آشنایی با تاریخچه‌ لوله‌ و پروفیل‌



شهر > معماری - همشهری آنلاین: ساخت‌ لوله‌ درزجوش‌ به‌ اوایل‌ قرن 19 میلادی برمی‌گردد. به دنبال‌ کشف‌ گاز در سال ‌1815 میلادی و استفاده‌ از آن‌ به عنوان‌ وسیله‌ای‌ برای‌ گرم‌ کردن‌ لوله‌ که‌ از طریق‌ پرس‌ ساخته‌ شده‌ بود، با به هم‌ جوش‌ دادن‌ لبه‌ها برای‌ اولین‌ بار تولید لوله‌ درزجوش‌ امکان‌پذیر گشت‌.

در سال 1825 روش‌ تولید لوله‌ درزجوش‌ در انگلستان‌ به‌ ثبت‌ رسید. لوله‌ درزجوش‌ برای‌ رسیدن‌ به‌ سطح‌ امروزی‌ راه‌ طولانی‌ پیموده‌ است‌. جوش‌ کوره‌ای، روش فریتسمون‌‌، استفاده‌ از الکتریسیته‌ برای‌ گرم‌ کردن‌ لبه‌های‌ لوله‌ و به هم‌ جوش‌دادن‌ این‌ لبه‌ها، استفاده‌ از جریان‌ القائی‌ با فرکانس‌ متوسط‌، استفاده‌ از جریان‌ القائی‌ با فرکانس‌ بالا و انتقال‌ آن‌ از طریق‌ تماس‌ به‌ لبه‌ها و بالاخره‌ استفاده‌ از فرکانس‌ بالا و انتقال‌ غیرتماسی‌ باکمک ‌اندکتور به‌ شکلی‌ که‌ امروزه‌ در این‌ صنعت‌ مورد استفاده‌ قرار دارد مسیر تکاملی‌ این‌ صنعت‌ را تشکیل‌ می‌دهند.

اگر تاریخ‌ شکل‌گیری‌ و تکامل‌ صنعت‌ لوله‌سازی‌ بیش‌ از یک‌ قرن‌ به طول‌ می‌انجامد، شکل‌گیری‌ صنعت‌ پروفیل ‌توخالی تنها از سال‌های‌ بعد از جنگ‌ جهانی‌ دوم‌ آغاز می‌شود. این‌ صنعت‌ ابتدا در کشور آلمان‌ پدیدار گشته‌ و پا می‌گیرد و سپس‌ به‌ دیگر کشورهای‌ اروپایی‌ منتقل‌ می‌شود.

تاریخچه صنعت لوله و پروفیل‌ در ایران

‌بعد از جنگ‌ جهانی‌ دوم‌ به تدریج‌ جمعیت‌ ایران‌ رو به‌ فزونی‌ نهاد و با بهبود وضع‌ نسبی‌ اقتصادی‌ احتیاج‌ به‌ ساختن‌ خانه‌های‌ جدید بیشتر احساس‌ می‌شد. ساختن‌ خانه‌ بدون‌ مصالح‌ لازم‌ مثل‌ سیمان‌ و غیره‌ امکان‌‌پذیر نبود، از این رو دولت‌ و مردم‌ به فکر تولید مصالح‌ ساختمانی‌ افتادند.

چون ‌تا آن زمان‌ در و پنجره‌ از چوب ساخته‌ می‌شد و به علت‌ وضع‌ اقلیمی‌ ایران‌ چوب‌ کافی‌ در دسترس‌ نبود، مردم‌ ناچار شدند از آهن‌ و بعد آلومینیوم‌ برای‌ این‌ منظور استفاده‌ نمایند. از این جهت‌ شروع‌ به‌ وارد نمودن‌ انواع‌ پروفیل‌ برای‌ ساختن‌ در و پنجره‌ نمودند و در نتیجه‌ واردات‌ این‌ کالا رو به‌ ازدیاد نهاد و همین‌ ازدیاد، فکر ساخت‌ در داخل‌ کشور را مطرح‌ نمود.

صنعت‌ پروفیل‌ در جهان‌ چنانکه‌ گفته ‌شد بیش‌ از یک‌ قرن‌ پس‌ از صنعت‌ لوله‌ پدیدار گشت‌. ولی در ایران‌ این‌ صنعت‌ پروفیل‌ بود که‌ ابتدا شروع‌ به‌ فعالیت‌ نمود. در فواصل سال‌های 1340 الی 1350 تعداد تولیدکنندگان لوله و پروفیل فولادی در ایران به 8 واحد و تا سال‌ 1357 تعداد واحدهای‌ فوق‌ به‌ 11 کارخانه‌ رسید.

بررسی نشتی گاز در مخازن و لوله‌های نفت و گاز

خطوط لوله و مخازن مواد شیمیایی که در بسیاری از موارد در آن‌ها مواد آلاینده محیط زیست، مواد آتش‌زا و حتی مواد سمی وجود دارد، از اهمیت به‌سزایی در صنعت برخوردارند. به خصوص خطوط لوله که امروز سراسر کره زمین را فراگرفته‌اند. بدیهی است که وجود نشتی از این خطوط، به ویژه در مناطقی که از لحاظ زیست‌محیطی دارای حساسیت هستند، می‌تواند خطرات زیادی برای موجوداتی که روی زمین زندگی می‌کنند، فراهم آورد. از طرفی هدر رفتن بخشی از مواد ارزشمند که جزء محصولات و یا مواد اولیه ما هستند، از لحاظ اقتصادی نیز ناخوشایند است. به طور کلی نتایج وجود نشتی عبارتند از: آلودگی محیط زیست، ایجاد مسمومیت در انسان و دیگر موجودات زنده، انفجار، هدر رفتن مواد ارزشمند، هزینه‌های تمیز کردن محیط زیست، هزینه‌های تعمیر و تعویض خط لوله، اتلاف وقت و جرایم احتمالی قانونی. بنابر این دو عامل اقتصاد و محیط زیست انگیزه کافی برای رفع چنین مشکلی در ما ایجاد می‌کنند.

عواملی که باعث ایجاد نشتی می‌شوند عبارتند از:

فرسودگی و خوردگی لوله‌ها و مخازن، عوامل محیطی مثل سرما، یخبندان، گرما و...، همچنین خسارت‌های عمدی و سهوی و نیز عملیات خارج از محدوده طراحی که ممکن است به لوله‌ها و مخازن آسیب برساند. فرسودگی لوله‌ها و مخازن یک عامل طبیعی است، خوردگی نیز معمولاً به خاطر وجود مواد خورنده یا سیالات ساینده به وجود می‌آید. عوامل محیطی مثل سرما، یخبندان، گرما و ... نیز از عوامل طبیعی هستند که در پدیده نشتی موثرند. 

خسارت‌های عمدی معمولاً شامل عملیات خرابکارانه است که ممکن است به خاطر مسایل سیاسی و جنگ به وجود آید. خسارت‌های سهوی نیز ممکن است به وسیله برخورد اشیاء یا چیزهای دیگر و یا در اثر حفاری به وجود آید. عملیات خارج از محدوده طراحی نیز یکی از عوامل آسیب به لوله‌هاست. زیرا هر خط لوله برای محدوده خاصی از دما و فشار طراحی شده و اگر عملیات، در خارج از این محدوده انجام شود باعث ایجاد خرابی در خط لوله می‌شود. بنابراین با توجه به وسعت عواملی که می‌توانند نشتی را ایجاد کنند و همچنین هزینه‌ها و مخاطراتی که این پدیده در بر دارد، نشت‌یابی و جلوگیری از تداوم نشت، مسئله بسیار مهمی است. با توجه به وسعت و گستردگی این

پدیده تشخیص نشتی به طور دقیق و سریع کار بسیار مشکلی است. 

امروزه سیستم‌های نشت‌یابی بسیار متنوعی ارائه شده است که هر کدام با استفاده از تکنیکی خاص سعی در یافتن دقیق و سریع این پدیده دارند. بسیاری از این سیستم‌ها بسیار ساده و برخی هم سیستم‌های پیچیده‌ای هستند. اما هنوز هیچ کدام از این سیستم‌ها نتوانسته‌اند به طور کامل همه انتظارات را برآورده کنند. این سیستم‌ها عبارتند از: تشخیص نشتی توسط افراد و با استفاده از حس بویایی، شنوایی، بینایی یا مشاهده اثراتی که مواد شیمیایی در پیرامون خود دارند یا سیستم‌هایی که با اضافه کردن مواد معطر کار نشت‌یابی را انجام می‌دهند یا سیستم‌های موازنه جریان، سیستم‌های صوتی، نصب سنسورهای پیزو الکتریک، سیستم‌های نمایش بخار، سیستم‌های نمایش کابلی، سیستم‌های لوله‌کشی دوجداره و ... اما هیچ کدام از روش‌های فوق نمی‌توانند به صورت کاملاً دقیق و سریع کار نشت‌یابی را انجام دهند.

د. دو تکنولوژی برای تولید لوله‌های فولادی با ابعاد بزرگ‌تر وجود دارد که برای سایزهایی که امکان تولید آن توسط فرآیندهای بدون درز و ERW وجود ندارد مناسب است. دو نوع لوله تولید شده در سایزهای بزرگ‌تر، از تکنولوژی‌های جوش‌کاری قوسی زیر پودری طولی (longitudinal submerged arc welding) یا LSAW و جوش‌کاری قوسی مارپیچی زیر پودری (spiral submerged arc welding) یا SSAW استفاده می‌کنند. LSAW به وسیله خم‌کاری و جوش‌کاری صفحات فلزی انجام می‌شود و اغلب در کاربردهای صنعت نفت و گاز استفاده می‌شوند.

 



 

 

با توجه به قیمت بالا، لوله‌های LSAW به ندرت در کاربردهای کم ارزش غیر انرژی مانند خطوط لوله آب استفاده می‌شوند. لوله‌های SSAW به وسیله جوش‌کاری مارپیچی کویل‌های فولادی تولید می‌شوند و مزیت قیمتی آن ها بیش از لوله‌های LSAW است زیرا این فرآیند به جای صفحات فولادی از کویل استفاده می‌کند.

 


 

 

3- روش ریخته گری گریز از مرکز ( Centerifugal Casting)

در این روش مذاب را به داخل یک قالب استوانه ای افقی که در حال چرخش می باشد ریخته و پس از انجام فرآیندی لوله ساخته میشود. معمولا در این روش لوله های ضخیم با طول کوتاه ساخته می شود که در صنایع مختلف کاربرد بسیار بالایی دارد.

 

 



روشهای کنترل پیچ ومهره

روشهای کنترل پیچ ومهره

پیچ ومهره پیچ ها وسایلی هستند برای اتصال موقت انتقال حرکت وآب بندی، که فرم دندانه بستگی به کاربردشان داشته و ممکن است که به فرم مثلثی ذوزنقه ای ویا به فرم های

مشخصات پیچ ومهره- هر پیچ و مهر دارای مشخصاتی مطابق شکل است که با علائم اختصاری زیر نشان داده میشوند

علائم اختصاری:

P= گام پیچ و یا مهره

d= قطر خارجی پیچ

1d= قطر داخلی پیچ

D= قطر خارجی مهره

D1= قطر داخلی مهره

پیچ و مهره ها را از نظر فرم دنده و سایر ابعاد استاندارد کره اند؛ که در زیر به محاسبات پاره ای از آنها می پردازیم.

1- پیچ میلیمتری دنده مثلثی نرم (DIN) – کلیه اندازه های این پیچ بر حسب میلیمتر و زاویه دنده آن 60 درجه بوده و سردنده در این پیچها تخت و ته دنده گرد می باشد. علامت اختصاری برای این پیچها مثلاً برای پیچی به قطر خارجی 6/2 میلیمتر، 6/2 M می باشد. برای محاسبه ابعاد پیچ و مهره ها یکی از دنده های آنها را مورد بررسی قرار می دهیم.

 

با توجه به اینکه مثلث ABC متساوالاضلاع می باشد. بنابراین p = BC بوده و لذا برای محاسبه ارتفاع تئوری دنده پیچ (11) در مثلث قائم الزاویه BCD می توان نوشت:

 

برای بدست آوردن ارتفاع دنده پیچ و مهره (h) می توان از ارتفاع تئوری، مجموع ارتفاع تختی سردنده () و ارتفاع گردی دندانه () را کم نمود.

 

همچنین برای محاسبه قطر داخلی مهره کافی است از قطر خارجی آن دو برابر ارتفاع دنده مهره را کم نمود.

 

 

شعاع قوس ته دنده پیچ در نرم ISO برابر می باشد.

 

1- کلیه ابزارها و وسایل اندازه گیری برای اینگونه پیچها را با حروف مشخصه ISO علامت گذاری می کنند. بعنوان مثال M12 – ISO .

2- برای انتخاب قطر خارجی پیچ ها، حتی الامکان سعی شود که از اندازه های اسمی داده شده در ردیف 1 استفاده گردد. اگر قطرهای داده شده در ردیف 1 از نظر 1  از نظر طراحی مناسب نبود از ردیف 2 استفاده نمایند.

از ارتفاع تئوری مجموع ارتفاع تختی سردنده () و ارتفاع گردی ته دنده () را کم می کنند.

 

 

 

 

برای محاسبه ارتفاع دنده مهره کافی است از ارتفاع تئوری مجموع ارتفاع تختی سرمهره () و ارتفاع تختی ته دنده () کم گردد.

 

در فرم ISO نیز قطر خارجی و قطر متوسط پیچ با قطر خارجی و قطر متوسط مهره به یک اندازه می بوده؛ ولی قطر داخلی آنها با هم متفاوت می باشد.

 

 

برای محاسبه قطر داخلی پیچ، از قطر خارجی آن دو برابر ارتفاع دنده پیچ را کم می کنند.

 

و اگر از قطر خارجی دو برابر ارتفاع دنده را کم کنیم قطر داخلی پیچ و مهره بدست خواهد آمد.

 

قطر متوسط پیچ و مهره از تفاضل قطر خارجی و ارتفاع دندانه حاصل می شود. اندازه قطر متوسط در کنترل اندازه پیچ و مهره ها و همچنین دقت پروفیل دنده ها مورد نظر می باشد.

 

شعاع قوس ته دنده پیچ و سردنده مهره برابر

 

مسئله نمونه: محاسبات لازم جهت تراشیدن پیچ و مهره 30M به گام 5/3 میلیمتر را در نرم DIN انجام دهید.

حل:

 

60 درجه = زاویه دنده

- پیچ میلیمتری دنده مثلثی نرم (ISO)- کلیه اندازه های این پیچ برحسب میلیمتر و زاویه دنده آن نیز 60درجه می باشد. در این پیچها سردنده در ارتفاع  از رأس تخت شده و ته دنده نیز در ارتفاع  گرده شده است. همچنین سردنده مهره به اندازه  از رأس تخت شده است. علامت اختصاری در این پیچها مشابه علامت اختصاری در نرم دین می باشد با این تفاوت که علامت اختصاری ISO جلو آنها قرار می گیرد. بعنوان مثال 16ISO-M نشان دهنده پیچی است میلیمتری.

ارتفاع دنده پیچ و مهره در نرم ISO، با هم برابر نمی باشد. برای محاسبه ارتفاع دنده پیچ

عنوان آزمایش: اندازه گیری و کنترل پیچ و مهره ها (کنترل قطر متوسط بوسیله میکرومتر پیچ)

نام وسایل استفاده شده:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

 

 

dp-Te=dk-0/6455p

 

اندازه قطر متوسط پیچ دنده مثلثی

درصد خطا E %

اندازه گیری شده dp

قطر خارجی dk

تئوری dpte

گام p

بعد

اندازه

 

 

 

 

 

میلیمتر

 

 

 

 

 

میلیمتر

 

با توجه به شکل می توان نوشت:

 و از طرفی  می باشد بنابراین:

رابطه (1)    

در رابطه (1) برای محاسبه طول OC لازم است ابتدا زاویه  که در اصل  زاویه گاه می باشد محاسبه گردد و برای محاسبه این زاویه به ترتیب زیر عمل می کنیم: در محیط چرخدنده به اندازه تعداد دنده چرخدنده زاویه گام وجود دارد و چون محیط چرخدنده برابر 360 است پس می توان گفت:

 

طول پاره خط  با توجه به مثلث قائم الزاویه OBC برابر خواهد بود با:

 

مقدار  را در رابطه (1) قرار می دهیم و خواهیم داشت:


با توجه با اینکه  با جایگزینی این مقدار در فرمول فوق خواهیم داشت:

 

ب- محاسبه وتر ضخامت دنده:

ضخامت دنده در اصل عبارت از طول قوسی از دایره تقسیم است که بین نقطه B و D در شکل واقع شده است. با فک متحرک افقی نمی توان طول قوسی را معین کرد بلکه فقط وتر ضخامت دنده اندازه گیری می شود که برای چرخدنده های با مدول کم این خطا قابل صرفنظر کردن است. همچنین این اندازه را می توان به شرح زیر محاسبه نمود:

در مثلث قائم الزاویه OBC شکل صفحه قبل می توان نوشت:

 

برای سهولت کار در کارگاه مقادیر q و s برای مدول 1 برای پاره ای از تعداد دنده ها داده شده و برای مدول های کوچکتر و بزرگتر از 1 میلی متر عدد حاصل از جدول را در مدول مربوط ضرب می کنیم.

تصاویری از گیج های مورد استفاده در بازرسی چشمی جوش VT👇👇👇