اتصالات جوشی مانیسمان

manisman welding fittings

 

اتصالات جوشی مانیسمان چیست ؟

اتصالات جوشی مانیسمان، اتصالاتی هستند که از لوله‌های بدون درز یا مانیسمان ساخته می‌شوند. لوله‌های مانیسمان از جایگزینی ورقها با استفاده از شمش فولاد بهره می‌برند و به صورت یکپارچه نورد می‌شوند. اتصالاتی که از این لوله‌ها به‌دست می‌آیند، به عنوان اتصالات جوشی مانیسمان شناخته می‌شوند.

 

تاریخچه

تاریخچه اتصالات جوشی مانیسمان به عنوان یکی از فناوری‌های مهم در صنعت و ساختمان‌سازی، به قدمت طولانی برمی‌گردد.

در زیر چند نکته درباره تاریخچه این اتصالات آورده شده است :

 

ابتدا وقتی که از جوش برای اتصال لوله‌ها استفاده می‌شد :

در طی قرن‌ها، از فناوری جوش به‌طور گسترده برای اتصال قطعات فلزی استفاده می‌شد. این اتصالات ابتدا با استفاده از روش‌های سنتی جوش‌کاری مانند جوشکاری باز و جوشکاری بسته انجام می‌شد.

 

ظهور و توسعه تکنولوژی جوش نقطه‌ای :

در قرن 19 و 20، تکنولوژی جوش نقطه‌ای، به ویژه جوشکاری الکتریکی با قوس، به عنوان یک فناوری جدید در اتصالات فلزی ظاهر شد. این روش جوشکاری باعث بهبود قابل توجهی در مقاومت و استحکام اتصالات شد.

 

توسعه اتصالات جوشی مانیسمان :

در طول قرن 20 و به ویژه در دهه‌های اخیر، تکنولوژی اتصالات جوشی مانیسمان توسعه یافت. این نوع اتصالات به دلیل مقاومت بالا، امکان جوشکاری در شرایط مختلف فشار و دما، و استفاده در صنایع حساس از لحاظ فشار و حرارت، جایگاه ویژه‌ای در صنعت پیدا کرد.

 

استانداردها و مواد جدید : 

با گذشت زمان، استانداردهای جدید در زمینه اتصالات جوشی مانیسمان تدوین شدند. همچنین، تحقیقات و توسعه در زمینه مواد جدید و فناوری‌های به‌روزتر باعث بهبود عملکرد و کاربرد این اتصالات گردید.

 

استفاده در صنایع مختلف :

امروزه، اتصالات جوشی مانیسمان به‌طور گسترده در صنایع مختلف از جمله نفت و گاز، پتروشیمی، ساختمان‌سازی، انرژی، و صنایع هوافضا و هوانوردی استفاده می‌شود.

به‌طور کلی، تاریخچه اتصالات جوشی مانیسمان نشان از تکامل مستمر و به‌روزرسانی این تکنولوژی برای ارتقاء کیفیت و کارایی اتصالات در مختلف صنایع دارد.

 

افزایش ضخامت و کاهش قطر داخلی با افزایش رده لوله :

با توجه به تحمل فشار، فولاد‌های آلیاژی به عنوان جایگزین مناسب برای آهن، توانسته‌اند با ضخامت‌های کمتر فشار بیشتری را تحمل کنند. نکته حیاتی در اینجا این است که در تمامی لوله‌ها و رده‌های لوله، به‌منظور افزایش رده لوله، ضخامت آن افزایش می‌یابد. این افزایش در ضخامت باعث کاهش قطر داخلی لوله می‌شود، در حالی‌که قطر خارجی لوله تغییر چندانی نمی‌کند.

به عنوان مثال، قطر خارجی یک اینچ لوله در تمام رده‌ها، از جمله رده ۲۰، رده ۴۰، و رده ۸۰، یکسان است. این افزایش در ضخامت به سمت دیوار داخلی لوله اعمال می‌شود.

بدیهی است که با افزایش رده لوله یا ضخامت آن در یک اندازه خاص، دبی یا شار سیالی که از داخل لوله عبور می‌کند، کاهش می‌یابد. این افت کاهش دبی به عنوان نتیجه افزایش سطح مقطع درونی لوله بدون دیگر تغییرات در قطر خارجی لوله رخ می‌دهد.

 

انواع رده‌های لوله مانیسمان به ۱۷ گروه زیر تقسیم می‌شوند :

 

1. لوله مانیسمان رده ۱۰
2. لوله مانیسمان رده ۲۰
3. لوله مانیسمان رده ۳۰
4. لوله مانیسمان STO
5. لوله مانیسمان رده ۴۰
6. لوله مانیسمان رده ۶۰
7. لوله مانیسمان XS
8. لوله مانیسمان رده ۸۰
9. لوله مانیسمان رده ۱۰۰
10. لوله مانیسمان رده ۱۲۰
11. لوله مانیسمان رده ۱۴۰
12. لوله مانیسمان رده ۱۶۰
13. لوله مانیسمان XXS
14. لوله مانیسمان ۵S
15. لوله مانیسمان ۱۰S
16. لوله مانیسمان ۴۰S
17. لوله مانیسمان ۸۰S

 

رده‌های لوله در مصارف لوله مانیسمان به صورت گسترده در صنایع مختلف به‌کار می‌روند.

برخی از صنایع مهم که از رده‌های مختلف لوله مانیسمان بهره‌می‌برند، عبارتند از :

 

لوله کشی و انتقال فشار :

اتصالات جوشی مانیسمان در لوله‌ها برای انتقال فشارهای مختلف مانند گازها، سوخت‌ها و مایعات استفاده می‌شوند.

 

صنایع نفت و گاز :

در انتقال نفت، گاز و سایر محصولات نفتی، اتصالات جوشی مانیسمان به عنوان اتصالات اصلی در لوله‌ها و تجهیزات استفاده می‌شوند.

 

صنایع پتروشیمی :

در واحدهای پتروشیمی برای اتصال لوله‌ها و تجهیزات مختلف از اتصالات جوشی مانیسمان استفاده می‌شود.

 

صنایع هوافضا و هوانوردی :

در ساخت قطعات و تجهیزات مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

ساختمان و سازه‌های عظیم :

در ساختمان‌ها و پل‌ها برای اتصال لوله‌ها و قطعات مختلف به کار می‌روند.

 

صنعت آب و فاضلاب :

در لوله‌کشی شبکه‌های آب و فاضلاب نیز از اتصالات جوشی مانیسمان استفاده می‌شود.

 

صنعت انرژی :

در نیروگاه‌ها و انتقال انرژی از اتصالات جوشی مانیسمان بهره گرفته می‌شود.

 

ساخت ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی :

در ساخت قطعات مختلف ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی برای اتصال به یکدیگر به کار می‌روند.

همچنین، اتصالات جوشی مانیسمان به دلیل قدرت مکانیکی و مقاومت در برابر فشار و حرارت، در بسیاری از صنایع برای استفاده در شرایط سخت و استرس زیاد مورد استفاده قرار می‌گیرند.موضوع رده لوله و صنایع لوله‌سازی، مسأله‌ای پیچیده و گسترده است. آنچه در بالا بیان شده، یک چارچوب کلی برای انتخاب انواع لوله در گروه‌های مختلف مصارف می‌باشد.

 

بدیهی است که در هر گروه انتقال سیالات، به ویژه در صنایع نفت و گاز، انتخاب رده لوله نیاز به محاسبات دقیق مکانیک سیالات دارد. اما در صنعت ساختمان‌سازی، برای خرید و استفاده از لوله مانیسمان در تاسیسات ساختمانی، به عنوان مثال لوله گاز توکار و لوله کشی آتش‌نشانی، معمولاً از لوله مانیسمان رده ۲۰ و رده ۴۰ استفاده می‌شود.

 

در موارد دیگر و گروه‌های مختلف مانند لوله‌های فشار قوی، علاوه بر بررسی‌های مکانیکی، نیاز به آنالیز شیمیایی و آنالیز مواد نیز وجود دارد که در این بحث به تفصیل به آن پرداخته نمی‌شود.

 

در صنایع ساختمان‌سازی، دو گروه پرمصرف‌ترین لوله مانیسمان به شرح زیر هستند :

 

لوله مانیسمان رده ۲۰ :

کاربردهای اتصالات جوشی مانیسمان رده ۲۰ :

• لوله‌کشی گاز توکار
• لوله‌کشی آتش‌نشانی
• لوله‌کشی موتورخانه و شوفاژ

لوله مانیسمان رده ۴۰ :

کاربردهای اتصالات جوشی مانیسمان رده ۴۰ :

• لوله‌کشی گاز فشار قوی (۶۰ پوندی و دو پوندی)
• لوله‌کشی آتش‌نشانی

اتصالات جوشی مانیسمان رده ۴۰، به دلیل داشتن ضخامت بالاتر و تحمل فشار بیشتر، در لوله‌کشی گاز با فشار قوی و لوله‌کشی آتش‌نشانی بسیار موثر و مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

خصوصیات مکانیکی و ترکیبات شیمیایی اتصالات جوشی مانیسمان

خصوصیات مکانیکی و ترکیبات شیمیایی اتصالات جوشی مانیسمان می‌توانند متغیر باشند و به نوع محصول، استانداردها، و کاربردهای خاص بستگی داشته باشند.
اما به طور کلی، در اینجا برخی از خصوصیات مکانیکی و ترکیبات شیمیایی معمولاً در اتصالات جوشی مانیسمان ذکر می‌شوند :

 

خصوصیات مکانیکی :

مقاومت به کشش (Tensile Strength) : مانیسمان با مقاومت بالا به کشش مشخص می‌شود که این خصوصیت نشان دهنده استحکام مکانیکی مواد است.

حد شکست (Yield Strength) : این خصوصیت نشان دهنده فشاری است که مواد تحت آن از حالت الاستیک خارج می‌شوند و به شکل دائمی تغییر شکل می‌دهند.

تغییر شکل در حالت شکست (Elongation at Break) : این پارامتر نشان‌دهنده اندازه تغییر شکلی است که مواد در حین شکست تجربه می‌کنند.

زاویه شارپی (Impact Toughness) : این خصوصیت نشان‌دهنده مقاومت مواد در برابر ضربه و شوک‌های مکانیکی است.

 

ترکیبات شیمیایی :

درصد کربن (Carbon Content) : مقدار کربن در مواد مانیسمان تأثیر مهمی بر خصوصیات مکانیکی دارد.

عناصر آلیاژی (Alloying Elements) : افزودن عناصر مانند کروم، نیکل، مولیبدن و وانادیوم به ترکیب شیمیایی می‌تواند خصوصیات مکانیکی را بهبود بخشد.

درصد سولفور و فسفر (Sulfur and Phosphorus Content) : مقدار مناسب این عناصر موجب بهبود پروسه جوشکاری می‌شود.

لازم به ذکر است که این خصوصیات ممکن است بستگی به نوع استاندارد و نوع مواد مورد استفاده داشته باشد. برای مورد خاصی ویژگی‌ها را از منابع مربوطه یا استانداردهای مرتبط بررسی کنید.

 

استانداردها

استانداردها برای اتصالات جوشی مانیسمان می‌توانند متناسب با نوع محصول و کاربرد مخصوص باشند.

برخی از استانداردهای معروف در این زمینه عبارتند از :

 

ASTM A234/A234M – استاندارد مشترک مختلف برای اتصالات جوشی فولادی و آلیاژی.

ASTM A403/A403M – استاندارد برای اتصالات فولادی و آلیاژی استفاده شده در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی.

ASTM A815/A815M – استاندارد برای اتصالات جوشی استنلس استیل و آلیاژهای استنلس استیل.

ASME B16.9 – استاندارد مشترکی برای اتصالات جوشی فلزی.

EN 10253 – استاندارد اروپایی برای اتصالات جوشی.

ISO 15590-3 – استاندارد بین‌المللی برای اتصالات جوشی در صنایع گاز و نفت.

این استانداردها تعیین‌کننده مشخصات فنی مانیسمان، خصوصیات مکانیکی، و مشخصات جوشکاری برای اطمینان از استفاده بهینه و ایمنی در کاربردهای مختلف هستند. برای اطلاعات دقیقتر و مشخصات خاص، به نسخه‌های جاری این استانداردها مراجعه کنید.