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.

اتصالات ASTM A234 WP12 WP11

ASTM A234 WP12 WP11 fittings

 

اتصالات ASTM A234 WP11 و WP12

اغلب در سیستم‌های لوله‌کشی با فشار و دمای متوسط به کار می‌روند. این دو نوع فولاد آلیاژی مخصوصاً برای خطوط لوله با فشار بالا و دمای متوسط به عنوان مثال در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاه‌ها و سایر تجهیزات صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

مشخصات آلیاژی این مواد، به ویژه ویژگی‌هایی مانند مقاومت به خوردگی و حرارت، آن‌ها را برای محیط‌هایی با شرایط انتقال مختلف فشار و دما مناسب می‌سازد. از اتصالات ASTM A234 WP11 و WP12 در لوله‌کشی‌های مختلف از قبیل خطوط بخار، خطوط گاز، خطوط آب، و خطوط شیمیایی استفاده می‌شود.

 

اتصالات آهنگری با دمای متوسط و بالا به هد Sch40 از قطر 8 تا 18 اینچ

 

درپوش‌های لوله فولادی ضد زنگ با ابعاد ASME از 1 تا 48 اینچ

 

معرفی درپوش اتصالات لوله فولادی ضد زنگ :

 

در سیستم لوله‌کشی، در حین خم کردن خط لوله، لازم است تغییرات مناسب ایجاد شود. مواد مورد استفاده در تولید زانوها می‌توانند شامل فولاد ضد زنگ، فولاد آلیاژی، چدن (ممکن است کلسینه شده باشد)، فولاد کربن، فلزهای غیرآهنی، و پلاستیک و سایر مواد باشند.

فولاد ضد زنگ :  ASTM/ASME A403 WP 304-304L-304H-304LN-304N، ASTM/ASME A403 WP 316-316L-316H-316LN-ASTM-316 ASME A403 WP 321-321H، ASTM/ASME A403 WP 347-347H.

 

فولاد کربن : ASTM/ASME A234 WPB، WPC.

 

آلیاژ : ASTM/ASME A234 WP 11-12-1-WP22-WP91-5-WP WP911.

 

فولاد با دمای پایین : ASTM/ASME A402 WPL3-WPL6.

 

فولاد با عملکرد بالا : ASTM/ASME A860 WPHY 42-46-52-60-65-65.

 

فولاد ریخته گری، فولاد آلیاژی، فولاد ضد زنگ، مس، آلیاژ آلومینیوم، پلاستیک، تخلیه آرگون لو، PVC، PPR، RFPP (پلی پروپیلن تقویت شده) و غیره.

 

درپوش‌های پلاستیکی اتصالات لوله فولادی ضد زنگ، به خوردگی، سوراخ‌شدن، خوردگی یا سایش و پارگی ایجاد نمی‌کنند. همچنین، این درپوش‌ها دارای مقاومت بالا در برابر شرایط محیطی مختلف می‌باشند.

نام تجاری	هونگ چنگ
نام محصول	درپوش لوله، درپوش فولادی، درپوش لوله فولادی آلیاژی
گواهینامه	SGS/BV/ABS/LR/TUV/DNV/BIS/API/PED
محل مبدا	چین (سرزمین اصلی)
OD	1/8-8 اینچ
ضخامت دیوار	SCH20,SCH30,SCH40,SCH80,SCH100.SCH120,SCH160,STD,XS,XXS, کلاس A، کلاس B، کلاس C،
طول	کمتر از 12 متر (به عنوان نیاز خریدار)
مواد	فولاد کربن (ASTM A105، A350LF2، A350LF3،)
	فولاد ضد زنگ (ASTM A182 F304، F304L، F316، F316L، F321، F347، F310F44F51، A276 S31803، A182، F43, A276 S32750, A705 631,632, A961, A484,
	فولاد آلیاژی (ASTM A694 F42,F46,F52,F56,F60,F65,F70, A182 F12،F11،F22،F5،F9،F91،F1ECT)
کاربرد	صنایع شیمیایی نفت، پالایشگاه، داروسازی، صنایع غذایی و آشامیدنی، شیرین سازی آب دریا، کاغذ سازی، صنعت کشتی سازی، برق، نفت و گاز دریایی و خشکی، صنایع معدنی، تصفیه آب، ساخت مکانیکی، کود شیمیایی و غیره.
تجهیزات	دستگاه هل، دستگاه اریب، دستگاه سند بلاست و غیره
آزمایش کردن	طیف نگار مستقیم خوان، دستگاه تست هیدرواستاتیک، اشعه ایکس آشکارساز، آشکارساز نقص اولتراسونیک، آشکارساز ذرات مغناطیسی، و غیره
ارتباط	رزوه NPT، BSPT، BSP، جوش سوکت
سطح	سند بلاست، گالوانیزه
درجه حرارت	-10 درجه سانتیگراد تا +150 درجه سانتیگراد
استانداردها	DIN، 3A، پیامک، ISO، IDF
شکل	برابر

 

 

اتصالات ASTM A234 WP11 و WP12 از جنس فولاد آلیاژی هستند و ویژگی‌های خاصی دارند که آنها را مناسب برای برخی از شرایط خاص و صنایع مختلف می‌کند.

در زیر ویژگی‌های اصلی این اتصالات آلیاژی آمده است :

 

مقاومت به حرارت : ASTM A234 WP11 و WP12 معمولاً برای خطوط لوله با دمای متوسط تا بالا مناسب هستند و مقاومت خوبی در برابر دماهای بالا دارند.

 

مقاومت به خوردگی : این اتصالات دارای مقاومت مناسبی در برابر خوردگی هستند که آنها را برای محیط‌های شیمیایی و صنایع نفت و گاز مناسب می‌سازد.

 

مقاومت مکانیکی : ASTM A234 WP11 و WP12 دارای مقاومت مکانیکی بالا هستند و در مقابل فشارهای بالا و تنش‌های مکانیکی استحکام دارند.

 

مقاومت به خستگی : این اتصالات مقاومت مناسبی در برابر خستگی و تغییرات تنش‌های چرخشی دارند.

 

کارایی خوب در شرایط خاص : برخی از ویژگی‌های خاص مانند مقاومت در برابر اکسیداسیون و استحکام در شرایط خاص، این اتصالات را برای برخی از نیازهای ویژه صنایع ایده‌آل می‌کند.

 

با توجه به این ویژگی‌ها، اتصالات ASTM A234 WP11 و WP12 به عنوان یک جزء مهم در سیستم‌های لوله‌کشی در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

 

البته، مشخصات دقیق و کاربردهای اتصالات ASTM A234 WP11 و WP12 ممکن است بسته به نیازهای خاص هر صنعت و پروژه متغیر باشد. اما اطلاعات کلی تری را می‌توان در ادامه ارائه کرد :

 

ترکیب شیمیایی :

ASTM A234 WP11: این نوع فولاد آلیاژی حاوی اصلی کروم (Cr) و مولیبدن (Mo) است. ترکیبات دیگر ممکن است شامل فسفر (P)، سولفور (S)، منگنز (Mn)، سیلیسیم (Si) و کربن (C) باشند.

ASTM A234 WP12: شباهت زیادی به WP11 دارد و اغلب حاوی کروم، مولیبدن، ویژه درصد کربن و سایر عناصر فلزی است.

 

خواص مکانیکی :

ASTM A234 WP11 و WP12 دارای خواص مکانیکی مناسبی هستند که آنها را برای محیط‌های با فشار و دمای متوسط تا بالا مناسب می‌سازد.

 

استانداردها :

این اتصالات به استاندارد ASTM A234/A234M و ASME SA234/SA234M تطابق دارند.

 

کاربردها :

استفاده اصلی این اتصالات در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاه‌ها و صنایع مرتبط با فشار و دما است.

معمولاً در خطوط لوله با فشار و دمای متوسط تا بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

آزمون و تست :

قبل از تحویل، این اتصالات معمولاً تحت آزمون‌های مختلفی چون آزمون هیدرواستاتیک، آزمون ترکیب شیمیایی و آزمون‌های مکانیکی قرار می‌گیرند.

مهم است که هرگاه نیاز به استفاده از این نوع اتصالات برای یک پروژه خاص وجود داشته باشد، استانداردها و مشخصات دقیق مربوط به آن پروژه مورد بررسی و تأیید قرار گیرد.

 

 

تفاوت اصلی بین اتصالات ASTM A234 WP11 و WP12 در ترکیب شیمیایی آنها و در نتیجه خواص مکانیکی است. دقت کنید که این تفاوت‌ها ممکن است با توجه به استفاده در پروژه‌های خاص، اندازه لوله، و شرایط محیطی تغییر کند. در ادامه، تفاوت‌های اصلی ذکر شده است :

 

ترکیب شیمیایی :

ASTM A234 WP11 : این نوع فولاد آلیاژی حاوی کروم (Cr) و مولیبدن (Mo) است، همچنین ممکن است شامل کربن (C)، منگنز (Mn)، فسفر (P)، سولفور (S)، سیلیسیم (Si) و ویژگی‌های دیگر باشد.

ASTM A234 WP12 : ترکیب شیمیایی آن نیز شامل کروم و مولیبدن است، اما اختلافات کوچکی در درصد عناصر دیگر ممکن است وجود داشته باشد. به عنوان مثال، ممکن است دارای مقدار کمتری از کربن یا دیگر عناصر باشد.

 

خواص مکانیکی :

بر اساس ترکیب شیمیایی متفاوت، خواص مکانیکی نیز ممکن است متفاوت باشد. به عنوان مثال، استحکام تسلیم و استحکام کشش ممکن است در هرکدام از این مواد متفاوت باشد.

 

کاربردها :

هر کدام از این اتصالات برای شرایط خاصی انتخاب می‌شوند. به طور کلی، این نوع اتصالات در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و سایر صنایع با شرایط فشار و دمای متوسط تا بالا استفاده می‌شوند.

 

آزمون‌ها و استانداردها :

هر دو نوع اتصالات به استانداردهای مشترک ASTM A234/A234M و ASME SA234/SA234M تطابق دارند.

در هر صورت، قبل از استفاده از هر کدام از این اتصالات، مهم است که مشخصات دقیق مورد نیاز پروژه و استانداردها تأیید شود.