لوله آلیاژی

alloy pipe

لوله آلیاژی از مخلوط چند فلز به وجود می آید. مثلاً، لوله فولادی که با آهن و کربن درست می شود یک لوله آلیاژی است برای انتقال سیالات گرم در صنایع مختلف استفاده می شوند. برای نمونه، لوله های آلیاژی در نیروگاه های هسته ای، پالایشگاه های نفت و گاز، کارخانه های شیمیایی و پتروشیمی، کارخانه های فولاد و آلومینیوم و غیره کاربرد دارند.

بسته به نوع فلزاتی که در ترکیب لوله آلیاژی وارد می شوند، خواص مکانیکی و حرارتی آن ها متفاوت است.

برخی از انواع رایج لوله های آلیاژی و دمای کارکرد آن ها عبارتند از :

A335-P11 : این لوله آلیاژی از فولاد آلیاژی کروم و مولیبدن ساخته شده است و برای دماهای بین ۴۰۰ درجه سانتی گراد تا ۴۷۰ درجه سانتی گراد مناسب است. این لوله ها برای انتقال سیالات گرم در نیروگاه های حرارتی و هسته ای استفاده می شوند.

A335-P22 : این لوله آلیاژی نیز از فولاد آلیاژی کروم و مولیبدن ساخته شده است اما دارای درصد بالاتری از این عناصر است. این لوله ها برای دماهای بین ۴۸۰ درجه سانتی گراد تا ۵۵۰ درجه سانتی گراد مناسب است و برای انتقال بخار در هدرهای اصلی نیروگاه ها استفاده می شوند.

A335-P91 : این لوله آلیاژی از فولاد آلیاژی کروم، مولیبدن، وانادیوم و نیتروژن ساخته شده است و برای دماهای بالاتر از ۵۰۰ درجه سانتی گرادمناسب است. این لوله ها دارای مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی، اکسیداسیون و تنش حرارتی هستند و برای انتقال سیالات گرم در نیروگاه های هسته ای و فوق بحرانی استفاده می شوند.

A335-P92 : این لوله آلیاژی از فولاد آلیاژی کروم، مولیبدن، وانادیوم، تنگستن و نیتروژن ساخته شده است و برای دماهای بالاتر از ۵۶۰ درجه سانتی گراد مناسب است. این لوله ها دارای خواص مشابه A335-P91 هستند اما با مقاومت و استحکام بیشتری. این لوله ها برای انتقال سیالات گرم در نیروگاه های فوق بحرانی و فوق فوق بحرانی استفاده می شوند.

لوله آلیاژی دارای مزایای زیر است :

استحکام و دوام بالای لوله : لوله آلیاژی به دلیل ترکیب چند فلز، دارای خواص مکانیکی بالایی است که باعث می شود تحمل بیشتری در برابر فشار، کشش، خمش و پیچش داشته باشد. این لوله ها برای مدت زمان طولانی قابل استفاده هستند و نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارند.

مقاومت بالا در مقابل خوردگی سایشی و حبابی : لوله آلیاژی به دلیل داشتن عناصری مانند کروم، مولیبدن، وانادیوم و غیره، دارای مقاومت بالایی در برابر خوردگی است که باعث می شود سطح لوله ها از اکسیداسیون، تشکیل رسوب، ترک خوردگی و غیره جلوگیری کند. این لوله ها همچنین مقاوم در برابر خوردگی سایشی و حبابی هستند که ناشی از جریان سریع و ناهموار سیالات درون لوله ها است.

مقاومت در برابر خوردگی تنشی : لوله آلیاژی به دلیل داشتن عناصری مانند نیتروژن، تنگستن، نیکل و غیره، دارای مقاومت بالایی در برابر خوردگی تنشی است که ناشی از تغییرات ناگهانی دما و فشار درون لوله ها است. این لوله ها از تشکیل ترک ها و شکستگی ها در شرایط سخت جلوگیری می کنند.

ایده آل برای استفاده در محیط آبی و شیمیایی : لوله آلیاژی به دلیل داشتن خواص ضد زنگ و ضد باکتری، ایده آل برای استفاده در محیط هایی است که دارای رطوبت، اسید، باز، نمک و غیره هستند. این لوله ها از تاثیر منفی مواد شیمیایی بر روی کیفیت و خلوص سیالات انتقالی جلوگیری می کنند.

مورد استفاده در مبدل حرارتی و خطوط لوله هیدرولیک : لوله آلیاژی به دلیل داشتن خواص حرارتی بالایی، مورد استفاده در مبدل های حرارتی است که برای انتقال حرارت بین دو سیال مختلف استفاده می شوند. این لوله ها از از دست دادن حرارت و افزایش بازدهی مبدل ها اطمینان می دهند. همچنین، لوله آلیاژی به دلیل داشتن خواص هیدرولیکی بالایی، مورد استفاده در خطوط لوله هیدرولیک است که برای انتقال سیالات تحت فشار بالا استفاده می شوند. این لوله ها از از دست دادن فشار و افزایش کارایی سیستم های هیدرولیک اطمینان می دهند.

لوله A335 P92

لوله A335 P92 یک نوع فولاد آلیاژی با درصد بالای کروم و مولیبدن است که برای کارکرد در دماهای بسیار بالا مناسب است. این لوله در دمای 621 درجه سانتیگراد که به عنوان دمای فوق بحرانی در نیروگاه ها شناخته می شود، مقاومت و پایداری بالایی دارد. این لوله برای استفاده در بویلر ها و نیروگاه هایی که نیاز به انتقال حرارت با راندمان بالا دارند، طراحی و ساخته شده است. این لوله یک نسخه بهینه شده از لوله P91 است که علاوه بر کروم و مولیبدن، شامل مقادیر کمی از تنگستن، وانادیوم، نیوبیوم، بور و نیتروژن نیز هستند. این عناصر باعث می شوند که ساختار فریتی-آستنیتی لوله بهتر شود و خواص مکانیکی و حرارتی آن افزایش یابد. این لوله نیاز به فرآیندهای حرارتی مشابه لوله P91 دارد که شامل عادی سازی، خنک کردن سریع و تمپر کردن است. این فرآیندها باعث می شوند که ساختار میکروسکوپی لوله به صورت مارتنزیتی تمپر شده باشد که خواص بالای مقاومت، سختی، کشش و شکست را به لوله می دهد. دما و سرعت خنک کننده در این فرآیندها بسیار مهم هستند و باید با دقت انجام شوند.

لوله ASTM A335 P91

لوله ASTM A335 P91 یکی از بهترین نوع لوله های فولادی است که از آلیاژهای مختلفی از فلزات ساخته شده است. این لوله دارای مقاومت بالایی در برابر حرارت و فرسایش است، زیرا حاوی مقدار زیادی از کروم است. کروم یک عنصر است که باعث می شود سطح لوله با اکسیژن واکنش نشان دهد و یک لایه نازک و محکم از اکسید کروم بر روی آن بسازد. این لایه جلوی ورود اکسیژن به داخل فلز را می گیرد و از خوردگی آن جلوگیری می کند. کروم همچنین خاصیت ضد زنگ دارد و می تواند در دماهای بسیار بالا نیز شکل و ساختار خود را حفظ کند.

لوله A335 P91 همچنین شامل مولیبدن است که یکی از عناصر مهم برای افزایش مقاومت خزش فلز است. خزش یک پدیده است که در آن فلز تحت تاثیر بار و دمای بالا به آرامی تغییر شکل می دهد و ممکن است شکسته شود. مولیبدن باعث می شود فلز بتواند بهتر به تنش های حرارتی و مکانیکی مقاومت کند و عمر طولانی تری داشته باشد. مولیبدن همچنین به بهبود خواص مکانیکی فلز در دماهای پایین کمک می کند.

لوله A335 P91 نیز حاوی مقادیر کوچکی از نیکل و منگنز است که به افزایش سختی و استحکام فلز کمک می کنند. این دو عنصر باعث می شوند که فلز بتواند به راحتی جوش داده شود و دارای خواص ضد خوردگی باشد. نیکل و منگنز همچنین باعث می شوند که فلز دارای خاصیت ضد مغناطیسی باشد و در برابر اثرات میدان های مغناطیسی مقاوم باشد.

لوله A335 P91 یکی از محبوب ترین مواد برای استفاده در نیروگاه های هسته ای و حرارتی است، زیرا می تواند در دماهای بسیار بالا و فشار بالا استفاده شود.

لوله ASTM A335 P11

لوله ASTM A335 P11 یک نوع لوله فولادی آلیاژی است که دارای مقدار زیادی از کروم (Cr) و مولیبدن (Mo) است. این عناصر باعث می شوند که لوله در دماهای بالا مقاومت و پایداری خوبی داشته باشد. خصوصیات مکانیکی این لوله به شرایط تولید آن بستگی دارد. برای مثال، اگر لوله در قطر ۲ اینچ (50 میلی متر) یا ۴ برابر قطر (4D) کشیده شود، باید داشته باشد :

کشش طولی : حداقل ۳۰٪

کشش عرضی : حداقل ۲۰٪ این مقادیر نشان می دهند که لوله چقدر می تواند بدون شکستن کشیده شود.

لوله های ASTM A335 P11 می توانند به دو روش تولید شوند :

سرد نورد : در این روش، لوله در دمای پایین به شکل مورد نظر نورد می شود. این روش باعث می شود که لوله سخت تر و مقاوم تر شود، اما انعطاف پذیری آن کاهش می یابد.

گرم نورد : در این روش، لوله در دمای بالا به شکل مورد نظر نورد می شود. این روش باعث می شود که لوله نرم تر و انعطاف پذیر تر شود، اما سختی و مقاومت آن کمتر می شود. هر دو روش مزایا و معایب خود را دارند و بسته به کاربرد لوله انتخاب می شوند. هر لوله باید پس از تولید، در دمای مناسب گرم شده و خنک شود تا خواص حرارتی آن بهبود یابد. این فرآیند به تصفیه حرارتی معروف است و باعث می شود که ساختار داخلی لوله تغییر کند و خواص مکانیکی و حرارتی آن بهینه شود.

لوله ASTM A335 P22

لوله ASTM A335 P22 یک نوع لوله فولادی آلیاژی است که دارای خصوصیات برجسته ای برای کار در شرایط دمایی سخت است. این لوله شامل ۱.۹-۲.۶ درصد کروم و ۰.۸۷-۱.۱۳ درصد مولیبدن است که به آن خاصیت ضد زنگ و مقاوم در برابر خزش و خستگی می دهند. این لوله در صنایع مختلفی مانند نیروگاه های اتمی و حرارتی، پتروشیمی ها، صنایع لبنیات، ساختمان، تصفیه خانه های آب و غیره کاربرد دارد. این لوله برای استفاده در دماهای بالا، شعله ور شدن، قاب بندی مقایسه ای و جوشکاری ترکیبی مناسب است. این لوله به عنوان لوله مولی کرومی شناخته می شود زیرا مولیبدن نقش مهمی در حفظ کیفیت و مقاومت لوله دارد. مولیبدن باعث می شود که لوله در دماهای بالا شکل خود را حفظ کند و از سایش جلوگیری کند. مولیبدن همچنین بهبود دهنده خزش دما بالا است که نشان دهنده توانایی لوله برای تحمل تنش های طولانی مدت است. لوله های ASTM A335 P22 می توانند در اندازه ها و شکل های مختلف تولید شوند. این لوله ها می توانند بدون درز باشند یا دارای درز باشند. این لوله ها می توانند سرد نورد یا گرم نورد باشند. این لوله ها می توانند در شرایط حرارتی تا ۲۲.۵ متر یا ۲۵ متر با انعطاف پذیری بالا تولید شوند. این لوله ها می توانند در اندازه گیری های استاندارد یا غیر استاندارد باشند. این لوله ها می توانند از راه دور یا در داخل کنترل شوند. هر لوله باید پس از تولید تصفیه حرارتی شود تا خواص حرارتی و مکانیکی آن بهینه شود.