علاوه بر لوله های پیش ساخته متداول ساخته شده از مواد فلزی سنتی مانند فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ و فولاد آلیاژی،پیش ساخته خط لوله مواد ویژههمچنین موقعیت مهمی را اشغال می کند. این مواد ویژه عموماً شامل آلیاژهای تیتانیوم، آلیاژهای نیکل، آلیاژهای زیرکونیوم و آلیاژهای کروم-مولیبدن هستند. آنها خواص فیزیکی و شیمیایی منحصر به فردی دارند و برای محیط های شدید و اهداف خاص مناسب هستند.
1. لوله آلیاژ تیتانیوم
آلیاژهای تیتانیوم به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی و نسبت استحکام به وزن بالا به طور گسترده در صنایع هوافضا، مهندسی دریایی و صنایع شیمیایی استفاده می شوند.
کاربرد:
هوافضا: سیستم های هیدرولیک، خطوط سوخت هواپیما و فضاپیماها. وزن سبک و استحکام بالای آلیاژ تیتانیوم آن را به یک ماده ایده آل برای تجهیزات هوانوردی تبدیل کرده است.
مهندسی دریایی: مانند تجهیزات نمک زدایی، خطوط لوله زیردریایی و سکوهای دریایی. آلیاژ تیتانیوم مقاومت بسیار بالایی در برابر خوردگی در محیط آب دریا نشان می دهد و ماده انتخابی برای مهندسی دریایی است.
صنایع شیمیایی: خطوط لوله ای که برای انتقال محیط های بسیار خورنده مانند اسید سولفوریک، اسید کلریدریک و غیره استفاده می شوند. آلیاژهای تیتانیوم مقاومت بسیار خوبی در برابر انواع محیط های شیمیایی دارند.
مزیت - فایده - سود - منفعت:
مقاومت در برابر خوردگی: تحمل بسیار بالایی در برابر آب دریا، اسید، قلیایی و سایر رسانه ها دارد و می تواند برای مدت طولانی در محیط های خورنده استفاده شود.
نسبت مقاومت به وزن بالا: با حفظ استحکام بالا، سبک وزن است که به کاهش بار سازه کمک می کند.
مقاومت در برابر دمای بالا: خواص مکانیکی خوبی را در محیط های با دمای بالا حفظ می کند و به راحتی تغییر شکل نمی دهد.
زیست سازگاری: غیر سمی و بی ضرر برای موجودات زنده، مناسب برای رشته پزشکی.
کمبود:
هزینه بالا: هزینه های تولید و فرآوری بالا است که کاربرد آن در مقیاس بزرگ را محدود می کند.
دشواری در پردازش: الزامات بالا در تجهیزات و فن آوری پردازش، جوشکاری پیچیده و فرآیندهای شکل دهی.
2. لوله های آلیاژ نیکل
آلیاژهای نیکل به دلیل پایداری در دماهای بالا، فشارهای بالا و محیط های بسیار خورنده به طور گسترده در صنایع شیمیایی، انرژی و هوانوردی استفاده می شوند.
کاربرد:
صنایع شیمیایی: مانند تجهیزات و خطوط لوله تولید اسید و قلیایی، به ویژه در محیط های خورنده تحت دما و فشار بالا. لوله های آلیاژ نیکل می توانند به طور موثر در برابر خوردگی ناشی از مواد شیمیایی مقاومت کنند.
انرژی: مانند سیستم های خنک کننده راکتورهای هسته ای، توربین های گاز و مبدل های حرارتی. آلیاژهای نیکل به دلیل خواص دمایی بالا و مقاومت در برابر اکسیداسیون به طور گسترده در صنعت انرژی مورد استفاده قرار می گیرند.
هوانوردی: در اجزای اصلی موتور هواپیما استفاده می شود. استحکام بالا و مقاومت در برابر دمای بالا آلیاژهای نیکل آنها را به مواد ایده آل برای موتورهای هوافضا تبدیل می کند.
مزیت - فایده - سود - منفعت:
مقاومت در برابر دمای بالا: استحکام و پایداری را در محیط های با دمای بسیار بالا حفظ می کند و مستعد خزش نیست.
مقاومت در برابر خوردگی: مقاومت عالی در برابر انواع محیط های خورنده مانند کلر، اسید سولفوریک، اسید فسفریک و غیره.
آنتی اکسیداسیون: توانایی آنتی اکسیدانی عالی در محیط های اکسید کننده با دمای بالا.
استحکام بالا: هنوز هم می تواند استحکام بالایی را در شرایط دمای بالا و فشار بالا حفظ کند.
کمبود:
گران بودن: به دلیل کمیاب بودن و سختی فرآوری نیکل، هزینه آن بالاست.
پردازش پیچیده: تکنولوژی و تجهیزات پردازش خاصی مورد نیاز است و سخت شدن کار و ترک خوردن مستعد رخ دادن است.
3. لوله آلیاژ زیرکونیوم
آلیاژ زیرکونیوم دارای مقاومت در برابر خوردگی و زیست سازگاری بسیار بالایی است و عمدتاً در صنعت هسته ای و زمینه های پزشکی استفاده می شود.
کاربرد:
صنایع هسته ای: مانند پوشش مواد و سیستم های لوله کشی راکتورهای هسته ای به دلیل سطح مقطع جذب پایین برای نوترون ها. آلیاژ زیرکونیوم می تواند به طور موثری جذب نوترون ها را کاهش دهد و مصرف سوخت را در راکتورهای هسته ای بهبود بخشد.
وسایل پزشکی: مانند ایمپلنت های جراحی و ابزار دندانپزشکی به دلیل زیست سازگاری عالی. آلیاژ زیرکونیوم غیر سمی و برای بدن انسان بی ضرر است و برای انواع ایمپلنت های پزشکی مناسب است.
مزیت - فایده - سود - منفعت:
مقاومت در برابر خوردگی: عملکرد عالی در محیط های بسیار خورنده مانند اسیدها و قلیاها.
سطح مقطع جذب نوترون کم: کاهش جذب نوترون در راکتورهای هسته ای و بهبود مصرف سوخت.
زیست سازگاری: غیر سمی و بی ضرر برای بدن انسان، مناسب برای ایمپلنت های پزشکی.
استحکام بالا: خواص مکانیکی خوبی دارد و می تواند فشار بیشتری را تحمل کند.
کمبود:
هزینه بالا: هزینه های استخراج و فرآوری زیرکونیوم بالا است که دامنه کاربرد آن را محدود می کند.
دشواری پردازش: تکنولوژی و تجهیزات پردازش خاصی مورد نیاز است و مستعد اکسید شدن و شکنندگی است.
4. لوله آلیاژ کروم-مولیبدن
آلیاژهای کروم-مولیبدن (مانند فولاد P91 و P92) به دلیل استحکام عالی در دمای بالا و مقاومت در برابر خوردگی به طور گسترده در صنایع برق و پتروشیمی مورد استفاده قرار می گیرند.
کاربرد:
صنعت برق: مانند دیگ های حرارتی و فشار بالا و لوله های سوپرهیتر. آلیاژ کروم-مولیبدن می تواند در محیط های با دمای بالا و فشار بالا برای مدت طولانی کار کند.
صنایع پتروشیمی: مانند خطوط لوله با دمای بالا و فشار بالا در پالایشگاه ها و کارخانه های شیمیایی. لوله های آلیاژ کروم-مولیبدن می توانند به طور موثر در برابر مواد خورنده مانند سولفید و هیدروژن مقاومت کنند.
مزیت - فایده - سود - منفعت:
مقاومت در برابر دمای بالا: استحکام و پایداری خوب در محیط های با دمای بالا.
مقاومت در برابر خوردگی: مقاومت به خوردگی خوبی در برابر سولفید، هیدروژن و غیره دارد.
استحکام بالا: هنوز هم می تواند استحکام و چقرمگی بالا را در شرایط دمای بالا و فشار بالا حفظ کند.
جوش پذیری خوب: مناسب برای فرآیندهای مختلف جوشکاری است و عملکرد جوش خوبی دارد.
کمبود:
عملیات حرارتی پیچیده: برای به دست آوردن عملکرد مطلوب، یک فرآیند عملیات حرارتی دقیق مورد نیاز است.
هزینه بالاتر: از آنجایی که حاوی عناصر آلیاژی متنوعی است، هزینه آن بیشتر است.