انواع گریدهای لوله های آلومینیوم

در صنعت قطعه سازی و بسیاری از صنایع سنگین انواع گریدهای لوله های آلومینیوم کاربرد زیادی دارند. با وجود اینکه استفاده از فولاد بسیار رایج است؛ ولی استفاده از آلومینیوم برای بسیاری از موارد انتخاب بهتری است. دلیل اهمیت این فلز مهم خواص منحصربه‌فرد آن مانند مقاومت بالا در برابر گرما، خوردگی، وزن سبک قیمت مناسب و رسانایی الکتریکی آن است. فرایند تولید انواع گرید آلومینیوم موجب افزایش استحکام و شکل‌پذیری آن شده و سختی مواد را نیز بهبود می‌بخشد.

کاربرد گریدهای لوله های آلومینیوم گسترده بوده و در صنایع مختلف از هوافضا گرفته تا در صنعت خودروسازی و لوله‌های سردکننده یخچال کاربرد دارند. در این مقاله از گروه صنعتی نورد پارس انواع گریدهای لوله های آلومینیوم، فرایند تولید و کاربرد آن‌ها را بررسی می‌کنیم.

آشنایی با لوله آلومینیومی

آلومینیوم یکی از فلزات پرکاربرد در صنایع مختلف است که به دلیل ویژگی‌های خاص خود مانند انعطاف‌پذیری، وزن سبک و مقاومت در برابر شرایط محیطی موردتوجه قرار دارد. کاربرد آلومینیوم در خودروسازی و صنایع سنگین ازجمله این موارد هستند. لوله‌های آلومینیومی از جنس آلومینیوم بوده و معمولاً برای افزایش مقاومت از آلیاژ آلومینیوم در ساخت آن‌ها استفاده می‌شود. لوله آلومینیومی از طریق فرایند اکستروژن یا جوشکاری تولید می‌شود. لوله‌ها دارای طول بلند و به‌صورت یک مقطع دایره‌ای بسته هستند.

تفاوت بین فرایند اکستروژن با جوشکاری این است که در فرایند اکستروژن انواع گریدهای لوله های آلومینیوم بدون درز بوده؛ ولی در جوشکاری لوله‌های آلومینیومی دارای درز هستند. لوله‌های آلومینیومی بر اساس نوع کاربری و خواص هر دسته در گریدهای مختلف تولید شده و هرکدام کاربردهای مشخصی دارند. عناصر آلیاژی متداول در فرایند تولید انواع گرید آلومینیوم عبارت‌اند از:

• منیزیم
• منگنز
• سیلیکون
• روی

انواع گریدهای لوله های آلومینیوم

آلیاژ آلومینیوم در گروه و گریدهای مختلفی تولید می‌شود که هرکدام کاربرد و ویژگی‌های مخصوص به خود را دارند. در ادامه انواع گریدهای لوله های آلومینیوم و کاربرد آن‌ها را بررسی می‌کنیم.

1. لوله آلومینیوم 5086

یکی از انواع گرید لوله آلومینیوم، لوله آلومینیوم 5086 است. به دلیل آنکه آلومینیوم خالص در برابر خوردگی مقاوم نیست در فرایند تولید ورق آلومینیوم و انواع لوله از آلیاژهای مختلف استفاده می‌کنند. در تولید لوله آلومینیوم 5086 از منگنز استفاده می‌شود که درنتیجه موجب افزایش استحکام آن شده و درتماس با آب اثر خوردگی آن از بین می‌رود.

در فرایند تولید انواع گریدهای لوله های آلومینیومی H32-5086 از جوشکاری استفاده می‌شود که بسیار مستحکم هستند. درباره کاربرد گریدهای لوله های آلومینیوم 5086 باید گفت که این لوله‌ها در صنایع نفت و گاز و به‌طور کلی صنایع مرتبط با دریا کاربرد دارند.

2. لوله آلومینیوم 5083

در ادامه فهرست انواع گریدهای لوله های آلومینیوم، لوله آلومینیوم 5083 نیز قرار دارد. در این نوع لوله آلومینیومی از آلیاژهای بسیار مستحکم استفاده می‌شود که آلیاژهای غیر قابل عملیات حرارتی هستند. به عبارتی این آلیاژها بعد از فرایند drawing (کشیدن) نمی‌توانند تحت عملیات حرارتی قرار گیرند؛ بنابراین برای افزایش استحکام این نوع لوله‌های آلومینیومی باید از فرایندهای کار سرد استفاده شود. نکته مهم درباره این نوع لوله‌ها اینکه جوش‌پذیری بسیار خوبی داشته و از طریق فرایند جوشکاری مقاومتی جوش داده می‌شوند. این نوع لوله‌های آلومینیومی نیز در صنایع مرتبط با دریا کاربرد دارند.

3. انواع گریدهای لوله های آلومینیوم؛ لوله آلومینیوم 5052

در ساخت لوله آلومینیوم 5052 از آلیاژ آلومینیوم و منیزیم استفاده می‌شود که استحکام آن متوسط است. در ترکیب آلیاژ لوله آلومینیوم 5052 از آهن، سیلیکون، مس، منگنز و عناصر دیگر در مقادیر کم استفاده می‌شود. فرایند تولید انواع گریدهای لوله های آلومینیوم 5052 به این صورت است که لوله بدون درز آلومینیومی 5052 به‌صورت مستقیم از فلز جامد تولید شده، هیچ درز جوش در آن وجود ندارد و ابعاد لوله‌ها نیز کاملاً دقیق هستند.

کاربرد گریدهای لوله های آلومینیوم 5052 بدون درز برای صنایعی است که به ماندگاری طولانی نیاز دارند. علاوه بر این لوله‌های درزدار 5052 نیز از طریق اتصال جوشی ورق آلومینیوم تولید می‌شود که استحکام آن‌ها نسبت به لوله‌های معمولی بیشتر است؛ ولی لوله ERW 5052 باید فقط به‌صورت سرد کار شود تا بعد از تولید بیشتر تقویت شود. از لوله آلومینیوم 5052 در صنایع و برای کاربردهای ساختاری و صنعت قطعه سازی استفاده می‌شود.

4. لوله آلومینیوم 7075

یکی دیگر از انواع گریدهای لوله های آلومینیوم، لوله آلومینیوم 7075 است که به دلیل داشتن فلز روی استحکام بالایی داشته و در صنایع مختلف استفاده می‌شود. فرایند تولید انواع گرید آلومینیوم 7075 به‌صورت اکستروژن بوده و ابعاد لوله‌ها بسیار دقیق است. کاربرد گریدهای لوله های آلومینیوم 7075 در مواردی مانند سیستم‌های هیدرولیک و صنایع هوایی است که استحکام اهمیت بسیار زیادی دارد.

5. لوله آلومینیوم 6063

در فهرست گریدهای لوله های آلومینیومی، لوله آلومینیوم 6063 نیز قرار دارد که از آلیاژهای منیزیم و سیلیکونی آلومینیوم بوده و دارای قابلیت عملیات حرارتی بالایی هستند. ویژگی این نوع فلز به صورتی است که برای افزایش استحکام آن می‌تواند بعد از فرایند اکستروژن تحت عملیات حرارتی قرار گیرد. یکی از ویژگی‌های لوله‌های آلومینیومی T5-6063 این است که درصد تغییر طول مناسبی به‌اندازه 8درصد بوده و استحکام کششی مناسبی هم دارند. لوله های آلومینیومی 6063 در گریدهای مختلف تولید شده و یکی از انواع گریدهای لوله های آلومینیومی 6063، T4-6063 است که در معماری کاربرد زیادی دارد.

لوله های آلومینیوم 6063 نیز به دو صورت بدون درز و دارای درز تولید می‌شوند که لوله‌های بدون درز آن از فلز خام کشیده شده و درنتیجه در پایان کار بسیار خوب از آب درمی‌آیند. همچنین به دلیل آرایش دانه‌های ریز فلز، امکان  آنودایزینگ آلومینیوم برای آن‌ها وجود دارد. در مقابل انواع گریدهای لوله ‌های آلومینیوم 6063 دارای درز قابلیت جوشکاری داشته و از استحکام بالایی هم برخوردار هستند. در فرایند تولید انواع گرید آلومینیوم 6063 از طریق عملیات جوشکاری از گاز تنگستن که یک گاز بی‌اثر است استفاده می‌شود.

6. لوله آلومینیوم 6061

در فرایند تولید انواع گرید آلومینیومی 6061 از منگنز و سیلیکون به‌عنوان عناصر آلیاژی استفاده می‌شود. این نوع لوله‌های آلومینیومی رده 80 در حالت تمپر T6 لوله‌های آلومینیومی فشار متوسط هستند و در کاربردهای معمولی می‌توانند فشار زیادی را تحمل کنند. از دیگر ویژگی‌های لوله آلومینیومی 6061 مقاومت مناسب آن‌ها در برابر خوردگی است و وجود سیلیکون و منگنز موجب افزایش مقاومت و استحکام آن‌ها می‌شود. از دیگر انواع گریدهای لوله های آلومینیومی 6061 لوله‌های رده 40 است که میزان مقاومت آن‌ها متوسط بوده و برخلاف آلومینیوم خالص در هنگام خم‌شدن شکسته نمی‌شوند.

فرایند تولید انواع گرید آلومینیوم 6061 نیز به‌صورت بدون درز و جوشکاری (دارای درز) بوده که نوع بدون درز برای ازایش استحکام اصلاح می‌شوند. کاربرد گریدهای لوله های آلومینیوم 6061 جوشی (T651-6061) در صنایع هوا و فضا است که باید وزن آن‌ها کاهش یابد. نوع دیگری از لوله آلیاژ آلومینیوم 6061، نوع ERW 6061 است که قابلیت جوشکاری داشته و در مواردی که به جوشکاری نیاز باشد از این نوع لوله‌های آلومینیومی استفاده می‌شود.

فرایند تولید انواع گرید آلومینیوم

یکی از روش‌هایی که در فرایند تولید انواع گرید آلومینیوم استفاده می‌شود روش اکستروژن است. در این روش فلز آلیاژ آلومینیوم از یک قالب با سطح مقطع مشخص عبور می‌کند. در فرایند اکستروژن با استفاده از یک سنبه پرقدرت آلومینیوم از قالب مشخص عبور کرده و به شکل قالب درآمده و روی میز خالی کشیده می‌شود. مراحل مختلف اکستروژن در تولید انواع گریدهای لوله های آلومینیوم عبارت‌اند از:

1. قالب اکستروژن به پرس اکستروژن

پیش گرم‌کردن یک قالب دایره‌ای از فولاد H13 قبل از عملیات اکسترود تا دمای 500-450 برای حفظ استحکام و ایجاد یک جریان یکنواخت از قالب در اولین مرحله اکستروژن قرار دارد. بعد از گرم شدن قالب در پرس اکستروژن قرار می‌گیرد.

2. پیش اکستروژن بیلت آلومینیومی پیش گرم شده

مرحله دوم اکستروژن در تولید انواع گریدهای لوله های آلومینیوم شامل قراردادن بلوک استوانه‌ای از جنس آلیاژ آلومینیوم به نام بیلت در کوره برای پیش گرم‌شدن است. این مرحله موجب بهبود شکل‌دهی مقطع آلومینیومی می‌شود.

3. انتقال بیلت به پرس اکستروژن

این مرحله از فرایند تولید انواع گرید آلومینیوم به روش اکستروژن مربوط به انتقال بیلت به پرس اکستروژن است. انتقال شمش آلومینیوم پیش گرم شده به پرس اکستروژن که قبل از قرارگیری روی پرس یک ماده روان‌کننده روی آن قرار می‌گیرد تا مانع چسبیدن آن‌ها به یکدیگر شود.

4. هل دادن بیلت به داخل قالب

در این مرحله از تولید انواع گریدهای لوله های آلومینیوم بیلت چکش‌خوار در پرس اکستروژن قرار گرفته و سنبه هیدرولیک فشاری معادل 15.000 تن به آن وارد می‌کند. با فشار سنبه، بیلت وارد محفظه پرس اکستروژن شده، اندازه مقطع آلومینیوم افزایش یافته و دیواره‌های قالب پر می‌شوند. برای اطلاع از کاربرد بیلت آلومینیوم می‌توانید مطلب کاربرد بیلت آلومینیوم چیست را مطالعه کنید.

5. جامدات اکسترودشده

در این مرحله از فرایند تولید انواع گرید آلومینیوم به روش اکستروژن هم‌زمان با پرشدن قالب با آلومینیوم آلیاژی، روی قالب اکستروژن فشار وارد می‌شود. فشار ثابت موجب می‌شود تا جامد آلومینیومی به‌دام‌افتاده و فقط از دهانه انتهایی قالب به‌صورت یک مقطع دایره‌ای توخالی خارج می‌شود.

6. کوئنج کردن

در مرحله 6 تولید انواع گریدهای لوله های آلومینیوم به روش اکستروژن بعد از بیرون آمدن آلومینیوم یک دستگاه کشش مقطع اکستروژن شده را گرفته مطابق با سرعت خروج از پرس آن را هدایت می‌کند. در این مرحله با استفاده از حمام آب یا یک فن لوله به‌صورت دائم کوئنج می‌شود.

7. برش مقطع اکسترودشده

با رسیدن اکستروژن آلیاژ آلومینیوم به طول کامل خود، با یک اره گرم شده بریده می‌شود. باتوجه‌به کاربرد گریدهای لوله های آلومینیوم دما نقش مهمی در تمام مراحل فرایند اکستروژن دارد. باوجوداینکه آلومینیوم بعد از خارج‌شدن از قالب کوئنج می‌شود؛ ولی هنوز کاملاً خنک نشده است.

8.انواع گریدهای لوله های آلومینیوم؛  خنک سازی

در ادامه فرایند تولید گرید آلومینیوم بعد از برش، لوله آلومینیوم اکستروژن شده به یک محیط خنک منتقل می‌شود. این لوله‌ها تا زمانی که به دمای محیط برسند در آنجا می‌مانند. هم‌زمان با انجام این فرایند لوله‌ها تحت عملیات کشش قرار می‌گیرند.

9. عملیات کشش

در فرایند تولید انواع گریدهای لوله های آلومینیوم به روش اکستروژن میزانی از پیچش طبیعی در این لوله‌ها پدید می‌آید. باتوجه‌به اهمیت کاربرد گریدهای لوله های آلومینیوم باید این پیچش رفع شود. برای رفع این پیچش به‌صورت مکانیکی دو انتهای لوله را در دستگاه مخصوص قفل کرده و تا زمانی که پیچ آن رفع شده و به ویژگی‌های موردنظر برسد کشیده می‌شود.

10. برش لوله به طول مشخص

آخرین مرحله از تولید لوله‌های آلومینیوم مربوط به برش آن‌ها است. در این مرحله لوله‌ها در اندازه‌های مشخص 6 یا 12 متری برش داده می‌شوند. بعد از عملیات برش، لوله‌ها به کوره منتقل می‌شوند تا فرایند پیرسازی روی آن‌ها اجرا شده و به حالت تمپر T5یا T6 درآیند.

جمع‌بندی

لوله‌های آلومینیومی به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فردی مانند انعطاف‌پذیری، استحکام، وزن سبک، مقاومت در برابر شرایط محیطی، قابلیت بازیافت و… در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. لوله‌های آلومینیومی در دسته‌بندی و گریدهای مختلفی قرار می‌گیرند که گریدهای 7075، 6063، 6061 و 5086 چند نمونه از انواع گریدهای لوله های آلومینیوم هستند. در فرایند تولید انواع گرید آلومینیوم از روش اکستروژن یا عملیات جوشکاری استفاده می‌شود که هرکدام ویژگی‌های مشخصی را به لوله‌های آلومینیومی می‌دهند. صنایع سنگین، صنعت قطعه‌سازی، صنایع نفت و گاز و… برخی از موارد کاربرد گریدهای لوله های آلومینیومی هستند.

گروه صنعتی بازرگانی نورد پارس تولیدکننده انواع گرده آلومینیوم، ورق آلومینیوم و عملیات آنیل و نوردکاری است. شرکت طلوع پارس نورد در طول 40 سال تجربه ارزنده در صنعت نورد آلومینیوم توانسته است به‌عنوان یکی از مهم‌ترین فعالان این حوزه شناخته شود. تأمین نیازهای متنوع بازار با بهترین کیفیت موجب شده است تا این شرکت در بین مشتریان اعتبار بالایی کسب کند. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره محصولات و خرید می‌توانید از بخش تماس با ما اقدام کنید.