لوله سیاه چیست و چرا لوله مانیسمان سیاه است؟

• عنوان ASTM A53 دو حالت تحویل را از هم جدا می‌کند: لوله‌ی فولادی سیاه و گالوانیزه‌ی گرم، هر کدام درزدار یا بدون درز. ASTM A53/A53M
• پوسته‌ی نورد سه لایه اکسید آهن است: وستیت (FeO) کنار فولاد، مگنتیت (Fe3O4) در میان و هماتیت (Fe2O3) بیرون؛ رنگش سیاه مایل به آبی و پوسته‌ی ثانویه معمولاً کمتر از ۰٫۱ میلی‌متر است. IspatGuru،‏ Mill Scale
• پوسته‌ی نورد نسبت به فولاد کاتدی است؛ جایی که بشکند، فولاد زیرش تندتر می‌خورد و رنگ روی پوسته با خود پوسته جدا می‌شود. IspatGuru،‏ Mill Scale
• بیشترین دمای کار پیوسته‌ی گالوانیزه‌ی گرم ۲۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد است؛ بالاتر از آن لایه‌ی روی آزاد از لایه‌های آلیاژی زیرش پوسته می‌شود. American Galvanizers Association

«سیاه» یعنی بدون پوشش روی

در بازار آهن، «سیاه» برای ورق هم به کار می‌رود: ورق سیاه یعنی ورق گرم‌نورد با همان پوسته‌ی تیره، در برابر ورق روغنی (سردنورد و براق) و ورق گالوانیزه. لوله‌ی سیاه هم همین است: لوله‌ای که روی آن روی ننشسته. ASTM A53 که استاندارد پایه‌ی لوله‌ی فولادی ساختمانی و تأسیسات است، این را در عنوان خودش آورده: «لوله‌ی فولادی، سیاه و گالوانیزه‌ی گرم، درزدار و بدون درز».

در لیست قیمت بازار، «لوله سیاه» بیشتر برای لوله‌ی درزدار گازی و صنعتی به کار می‌رود و لوله‌ی بدون درز را «مانیسمان» می‌نامند. اما از نظر استاندارد، لوله مانیسمان هم لوله‌ی سیاه است؛ فرق دو روش ساخت در لوله درزدار یا بدون درز آمده است. پس وقتی کسی «لوله سیاه ۲ اینچ» می‌خواهد، باید پرسید درزدار منظور است یا بدون درز، و چه رده‌ای.

چرا لوله مانیسمان سیاه است

در خط تولید لوله مانیسمان شمش گرد فولادی تا حدود ۱۲۵۰ تا ۱۳۰۰ درجه گرم و سوراخ و نورد می‌شود. در این دما اکسیژن هوا با آهن سطح ترکیب می‌شود و سه لایه اکسید می‌سازد: وستیت (FeO) چسبیده به فولاد، مگنتیت (Fe3O4) در میان و هماتیت (Fe2O3) در بیرون. وستیت زیر حدود ۵۷۰ درجه پایدار نیست و در سرد شدن آرام بیشترش به مگنتیت تبدیل می‌شود؛ مگنتیت سیاه است و رنگ غالب لوله را می‌سازد. نتیجه، سطحی سیاه مایل به آبی است که پوسته‌ی ثانویه‌اش معمولاً کمتر از ۰٫۱ میلی‌متر ضخامت دارد.

سه چیز دیگر هم رنگ لوله را تیره‌تر یا یکدست‌تر می‌کند:

• رنگ یا وارنیش سیاه کارخانه: بسیاری از کارخانه‌ها، به‌ویژه برای صادرات، لوله را با لایه‌ی نازک وارنیش سیاه یا روغن ضدزنگ تحویل می‌دهند تا در حمل و انبار زنگ نزند. لوله‌ی وارداتی براق و یکدست معمولاً همین است.
• روغن نورد و دوده: باقی‌مانده‌ی روغن و دوده‌ی خط نورد روی پوسته می‌ماند و سطح را تیره‌تر نشان می‌دهد.
• سرد شدن در هوا: لوله‌ی گرم‌نورد روی بستر خنک‌کن در هوا سرد می‌شود و پوسته‌اش دست‌نخورده می‌ماند. لوله‌ی سردکش پیش از کشش اسیدشویی می‌شود و سطحش خاکستری و صاف‌تر است (گرم‌نورد یا سردکش).

ظاهر لوله چه می‌گوید

رنگ‌هایی که روی لوله‌ی نصب‌شده می‌بینید، مثل زرد گاز یا قرمز آتش‌نشانی، رنگ شناسایی سیال‌اند و ربطی به خود لوله ندارند (لوله گاز ساختمان، لوله آتش‌نشانی).

پوسته‌ی سیاه ضدزنگ نیست

پوسته‌ی نورد تا وقتی سالم و چسبیده است، فولاد زیرش را از هوا جدا می‌کند، اما نسبت به فولاد کاتدی است: هر جا ترک بردارد یا بپرد، فولاد همان نقطه تندتر از سطح بی‌پوسته می‌خورد. برای همین زنگ لوله‌ی سیاه معمولاً لکه‌لکه شروع می‌شود، نه یکنواخت. رنگ کردن روی پوسته هم بی‌فایده است، چون رطوبت زیر پوسته می‌رود و رنگ با خود پوسته جدا می‌شود؛ پیش از رنگ صنعتی، پوسته با سندبلاست یا اسیدشویی برداشته می‌شود.

وارنیش سیاه کارخانه هم پوشش موقت است: برای ماه‌های حمل و انبار، نه برای سال‌های کار. لوله‌ی سیاهی که قرار است در هوای آزاد بماند، یا رنگ صنعتی می‌خواهد یا گالوانیزه. فاصله از زمین و پوشاندن در انبار در نگهداری لوله در انبار آمده است.

درجه‌ی زنگ لوله‌ی سیاه

استاندارد ISO 8501-1 وضعیت سطح فولاد گرم‌نورد پیش از رنگ را با چهار درجه می‌سنجد؛ برای خرید لوله‌ی سیاه هم زبان مشترک خوبی است:

• درجه‌ی A: سطح کامل با پوسته‌ی نورد چسبیده پوشیده و زنگ ندارد یا خیلی کم دارد؛ وضعیت لوله‌ی تازه از کارخانه.
• درجه‌ی B: زنگ شروع شده و پوسته جابه‌جا پوسته‌پوسته می‌شود؛ لوله‌ای که چند ماه در انبار روباز مانده. برای لوله‌ی نو پذیرفتنی است.
• درجه‌ی C: پوسته با زنگ رفته یا با تراشیدن جدا می‌شود و حفره‌های ریز کم‌عمق دیده می‌شود؛ ضخامت را در چند نقطه بسنجید.
• درجه‌ی D: پوسته کامل رفته و حفره‌ها با چشم روشن دیده می‌شوند؛ لوله یا دست‌دوم است یا مدت‌ها بد نگهداری شده (لوله دست‌دوم).

زنگ سطحی درجه‌ی B وزن و ضخامت لوله را عملاً عوض نمی‌کند؛ حفره‌ی درجه‌ی D می‌کند. حد پذیرش ضخامت لوله‌ی نو در ASTM A530، ۸۷٫۵٪ ضخامت اسمی است؛ مثلاً ۳٫۴۲ میلی‌متر برای لوله‌ی ۲ اینچ رده ۴۰ با ضخامت ۳٫۹۱ (تلرانس ابعادی لوله).

کجا لوله‌ی سیاه، کجا گالوانیزه

روی، وزن لوله را هم کمی بالا می‌برد: سهم وزنی پوشش گالوانیزه‌ی گرم تقریباً ۱۴ تقسیم بر ضخامت دیواره (میلی‌متر) درصد است، یعنی حدود ۳٫۶٪ برای دیواره‌ی ۳٫۹۱ میلی‌متری (عوامل قیمت لوله گالوانیزه). جزئیات گالوانیزه در راهنمای لوله گالوانیزه و تفاوت گرم و ورقی در گالوانیزه ورقی یا گرم آمده است.

خرید لوله‌ی سیاه

لوله‌های بدون درز آهن‌تودی، ایرانی و وارداتی، همه لوله‌ی سیاه‌اند، از ۱ اینچ رده ۴۰، ۲ اینچ رده ۴۰، ۴ اینچ رده ۴۰، ۲ اینچ رده ۸۰ تا سایزهای بزرگ‌تر. قیمت روز در قیمت لوله مانیسمان و لوله API است؛ گالوانیزه‌ی گرم و ورقی را هم بنا به سفارش تأمین می‌کنیم (لوله گالوانیزه). هنگام سفارش، روش ساخت (درزدار یا بدون درز)، استاندارد و رده را بنویسید؛ «سیاه» به‌تنهایی کالا را تعریف نمی‌کند.

سؤالات متداول

منابع

1. ASTM A53/A53M — Pipe, Steel, Black and Hot-Dipped, Zinc-Coated, Welded and Seamless، ASTM International
2. Mill Scale، IspatGuru
3. Performance and Inspection of HDG Exposed to Extreme Temperatures، American Galvanizers Association
4. Rust grades (ISO 8501-1)، Wärtsilä Encyclopedia of Marine and Energy Technology
5. مبحث هفدهم مقررات ملی ساختمان، ویرایش پنجم (۱۴۰۳)، دفتر مقررات ملی و کنترل ساختمان