لوله آلومینیومی چه کاربردی دارد؟

لوله آلومینیومی یک نوع پروفیل فولادی نرم و انعطاف پذیر بوده که رنگ آنها شبیه به رنگ نقره ای است. این لوله ها به دلیل چگالی کم و وزن کم و قابلیت مقاومت در برابر خوردگی مناسب در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند. مهم ترین کاربرد های این لوله عبارت اند از: مراقبت‌های بهداشتی، هوافضا، محصولات تفریحی، قطعات ماشین‌آلات، سیستم‌های هیدرولیک خودرو و حمل و نقل، برق خورشیدی، یخچال‌ها و سیستم‌های تهویه مطبوع ، ترمزها، خطوط سوخت، قاب ها و ……

هنگامی که آلومینیوم در معرض یک محیط خورنده قرار می گیرد، با یک پروسه شیمیایی، پوشش محافظی را بر روی سطح خود تشکیل داده که خوردگی بیشتر را متوقف می کند.

لازم به ذکر است که از آلومینیوم خالص برای تولید لوله ها با کاربرد صنعتی استفاده نمی شود. هر لوله آلومینیومی که به شکل تجاری در سطح بازار موجود است، اساساً از آلیاژهای آلومینیوم ترکیب شده با عناصر آلیاژی مانند روی، مس، منگنز، منیزیم و سیلیکون تولید شده است.

ویژگی لوله آلومینیومی 

لوله های آلومینیومی به دلیل ویژگی های مکانیکی بسیاری که دارند در بخش های مختلف صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. علاوه بر این به دلیل انعطاف پذیری بالا و قدرت ترکیب خوب با دیگر آلیاژ ها توانسته در صنایع دیگر نیز راه پیدا کند.

از دیگر ویژگی های خاص آلومینیوم قدرت چکش خواری بالای آن است ، که می توان از آن در کاربردهای متعددی استفاده کرد. همین خصوصایت باعث شده تا از آلویمنیوم در طراحی داخلی و خارجی پروژه های ساختمانی و همچنین صنایع بزرگ، از تولیدکنندگان مبلمان گرفته تا شرکت های عمرانی ، از ساخت دوچرخه تا تهویه مطبوع استفاده می شود.

با توجه به کاربرد‌های خاصی که لوله آلومینیوم دارد می توان آن را در اندازه و شکل های گرد، مربع یا مستطیل یا با آلیاژها و اندازه های مختلف ساخت.

صنایعی که از لوله آلومینیومی با استحکام و مقاومت بیشتر در برابر خوردگی نیاز دارند می توانند از آلیاژ 3003 استفاده کنند.

ویژگی های بارز لوله آلومینیومی

این محصول دارای ویژگی بسیار زیادی است. اما بعضی از این ویژگی ها سبب شده تا نسبت به دیگر لوله ها متمایز شود. ویژگی های مهمی که این محصول را متمایز می‌کند عبارتند از:

• پره دار یا فلوت – لوله های آلومینیومی با باله یا فلوت می توانند به راحتی گرما را دفع کنند. برای برنامه های تهویه مطبوع، تبرید و مبدل های حرارتی به لوله های پره ای نیاز است.
• سریال پذیری – لوله های آلومینیومی در کاربردهای خاص نیاز به استریل کردن با استفاده از تابش گاما، مواد شیمیایی حرارت خشک، گندزدایی و اتوکلاو دارند.
• لوله های مارپیچی – آلومینیومی باید به اندازه کافی انعطاف پذیر باشند تا بتوانند در فنر یا فرمت پیچ خورده کار کنند.
• چند لایه – لوله های چند لایه قوی تر و بادوام تر هستند.

عملیات حرارتی مناسب برای تولید لوله های آلیاژ آلومینیوم بسیار مهم است زیرا ویژگی های آلیاژ توسط عملیات حرارتی تعیین می شود. مهم ترین اندازه آلیاژ ها برای ساخت این محصول  عبارت اند از؛ 

نرخ آلیاژهای مورد استفاده برای ساخت این محصول 1050، 1070، 3103 یا 6060 هستند.

وزن این‌ نوع لوله بسیار کمتر از لوله های فولادی است.

لوله های آلومینیومی را می توان آنودایز کرد تا سطح آنها در برابر خوردگی مقاوم شود.

آنها را می توان رنگ کرد و کدر نمی شود.

آنها بسیار مقاوم و بادوام هستند

آنها بر اساس سخت ترین استانداردهای بین المللی تولید می شوند.

مزایای استفاده از لوله آلومینیومی

مزایای فناوری جوش: همانطور که در پاراگراف های قبلی بیان شد لوله های آلومینیومی چکش خوری بسیار خوبی دارند. به همین علت زمانی که با آلیاژ های دیگر جهت تولید لوله ترکیب می‌شوند خاصیت جوشکاری انها افزایش پیدا می‌کند. همین امر سبب شده تا در صنایع نفت و گاز بسیار مورد توجه قرار بگیرند.

مزیت عمر مفید: لوله های آلومینیومی دارای طول عمر بسیار بالایی هستند. علت این امر بدین سبب است که دیوار های داخلی لوله حاوی رطوبت نبوده و مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی دارند.

صرفه جویی در انرژی : لوله های آلومینیومی راندمان انتقال حرارت کمتری از دیگر لوله ها دارند. به همین دلیل با کاهش انرژی های لازم و مصرفی در پروژه سبب کاهش هزینه می‌شوند. از این نوع لوله ها در صنایع گرمایشی استفاده می‌شود.

تفاوت لوله آلومینیومی با لوله استیل 

استحکام: لوله های آلومینیومی در مقایسه با لوله های فولادی دیگر استحکام کمتری دارند.

هم استحکام تسلیم و هم استحکام کششی لوله های آلومینیومی در مقایسه با لوله های فولادی بسیار کمتر است. لوله های فولادی تقریبا 3 برابر قوی تر از لوله های آلومینیومی هستند.

• چگالی و وزن مواد: اندازه و ضخامت یکسان، لوله های آلومینیومی در مقایسه با لوله های فولادی سبک تر هستند. چگالی لوله های آلومینیومی کمتر از لوله های فولادی است.

• ساخت: در تولید لوله های آلومینیومی عمدتا از فرآیند اکستروژن با قالب کوچک استفاده می‌شود. در حالی که برای تولید لوله های فولادی از فرآیند اکستروژن عمدتاً برای لوله های با قطر کوچک استفاده می شود. لوله های فولادی با قطر بزرگ معمولاً جوش داده می شوند. لوله های آلومینیومی را می توان با استفاده از جوش مارپیچی و فرآیند جوشکاری مقاومت الکتریکی نیز ساخت.

آلیاژهای مورد استفاده در لوله آلومینیومی 

متداول ترین آلیاژی هایی که با آلومینیوم ترکیب می‌شود، عبارتند از : منیزیم، منگنز، مس، روی و سیلیکون. هر یک از این عناصر آلیاژی خواص متفاوتی را به فلز پایه اضافه می کنند. گریدهای آلیاژ لوله آلوومی عبارتند از : 2024، 3003، 6005، 6041، 6061، 5052، 6063، 6064، 6082، 6105، 6262، 6351، و ASTB21M 

کدها و استانداردهای لوله آلومینیومی

لوله های آلومینیومی دارای استاندار های خاصی است. این استاندار سیستم لوله کشی بر اساس ASME B31.3 طراحی شده است. کدهای مختلف ASTM برای مشخصات لوله و لوله آلومینیومی عبارتند از:

ASTM E155 (ریخته گری آلومینیوم)،

ASTM B210 (لوله های بدون درز)،

ASTM B241 (لوله های بدون درز و لوله های اکسترود شده بدون درز)،

ASTM B345 (لوله بدون درز و لوله اکسترود شده برای لوله های انتقال و توزیع نفت و گاز)،

ASTM B361 (اتصالات جوش داده شده آلومینیوم و آلیاژ آلومینیوم)،

ASTM B247 (اتصالات آلومینیومی)،

ASTM B491 (لوله های گرد اکسترود شده برای کاربردهای عمومی)،

ASTM B54 (لوله و لوله گرد شکل گرفته و جوش داده شده با قوس الکتریکی)

اندازه استاندار  لوله های آلومینیومی

در سطح بازار طیف گسترده ای از اندازه های لوله آلومینیی موجود است. محدوده رایج اندازه لوله های آلومینیومی تجاری موجود در بازار از 1/8 اینچ تا 12 اینچ است. با این حال، اندازه های سفارشی را می توان بر اساس نیاز پروژه به راحتی تولید کرد.

اندازه این لوله ها متداول از 1/16 اینچ تا 3 اینچ است.

این لوله ها معمولاً به دلیل سبک بودن، هدایت حرارتی و الکتریکی و مقاومت در برابر خوردگی استفاده می شود. گریدهای آلیاژی 7075، 6061 و 2024 در صنایع کشتی سازی و هوا فضا استفاده می شوند . زیرا این محصولات نسبت به مقاومت خوبی که دارند به وزن کمی داشته و مقاومت خوبی در برابر خوردگی از خود نشان می‌دهند.

پارامترهای انتخاب لوله آلومینیومی

لوله های الومینویمی با گرید و اندازه های مختلفی در سطح بازار وجود دارند. انتخاب این لوله ها به عوامل مختلفی بستگی دارد. بعضی از آنها عبارت اند از:

• شکل لوله آلومینیومی

معمولا لوله‌های دایره‌ای شکل یکی رایج ترین و پرکاربرد ترین اشکال لوله آلومینیومی است. اما این لوله ها در اشکال مختلف دیگری مانند مستطیل، بیضی، مربع یا اشکال سفارشی بر اساس نیاز پروژه تولید می‌شوند. با این حال، اشکال دیگر در مقایسه با اشکال گرد معمولی گران است.

• پارامترهای فرآیند

انتخاب هر لوله چه لوله های فلزی و چه لوله های آلومینویمی توسط پارامترهای فرآیندی مختلفی که در زیر ذکر شده است ، انجام می شود:

رتبه بندی فشار:  این نشان دهنده حداکثر یا حداقل فشاری است که یک لوله می توانند تحمل کنند. بسته به تحمل فشاری لوله ضخامت آن نیز متفاوت است.

رتبه بندی حداقل شعاع خمش :  این میزان تغییر شکل سطح مقطع لوله را نشان می دهد.

حداکثر فشار خلاء : میزان حداقل فشار خلاء ای که این لوله ها را می‌تواند تحت شعاع قرار داد .

محدوده دما : محدوده کامل دما (حداکثر و حداقل) که لوله تجربه خواهند کرد. 

انواع لوله آلومینومی :

• گالوانیزه – یک لایه روی برای مقاومت بیشتر در برابر خوردگی اضافه می شود.
• روکش روشن – سطوح صیقلی آینه ای برای داشتن ظاهری براق ایجاد می شوند.
• آبکاری شده – لایه نازکی از فلز دیگر برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی و هدایت آن رسوب می کند.
• رنگ شده- لوله ها برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی یا برای اهداف شناسایی رنگ می شوند.

اتصالات و اجزای لوله آلومینیومی

لوله های الومینیومی مانند هر لوله فلزی دیگر شامل اتصالات خاص خود هستند. این اتصالات سبب ایجاد امنیت و جلوگیری از نشتی لوله خواهند شد. قابل ذکر است که تمامی اتصالات لوله آلومینیوم مانند لوله فولادی است.

مزایای لوله های آلومینیومی

مزایای اصلی که باعث جذابیت این لوله در کاربردهای مختلف می شود عبارتند از:

شکل پذیری آسان

سبک وزن

قدرت خوب

نسبت قدرت به وزن خوب.

ماندگاری.

قابلیت بازیافت

مقاومت در برابر خوردگی مناسب

سخن پایانی 

لوله آلومینومی یکی لوله با آلیاژ های خاص بوده که دارای خواص خوب مانند سبک وزن بودن و رسانایی گرمایی خود است. تمام این مشخصات سبب شده تا این محصول به عنوان ماده اصلی و مطلوبی برای طراحی و مهندسی صنایع مورد استفاده قرار گیرد که طول عمر و دوام شاخصه مهم آن پروژه باشد. با توجه به خواص فیزیکی، استوک لوله آلومینیومی اغلب برای کاربردهایی مانند سیستم های هیدرولیک، بدنه هواپیما، تجهیزات HVAC و وسایل کوچک استفاده می شود.