لوله‌های فولادی کاربردهای فراوانی دارند؛ از سیستم‌های لوله‌کشی گرفته تا سایر کاربردهای ساختاری. این لوله‌ها قطعات استوانه‌ای توخالی هستند که برای انتقال گاز و مایعات مورد استفاده قرار می‌گیرند و در صنایع مختلفی از جمله صنعت آب و فاضلاب، کشاورزی، نفت و گاز و غیره کاربرد دارند؛ اما شرکت‌های تولیدکننده قبل از عرضه لوله فولادی به بازار، باید انواع روش تست لوله را به کار ببرند تا از کیفیت محصولات خود اطمینان حاصل کنند.
روش‌های مختلف تست لوله را می‌توان به طور کلی به دو دسته مخرب و غیرمخرب تقسیم‌بندی کرد. در روش مخرب، خود قطعه‌ای که تحت آزمایش قرار گرفته از بین می‌رود اما تست غیرمخرب به گونه‌ای انجام می‌شود که به محصول آسیبی نرسد و به همین دلیل می‌توان این نوع تست را در تمامی مراحل تولید محصول انجام داد. در ادامه با انواع روش‌های تست لوله فولادی آشنا خواهیم شد.
برای دریافت قیمت لوله و مشاوره رایگان، و همچنین قیمت لوله گاز خانگی، قیمت لوله گالوانیزه با کارشناسان ما تماس بگیرید.
دلایل تست لوله
همانطور که گفته شد، لوله‌های فولادی در مکان‌های بسیار زیادی کاربرد دارند. از سیستم‌های لوله‌کشی گرفته تا کاربردهای بسیار پیچیده و متنوع در ساختمان‌ها یا محیط‌های صنعتی، همه جا می‌توانیم این لوله‌ها را مشاهده کنیم. از آنجا که این لوله‌ها در معرض عوامل مخرب و آسیب‌های بسیاری از جمله فرسودگی، خوردگی، ترک‌خوردگی و سایر عیوب تولیدی قرار می‌گیرند، بسیار مهم است که رفتار آن‌ها در شرایط مختلف سنجیده شود. علاوه بر این، تست لوله فولادی به تعیین کیفیت و قیمت آن کمک می‌کند، بنابراین بسیار مهم است که تمامی شرکت‌های تولیدکننده محصولات خود را در این تست‌ها محک بزنند.
نحوه تست لوله
با توجه به اینکه لوله‌های فولادی در انواع مختلفی تولید می‌شوند، باید از روش‌های متفاوتی برای تست آن‌ها استفاده کرد؛ اما به صورت کلی، تمامی لوله‌ها از نظر مقاومت کششی و سختی سنجیده می‌شوند. در تست سختی، به مشخصات مکانیکی مربوط به تغییر شکل و فرآیندهایی مثل استامپینگ، برش، عملکرد و کیفیت توجه ویژه‌ای می‌کنند. از سوی دیگر، تست کششی مواردی مانند استحکام عملکرد، میزان کشیدگی هنگام کشیده شدن توسط دستگاه و نرخ کاهش آن در ناحیه مورد نظر را می‌سنجد.
آشنایی با انواع روش های تست لوله
به صورت کلی، انواع روش تست لوله را می‌توان به چهار گروه تقسیم‌بندی کرد. در ادامه به آشنایی با روش تست لوله فولادی می‌پردازیم:
۱. تست هیدرواستاتیک
تست هیدرواستاتیک یکی از روش‌های مخرب برای تست لوله به شمار می‌رود. این روش زمانی کاربرد دارد که سازندگان بخواهند انتقال سیالات را با فشار معین در لوله‌ها بسنجند. در واقع می‌توان گفت این تست به ارزیابی ریسک شکستگی و نشتی لوله انجام می‌شود. این تست را معمولاً برای تجهیزاتی مانند لوله‌های تحت فشار، بویلرها، سیلندرهای گاز، سیلندرهای کپسول آتش‌نشانی، لوله‌کشی و غیره مورد استفاده قرار می‌دهند.
به زبان ساده، تست هیدرواستاتیک به ما نشان می‌دهد که تجهیزات مورد نظرمان (سیلندر آتش‌نشانی، سیلندر هوا یا گاز، لوله‌کشی یا هر دستگاه دیگری) می‌تواند تحت فشار کار کند یا خیر. نکته مهمی که باید هنگام استفاده از این روش مورد توجه قرار گیرد این است که اگر تست هیدرواستاتیک را با فشار بیش از حد انجام دهیم، ممکن است تجهیزات دچار مشکلات زیادی شده و برخی از بخش‌های آن از هم گسسته شوند.
می‌توان گفت هدف اصلی از این تست برای مشخص کردن شکستگی و یا نشتی احتمالی یک لوله یا همان تعیین ریسک لوله است و از آن برای تست تأیید سلامت لوله استفاده می‌کنند. این تست جزو تست‌های مخرب به شمار می‌آید و برای تجهیزاتی مانند لوله‌های تحت فشار، سیلندر گاز، بویلر و … قابل استفاده است. تست فوق باید در کارخانه و بر اساس دستور کار خاص انجام شود.
نحوه انجام تست هیدرواستاتیک
معمولاً کارخانه‌ها تست هیدرواستاتیک را بعد از خاموش کردن و تعمیرات دستگاه انجام می‌دهند تا مطمئن شوند که راه‌اندازی مجدد دستگاه مشکل‌ساز نخواهد بود. برای انجام این آزمایش، ابتدا مواد کاملاً با آب پر شده، هوای موجود وکیوم می‌شود و کل سیستم تا ۱.۵ برابر فشار مجاز تحت فشار قرار می‌گیرد. سپس تا چندین ساعت یا چند دقیقه دستگاه را در این حالت نگه می‌دارند و طی این مدت زمان، بررسی‌های بصری روی لوله انجام می‌دهند تا ببینند آیا علائم ترک‌خوردگی وجود دارد یا خیر. برای بهبود دید و پیدا کردن نقطه دقیق نشت، مهندسان اغلب از مواد افزودنی به سیال، رنگ فلورسنت یا یک ردیاب استفاده می‌کنند.
۲. تست بازرسی ذرات مغناطیسی
تست بازرسی ذرات مغناطیسی، یکی از انواع روش تست لوله است که اولین بار در سال ۱۹۳۰ در ایالات متحده به عنوان راهی برای بررسی اجزای فولادی در خطوط تولید مورد استفاده قرار گرفت. این مدل از نوع تست‌های غیر مخرب بوده و هدف آن تشخیص هرگونه نقص و خطا در قسمت سطح لوله و یا نزدیک به آن است. اهمیت این تست برای لوله‌هایی که از جنس فولاد ضد زنگ هستند بالاتر است. برای اجرای این تست معمولاً از آهنربای یوغی و جوهر مغناطیسی استفاده می‌کنند. در هر ناحیه‌ای از لوله که نقص وجود داشته باشد این ترکیب تغییر شکل می‌دهد.
روش انجام تست بازرسی ذرات مغناطیسی
اما تست بازرسی ذرات مغناطیسی چگونه انجام می‌شود؟ اصل این روش بر این مبناست که اگر خطوط نیرو با یک ناپیوستگی مانند ترک برخورد کنند، قطب‌های مغناطیسی ثانویه در سطح ترک شکل می‌گیرند. این میدان‌های مغناطیسی ثانویه می‌توانند با اعمال ذرات مغناطیسی به صورت پودر یا در یک سوسپانسیون مانع، ترک‌ها را آشکار کنند. ذرات به سمت نشت جذب شده و در اطراف آن جمع می‌شوند و آن را قابل مشاهده می‌سازند.
برای بهبود کار در تست بازرسی ذرات مغناطیسی می‌توان برخی اقدامات را انجام داد؛ از جمله تمیز کردن محیط مورد آزمایش، مغناطیس‌زدایی (در صورت لزوم)، استفاده از رنگ کنتراست (در صورت لزوم) و استفاده از پودرها یا جوهرهای ذرات مغناطیسی.
۳. تست ضربه شارپی
تست ضربه چارپی نوع دیگری از انواع راههای تست لوله است که جزو نمونه‌های مخرب به شمار می‌آید. از این تست برای محاسبه و اندازه‌گیری سفتی و سختی لوله استفاده می‌کنند. برای انجام تست فوق به آونگ وزن‌دار نیاز است که باید در ارتفاعی خاص قرار گرفته و رها شود.
این روش معمولاً در لوله‌هایی کاربرد دارد که دارای بریدگی هستند یا در کنار هم وصل شده‌اند. از جمله مزایای این روش در مقایسه با سایر انواع روش تست لوله می‌توان به نحوه انجام آسان و مقرون‌به‌صرفه اشاره کرد. ضربه شارپی همچنین به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد که استحکام محصول را تعیین کنند. اغلب نتایج این تست ماهیت کیفی دارند و برای بهبود دقت باید آن‌ها را با هم مقایسه کرد. دمای تبدیل نرمی به تردی، یکی از مهم‌ترین نتایجی است که می‌توان با استفاده از تست ضربه شارپی به دست آورد.
روش انجام تست ضربه شارپی
تست ضربه شارپی را می‌توان بدون نیاز به تجهیزات پیچیده و گران‌قیمت به راحتی انجام داد. برای انجام این تست، یک آونگ وزن‌دار در محیطی تحت کنترل قرار می‌گیرد و در ارتفاع تاب می‌خورد. ضربه‌ای که به ماده وارد می‌شود، انرژی جذب‌شده توسط لوله در هنگام ضربه یا شکستگی را مشخص می‌کند.
۴. تست اولتراسونیک
چهارمین روش تست لوله که باید مورد بررسی قرار دهیم، تست التراسونیک است. این تست جزو روش‌های غیرمخرب به شمار می‌رود و کاربرد فراوانی دارد. از مزایا و دلایل اهمیت تست UT می‌توان به قدرت نفوذ بالای امواج فراصوتی، حساسیت بالای تجهیزات مربوطه و هزینه کم اشاره کرد که آن را در میان سایر تست‌های غیرمخرب بسیار محبوب می‌سازد. تست التراسونیک شامل ارتعاش فرکانس‌هایی است که انسان قادر به شنیدن آن‌ها نیست. این فرکانس‌ها بالای 20 هرتز هستند و به شکل یک موج صوتی وارد لوله می‌شوند. در نتیجه تست فوق می‌توان به ضخامت دیواره و محل دقیق تمام فرورفتگی‌ها و شکستگی‌ها و حتی اجزای متحرک جوش دست یافت. آزمایش‌های قبلی که بررسی کردیم بیشتر برای شناسایی استحکام، سفت و سختی یا شکل‌پذیری لوله به کار می‌روند، اما تست التراسونیک برای تعیین ضخامت دیواره لوله یا ساختار داخلی آن مورد استفاده قرار می‌گیرد. این تست همچنین می‌تواند فرورفتگی‌ها، شکستگی‌ها و اجزای متحرک جوش را شناسایی کند.
نحوه کار تست التراسونیک
همانطور که گفتیم، تست التراسونیک یکی از محبوب‌ترین انواع روش تست لوله است. این تست مبتنی بر امواج فراصوت صورت می‌گیرد. این امواج که از محدوده شنوایی ما (۲۰ هرتز تا ۲۰ کیلوهرتز) خارج هستند، توسط مبدل تولید شده، به درون قطعه فرستاده می‌شوند و انعکاس می‌یابند. به این ترتیب، عیوب سطحی و زیر سطحی درون قطعه را آشکار می‌سازند.
هنگام انجام تست التراسونیک، مبدل امواجی با فرکانس ۵ تا ۲۵ مگاهرتز تولید کرده و آن را به داخل قطعه مورد نظر هدایت می‌کند. اگر امواج به عیوب احتمالی مانند تخلخل، ترک و غیره برخورد کنند، منعکس می‌شوند و مهندسان می‌توانند این انعکاس را به صورت سیگنال در صفحه نمایشگر مشاهده کنند.
مراحل تست خط لوله
برای انجام تست خط لوله ابتدا باید نوع تست آن را انتخاب کرد و مراحل آن متناسب با انواع روش تست لوله متفاوت است؛ اما به طور کلی این تست در کارخانه‌ها و پس از ساخت کامل لوله و یا تعمیر آن انجام می‌شود. چرا که پیش از اتصال لوله و انتقال سیال داخل آن باید از صحت سازه اطمینان حاصل کرد. در نهایت مهندسی و مسئولین بخش بر اساس عواملی نظیر قطر و جنس لوله و یا نوع سیال داخل آن و یا محیطی که قرار است نصب شود، محاسبات لازم را انجام داده و تست را برنامه‌ریزی می‌کنند.
استاندارد تست هیدرواستاتیک لوله
بسته به اینکه این تست برای انتقال آب به کار برود یا گاز و یا دیگر سیالات، استانداردهای مختلفی دارد. به عنوان مثال استاندارد تست لوله گاز به شرح UNI 9165، UNI9860 و UNI 7129 هستند.
UNI 9165
این استاندارد مطابق با قطر و طول و فشار انجام می‌شود.
UNI7129
در استاندارد فوق پیش از اتصال لوله به گاز و پوشاندن خط لوله، فشار اعمال می‌کنند.
سخن پایانی
یکی از پرکاربردترین انواع لوله می‌توان به لوله‌های فولادی اشاره داشت که در سیستم‌های لوله‌کشی، پروژه‌های ساختمانی، صنایع خودروسازی و ماشین‌سازی و غیره کاربرد دارند. برای آن که از صحت و سلامت این لوله‌ها اطمینان حاصل شود، روش‌های مختلفی برای تست آن در نظر می‌گیرند.
بدون شک تمامی تجهیزات به مرور زمان و قرار گرفتن در معرض مواد، رطوبت و هوا دچار خوردگی و فرسودگی، ترک و … می‌شوند که برای پیدا کردن محل این ترک و تعمیر آن به روش‌های تست لوله نیاز است. از جمله انواع این تست‌ها می‌توان به نمونه هیدرواستاتیک، ضربه چارپی، اولتراسونیک و ذرات مغناطیسی اشاره داشت.
سوالات متداول
۱- انواع لوله‌های فولادی کدامند؟
لوله‌های فولادی در انواع درزدار یا درز جوش و بدون درز تولید می‌شوند که خود دارای زیرمجموعه‌های مختلفی از جمله مانیسمان، لوله استیل و غیره هستند.
۲- لوله فولادی در چه طول‌هایی تولید می‌شود؟
لوله‌های فولادی در طول‌های ۶ و ۱۲ متر تولید می‌شوند که از بین این دو، لوله ۱۲ متری متداول‌تر است.
۳- استاندارد تولید لوله فولادی چیست؟
هر کشوری برای تولید محصولاتی مانند لوله فولادی استانداردهای خاصی را قبول دارد. از جمله استانداردهای تولید لوله فولادی در ایران می‌توان به IGS، IRSIRI، IPS و API اشاره کرد.
۵- انواع روش‌های تست خطوط لوله کدامند؟
برای خطوط لوله چهار روش تست هیدرواستاتیک، ذرات مغناطیسی، چاپی و اولتراسونیک موجود است.
۶- روش تست هیدرواستاتیک لوله فولادی به چه منظوری انجام می‌شود؟
هدف اصلی این روش پیدا کردن شکستگی یا نشتی احتمالی که در یک لوله فولادی اتفاق افتاده، خواهد بود.
۷- روش تست هیدرواستاتیک برای کدام نوع لوله قابل اجرا است؟
این روش برای انواع مختلفی از لوله‌ها نظیر فلزی، پلاستیکی، کامپوزیت و … قابل اجرا است.
