لوله اسپیرال از ورق تا لوله ای برای مسیرهای بلند و قطرهای بزرگ

---

وقتی پروژهٔ شما به لوله ای در قطرهای متوسط تا بزرگ نیاز دارد و مسیر طولانی، هزینهٔ حمل و تولید را تعیین می کند، «لوله اسپیرال» یا SSAW یکی از منطقی ترین گزینه هاست.

این خانواده از لوله ها با اتصال مارپیچی لبه های ورق (کوئیل) و جوش قوسی زیرپودری تولید می شوند، بنابراین در مقایسه با لوله های درزطولی (ERW/LSAW) امکان ساخت قطرهای متنوع تری از یک عرض ورق فراهم است. بسیاری از خطوط انتقال آب و فاضلاب، کانال های تهویه ی صنعتی، شمع کوبی و سازه های ساحلی سال هاست از این فناوری بهره می برند.

اگرچه انتخاب بین اسپیرال، درزطولی یا مانیسمان، کاملاً وابسته به فشار کاری، خوردگی محیطی، استاندارد کارفرما و اقتصاد پروژه است، شناخت دقیق «مراحل تولید»، «کنترل کیفیت»، «پوشش ها» و «استانداردها» باعث می شود هر خریدی هوشمندانه و کم ریسک انجام شود.

در این راهنما، ضمن تشریح همهٔ مراحل تولید لوله اسپیرال، از نکات طراحی تا چک لیست خرید را مرور می کنیم و هرجا لازم است به امکان تأمین از فروشندگان معتبری مثل «آهنات» اشاره خواهیم کرد. همچنین برای تکمیل لینک سازی داخلی، به صفحهٔ «لوله جدار چاه» نیز ارجاع می دهیم؛ زیرا بخشی از مصارف اسپیرال در حوزهٔ شمع کوبی و جدارهٔ چاه های آب و نفت تعریف می شود.

لوله اسپیرال چیست و چه تفاوتی با لوله های دیگر دارد؟

لوله اسپیرال (Spiral Submerged Arc Welded) با علامت اختصاری SSAW، لوله ای درزدار است که در آن درز جوش به صورت مارپیچی بر بدنه قرار می گیرد. این لوله ها از بازکردن کلاف فولادی، آماده سازی لبه ها، شکل دهی به صورت مارپیچ و سپس جوشکاری از داخل و خارج با فرآیند قوسی زیرپودری ساخته می شوند. در مقابل، لوله های درزطولی (ERW یا LSAW) درزی مستقیم در امتداد طول دارند و لوله های مانیسمان (Seamless) اساساً بدون درز تولید می شوند.

مزیت اصلی اسپیرال، انعطاف پذیری در قطر و اقتصادی بودن در قطرهای بزرگ است؛ زیرا با یک عرض ورق مشخص، می توان با تغییر زاویهٔ مارپیچ، قطرهای مختلفی تولید کرد. از سوی دیگر، وجود درز مارپیچی طولی تر از درز مستقیم است و کیفیت جوش و کنترل غیرمخرب اهمیت دوچندان پیدا می کند.

برای فشارهای بسیار بالا یا خطوط حساس نفت و گاز، معمولاً لوله های درزطولی LSAW یا مانیسمان ترجیح داده می شوند؛ درحالی که برای انتقال آب، فاضلاب، شمع کوبی، جدارهٔ چاه و سازه های کم تا متوسط فشار، اسپیرال گزینه ای اقتصادی و مطمئن است.

مزایا و محدودیت های فنی

اولین مزیت، «اقتصاد تولید در قطرهای بزرگ» است؛ به خصوص وقتی نیاز پروژه، قطرهای متنوع در تیراژ متوسط باشد. دوم، «پیوستگی تأمین» از کلاف های بازار است که برای سازندگان جذاب است.

سوم، «قابلیت تولید در محل» یا نزدیک پروژه (در برخی پروژه های بسیار بزرگ)، که هزینهٔ حمل لوله های سنگین را کاهش می دهد.

چهارم، «پایداری هندسی» در برابر بیضی شدن در صورت تنظیم درست زاویه و کشش شکل دهی. در مقابل، محدودیت ها شامل «کیفیت وابسته به جوش و کنترل NDT»، «نیاز به اپراتوری دقیق» و «حساسیت به طراحی صحیح برای فشارهای بالا» است. به همین دلیل استانداردها برای اسپیرال، آزمون های سخت گیرانه ای مانند تست هیدرواستاتیک ۱۰۰٪ و بازرسی های اولتراسونیک آنلاین را الزامی می کنند.

کاربردها؛ از آب رسانی تا سازه و چاه

کاربری های رایج لوله اسپیرال عبارت اند از: خطوط انتقال آب خام و شرب (با پوشش داخلی مناسب)، فاضلاب و پساب صنعتی، مسیرهای تهویه و دودکش های صنعتی، شمع کوبی و سازه های ساحلی، ستون های موقت یا دائم پل ها، کانال های ثقلی، جدارهٔ چاه های کم تا متوسط فشار و استفاده های سازه ای.

در پروژه های آب، اسپیرال با پوشش داخلی سیمانی (CML/CMLC) یا اپوکسی غذایی و پوشش بیرونی 3LPE/قیر–پلی اتیلن انتخاب می شود. در پروژه های سازه ای و شمع کوبی، استانداردهای مخصوص مانند ASTM A252 به کار می روند. اگر پروژهٔ شما نیازمند جدارهٔ چاه است، بررسی گزینهٔ «لوله جدار چاه» همزمان با اسپیرال ضروری است تا بر اساس شرایط زمین شناسی، مقاومت حلقوی و روش نصب، انتخاب دقیقی انجام شود.

مواد اولیه و استانداردها

مواد اولیه معمولاً ورق های کربنی با گریدهای API 5L (برای سرویس خطوط)، ASTM A139/A211 (برای کاربردهای عمومی) و AWWA C200 (برای آب) هستند. پروژه های شمع کوبی از ASTM A252 استفاده می کنند و برای سازه های خاص، استانداردهای DIN/EN نیز مرجع هستند. در سطح API، دسته بندی PSL1 و PSL2 با الزامات مختلف تست مکانیکی، شیمیایی و NDT تعریف می شود.

انتخاب گرید مناسب (مثلاً API 5L Gr.B یا X42/X52) با توجه به فشار، دما، روش نصب و الزامات جوشکاری انجام می شود. فروشندگان معتبری مانند «آهنات» معمولاً به همراه فاکتور، گواهی تست کارخانه (MTC)، نتایج تست هیدرو و گزارش های غیرمخرب را ارائه می کنند؛ مدارکی که در پروژه های دولتی و EPC برای تحویل و بهره برداری ضروری اند.

مراحل تولید لوله اسپیرال؛ قدم به قدم از کلاف تا شاخهٔ آمادهٔ حمل

۱) پذیرش و بازرسی کلاف

فرآیند با ورود کلاف های فولادی آغاز می شود. مشخصات شیمیایی، ابعاد، وضعیت ظاهری لبه ها، شمارهٔ ذوب و استاندارد مرجع کنترل می شود. در این مرحله، چیدمان کلاف ها بر اساس برنامهٔ تولید و قطرهای نهایی انجام می گیرد. همسانی عرض و ضخامت، برای پایداری زاویهٔ مارپیچ اهمیت حیاتی دارد.

۲) بازکردن کلاف، صافکاری و آماده سازی لبه

کلاف روی یون کویلر قرار می گیرد، از کشنده ها عبور داده شده و با دستگاه های صافکاری (Leveler) تنش گیری می شود تا موج ها و خم های ناخواسته حذف گردد. سپس لبه ها با Edge Milling یا برش دقیق آمادهٔ جوش می شوند. کیفیت این مرحله مستقیماً بر یکنواختی درز و نفوذ جوش اثر دارد؛ لبه های لب پریده یا با آخال های اکسیدی، منبع عیوبی مثل Lack of Fusion هستند.

۳) شکل دهی مارپیچ

نوار فولادی با زاویه ای مشخص نسبت به محور لوله وارد قفسه های شکل دهی می شود. زاویهٔ مارپیچ تابعی از قطر نهایی، عرض ورق و نیاز مکانیکی است. با تغییر این زاویه می توان قطرهای متفاوتی را با یک عرض ورق ساخت. فشار غلتک ها، هم محوری و بازی لبه ها طوری تنظیم می شود که شکاف درز در محدودهٔ تلرانس باقی بماند.

۴) جوش نقطه ای اولیه (Tack) و هم ترازی

در این نقطه لبه ها به صورت پیوسته با جوش های Tack کوتاه در موقعیت نگه داشته می شوند تا قبل از جوش قوسی اصلی، حرکت نسبی نداشته باشند.

کنترل فاصلهٔ ریشهٔ درز، پهنای شیار و هم مرکزی لبه ها کلید کیفیت جوش های اصلی است.

۵) جوشکاری داخلی و خارجی با SAW

در فرآیند قوسی زیرپودری، مفتول جوش و فلاکس مخصوص به طور پیوسته تغذیه می شوند و قوس الکتریکی زیر پوشش پودر شکل می گیرد؛ این پوشش از قوس محافظت کرده و آخال ها را جذب می کند.

معمولاً ابتدا جوش داخلی و سپس جوش خارجی انجام می شود. پارامترهایی مانند جریان، ولتاژ، سرعت خطی، دمای بین پاسی و پروفایل پاس ها طبق WPS/PQR پروژه تنظیم می شوند. در لوله های ضخیم، چندپاسی کردن و کنترل توالی پاس ها برای جلوگیری از تاب برداشتن الزامی است.

۶) بازرسی غیرمخرب آنلاین

پس از جوش، سامانه های اولتراسونیک (UT) یا جریان های گردابی عیوب احتمالی مانند نفوذ ناقص، سوختگی لبه، تخلخل یا نقایص خطی را پایش می کنند. حساسیت دستگاه و معیار پذیرش مطابق استاندارد انتخاب می شود. در پروژه های حساس، رادیوگرافی موضعی یا کامل نیز ممکن است درخواست شود.

۷) کالیبراسیون، سایزینگ و Expanding

برای رسیدن به گردی و قطر دقیق، لوله از غلتک های سایزینگ عبور داده می شود. برخی خطوط از Expander هیدرولیکی نیز استفاده می کنند تا تنش های باقیمانده متعادل شوند و بیضی شدن کاهش یابد. این مرحله کیفیت آب بندی در اتصالات فلنجی یا جوشی بعدی را تضمین می کند.

۸) برش به طول و پخ زنی

لوله پیوسته به شاخه های استاندارد (مثلاً ۶ یا ۱۲ متری) بریده می شود. سپس دو سر شاخه ها Facing شده و در صورت نیاز برای جوش لب به لب، پخ (Bevel) استاندارد داده می شود. کیفیت پخ زنی توزیع تنش در جوش های میدانی را بهبود می دهد.

۹) تست هیدرواستاتیک ۱۰۰٪

هر شاخه تحت فشار آب (بالاتر از فشار کاری طراحی، طبق استاندارد) قرار می گیرد. نشت، تغییر شکل غیرمجاز و برگشت ناپذیر، نشانه های مردودشدن اند. نتایج تست ثبت و بر روی بدنه مارک می شود.

۱۰) بازرسی ابعادی و ظاهری

ابعاد بحرانی مانند قطر بیرونی، ضخامت در محل های مختلف، بیضی شدن، تاب طولی، ضخامت جوش برجسته و کیفیت سطح بررسی می شود. عیوبی مانند Undercut، Overlap، ترک سطحی یا پوسته شدن باید در محدودهٔ پذیرش باشند یا با روش های مجاز تعمیر شوند.

۱۱) پوشش دهی و لاینینگ

با توجه به کاربری، پوشش های بیرونی مانند FBE، 3LPE/3LPP یا قیر–پلی اتیلن اعمال می شود. برای خطوط آب، لاینینگ داخلی سیمانی (Cement Mortar Lining) یا اپوکسی غذایی متداول است. آماده سازی سطح (Sa 2½)، کنترل ضخامت فیلم خشک (DFT) و آزمون Holiday از ضروریات کنترل کیفیت پوشش اند.

۱۲) مارکینگ، اسناد و بسته بندی

بر روی هر شاخه، شمارهٔ ذوب، گرید، استاندارد، ابعاد، فشار تست و شمارهٔ Heat/Coil درج می شود. اسناد MTC، نتایج NDT و لاگ تست هیدرو تحویل مشتری می گردد. در صورت صادرات، بسته بندی و محافظت از لبه ها برای جلوگیری از ضربه در حمل دریایی اهمیت دارد.

طراحی و انتخاب ابعاد؛ از زاویهٔ مارپیچ تا نسبت D/t

در طراحی، قطر (OD) و ضخامت (t) بر اساس فشار طراحی، کلاس خوردگی و بارهای خارجی (مثل خاک ریز و ترافیک) تعیین می شوند. نسبت D/t شاخصی مهم برای پایداری حلقوی و مقاومت کمانش است؛ هرچه این نسبت بزرگ تر باشد، نیاز به تقویت یا ضخامت بیشتر برای تحمل بارهای خارجی افزایش می یابد.

زاویهٔ مارپیچ علاوه بر تأثیر بر قطر و مصرف ورق، بر توزیع تنش در درز جوش نیز اثر می گذارد؛ زاویه های میانی معمولاً رفتار مناسبی بین اقتصاد و استحکام ارائه می دهند.

برای خطوط آب تحت فشار، استانداردهای آبرسانی مانند AWWA C200 و دستورالعمل های طراحی وابسته برای محاسبهٔ ضخامت و تلرانس ها مرجع اند. اگر بخشی از مسیر شما در قالب جداره یا شمع کوبی استفاده می شود، مراجعه به روش های طراحی ASTM A252 و کنترل مقاومت حلقوی ضروری است.

تیم های فروش حرفه ای مانند «آهنات» معمولاً همراه با پیشنهاد قیمت، جدول وزن، تلرانس و پیشنهاد پوشش را نیز ارائه می کنند تا پکیج خرید کامل باشد.

پوشش ها؛ سپر لوله در برابر خوردگی

عمر لوله اسپیرال، بیش از هر چیز به طراحی پوشش وابسته است. در خاک های مرطوب و مهاجم، 3LPE یا 3LPP بیرونی با آماده سازی سطح مناسب، سال ها محافظت ایجاد می کند. در محیط های صنعتی، FBE نیز گزینه ای متداول است. برای آب شرب، لاینینگ سیمانی با افزودنی های کنترل کنندهٔ انبساط، یا اپوکسی های تاییدشدهٔ غذایی راه حل های مرسوم اند.

لازم است جزئیات مانند ضخامت فیلم، Overlap پوشش در سرشاخه ها، آب بندی نواحی برش خورده، و آزمون های Holiday/Adhesion دقیقاً طبق دستورالعمل های پوشش انجام شوند؛ پیکره ای که ممکن است در برآورد اولیه هزینه ایجاد کند، ولی در چرخهٔ عمر پروژه، هزینهٔ تعمیرات را به طور چشمگیری کاهش می دهد.

تفاوت لوله اسپیرال با ERW/LSAW/مانیسمان؛ چه زمانی کدام؟

برای قطرهای کوچک و متوسط با تیراژ بالا، ERW اقتصادی و سریع است؛ اما محدودیت ضخامت و فشار دارد. LSAW در قطرها و ضخامت های بالا برای خطوط فشار و استانداردهای سخت گیرانه گزینهٔ مطمئن تری است، هرچند هزینهٔ تولید بالاتری دارد. مانیسمان برای فشارها و دماهای بالا و سرویس های بحرانی بی رقیب است، ولی در قطرهای بزرگ گران و کم یاب می شود.

اسپیرال بین این دنیاها قرار می گیرد: در قطرهای متوسط تا بزرگ، برای فشارهای کم تا متوسط و کاربردهای آب و سازه ای، اقتصادی و قابل اتکاست؛ به شرط آن که مراحل NDT و هیدرو بدون اغماض انجام شوند و پوشش مناسب انتخاب گردد.

کنترل کیفیت و آزمون ها

فراتر از تست های روتین، پروژه های جدی آزمون های مکانیکی نمونه برداری از فلز پایه و فلز جوش (کشش، شکست خمش، ضربه) را درخواست می کنند.

آزمون MT/PT برای تشخیص عیوب سطحی جوش، UT/RT برای حجم جوش و آزمون های ابعادی و گردی، بخشی از بستهٔ تضمین کیفیت اند. در PSL2، کنترل های اضافه مانند محدودیت های سخت گیرانه تر عناصر باقیمانده و ردیابی Heat-to-Heat الزامی است. سیستم مدیریت کیفیت کارخانه (مثل ISO 9001) و سابقهٔ تأمین برای پروژه های مشابه، فاکتورهای نرم اما اثرگذارند که «آهنات» و سایر تأمین کنندگان خوش نام به آن متکی اند.

حمل، انبارداری و نصب میدانی

حمل لوله های قطر بزرگ نیازمند اسلینگ های پهن و بست های نرم است تا خط و خش عمیق ایجاد نشود. در انبار فضای باز، زیرلوله ها باید روی تکیه گاه های نرم و هم سطح قرار بگیرند و تماس مستقیم با زمین مرطوب اجتناب شود.

هنگام جابه جایی با لیفتراک، انبرک های لاستیکی یا محافظ های پلاستیکی به کار رود. در محل نصب، حفاظت از پوشش در هنگام جوش سرشاخه ها و اجرای پوشش ترمیمی (Field Joint Coating) با ضخامت کنترل شده و آزمون Holiday ضرورت دارد. برای خطوط آب، تست هیدرو در مسیر و هواگیری کامل شبکه طبق استانداردهای بهره برداری انجام می شود.

اقتصاد خرید و عوامل مؤثر بر قیمت

قیمت لوله اسپیرال تابعی از قیمت ورق پایه (وابسته به بازار فولاد و ارز)، ضخامت و قطر، درجه و استاندارد، هزینهٔ مصرفی های جوش، انرژی و نیروی انسانی، شدت آزمون های NDT، نوع پوشش و مسافت حمل است.

در پروژه های بزرگ، زمان بندی تحویل و پایداری تولید، ارزش مستقیمی دارد؛ زیرا توقف کارگاه حتی بیش از اختلاف چند درصدی قیمت، هزینه ایجاد می کند. راهکار حرفه ای این است که از «آهنات» و تأمین کنندگان هم سطح، قیمت همراه با برنامهٔ تولید، ظرفیت روزانه، طرح QC و نمونهٔ اسناد کیفیت بخواهید تا تصویر شفافی از ریسک ها داشته باشید.

چک لیست خرید از آهنات؛ هرآنچه باید در RFQ بنویسید

• ۱) استاندارد مرجع (API 5L PSL1/PSL2، AWWA C200، ASTM A252 و غیره)
• ۲) گرید فولاد و خواص مورد انتظار
• ۳) قطر بیرونی و ضخامت/کلاس فشار
• ۴) طول شاخه
• ۵) نوع و مشخصات پوشش بیرونی و داخلی
• ۶) الزامات NDT (UT آنلاین، RT موضعی/کامل، MT/PT)
• ۷) تست هیدرو (فشار و زمان نگه داری)
• ۸) تلرانس ها و گردی
• ۹) پخ زنی و آماده سازی سرها
• ۱۰) اسناد موردنیاز (MTC، گواهی ها، نقشه ها، مارکینگ)
• ۱۱) شرایط بسته بندی و تحویل
• ۱۲) برنامهٔ زمانی و ظرفیت روزانهٔ تولید
• ۱۳) شرایط گارانتی پوشش و تضمین کیفیت.

ارائهٔ این جزئیات، زمان استعلام و احتمال خطای تأمین را به حداقل می رساند.

نمونه سناریوهای واقعی استفاده

انتقال آب بین شهری: مسیری ۷۵ کیلومتری با قطر ۱۲۰۰ میلی متر و فشار کاری متوسط. انتخاب لوله اسپیرال با پوشش بیرونی 3LPE و لاینینگ داخلی سیمانی، تست هیدرو ۱۰۰٪ در کارخانه و تست مقطع در مسیر. نتیجه: زمان تولید کوتاه تر نسبت به LSAW و قیمت اقتصادی تر در مقیاس پروژه.

شمع کوبی ساحلی: اسکله ای نیازمند شمع های لوله ای با قطر ۸۹۰ میلی متر و ضخامت بالا است. اسپیرال مطابق ASTM A252 Grade 3 با UT کامل درز و کنترل ابعادی سخت گیرانه انتخاب می شود. پوشش بیرونی اپوکسی قیری برای مقاومت در ناحیهٔ جزر و مد به کار می رود.

جدارهٔ چاه آب: پروژهٔ آب رسانی روستایی برای حفاظت دیوارهٔ چاه، از لوله های اسپیرال پرفوریت شده استفاده می کند. انتخاب صحیح ضخامت، الگوی سوراخ کاری و پوشش مقاوم، عملکرد بلندمدت را تضمین می کند. برای مقایسه و گزینه های دیگر، صفحهٔ «لوله جدار چاه» مرجع تصمیم است.

لینک سازی داخلی هوشمند

اگر این مقاله در وب سایت تخصصی آهن و فولاد یا فروشگاه آنلاین منتشر می شود، از سه لنگر اصلی برای هدایت کاربر استفاده کنید: «لوله اسپیرال» به عنوان صفحهٔ دستهٔ هدف، «لوله» به عنوان صفحهٔ مادر محصولات لوله ای، و «لوله جدار چاه» برای کاربری های ژئوتکنیک و آب. این سه لینک مسیر پیمایش کاربر و خزنده را منطقی و سودآور می کنند.

جمع بندی

لوله اسپیرال، پلی بین اقتصاد و کارایی در قطرهای متوسط و بزرگ است. اگر مسیر شما طولانی، فشار شما متوسط و ضرورت پوشش دهی جدی است، این لوله انتخابی منطقی است؛ به شرطی که کارخانهٔ تولید، خطوط جوش SAW پایدار، NDT آنلاین مؤثر، تست هیدرو کامل و سیستم پوشش استاندارد داشته باشد.

با تدوین دقیق مشخصات و خرید از تأمین کنندگان معتبر مانند «آهنات»، پروژهٔ شما از مرحلهٔ «انتخاب کالا» عبور می کند و به «تحویل بی دردسر و بهره برداری مطمئن» می رسد. فراموش نکنید که کیفیت پوشش و جزئیات نصب میدانی، همان قدر مهم است که کیفیت ورق و جوش. اگر هنوز بین اسپیرال، LSAW یا مانیسمان مردد هستید، نمونه سازی و تست میدانی محدود، بهترین قاضی برای تصمیم نهایی است.

---

سؤالات متداول درباره لوله اسپیرال و تولید آن

• لوله اسپیرال برای چه کاربردهایی مناسب تر است؟

برای انتقال آب و فاضلاب، کانال های صنعتی، شمع کوبی، سازه های ساحلی و جدارهٔ چاه در فشارهای کم تا متوسط. برای خطوط فشار بسیار بالا یا سرویس های نفت و گاز حساس، معمولاً LSAW یا مانیسمان ترجیح دارد.

• کدام استانداردها برای لوله اسپیرال استفاده می شوند؟

برای خطوط عمومی: API 5L (PSL1/PSL2)، برای آب: AWWA C200، برای شمع کوبی: ASTM A252، و برای کاربردهای عمومی صنعتی: ASTM A139 و استانداردهای EN/DIN مرتبط.

• پوشش مناسب برای لوله اسپیرال چیست؟

بسته به محیط: 3LPE/3LPP یا FBE برای بیرون، و برای آب شرب لاینینگ سیمانی یا اپوکسی غذایی برای داخل. ضخامت و آزمون های پوشش باید دقیق کنترل شود.

• آیا اسپیرال برای لوله جدار چاه مناسب است؟

بله، در بسیاری از پروژه ها به عنوان جداره یا شمع لوله ای استفاده می شود؛ اما انتخاب ضخامت و الگوی سوراخ کاری باید بر اساس شرایط زمین شناسی و بارهای حلقوی انجام شود. صفحهٔ «لوله جدار چاه» را همزمان بررسی کنید.

• چرا خرید از آهنات توصیه می شود؟

به دلیل ارائهٔ اسناد کیفیت (MTC، NDT، هیدرو)، برنامهٔ تأمین شفاف، تنوع پوشش و تجربهٔ تأمین برای پروژه های مشابه؛ عواملی که ریسک اجرایی و تأخیر را کم می کند.