صنایع آب و نیرو
صنعت آب و نیرو یکی از حوزههای کلیدی در اقتصاد هر کشور است که به تولید، توزیع و مدیریت منابع آب و نیروی برق مربوط میشود. این صنعت بر روند توسعه اقتصادی و اجتماعی تأثیر مهمی دارد و نقش بسزایی را در تأمین نیازهای انسانی و صنعتی به آب و انرژی ایفا میکند.لوله آبرسانی (لوله تست آب)، لوله جدار چاه و لوله سازه ای در این صنایع کاربردهای بسیاری دارند. به طور کلی، صنعت آب و نیرو شامل دو بخش اصلی آب و بخش نیرو (برق) میشود:
بخش آب شامل فعالیتهای مرتبط با تأمین، تصفیه، توزیع و مصرف آب میباشد. این موضوعات شامل تأمین آب شرب برای مصارف گوناگون، آبیاری باغات و مزارع، تصفیه فاضلاب، مدیریت منابع آب و حفاظت از محیط زیست آبی است.
بخش نیرو دربرگیرنده تولید، انتقال، و توزیع انرژی الکتریکی (برق) است که شامل نیروگاههای برق، شبکههای انتقال و توزیع برق و فعالیتهای مرتبط با بهرهبرداری از منابع انرژی مانند آب، نفت، گاز، انرژی خورشیدی و بادی میباشد.
کاربرد لوله و پروفیلهای فولادی در صنایع آب و نیرو
پروفیل و لوله های فولادی در صنایع آب و نیرو به عنوان یکی از اصلیترین زیرساختهای ساختمانی و حیاتی مورد استفاده قرار میگیرند. این مقاطع به دلیل ویژگیهای خاص خود از جمله استحکام، انعطافپذیری، مقاومت در برابر فشار و حرارت و طول عمر بالا، در بسیاری از بخشهای صنایع آب و نیرو به کار میروند. در زیر به برخی از کاربردهای اصلی لوله و پروفیل های فولادی در این صنایع اشاره خواهیم کرد:
لولهکشی آب و فاضلاب: در شبکههای آبیاری، شبکههای تصفیه فاضلاب، لولههای انتقال آب شرب و لولههای فاضلاب شهری از لولههای فولادی بهطور گسترده استفاده میشود. این لولهها به دلیل مقاومت بالا در برابر فشار و حرارت و همچنین مقاومت در برابر خوردگی و فرسایش، برای انتقال آب و فاضلاب در شرایط مختلف مناسب هستند.
لوله کشی گاز: یکی از انتخابهای اصلی برای انتقال گازها، لولههای فولادی هستند. این لولهها برای انتقال گازهای طبیعی و گازهای صنعتی از جمله گازهای مایع و گازهای فشرده استفاده میگردند.
ساختمان های نیروگاهی: در نیروگاهها، لولههای فولادی برای انتقال آب به صورت تبرید، بخار و آب خنک کننده استفاده میشوند.
سازه های پشتیبانی و تثبیت کننده: پروفیلهای فولادی در سازههای پشتیبانی، تثبیت خاک و توسعه زیرساختهای صنایع آب و نیرو مورد استفاده قرار میگیرند. این پروفیلها به دلیل استحکام بالا و قابلیت انعطاف، در ساخت ستونها، برجها و قطعات پشتیبانی مورد استفاده قرار میگیرند.
تاسیسات و پروژههای هیدرولیکی و هیدرودینامیکی: در پروژههای هیدرولیکی مانند سدسازی، لولههای فولادی برای انتقال آب به منظور تأمین نیازهای کشاورزی و شهری استفاده میشوند.
تاسیسات دریایی از قبیل لولهها و پلیتهای نفت و گاز: در تاسیسات نفت و گاز دریایی از لولههای فولادی به عنوان خطوط اصلی انتقال سوخت و مواد شیمیایی استفاده میشود.
به طور کلی، لوله و پروفیل های فولادی در صنایع آب و نیرو به دلیل استحکام، مقاومت و پایداری خود، از اهمیت ویژهای برخوردارند و در ساخت و ساز سازهها و تجهیزات مرتبط با این صنایع بهطور گسترده مورد استفاده قرار میگیرند.
لولههای آبرسانی
لولههای آبرسانی پروفیل فولادی با مقطع گرد، از ضروریترین اجزای شبکههای انشعاب و انتقال آب هستند که در قطرها و ضخامتهای متفاوتی تولید شده و هدف اصلی آنها انتقال آب از منبع یا مرکز تصفیه به مصرف کنندگان میباشد. همچنین از این لولهها میتوان برای انتقال سایر سیالات نیز استفاده کرد. لولههای فولادی صنعتی پس از اعمال تغییراتی از قبیل از بین بردن گرده(بید) داخلی و کونیک کردن(Beveling) دو سر لوله و همچنین انجام تستهای هیدرواستاتیک آماده استفاده برای مصارف آبرسانی میشوند که اصلطلاحاً به آنها لوله تست آب نیز گفته میشود.لولههای فولادی به دلیل عملکرد موثر در برابر خوردگی، مقاومت و استحکام بالا و همچنین تحمل فشار و طول عمر بالا و قابلیت بازیافت، مناسبترین روش برای انتقال آب آشامیدنی و فاضلاب شهری هستند.
تاریخچه لولههای آبرسانی
تامین و انتقال آب شرب و آبیاری و سیستمهای فاضلاب یکی از مهمترین چالشهای لجستیکی از آغاز تمدن و شهرنشینی انسانها برای استفاده از آب آشامیدنی و مصارف بهداشتی و همچنین جلوگیری از شیوع انواع بیماریها و و سیل بودهاند. باستان شناسان اولین لولههای آب مسی را در حدود ۴۰۰۰ تا ۳۰۰۰ قبل از میلاد در اطراف رود سند هند کشف کردند. همچنین لولههایی ساخته شده از خاک رس نیز در حدود ۲۵۰۰ سال قبل از میلاد ویرانههای مصر کشف شد. این لولهها به انتقال آب از رودخانه نیل و آبیاری زمینهای کشاورزی و تامین آب جاری مردم کمک بسیاری کردند.
یونانیان باستان حدود ۱۰۰۰ سال قبل از میلاد، از خاک رس سوخته، سنگ های توخالی و بعضاً برنز به عنوان لوله های سفالی زیرزمینی برای سرویس بهداشتی و تامین آب استفاده میکردند. اندکی بعد، امپراتوری روم سیستمهای لوله کشی پیچیده باستانی را همراه با قناتها، فاضلابهای زیرزمینی و سیستمهای لولهکشی برنزی ایجاد کرد.علاوه بر این، در حدود ۵۰۰ سال قبل از میلاد، چینیها از لولههای خام بامبو برای انتقال گازی که به سطح زمین نفوذ میکرد و برای جوشاندن آب دریا برای به دست آوردن آب آشامیدنی استفاده میکردند. پس از سقوط امپراتوری روم و یونان، فناوری لولهکشی تا چندین دهه بعد متوقف شد. در این مدت، نبود سیستمهای بهداشتی آب و فاضلاب باعث بسیاری از مسائل بهداشتی و بیماریها مانند طاعون سیاه، تب تیفوس و اسهال خونی شد.
در قرن ۱۶ میلادی با وقوع انقلاب صنعتی و ورود مردم به شهرها اولین سیستمهای آبرسانی در انگلستان و آلمان پدیدار شدند و در اوایل سده ۱۸۰۰، اکثر شهرهای بزرگ اروپا و ایالات متحده از لولههای فولادی برای سیستم آبرسانی به شهرها استفاده میکردند. اوایل دهه ۱۹۰۰ شاهد افزایش لولهکشی داخلی و آب جاری در سراسر جهان بودیم. در اوایل دهه پنجاه قرن بیستم به دلیل محدودیت استفاده از فولاد، اولین لولههای پلی وینیل کلراید(PVC) در ایالات متحده آمریکا مورد استفاده قرار گرفتند. پس از دهه ۱۹۵۰، استفاده از لولههای فولادی برای مصارف آب و فاضلاب به دلیل مقرون به صرفه بودن، دوام و استحکام و مقاومت در برابر خوردگی پیشرفت چشمگیری داشت.
امروزه با توجه گسترش صنایع فولاد و تولید انواع لولههای فولادی در ابعاد و ضخامتهای مختلف و همچنین توسعه استانداردهای مربوطه، از لولههای فولادی در بخشهای عمده سیستم آبرسانی استفاده میگردد و به دلیل عملکرد موثر در برابر خوردگی، مقاومت و استحکام بالا و همچنین تحمل فشار و طول عمر بالا و قابلیت بازیافت، مناسبترین روش برای انتقال آب آشامیدنی و فاضلاب شهری هستند.
شرکت فولاد گستر آتنا انواع لولههای فولادی را در ابعاد و ضخامتهای مختلف با پیشرفته ترین ماشین آلات روز دنیا و بر اساس استانداردهای بین المللی تولید و به بازار عرضه میکند این محصولات از سایز ۶ اینچ تا ۱۶ اینچ با ضخامت های ۴.۸ میلی متر تا ۱۶ میلی متر تولید میشوند که کاربردهای متفاوتی از جمله آبرسانی و جدار چاه دارند.
لوله جدار چاه
لوله جدار چاه که اصطلاحاً با عنوان ” کیسینگ” نیز شناخته میشود یکی از اجزای حیاتی در صنعت نفت و گاز است که نقش بسیار مهمی در پمپاژ، استخراج و انتقال سیالات ایفا میکند. این لولهها به صورت عمودی در داخل چاههای نفت و گاز قرار گرفته و وظیفهی حفاظت از محیط اطراف چاه و کنترل جریان سیالات را برعهده دارند.
انواع لوله جدار چاه
جنس لولههای جدار چاه میتوانند از فولادهای آلیاژی، پلی اتیلن و یا PVC باشند که در اشکال و ابعاد مختلف و به صورت بدون شیار یا شیاردار(مشبک) تولید میشوند تا بتوانند با شرایط چاههای مختلف سازگاری داشته باشند.
- جدار چاه شیاردار (Slotted Pipe) که در قسمتی از طول خود دارای شیارهایی با شکلهای مختلف میباشد، برای پمپاژ و عبور آب و سیالات به ویژه در عمق چاهها استفاده میشود. این لوله بیشتر به عنوان یک فیلتر برای جداسازی شن و ماسه در چاه هنگام عملیات استخراج سیال عمل میکند.
- جدار چاه بدون شیار نیز برای انتقال سیالات در عمق چاهها مورد استفاده قرار میگیرد که به دلیل عدم وجود شیار یا برشهای متناوب در سطح خارجی در برابر فشار مقاومتر است. این لوله عمدتاَ از موادی مانند PVC، پلی اتیلن با فشار بالا و یا فولاد تولید میشود.
کاربرد لوله جدار چاه
۱- حفاظت محیطی: از لوله جدار چاه بهعنوان یک پوشش حفاظتی استفاده میشود تا نفت، گاز یا آب شور در داخل چاه به محیط اطراف نرسد و از آلودگی خارجی جلوگیری کند.
۲- کنترل جریان: این لولهها به کنترل جریان سیالات درون چاه کمک میکنند. همچنین از آنها برای جلوگیری از حفاریهای نامناسب و ایجاد تعادل در فشار درون چاه استفاده میشود.
۳- پشتیبانی از ساختار چاه: لوله جدار چاه به عنوان عنصر سازگار با ساختار چاه عمل کرده و با ایجاد پایداری در آن، باعث جلوگیری از فروپاشی و سرریز خاک به داخل چاه میشود.
مزایای استفاده از لوله جدار چاه
- مقاومت در برابر خوردگی و زنگزدگی
- مقاومت در برابر فشار و ضربه
- استحکام و دوام بالای لولهها
- صرفه جویی در وقت و هزینه
- حفاظت از محیط زیست
- افزایش بهروری و ایمنی
مشخصات لوله جدار چاه شیاردار(مشبک)
لولههای جدار چاه فلزی شیاردار که برای استفاده در صنعت نفت طراحی شدهاند، به میزان چشمگیری از ورود شن و ماسه به داخل لوله جلوگیری کرده و باعث کاهش هزینههای نگهداری چاه نفت میشوند.
جنس این لولهها عمدتاً از فولاد آلیاژی ضدزنگ بوده و معمولاً با قطرهای مختلف(بین ۵۰ تا ۵۰۰ میلیمتر) و ضخامتهای مختلف(تا ۲۰ میلیمتر) و در طولهای کمتر از ۱۵ متر مورد استفاده قرار میگیرند.
شیارها یا شکافهای روی سطح لوله جهت جلوگیری از نفوذ شن و ماسه و تسهیل در عبور سیال ایجاد میشوند. معمولاَ تعداد شیارها، فاصله بین شیارها و انواع شیارها بنا بر سفارش مشتری و بر اساس نوع حفاری، عمق و نوع سیال عبور کننده متفاوت خواهد بود.
انواع شیار(شکاف) زنی در لوله جدار چاه
۱- شیارهای مستقیم: این شکافها دارای عرض یکسان بوده و در سطح داخلی و خارجی لوله ایجاد میشوند. شکافهای مستقیم مقاومت به سایش بیشتری نسبت به شکافهای کیستون درزدار دارند و بهصرفهتر هستند.
۲- شکافهای کیستون درزدار: این شکافها در داخل لوله پهنتر شده و برای پیشگیری از مسدود شدن، خود تمیز شده و به دلیل باریکی در سطح خارجی و گسترش در سطح داخلی، امکان عبور آسان ماسه را بدون ایجاد انسداد فراهم میکنند.
الگوهای شیار(شکاف) در لوله جدار چاه
در میان تمام الگوهای شیار زنی، سه مورد زیر رایجترین هستند:
الگوی خط (مستقیم): در الگوی خط، شیارها به طور مساوی در خطهای مستقیم در اطراف لوله زده میشوند.
پلکانی تک شیار: در این الگو، شکافها به صورت پلکانی و در امتداد یکدیگر و با فاصله یکسان در اطراف لوله زده میشوند بنابراین استحکام لوله حفظ و توزیع یکنواخت شکافها در سطح لوله فراهم میشود.
پلکانی (چندشیار): این الگو شامل شیارها به صورت چندتایی و پلکانی در امتداد یکدیگر بوده و با فاصله یکسان در اطراف لوله زده میشوند.
تحمل بیشتر گشتاور، مقاومت بالاتر در تحمل فشار و حرارت نسبت به الگوی تک شیار از مزایای این شیوه شیارزنی است.
در عکس زیر اشکال مختلف از شیار(شکاف)های روی لوله را ملاحظه میفرمایید:
استانداردها و مشخصات لوله جدار چاه فلزی شیار(شکاف) دار
تا ۵۰۰ میلیمتر |
قطر بیرونی(OD) |
تا ۲۰ میلیمتر |
ضخامت دیوار(WT) |
کمتر از ۱۵ متر |
طول لوله(L) |
بسته به سفارش مشتری |
تعداد شیارها |
بسته به سفارش مشتری |
فاصله بین شیارها |
بسته به سفارش مشتری |
نوع شیارها |
API 5CT، BS EN ISO11960، NFM87-207، JIS G3439، ISO 4270، GOST632-80 |
استانداردها |
بدون درز (SMLS)، جوش داده شده با مقاومت الکتریکی (ERW) |
نوع فرآیند |
H40، J55، K55، N80-1، N80Q، R95، L80-1، L80-9Cr، L80-13Cr، C90، T95، C110، P110، Q125 |
مواد تشکیل دهنده |
STC، LTC، BTC و غیره |
انواع پوشش |
ساده، اریب، برش مربع، با اتصال LTC/STC/BTC |
دو سر لوله |
شرکت فولاد گستر آتنا انواع لولههای فولادی را در ابعاد و ضخامتهای مختلف با پیشرفته ترین ماشین آلات روز دنیا و بر اساس استانداردهای بین المللی تولید و به بازار عرضه میکند این محصولات از سایز ۶ اینچ تا ۱۶ اینچ با ضخامت های ۴.۸ میلی متر تا ۱۶ میلی متر تولید میشوند که کاربردهای متفاوتی از جمله آبرسانی و جدار چاه دارند.