لوله سیلندری چیست؟ مشخصات، کاربرد و انواع آن

لوله سیلندری یکی از اجزای مهم در صنایع مختلف است و به دلیل استحکام بالا، بدون درز بودن (در اکثر مدل‌ها) و ساختار بدون نشت داشته و در پروژه های مختلف ساختمانی، صنعتی و مهندسی کاربرد فراوانی دارد. در این مقاله به بررسی دقیق لوله سیلندری، قیمت لوله سیلندری، ویژگی های فنی آن، انواع مختلف و کاربردهای گسترده ای که در صنایع مختلف دارد، می پردازیم.

لوله سیلندری چیست؟

لوله سیلندری نوعی لوله فولادی است که به دلیل ضخامت بالا و ویژگی های خاص خود، در برابر فشارهای زیاد و شرایط سخت صنعتی مقاوم است. این لوله ها، توانایی تحمل فشارهای شدید را دارند و از بروز نشتی های احتمالی جلوگیری می کنند. لوله های سیلندری از آلیاژهای فولادی مانند ST52 و ST37 تولید می شوند که به دلیل ترکیب شیمیایی خاص خود، مقاومت بالایی در برابر خمش، فشار و آسیب های مکانیکی دارند.

یکی از ویژگی های مهم این لوله ها، سطح داخلی براق و صیقلی آنهاست که به فرایند هونینگ مربوط می شود. این فرآیند، که نوعی فرآیند ماشین کاری است، سبب می شود تا ابعاد داخلی لوله دقیق و بدون هرگونه برجستگی باشد. این ویژگی های لوله سیلندری به خصوص در کاربردهایی مانند جک های هیدرولیک، صنعت آسانسور سازی، بالابرها و ساخت ماشین آلات ضروری و حیاتی است.

مشخصات فنی لوله سیلندری

لوله های سیلندری تحت استانداردهای مختلفی همچون H7، H8 و H9 ساخته می شوند. در ادامه به بررسی مشخصات فنی و ویژگی های لوله سیلندری می پردازیم:

جنس و آلیاژ مصرفی

این لوله ها معمولا از آلیاژ ST52 با ترکیب شیمیایی شامل 0.2% کربن (C) ، 0.55% سیلیسیم (Si) ، 1.6% منگنز (Mn) ، 0.035% فسفر (P) و 0.035% گوگرد (S) تولید می شوند. وجود منگنز در ترکیب این آلیاژ، به لوله ها خاصیت مقاومت به خمش و انعطاف پذیری بخشیده و آن ها را برای تحمل فشارهای بالا مناسب می کند.

قطر داخلی و ضخامت دیواره

محدوده قطر داخلی لوله های سیلندری بین 30 تا 600 میلی متر متغیر است. این تنوع در ابعاد، آن ها را برای کاربردهای مختلف مناسب می کند. ضخامت دیواره لوله ها هم معمولاً بین 60 تا 230 میلی متر است. با افزایش ضخامت، مقاومت و کیفیت لوله ها نیز افزایش می یابد.

طول استاندارد

طول استاندارد لوله های سیلندری بین 6 تا 8 متر است. البته این مقدار بر اساس نیاز مشتریان قابل تنظیم است. 

سطح داخلی و خارجی

سطح داخلی لوله های سیلندری بسیار صاف و صیقلی است و زبری آن به حداکثر 4 میکرون می رسد. این ویژگی باعث کاهش اصطکاک و تنش برشی بین سیال و سطح لوله می شود. برخی از لوله های سیلندری در قسمت بیرونی پوشش کروم دارند که مقاومت آن ها را در برابر خوردگی و سایش افزایش می دهد.

تلورانس (Tolerance)

لوله های سیلندری معمولاً در تلرانس های H7، H8 و H9 تولید می شوند که به دقت ابعاد داخلی لوله اشاره دارند. تلرانس بالاتر، دقت بیشتر در تولید و مناسب بودن برای کاربردهای حساس را تضمین می کند.

خواص مکانیکی

لوله های سیلندری به دلیل ضخامت بالا و جنس فولادی، قادر به تحمل فشارهای بسیار زیاد هستند. این لوله ها علاوه بر مقاومت بالا، دارای انعطاف پذیری مناسبی هستند که آنها را برای کاربردهای مختلف مناسب می کند.

قابلیت جوشکاری

لوله های سیلندری به خوبی جوشکاری می شوند و این موضوع سبب شده است که ساخت و اتصال این لوله ها به راحتی انجام شود. این ویژگی، آن ها را برای استفاده در پروژه های صنعتی بزرگ، مناسب می کند.

مقاومت در برابر خوردگی

برخی از لوله های سیلندری دارای پوشش کروم در قسمت بیرونی هستند که مقاومت آن ها را در برابر خوردگی و سایش افزایش می دهد. این ویژگی به ویژه در محیط های صنعتی با شرایط سخت مفید است. 

انواع لوله سیلندری

لوله های سیلندری انواع مختلفی دارند و بسته به ویژگی های ساختاری، جنس، کاربرد و استانداردهای مختلف به دسته بندی های متنوعی تقسیم می شوند. در اینجا مهم ترین انواع لوله های سیلندری را معرفی می کنیم:

لوله سیلندری جوشی

لوله های سیلندری جوشی از دو تکه فلز ساخته می شوند که توسط جوشکاری به هم متصل می شوند. این لوله ها نسبت به لوله های بدون درز ارزان تر هستند و در کاربردهایی که نیاز به تحمل فشار زیاد ندارند، استفاده می شوند. 

لوله سیلندری گالوانیزه

این لوله ها از جنس فولاد ساخته شده و با لایه ای از روی پوشانده می شوند تا در برابر خوردگی مقاومت کنند. لوله های گالوانیزه معمولاً در محیط هایی که در معرض رطوبت و خوردگی هستند، استفاده می شوند.

لوله سیلندری بدون درز (مانیسمان)

این نوع لوله ها از یک تکه فلز ساخته می شوند و هیچ درز یا جوشی در طول آنها وجود ندارد. این ویژگی باعث می شود که لوله های سیلندری بدون درز از استحکام و دوام بالایی برخوردار باشند و برای کاربردهایی که نیاز به تحمل فشار زیاد دارند، بسیار مناسب باشند. 

لوله سیلندری پلاستیکی

لوله های سیلندری پلاستیکی سبک تر و ارزان تر از انواع فلزی هستند. این لوله ها معمولاً برای کاربردهایی که نیاز به تحمل فشار کم دارند، به کار می روند. 

لوله سیلندری آلیاژی

این لوله ها از آلیاژهای خاص فلزی ساخته می شوند که خواص مکانیکی و شیمیایی ویژه ای دارند. لوله های آلیاژی معمولاً در شرایط سخت مانند دمای بالا یا محیط های با خوردگی شدید کاربرد دارند.

لوله سیلندری بادی صنایع سنگین

این نوع لوله ها به طور خاص برای مصارف سنگین طراحی شده اند و در ساخت پیستون ها و قطعات، مورد استفاده قرار می گیرند. این لوله ها از فولاد و کروم ساخته می شوند و به دلیل طراحی خاص، مقاومتی بالا در برابر شرایط مختلف دارند.

لوله سیلندری صنعتی

این لوله ها در صنایع مختلف کاربرد داشته و از فولاد با کیفیت بالا ساخته می شوند. در ساخت لوله های صنعتی از کروم مرغوب استفاده می شود که موجب افزایش مقاومت لوله می شود. 

میله سیلندری (لوله هیدرولیکی)

این لوله ها معمولاً از جنس لوله سنگ خورده ساخته می شوند و برای استفاده در سیستم های هیدرولیکی و دستگاه هایی که به دقت ابعادی نیاز دارند، مناسب هستند. میله های سیلندری در ساخت قطعات صنعتی و کشاورزی مانند تراکتور و لیفتراک به کار می روند.

ابعاد لوله سیلندری

ابعاد لوله های سیلندری با توجه به سیستم اندازه گیری متفاوتی که برای آنها به کار می رود، متفاوت است. اما به طور کلی لوله‌های سیلندری (هیدرولیکی) در ابعاد و استانداردهای مختلفی تولید می‌شوند و معمولاً دارای قطرهای داخلی و خارجی متنوعی هستند. این لوله‌ها در ضخامت‌های مختلف بسته به نوع کاربری (هیدرولیک، نیوماتیک و صنعتی) عرضه می‌شوند. برخی از ابعاد رایج آن‌ها شامل موارد زیر است:

• قطر داخلی: معمولاً از ۴۰ تا ۵۰۰ میلی‌متر
• قطر خارجی: بسته به ضخامت دیواره از ۵۰ تا ۵۵۰ میلی‌متر
• ضخامت دیواره: از ۵ تا ۳۰ میلی‌متر

این لوله‌ها معمولاً از جنس فولاد ST52 یا معادل آن تولید شده و دارای سطح داخلی صیقلی برای حرکت روان شفت پیستون هستند. برای اطمینان از انتخاب صحیح، باید به استانداردهای تولید و نیازمندی‌های فنی پروژه توجه کرد.

کاربرد لوله سیلندری

لوله سیلندری در صنایع زیر کاربرد دارد:

• صنعت هیدرولیک: ساخت جک های هیدرولیک مانند لیفتراک و جرثقیل.
• صنعت حفاری نفت: ساخت تجهیزات حفاری نفت و گاز به دلیل استحکام بالا و توانایی تحمل فشار زیاد.
• صنعت خودرو: تولید محورهای خودرو، میل فرمان، دسته دنده و سیستم های مکانیکی دیگر.
• صنعت رباتیک: ساخت بازوهای رباتیک و سیستم های دقیق مکانیکی
• صنعت هواپیما: ساخت قطعات مقاوم و دقیق مانند شافت ها و سیلندرها.

روش های تولید لوله سیلندری

تولید لوله سیلندری به دو صورت «نورد گرم» و «نورد سرد» انجام می شود.

• نورد گرم: در این روش، لوله های سیلندری با ضخامت دیواره ای بین 2.5 تا 75 میلی متر و قطر بیرونی بیش از 32 میلی متر تولید می شوند.
  
• نورد سرد: لوله ها با ضخامت دیواره ای حدود 0.25 میلی متر و قطر بیرونی 6 میلی متر به این روش تولید می شوند و دقت ابعادی بیشتری دارند.

علاوه بر این، برای ایجاد ساختار استاندارد داخل لوله از روش های زیر استفاده می شود.

• هونینگ کاری: در این فرآیند از سنگ ساینده برای اصلاح ابعاد و ایجاد سطح صاف استفاده می شود.
• سنگ زنی ساچمه ای: در این روش، ساچمه های شتاب دار سطح لوله ها را فشرده کرده و به مقاومت و طول عمر آن ها می افزایند.

اهمیت استفاده از لوله های سیلندری در صنایع مختلف

اهمیت استفاده از لوله های سیلندری در صنایع مختلف به دلیل تاثیر مستقیم آن ها بر بهبود عملکرد و ایمنی تجهیزات صنعتی است. این لوله ها با ویژگی هایی مانند مقاومت در برابر فشار بالا، دقت ابعادی و طول عمر بالا، نقش کلیدی در تضمین کارایی و پایداری سیستم های هیدرولیکی، مکانیکی و دیگر فرآیند های صنعتی دارند. در واقع، استفاده از لوله های سیلندری باعث کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری و افزایش بهره وری در بلند مدت می شود. 

مزایا و معایب لوله سیلندری

این لوله ها دارای مزایا و معایب زیر هستند:

مزایا:

• مقاومت بالا در برابر فشار و خوردگی
• سطح داخلی صیقلی که اصطکاک را کاهش می دهد و جریان سیالات را بهبود می بخشد.
• قابلیت جوشکاری آسان و اتصال محکم
• تنوع در جنس و ابعاد

معایب:

• قیمت بالاتر نسبت به لوله های معمولی، به ویژه در انواع بدون درز.
• نیاز به دقت و تخصص بالا در تولید و نصب.
• محدودیت در ابعاد و طول استاندارد
• نیاز به سفارش خاص برای ابعاد غیر استاندارد.

استانداردهای لوله سیلندری

لوله های سیلندری طبق استانداردهای بین المللی ISO 286-1 و ISO 286-2 تولید می شوند که مربوط به تلرانس ابعادی این لوله ها است. برای لوله های سیلندری تولید شده به روش کشش سرد، از استاندارد بریتانیایی BS EN 10305-1 استفاده می شود که ابعاد و ضخامت آن ها را تعیین می کند.

علاوه بر این، لوله های سیلندری در استانداردهای H8 و H9 به تولید می رسند. لوله های استاندارد H8 بیشتر برای جک های هیدرولیک حساس با تلرانس بالا و فشارهای سنگین به کار می روند، در حالی که لوله های H9 برای جک های با تلرانس پایین و برخی کاربردهای صنعتی دیگر استفاده می شوند.

تولید کننده های لوله سیلندری

در ایران، چندین شرکت معتبر در زمینه تولید لوله های سیلندری فعالیت دارند. از جمله این تولیدکنندگان می توان به «شرکت فنی مهندسی فناوری دقیق باراد» و «صنایع فلزی آتیلا» اشاره کرد.

شرکت آتیلا لوله های سیلندری را در اندازه های ۱۰ تا ۸۰ میلی متر و با ضخامت های ۱ تا ۵ میلی متر تولید می کند. در مقایسه، شرکت باراد لوله های سیلندری با قطرهایی بین ۲۵ تا ۷۶ میلی متر را تولید می کند.

لازم به ذکر است که قیمت لوله سیلندری این تولید کننده ها با توجه به قیمت آهن کیلویی مشخص می شود.

تفاوت لوله سیلندری با دیگر لوله ها

لوله های سیلندری از جهت دقت ابعادی بالا و سطح صیقلی خاص خود، از سایر لوله ها متمایز هستند. این لوله ها معمولاً برای استفاده در سیستم های هیدرولیک و پنوماتیک، جک های صنعتی و دستگاه هایی که نیاز به تحمل فشار بالا دارند، طراحی می شوند. این لوله ها همچنین از نظر ضخامت دیواره، آلیاژ، طول عمر و مقاومت هم با بسیاری از لوله ها فرق دارند.

سوالات متداول