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.
Contents
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.
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 روش برخلاف تست هیدرواستاتیک، غیرمخرب بوده و هدف از انجام آن، تشخیص وجود هر گونه نقص خطی در نزدیکی یا روی سطح لوله است. از آنجا که در انجام تست بازرسی ذرات مغناطیسی تنها شناسایی سطح نقش دارد، قطعات یا کل لوله از بین نمی‌روند و مکان‌های مستعد شکستن سطح، ترک‌خوردگی، اتصالات با جوش ضعیف، منافذ و سایر موارد شناسایی میشوند.
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
ضربه شارپی یکی دیگر از تکنیک‌های تست لوله مخرب است که برای اندازه‌گیری سفت و سختی لوله‌ها به کار می‌رود. این تست یک روش ساده برای تشخیص تمایل مواد به شکست ترد بوده و از آنجا که مواد در برابر ضربه در مقایسه با کشش یا خمش رفتارهای متفاوتی از خود نشان می‌دهند، تست ضربه معیاری مناسب برای مقایسه این دو حالت به شمار می‌رود.
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. 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.
سخن پایانی
در این مقاله به آشنایی با روش تست لوله فولادی پرداختیم. تست لولههای فولادی و بررسی استحکام، ریسک ترک‌خوردگی، مقاومت در برابر فشار و غیره یکی از فرآیندهای بسیار مهم در تولید این لوله‌ها به شمار می‌رود. با استفاده از این تست‌ها، می‌توان رفتار لوله را در شرایط خاص بررسی و تعیین کرد. روش‌های مختلف تست لوله فولادی به طور کلی به چهار دسته تقسیم میشوند که اکثر آن‌ها غیرمخرب هستند.
یک روش خوب برای اینکه مطمئن شوید لوله‌ای که خریداری می‌کنید کیفیت بالایی دارد، این است که هنگام خرید از سازنده بپرسید این تست‌ها را روی محصول خود انجام می‌دهد یا خیر. بدین ترتیب می‌توانید با اطمینان خاطر به خرید لوله فولادی بپردازید و مطمئن شوید که لوله‌ها از استانداردهای لازم برای داشتن عملکردی بی‌نقص برخوردار هستند.
سوالات متداول
✅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.
✅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.
✅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.
