخامت به کمک قفسه های نورد دقیق می شود.
کالیبراسیون و سایزینگ: یکنواختی ضخامت دیواره و قطر خارجی کنترل و تصحیح می گردد.
عملیات حرارتی: نرمالایز/تمپر جهت خواص مکانیکی پایدار.
برش، تست هیدرو، UT/ECT و بازرسی نهایی: هر شاخه آزمون و با مارک استاندارد تحویل می شود.

استانداردها و رده های متداول

انتخاب استاندارد به سیال، فشار/دما و صنعت بستگی دارد. پرکاربردها شامل: ASTM A106 (Gr.A/B/C) برای سرویس های دمای بالا، ASTM A53، ASTM A333 برای دمای پایین، ASTM A335 (P11/P22…) برای آلیاژی، API 5L (B/X42…X70) برای خطوط انتقال، و ASTM A312 برای استنلس استیل. در پروژه های صنعتی، رده فشار را معمولاً با Schedule (مثل رده 40، 80، 160) مشخص می کنند.

قیمت لوله مانیسمان رده 40 تا رده های سنگین

رده 40 انتخاب رایج برای فشارهای معمول است و رده 80/160 برای فشارهای بالاتر. با افزایش رده، وزن هر متر و قیمت افزایش می یابد؛ بنابراین برای برآورد قیمت لوله مانیسمان، اطلاع از قطر اسمی (NPS) و رده ضروری است.

نمونه کوچک از جدول لوله مانیسمان (ابعاد و وزن تقریبی)

NPS (اینچ)	قطر بیرونی (mm)	ضخامت رده 40 (mm)	وزن تقریبی (kg/m)
1	33.4	3.4	~2.5
2	60.3	3.9	~5.4
4	114.3	6.0	~10.8
6	168.3	7.1	~18.9
8	219.1	8.2	~28.3

اعداد فوق نمونه ای برای راهنمایی سریع اند؛ برای مهندسی و خرید، جدول رسمی استاندارد را مبنا قرار دهید.

جنس و گرید

کربن استیل: ASTM A106/A53 (Gr.B/C)؛ متداول در سرویس های دما/فشار معمول و بالا.
آلیاژی: ASTM A335 (P11/P22/…): مقاوم به دمای بالا در نیروگاه/بخار.
استنلس استیل: ASTM A312 (304/316/…): مقاوم به خوردگی برای سیالات تهاجمی/بهداشتی.
API 5L: گریدهای B تا X70 برای خطوط انتقال نفت وگاز.

تفاوت لوله مانیسمان و درز دار

تفاوت لوله درزدار از ورق رول شده و جوش طولی/اسپیرال ساخته می شود و برای فشارهای متوسط و کاربردهای عمومی اقتصادی تر است. لوله مانیسمان در فشار/دمای بالا، شوک های هیدرولیکی، سرویس های حساس و ماشین کاری رزوه ای برتری دارد. اگرچه قیمت لوله مانیسمان بالاتر است، ولی در ریسک عملیاتی پایین تر و طول عمر بالاتر جبران می شود.

کنترل کیفیت و آزمون

تست هیدرواستاتیک: تأیید تحمل فشار داخلی.
UT / ECT: آلتراسونیک و جریان گردابی برای کشف عیوب حجمی/سطحی.
ابعاد/تلرانس: قطر بیرونی/داخلی، ضخامت، بیضوی بودن، طول شاخه.
ترکیب شیمیایی و مکانیکی: کشش، تسلیم، ضربه، سختی.
PMI: تأیید جنس واقعی برای استنلس یا آلیاژی.

راهنمای انتخاب

سیال، دما و فشار طراحی چیست؟ (بر اساس آن استاندارد و گرید انتخاب می شود)
قطر اسمی (NPS) و Schedule موردنیاز کدام است؟
طول شاخه ها ۶ یا ۱۲ متر و محدودیت حمل چیست؟
نوع اتصال: فلنجی، رزوه ای، جوشی؟ (نیاز به انتهای Bevel یا Thread)
شرایط محیطی/خوردگی: پوشش/لاینینگ/Coating لازم است؟
گواهی های کیفی و تست های NDT موردنیاز کدام اند؟

کاربردهای تخصصی لوله مانیسمان

نفت و گاز

خطوط فرآیندی پالایشگاه، جمع آوری گاز، مانیفولدها، هدرها و لوپ های با فشار/دما بالا؛ انتخاب استاندارد مطابق P&ID و کلاس لاین.

بویلر و بخار

در بویلر آب جوش به دلیل تحمل ضریب حرارتی و عدم ضعف درز جوش،لوله های مانیسمان انتخاب اول هستند.

سیستم های هیدرولیک و ابزار دقیق

برای مینی لوله ها در رده های فشار بالا، یکنواختی دیواره و قابلیت رزوه کاری اهمیت دارد.

خوردگی و پوشش ها

هرچند لوله مانیسمان از منظر مکانیکی قوی است، برای محیط های خورنده باید تمهیداتی مانند گالوانیزه گرم، پوشش اپوکسی، سه لایه پلی اتیلن (3LPE) یا انتخاب گرید استنلس/آلیاژی در نظر گرفت. انتخاب پوشش به دما، رطوبت، خاک و نوع سیال وابسته است.

نکات نصب

برش سرد با اره نواری یا سنگ بری صنعتی؛ حذف پلیسه داخلی یا خارجی.
Bevel انتها برای جوشکاری طبق WPS پروژه.
تکیه گاه های مناسب و هم محوری در حین جوش برای جلوگیری از تنش.
Hydrotest پس از مونتاژ؛ خشک کردن/پاک سازی داخلی خطوط حساس.

مزایای لوله مانیسمان

مانیسمان یا لوله های بدون درز، به دلیل عدم وجود درز و جوش در آن ها، مزایای متعددی نسبت به لوله های دیگر دارند که این مزایا عبارتند از:

1) مقاومت بالاتر در برابر فشار:

به دلیل عدم وجود درز و جوش، مقاومت بیشتری در برابر فشار دارند و در نتیجه برای انتقال سوخت، گاز و مایعات به صورت ایمن و بهینه استفاده می شوند.

2) کاهش خطر نشتی:

لوله با درز به دلیل وجود درز و جوش، خطر نشتی و خرابی درزها را دارند. اما لوله های بدون درز به دلیل عدم وجود درز و جوش، خطر نشتی را به حداقل می رسانند و از این رو برای انتقال مواد خطرناک و با ارزش مانند گازهای قابل اشتعال و مواد شیمیایی به صورت ایمن و مطمئن استفاده می شوند.

3) مقاومت بیشتر در برابر خوردگی:

همچنین به دلیل عدم وجود درز و جوش، مقاومت بیشتری در برابر خوردگی و اکسیداسیون دارند و برای استفاده در شرایطی که با خوردگی و اکسیداسیون مواد مواجه هستند، مناسب هستند.

4) انعطاف پذیری بالا:

این لوله ها دارای انعطاف پذیری بالایی هستند و در نتیجه برای استفاده در کاربردهایی که نیاز به انعطاف پذیری دارند، مناسب هستند.

5) کیفیت بالا:

به دلیل روش تولیدی خاصی که دارند، کیفیت بالایی دارند و معمولاً در استاندارد های مختلفی مانند ASTM، ASME، API و DIN تولید می شوند.

6) استفاده در دماهای بالا:

لوله های بدون درز به دلیل مقاومت بالایی که در برابر دمای بالا دارند، برای استفاده در صنایعی مانند نیروگاه ها که با دماهای بالا مواجه هستند، بسیار مناسب است.

معایب لوله مانیسمان

وله مانیسمان به عنوان یکی از محصولات اساسی صنایع مختلف به شمار می روند و در بسیاری از کاربرد های صنعتی و تجاری، استفاده می شوند، استفاده از لوله مانیسمان یا لوله بدون درز، مزایای بسیاری دارد که در بخش بالاتر به طور کامل به آن پرداخته شد. اما همانطور که در هر محصول و فناوری دیگری، برخی معایب و مشکلات نیز وجود دارد و یا محدودیت هایی برای استفاده وجود دارد لوله های مانیسمان نیز معایب دارند که در نظر داریم تا در این قسمت به آن بپردازیم، از معایب لوله مانیسمان به عنوان مثال می توان به موارد زیر اشاره کرد

1) قیمت بالا:

تولید لوله مانیسمان با استفاده از تجهیزات پیشرفته و فرایند تولید پیچیدهای انجام می شود، ساختن لوله مانیسمان هزینه بالایی دارد و به همین دلیل قیمت این نوع از لوله ها نسبت به لوله های دیگر مقدار قابل توجهی بالاتر است.

2) محدودیت در اندازه و ضخامت:

تولید لوله های مانیسمان به دلیل پیچیدگی فرایند تولید، محدودیت هایی در اندازه و ضخامت دارد. به همین دلیل، در برخی کاربردها نمی توان از این نوع لوله استفاده کرد.

3) حساسیت به شوک و لرزش:

لوله مانیسمان به دلیل عدم وجود درز و جوش، حساسیت بیشتری در برابر شوک و لرزش دارند. در نتیجه برای استفاده در کاربردهایی که با شوک و لرزش مواجه هستند، نیاز به توجه ویژه دارند.

4) نیاز به تجهیزات خاص برای تولید:

تولید لوله مانیسمان نیاز به تجهیزات خاص و پیچیده دارد و تهیه دستگاه و راه اندازی کارخانه تولید لوله مانیسمان هزینه بالایی دارد. به همین دلیل، این تجهیزات در دسترس تولیدکنندگان کمتری هستند و تعداد تولید کنندگان این نوع لوله ها کمتر است.

5) نیاز به تجهیزات خاص برای نصب و تعمیر:

لوله مانیسمان به دلیل ابعاد و جنسی که دارند، از یک سو نیاز به تجهیزات خاص برای نصب و تعمیر دارند که می تواند هزینه های بیشتری را برای کاربران داشته باشد و همچنین از سوی دیگر نیاز به تخصص های ویژه دارد که انجام آن در توانایی افراد آموزش دیده و با تجربه است.

6) حساسیت به دمای بالا:

یکی دیگر از معایب لوله مانیسمان، حساسیت بالا در برابر دمای بالا است، همانطور که بیان شد این لوله از فلز ساخته شده است و یکی از واکنش های فلز به گرمای زیاد تغییر حال و تغییر سایز است، در صنایعی مانند نیروگاه ها که با دما های بالا مواجه هستند، توجه ویژه ای در انتخاب و استفاده از این لوله ها دارند.