لوله های مانیسمان به دلیل بدون درز بودن و استحکام بالا، در صنایع مختلفی از جمله نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاه ها کاربرد گسترده ای دارند. جوشکاری این لوله ها به دلیل حساسیت ساختار، بالا بودن قیمت لوله مانیسمان و نیاز به کیفیت بالا، به روش ها و تکنیک های ویژه ای وابسته است. انتخاب صحیح فرآیند جوش کاری لوله مانیسمان و اجرای دقیق آن، تاثیر مستقیمی بر عملکرد و عمر مفید این لوله ها دارد.
در این مقاله، به بررسی انواع روش های جوشکاری لوله مانیسمان، مزایا و محدودیت های هر روش و نکات کلیدی در اجرای آن می پردازیم تا اصول لازم برای دستیابی به اتصالات ایمن و بادوام را روشن کنیم.
جوشکاری لوله مانیسمان به معنای اتصال این لوله به سایر اجزا یا لوله های دیگر در یک سیستم است. اگرچه این لوله ها بی درز هستند و در فرآیند تولیدشان نیازی به جوشکاری ندارند، اما در زمان نصب در پروژه های صنعتی (مانند خطوط لوله نفت و گاز)، برای ایجاد اتصالات بین لوله ها یا اتصال آن ها به تجهیزات دیگر (مانند فلنج ها یا اتصالات خاص)، از جوشکاری استفاده می شود. در ادامه انواع روش های جوشکاری مانیسمان را بررسی می کنیم.
جوشکاری قوس الکتریکی یکی از روش های متداول برای اتصال لوله های مانیسمان است. در این فرآیند، با استفاده از یک منبع تغذیه الکتریکی، قوسی بین الکترود و سطح لوله ایجاد می شود که حرارت لازم برای ذوب و اتصال فلزات را فراهم می کند. این روش به دو شیوه انجام می شود؛ جوشکاری با الکترود مصرفی و جوشکاری با الکترود غیر مصرفی.
در جوشکاری با الکترود مصرفی، الکترود هم زمان با انتقال جریان، ذوب شده و به عنوان فلزِ پرکننده عمل می کند؛ در حالی که در جوشکاری با الکترود غیر مصرفی، الکترود (معمولاً از جنس تنگستن) ذوب نمی شود و فلز پرکننده جداگانه به حوضچه جوش اضافه می شود.
استفاده از گازهای محافظ مانند آرگون یا دی اکسید کربن در این فرآیند، از اکسیداسیون و آلودگی حوضچه جوش جلوگیری می کند و کیفیت اتصال را بهبود می بخشد.
این روش جوشکاری لوله مانیسمان برای لوله هایی با ضخامت های مختلف مناسب است و امکان جوشکاری در موقعیت های متنوع را فراهم می کند. با این حال، نیاز به مهارت بالای جوشکار و تجهیزات مناسب دارد تا اتصالاتی با کیفیت و دوام بالا حاصل شود.
جوشکاری لوله مانیسمان با استفاده از گاز بی اثر تنگستن، که به عنوان جوشکاری TIG (Tungsten Inert Gas) یا GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) شناخته می شود، یکی از دقیق ترین و تمیزترین روش های جوشکاری است. در این فرآیند، قوس الکتریکی بین الکترود تنگستن و قطعه کار در حضور گاز محافظ بی اثر (معمولاً آرگون یا هلیوم) ایجاد می شود که از ناحیه جوش در برابر اکسیداسیون و آلودگی محافظت می کند.
این روش به دلیل کنترل دقیق حرارت و کیفیت بالای جوش، برای اتصال لوله های فولادی با ضخامت های مختلف، به ویژه در صنایع حساس مانند پتروشیمی و نیروگاه ها، بسیار مناسب است.
جوشکاری لوله مانیسمان با استفاده از گاز بی اثر تنگستن در حقیقت یکی از شاخه های جوشکاری با الکترود غیر مصرفی است که در قسمت قبل توضیح داده شد. این روش نیازمند مهارت بالای جوشکار و تجهیزات تخصصی است و سرعت اجرای آن نسبت به برخی روش های دیگر کمتر است.
جوشکاری با شعله اکسی استیلن، که به عنوان جوشکاری گازی نیز شناخته می شود، یکی از روش های متداول و قدیمی برای جوشکاری مانیسمان است. در این فرآیند، ترکیب گازهای اکسیژن و استیلن شعله ای با دمای بالا (حدود ۳۲۰۰ درجه سانتی گراد) ایجاد می کند که برای ذوب و اتصال لوله های فولادی مناسب است.
این روش به تجهیزات پیچیده ای نیاز ندارد و با استفاده از یک مشعل که میزان ترکیب گازها را تنظیم می کند، انجام می شود. مزیت اصلی جوشکاری اکسی استیلن، عدم نیاز به جریان الکتریسیته است که امکان استفاده در محیط های بدون دسترسی به برق را فراهم می کند.
با این حال، کنترل دقیق دما و جلوگیری از اکسیداسیون فلز در این روش اهمیت دارد. همچنین، این روش برای لوله هایی با ضخامت های کم تا متوسط مناسب است و در ضخامت های بالاتر، ممکن است به روش های جوشکاری دیگر نیاز باشد. اجرت جوشکاری متناسب با عوامل مختلفی از جمله جنس محصول، قیمت لوله، ضخامت و ابعاد آن و … می تواند تغییر کند.
جوشکاری لوله مانیسمان به روش تیگ، دارای مزایای زیر است:
ضخامت لوله های مانیسمان نقش مهمی در فرآیند جوشکاری لوله مانیسمان ایفا می کند. این لوله ها در رده های مختلفی مانند رده ۲۰، ۴۰ و ۸۰ تولید می شوند که هر کدام ضخامت خاصی دارند. به عنوان مثال، لوله مانیسمان رده ۴۰ دارای ضخامت بیشتری نسبت به رده ۲۰ است.
ضخامت بیشتر لوله ها می تواند به بهبود ویژگی های جوش پذیری آن ها کمک کند. لوله های با ضخامت بالاتر در هنگام جوشکاری، استحکام بیشتری دارند و فرآیند آب بندی آن ها نیز بهتر انجام می شود. با این حال، افزایش ضخامت لوله می تواند چالش هایی نیز به همراه داشته باشد. برای جوشکاری لوله های ضخیم تر، نیاز به تنظیمات خاصی در دستگاه های جوشکاری و همچنین انتخاب روش های مناسب جوشکاری لوله مانیسمان است تا از نفوذ کامل جوش و ایجاد اتصال محکم اطمینان حاصل شود.
فرآیند جوشکاری لوله مانیسمان در روش های مختلف متفاوت است. در ادامه این فرآیند را برای هر روش به شکل مختصر توضیح می دهیم. لازم به ذکر است که آماده سازی و گرم کردن لوله برای همه روش ها مشترک است.
تجهیزات مورد نیاز برای جوشکاری مانیسمان شامل موارد زیر است:
جوشکاری با قوس الکتریکی (MMA)
جوشکاری با گاز بی اثر تنگستن (TIG)
جوشکاری با شعله اکسی استیلن
برای جوشکاری لوله مانیسمان، رعایت نکات زیر ضروری است:
جمع بندی
جوشکاری لوله مانیسمان برای ایجاد اتصالات در پروژه های صنعتی به روش های مختلفی مانند جوشکاری با قوس الکتریکی، TIG و شعله اکسی استیلن انجام می شود. هر روش دارای مزایای خاص خود است، از جمله کیفیت بالا و کنترل دقیق در TIG، یا استفاده در محیط های بدون برق در جوشکاری اکسی استیلن. انتخاب روش مناسب و رعایت نکات کلیدی مانند تمیزکاری، تنظیم پارامترها و استفاده از تجهیزات ایمنی، تاثیر زیادی بر کیفیت جوشکاری لوله مانیسمان دارد.
سوالات متداول
برای لوله های با ضخامت بالا، جوشکاری TIG و قوس الکتریکی پیشنهاد می شود.
بله، پیش گرم ممکن است برای جلوگیری از ترک های حرارتی ضروری باشد.
بله، این روش با استفاده از گاز آرگون به عنوان محافظ، بسیار رایج است.
مرکزآهن، مرجعی تخصصی و به روز برای کسب دانش و اطلاع از آخرین تحولات بازار آهن و فولاد است. با وبلاگ جامع ما، همیشه از آخرین اخبار و اطلاعات این صنعت آگاه باشید.