جوشکاری لوله چیست؟ (هر آن چیزی که لازم است بدانید)

جوشکاری لوله یک روش برای اتصال دو لوله به هم ‌دیگر است. تکنیک‌ های جوشکاری مورد استفاده برای جوشکاری لوله شامل فرایند های جوشکاری قوسی مثل جوشکاری با گاز بی‌ اثر و جوشکاری الکترود تنگستنی با گاز بی‌ اثر می‌ باشد. برخی از مهندسان این زمینه، تمایزی بین جوشکاری لوله و جوشکاری خط‌‌  لوله قائل می‌ شوند، با توجه به اینکه جوشکاری لوله، مربوط به  لوله‌ های فلزی در کارخانه‌ ها و پالایشگاه‌ ها است و جوشکاری خط لوله در ادامه مراحل بالا و برای انتقال گاز، آب، نفت و دیگر مایعات در فاصله های زیاد است.

جوشکاران لوله و خط‌ لوله، کارهای مربوط به جوشکاری در بخش ساخت‌ و‌ ساز صنعت، زمینه‌ های نفتی و گازی، صنایع آب، فروشگاه‌ های ساخت و نیروگاه‌ های هسته‌ ای را برعهده دارند. کار برای اتصال لوله‌ های جدید یا تعمیر لوله‌ های قدیمی، جوشکاری لوله عموما براساس کدها و استانداردهای مربوطه انجام می‌ شود.

انواع جوشکاری لوله

جوشکاری لوله و خط‌ لوله معمولا با استفاده از یکی از چندین روش جوشکاری قوسی انجام می‌ شود. شامل:

۱. جوشکاری قوسی با الکترود پوشش‌ دار (SMAW)

جوشکاری قوسی با الکترود پوشش‌دار (SMAW) که با نام های جوشکاری قوسی دستی (MMA یا MMAW)، جوشکاری قوسی با پودر جوش محافظ و جوشکاری چسبی نیز شناخته می‌شود.

همچنین با نام جوشکاری گرم‌کن لوله‌ای، استفاده از روش SMAW برای جوشکاری لوله به معنای عدم نیاز به پودر جوش و گاز محافظ در حین جوشکاری خواهد ‌بود، که این باعث می‌شود تا تجهیزات جوشکاری ساده‌تر و قابل حمل شوند. فلز با ذوب شدن الکترود که ناشی از گرمایش از طریق قوسی الکتریکی است، جوشکاری می‌شود. هرچند روش SMAW مزایایی دارد، اما سرعت جابه‌جایی کم باعث می‌شود تا در مقایسه با دیگر روش‌ها، کارا به نظر نرسد. اگر میخواهید بدانید جوشکاری چیست میتوانید یک مقاله جامع درباره آن در بلاگ ایران بور بخوانید.

۲. جوشکاری الکترود مصرفی با گاز محافظ (GMAW)

جوشکاری الکترود مصرفی با گاز محافظ (GMAW) شامل جوشکاری با گاز بی‌اثر (MIG) و جوشکاری با گاز فعال (MAG) می‌شود.

با ارائه بهره‌وری بهتر نسبت به روش SMAW، این روش‌ها به کنترل بهتر بر روی متغیر‌های جوشکاری برای تحویل کیفیت بالا وکار موثر،  نیاز دارد. یا توجه به عملکرد نیمه یا تمام خودکار تجهیزات در این روش، GMAW نرخ های بالای رسوب‌گذاری با تولید کم دود همراه است.

۳. جوشکاری قوسی تو پودری (FCAW)

جوشکاری قوسی توپودری (FCAW) شامل خود‌محافظ و گاز‌محافظ FCAW.

FCAW گاز‌محافظ، از ماشین‌های نیمه‌خودکار برای تامین بهره‌وری بالا در جهت جوشکاری لوله‌ها استفاده می‌کند. هرچند شرایط بد جوی می‌تواند گاز محافظ را دچار مشکل کند و به اثرات تخلخل منجر شود. FCAW خود‌محافظ، مشکل ذکرشده را به دلیل نداشتن گاز محافظ، ندارد اما نرخ رسوب‌گذاری کمی دارد.

۴. جوشکاری زیر پودری

جوشکاری زیرپودری یک فرایند نیمه‌خودکار برای زمانی است که قوس دیده نمی‌شود، که این باعث بروز مشکلاتی در ردیابی می‌شود. بااین‌حال، این روش به همراه روش تحویل سطوح بدون نقص، بالاترین نرخ رسوب‌گذاری را بین تمام روش‌های جوشکاری خط لوله دارند.

۵. جوشکاری الکترود تنگستنی با گاز بی‌ اثر (TIG)

جوشکاری الکترود تنگستنی با گاز بی‌اثر (TIG) که با نام جوشکاری قوسی تنگستنی با گاز نیز شناخته می‌شود.

جوشکاری TIG نرخ رسوب‌گذاری کمی دارد و هزینه تجهیزات آن، بالاتر از دیگر روش های جوشکاری لوله است. با این وجود، جوش های بسیار با کیفیتی از این روش تولید می‌شود. (مطابق مهارت جوشکار) و این روش برای جوشکاری‌های با دقت بالا و حساس، کامل و استثنائی است.

مراحل جوشکاری لوله

مثل همه کارهای جوشکاری، مراحلی وجود دارند که باید طبق آن ها عمل‌کرد که با انتخاب نوع فرایند شروع می‌شود که درنظر گرفتن عوامل زیر نیز شامل می‌شود:

• جنس لوله

• قطر لوله و ضخامت دیواره

• موقعیت جوشکاری

• خواص جوشکاری

• جهت جوشکاری (سربالایی یا سر پایینی)

• کیفیت جوش مورد نیاز

• ملاحظات اقتصادی

• سلامت و امنیت

• با بررسی این عوامل، می توان بهترین تجهیزات را برای کار مربوطه معین‌ کرد با ارزیابی:

• توان خروجی

• چرخه کار

• قابلیت انتقال

• امنیت

با کامل شدن انتخاب نوع فرایند و تجهیزات، زمان شروع جوشکاری با مراحل زیر است:

۱. آماده‌ سازی اتصال:

آماده‌سازی اتصال باید با پیروی از دستور العمل‌ های مناسب که توسط استانداردهای مربوطه تعیین می‌ شوند، انجام شود.

۲. پاک‌ سازی لوله:

حذف رطوبت و پوشش‌ های نامطلوب شامل روغن، رنگ، زنگ‌ زدگی و لعاب. این کار باعث جلوگیری از نقص‌ ها و یا تعمیر هزینه‌ بر یا جوشکاری دوباره، جلوگیری می‌ کند.

۳. جوشکاری:

انتخاب درست مواد (شامل الکترودها) و پارامتر ها (الزامات پیش‌ گرمایش و غیره) مطابق مشخصات لازم، جوشکاری می تواند با پاس‌ های ریشه شروع شود و پاس‌ های داغ ادامه یابد و با پاس‌ های پرکننده و پوششی به اتمام برسد.

۴. تعمیرات:

در حالت ایده‌ آل، می‌ توانید از این مرحله بگذرید؛ اما چک کردن جوش و انجام تعمیرات و برطرف‌ کردن نقص‌ ها، با ارزش خواهد بود.

پاس‌ های جوشکاری لوله

جوشکاری لوله‌ها به چندین پاس جوشکاری متفاوت نیاز دارد:

پاس‌ های ریشه: این پاس‌ های ابتدایی باید فاصله بین دو بخش لوله را پر کنند.

پاس‌های داغ: در این پاس‌ها، جوش ریشه به دو وجه شیار متصل می‌شود.

پاس پرکننده: در این پاس‌ها بیشتر شیار، پیش از پاس‌های پوشش نهایی پر‌می شوند.

پاس پوششی: در این پاس‌های نهایی، جوشکاری با کمی بازسازی بالای صفحه لوله در صورت امکان کامل می‌شود. می توان در صورت نیاز به ترمیم مهره جوش و برداشتن آلودگی پیش از پوشش نهایی، لایه را خرد ‌کرد.

موقعیت‌ های جوشکاری لوله:

۴ نوع برای موقعیت جوشکاری لوله وجود دارد:۱G ،G2 ،G5 و G6. هر موقعیت شامل جزئیاتی درباره ساکن یا چرخشی بودن لوله ها و یا افقی،عمودی و در زاویه قرارگرفتن آن‌ها می‌باشد.

جوشکاری ۱G: این موقعیت لوله را افقی قرار می‌دهد. لوله می‌تواند در امتداد محور افقی (X) بچرخد و جوشکار ساکن باقی می‌ماند. جوش کاملا بالای لوله قرار دارد و جزو اساسی‌ترین موقعیت‌های جوشکاری است.

جوشکاری ۲G: این موقعیت لوله را در یک وضعیت کاملا عمودی قرار می‌دهد. لوله می‌تواند در امتداد محور عمودی (Y) بچرخد و جوشکار ساکن باقی می‌ماند. جوشکاری به صورت افقی در کنار لوله انجام می شود.

جوشکاری ۵G: موقعیت ۵G لوله را افقی قرار می‌دهد اما برعکس موقعیت ۱G، لوله قادر به چرخش نیست و به جای آن، جوشکار باید در جهت عمودی اطراف لوله ساکن حرکت کند تا جوش را ایجاد کند.

جوشکاری ۶G: این موقعیت لوله را با زاویه ۴۵ درجه متمایل می‌کند تا سطح شیب‌دار ایجاد شود. لوله ثابت است، مانند موقعیت ۵G، و جوشکار باید اطراف لوله حرکت کند. این پیشرفته‌ترین حالت از چهار موقعیت است و به تخصص و مهارت بالای جوشکار لوله نیاز دارد.

جوشکار ها هر نوع از موقعیت جوشکاری را به این ترتیب یاد می‌ گیرند، با موقعیت ۱G که آسان‌ ترین نوع برای تسلط است تا موقعیت ۶G که سخت ترین آن‌ ها است. یک جوشکار باید به ترتیب برای هر موقعیت گواهینامه آن را کسب کند؛ بنابراین کسی‌ که برای جوشکاری در  موقعیت‌ های ۱G پذیرفته شده‌ است، نمی تواند در موقعیت های ۲G، ۵G و ۶G جوشکاری کند. و اگر شما برای جوشکاری در موقعیت ۶G پذیرفته شدید، می توانید در بقیه موقعیت‌ ها جوشکاری کنید. این استاندارد امنیت محیط کار را حین انجام جوشکاری لوله‌ ها حفظ می‌ کند.

مزایا

جوشکاری لوله‌ها مزایای متعددی بر تکنیک های اتصال دارد، مانند اتصالات پیچ. این مزایا شامل موارد زیر هستند:

۱. اتصالات کمتر

جوشکاری نیاز به اتصالات برای اتصال بخش‌های مستقیم لوله را حذف می‌کند. یک لوله‌پیچ به یک اتصال برای وصل کردن هر مفصل (اتصال) دارد درحالی که جوشکاری می تواند با وصل‌کردن انتهای لوله ها به یکدیگر، سریع‌تر انجام شود.

۲. هزینه کمتر

لوله جوشکاری شده می‌تواند از لوله‌دیوار نازک‌تر به جای اتصالات پیچی استفاده کند. که این به صرفه‌جویی چشمگیر هزینه در فعالیت‌ها و کارهای طولانی‌مدت منجر می‌شود. لوله های پیچی با هم نیز می توانند به هزینه‌های بالای کار ناشی از آن به همراه هزینه‌های اتصالات رزوه‌ای نیاز داشته باشند.

۳. جریان بهبود‌ یافته

اتصالات پیچی باعث ایجاد اغتشاش و مقاومت در برابر جریان در سیال گذرنده از لوله می‌شود. محلول‌های جوش می توانند صفحاتی روان و ساده برای جریان بهبودیافته ایجاد کنند.

۴. تعمیر راحت

سیستم‌های جوشی عموما راحت‌تر از سیستم‌های پیچی تعمیر می‌شوند. یک لوله جوشکاری شده اغلب در محل خود تعمیر می‌شود اما یک سیستم پیچی به جداسازی قطعات و سپس مونتاژ آن‌ها برای تعمیر نیاز دارد؛ مشخصا این موضوع باعث افزایش هزینه‌های ناشی از کار بیشتر و خراب شدن سریع‌تر لوله می‌شود.

۵. نشتی کمتر

یک لوله جوشکاری شده عموما بهتر از سیستم پیچی ارتعاشات را تحمل می‌کند و به همین دلیل کمتر مستعد نشتی است.

۶. عایق‌ بندی آسان‌ تر

از آن‌جایی که اتصالات رزوه‌ای که باعث ایجاد برآمدگی‌هایی که نیاز به سرپوش دارند، وجود ندارند، لوله‌های جوش راحت‌تر عایق‌بندی می‌شوند.

۷. موقعیت

لوله‌های جوش می‌توانند درکنار هم قرار بگیرند اما لوله‌های رزوه‌ای به فضای بیشتری برای استفاده از آچارها و دیگر ابزار نیاز دارد.

۸. کار (فعالیت شغلی)

کار لازم برای جوشکاری یا پیچ لوله‌های کوچک‌تر تقریبا یکسان است. با افزایش اندازه لوله، هزینه‌های ناشی از کار و زمان مورد نیاز برای نصب لوله‌های جوش، کاهش و برای لوله‌های پیچ، افزایش می باید. یک لوله پیچ به ابزار متفاوتی برای اندازه‌های مختلف لوله نیاز دارد؛ درحالی که یک جوشکار ماهر می‌تواند با یک ماشین جوشکاری برای محدوده وسیعی از اندازه‌های لوله استفاده کند.

مشکلات رایج

بهترین راه برای اجتناب از اشتباهات رایج در جوشکاری لوله، درک درست از فرایند و شرایط کاری مرتبط با فرایند است.

در ابتدا، لوله‌های اتصالی باید به درستی آماده شوند؛ اطمینان از تمیز و صاف‌بودن لبه‌های اتصالی باید حاصل شود. خود فرایند می‌تواند خطر آسیب و مصدومیت داشته ‌باشد، مگر این که اقدامات صحیح احتیاطی انجام شود. خطرها شامل گرمای تولیدشده توسط ابزار جوشکاری، نور درخشان ایجادشده توسط قوس و انتشار ذرات گازها می‌شود..

جوشکاری لوله می‌تواند خطرات بیشتری ناشی از شرایط کار مربوط به لوله‌ها به همراه داشته باشد. این شامل الزام کار در موقعیت‌ها و محل‌های نامطلوب و حتی خطرناک مثل زیرزمین یا زیرآب می‌شود. دیگر عوامل می‌توانند در شرایط کاری خیلی داغ یا خیلی سرد تاثیر داشته باشند؛ که وابسته به محل‌لوله ها و همچنین خطرات مرتبط با محتوای لوله‌ها مانند فاضلاب یا روغن می‌باشد.

با این وجود، با آماده‌سازی، آموزش و تجهیزات مناسب، بسیاری از این چالش‌ها حل می‌شود.

کاربرد ها و مثال‌ ها

از آن جایی که جوشکاری لوله مربوط به اتصال لوله‌های فلزی است، محدوده وسیعی برای کاربرد های این مهارت وجود دارد. تعداد این کاربردها به دلیل اینکه جوشکاری یکی از روش‌های مقرون‌به‌صرفه برای اتصال بخش‌های مختلف لوله است، افزایش هم یافته است.

در نتیجه، جوشکاری لوله در محدوده گسترده‌ای از صنایع همچون حمل‌ونقل، منابع طبیعی برای پالایش نفت، برای خطوط لوله‌کشی برون‌کشوری و بین المللی و کارخانه‌های فرایند معدنی استفاده می‌شود.

جوشکار های لوله در کارخانه‌ های فرایند شیمیایی، تولید غذا و نوشیدنی و تولید توان نیز کار می‌ کنند. همچنین برای تهیه زیرساخت‌ های آبی و تولید گاز و صنایع ساخت‌ و ساز و غیره

سوالات متداول:

آیا جوشکاری لوله دشوار است؟

جوشکاری لوله در صورت عدم انجام اقدامات ‌احتیاطی صحیح، می‌ تواند خطرناک باشد. جوشکاری می تواند جوشکار ها  را در معرض دود، گرد و غبار و دیگر ذرات معلق در هوا قرار دهد. همچنین گرما و سطح بالایی از نور، بدون تجهیزات امنیتی صحیح می‌ تواند خطرناک باشد. این خطرات می‌ توانند با توجه به شرایطی که جوشکار های لوله در آن کار می‌ کنند، افزایش یابد و این موضوع، جوشکاری لوله را شدیدا  خطرناک می‌ کند.

چه نوع جوشکاری، جوشکاری لوله است؟

جوشکاری لوله از روش های جوشکاری قوسی شامل جوشکاری قوسی با الکترود پوشش‌ دار (SMAW)، جوشکاری الکترود مصرفی با گاز محافظ (GMAW)، جوشکاری MIG و MAG ، جوشکاری قوسی توپودری (FCAW)، جوشکاری زیر پودری و جوشکاری الکترود تنگستنی با گاز بی‌ اثر (TIG) می‌ باشد.

جوشکاری یک لوله چقدر طول می‌ کشد؟

میزان زمان مورد نیاز برای جوشکاری یک لوله به عواملی مانند اندازه لوله، شرایط کاری و سطح مهارت جوشکار بستگی دارد. علاوه بر آن، میزان پاس‌های لازم برای کارهای مختلف می‌تواند متغیر باشد و روش‌های متفاوت جوشکاری، نرخ‌های رسوب‌گذاری متفاوتی نیز دارند (به عنوان مثال، در روش MIG این مقدار سریع‌تر از روش از TIG است). با این وجود، طبق یک قاعده کلی، یک جوشکار متوسط می‌تواند ۱۴۰ اینج جوشکاری را در یک ساعت کامل‌کند. با چک کردن این سرعت ساعتی در مقابل قطر لوله، می‌توان ایده محاسبه زمان انجام جوشکاری را بدست آورد.

جوشکاری گرم‌ کن لوله‌ ای (Stove pipe) چیست؟

جوشکاری گرم کن لوله‌ای ( که اغلب با نام Stove pipe) شناخته می‌شود، یک گونه از روش های جوش الکترود دستی و جوشکاری قوسی با الکترود پوشش‌دار (MMA/SMAW) می‌باشد. این روش، یکی از تکنیک های رایج برای جوشکاری خطوط لوله در صنایعی مثل انتقال نفت، گاز و آب است و امکان جوشکاری موضعی و با نرخ رسوب‌گذاری بالا را برای خطوط لوله فولادی فراهم کرده است. می توانید اطلاعات بیشتری درباره جوشکاری گرم‌کن لوله‌ای را در پرسش‌های متداول ما بدست آورید.

جوشکاری لوله ۵g چیست؟

جوشکاری لوله ۵G مربوط به موقعیتی است که لوله در آن جوشکاری می‌ شود. در جوشکاری ۵G، لوله‌ ها به صورت افقی در یک موضع ثابت قرار می‌ گیرند و جوشکار دور لوله حرکت می‌ کند و جوشکاری در جهت عمودی شکل می‌ گیرد.

جوشکاری لوله ۶g چیست؟

جوشکاری لوله ۶G مربوط به موقعیتی است که لوله در آن جوشکاری می‌ شود. در این موقعیت، لوله در یک زاویه که شیبی حدود ۴۵ درجه با محور افقی (X) یا محور عمودی (Y) می‌ سازد، قرار می‌ گیرد. لوله ثابت است و جوشکار برای ایجاد جوش، دور لوله حرکت می‌ کند. این پیشرفته‌ ترین موقعیت جوشکاری لوله است.