فرآیند تولید لوله‌های انتقال سیالات از زمان شروع استفاده از منابع سوخت فسیلی مانند نفت و گاز تا به امروز دچار تحولات زیادی شده است. در دهه‌های اخیر، شاهد طراحی و تولید لوله‌های انتقال گاز و نفتِ مقاومت‌تر و بادوام‌تری هستیم. یکی از این لوله‌ها، لوله‌ api است که طبق استانداردهای موسسه نفت آمریکا (American Petroleum Institute) تولید می‌شود. در این مقاله از لوله آنلاین به توضیح کامل در مورد لوله فولادی api می‌پردازیم.

آشنایی با تاریخچه لوله های api

در دهه‌های اخیر، تغییرات زیادی در طراحی و ساخت لوله‌های انتقال سیالاتی همچون میعانات نفتی و گازی صورت گرفته است. این تغییرات به این دلیل بود که سیاست‌های اکثر دولت‌ها برپایه انتقال محصولات نفتی و گازی بین شهر‌ها شکل گرفت. این انتقال سیالات با سرعت بالایی باید صورت می‌گرفت که نیازمند افزایش فشار لوله‌ها بود. در بعضی مواقع، افزایش فشار لوله‌ها بین ۱۰ تا ۱۵ مگا پاسکال معال با۱۰۰ تا ۱۵۰ بار فشار است. این میزان فشار نیازمند لوله‌هایی بود که با ضخامت مناسب، بتواند فشار بالایی را تحمل کند. این نیازمندی باعث تولید لوله‌ api شد.

لوله api یک لوله فولادی است که جهت انتقال نفت، گاز و تقطیرهای نفتی استفاده می‌شود. کلمه api مخفف کلمه موسسه نفت آمریکا (American Petroleum Institute) است. این لوله‌ها طبق استانداردهایی که موسسه نفت آمریکا تعریف می‌کند، طراحی و ساخته می‌شوند. لوله‌ها و ورق‌های api به دلیل تحمل فشار بالا علاوه بر صنایع نفت و گاز در صنایع کشتی‌سازی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مطالعه بیشتر: آشنایی با کاربرد لوله گازی، انواع و مزایای آن

فولاد api چیست و چه ویژگی هایی دارد؟

منظور از فولاد api، فولاد کربن منگنز است. تفاوت آن در استفاده از عناصر میکروآلیاژی برای استحکام آن است؛ ضمن اینکه دارای مقاومت تسلیم بالایی است. دمای انتقال شکست نرم به شکست ترد پایین است. زیاد شدن طول نسبتا بالایی دارند. همچنین، در این فولاد چقرمگی بالا مطرح است. چقرمگی به معنای توانایی فولاد در جذب انرژی و تغییر خمیری قبل از شکست است در واقع به مقاومت فولاد هنگام قرارگیری در معرض تنش است.

تفاوت میان لوله گازی api و لوله های گازی معمولی در چیست؟

یک شرکت ممکن است لوله گازی api و لوله گازی معمولی با سایز و وزن یکسان تولید کند؛ اما نوع ورق هر کدام متفاوت باشد. علاوه بر این، نوع تستی که برای این دو لوله انجام می‌شود متفاوت است‌ و می‌دانیم تحمل فشار لوله‌های api بالاتر است. لوله‌های api که برای لوله‌کشی توکار و آتش‌نشانی مورد استفاده قرار می‌گیرند با نام api 5l طراحی و تولید می‌شوند. همچنین، لوله‌های گازی معمولی جهت لوله‌کشی روکار تولید می‌شوند و برای لوله‌کشی توکار و آتش‌نشانی مناسب نیستند.

مطالعه بیشتر: مقایسه لوله فولادی و لوله پلی اتیلن

مزایای استفاده از لوله های api چیست؟

لوله‌ api دارای مزیت‌هایی نسبت به دیگر لوله‌ها هستند که در ادامه آن‌ها را نام می‌بریم.

• مقاومت بسیار بالایی در برابر فشار، پوسیدگی و خوردگی دارند.
• به دلیل اینکه طول عمر آن‌ها بالاست در طولانی مدت، بسیار مقرون به صرفه هستند.
• هزینه نگهداری و تعمیرات پایینی دارند.
• این نوع لوله‌ها مقاومت بالایی نسبت به پیشرفت تَرَک در خطوط لوله دارند.
• دمای پایین انتقال شکست نرم به شکست ترد را دارند.
• قابلیت جوش‌پذیری آن‌ها بالاست.

دلیل استحکام لوله api چیست؟

api را از آلیاژ خاصی از فولاد می‌سازند. در این لوله‌ها نسبت مقدار کربن به فولاد، کمتر است و دارای منگنز و مقدار کمی از عناصر دیگر نیز هستند. وجود این ترکیبات باعث مقاومت و استحکام این لوله می‌شود. به بیان فنی‌تر، به دلیل حداقل تنش تسلیم (minimum yield strength)  بالایی که دارند، بسیار مستحکم و قوی هستند. این لوله‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که بتوانند در برابر ضربات سنگین، فشار و دماهای بالا مقاومت کنند.

کاربرد لوله فولاد api در صنایع مختلف

کاربرد های لوله های صنعتی شامل مواردی همچون انتقال آب، نفت و گاز و …. است. لوله‌های فولادی api نیز به منظور اهداف متنوع و پیاده‌سازی در صنایع و پروژه‌های مختلف طراحی و تولید می‌شوند. در ادامه به کاربردهای متفاوت از لوله‌های api اشاره می‌کنیم.

• استفاده در خطوط انتقال نفت و گاز
• انتقال آب در مصارف خانگی و صنعتی
• استفاده در صنایع کشتی‌سازی
• انتقال فاضلاب‌های صنعتی
• انتقال مواد شیمیایی در فشار بالا

انواع لوله های api کدام اند و روش تولید آنها چگونه است؟

لوله api  در دو دسته درزدار و بدون‌‌‌درز طراحی و تولید می‌شوند. به لوله‌های بدون‌درز لوله‌های مانیسمان می‌گویند که در ایران منظور از لوله‌های api نوع درزدار است.

لوله‌های بدون‌درز api

لوله‌های بدون درز یا مانیسمان به صورت یکپارچه و استوانه‌ای نورد می‌شوند. این لوله‌ها درز ندارند و روی آن‌ها فرآیند جوشکاری صورت نمی‌گیرد. این لوله‌ها به دلیل این که درزی ندارند، مزیت‌های بیشتری نسبت به لوله‌های درزدار دارند. این لوله‌ها به دو روش گرم و سرد تولید می‌شوند.

لوله‌های درزدار api

لوله‌های درزدار در فراین جوشکاری و با کمک اتصالات پیچ و مهره تولید می‌شوند و کاربرد آن‌ها در صنایع مختلف است.

لوله مانیسمان با لوله api چه تفاوتی دارد؟

همانطور که در بخش قبل گفته شد، به لوله‌های بدون‌درز، لوله‌های مانیسمان و درزدار را api می‌گویند. تفاوت این لوله‌ها به صورت زیر است:

• فرآیند تولید لوله مانیسمان با لوله‌های درزدار کاملا متفاوت است.
• استحکام لوله‌های مانیسمان از لوله‌های درزدار بیشتر است.
• لوله‌های مانیسمان ضخامت بیشتری نسبت به لوله‌های درزدار دارند.
• قیمت لوله‌های مانیسمان به دلیل ویژگی‌هایی که دارد، بالاتر از لوله‌های درزدار است.
• به طور کلی وزن لوله‌های مانیسمان از لوله‌های درزدار بیشتر است.
• جنس لوله‌های درزدار از ورق‌های فولادی و جنس لوله‌های مانیسمان از شمش فولادی است.
• لوله‌های مانیسمان تحمل فشار بالاتری را نسبت به لوله‌های درزدار دارند.
• لوله‌های مانیسمان در خطوط انتقال نفت و گاز و موتورخانه‌ها استفاده می‌شود در حالی که لوله‌های درزدار در ساخت و ساز و مصارف خانگی کاربرد دارد.

معرفی انواع سطوح لوله api

لوله‌ api گازی در دو سطح PSL1 و PSL2 طراحی و تولید می‌شوند. این دو نوع لوله از نظر ویژگی‌های مکانیکی، شیمیایی و غیره با هم تفاوت دارند. در ادامه به توضیح هر یک می‌پردازیم.

• لوله گازی سطح PSL1: این نوع لوله‌ها دارای ۰.۲۸ درصد کربن هستند که در ابعاد ۰.۴ تا ۸۰ اینچ تولید می‌شوند. این لوله‌ها با تمام روش‌های جوشکاری جوش داده می‌شوند.
• لوله گازی سطح PSL2: این نوع لوله‌ها دارای ۰.۲۴ درصد کربن هستند که در ابعاد ۴.۵ تا ۸۰ اینچ تولید می‌شوند. این لوله‌ها استحکام کششی و عملکرد بالایی دارند. همچنین، این لوله‌ها به وسیله جوشکاری پیوسته جوش داده نمی‌شوند.

تفاوت میان لوله PSL1 و PSL2 در چیست؟

لوله‌های PSL1 و PSL2 که دو سطح متفاوت از لوله api هستند، در خصوصیات شیمیایی، ویژگی‌های فیزیکی، نحوه ساخت، نحوه تعمیر، نوع جوشکاری و گواهینامه با هم تفاوت دارند. در ادامه به توضیح هر یک می‌پردازیم.

مطالعه بیشتر : مزایای استفاده از لوله جدار چاه مشبک

خصوصیات شیمیایی

میزان کربن در لوله بدون‌درز PSL1 برای گرید B و بالاتر ۰.۲۸ درصد است در حالی که ۰.۲۴ درصد برای تمام گریدهای PSL2 است. میزان کربن در لوله درزدار PSL1 برای گرید B و بالاتر ۰.۲۶ درصد است در حالی که ۰.۲۲ درصد برای تمام گریدهای PSL2 است. همچنین، میزان فسفر در لوله‌های PSL1 برای گرید B و بالاتر ۰.۰۳ درصد است. همین میزان فسفر برای تمام گریدهای PSL2 نیز است. تنها تفاوت در گریدهای پایین‌تر از A است. علاوه بر این، میزان ۰.۰۳ درصد سولفور در لوله‌های PSL1 وجود دارد در حالی که ۰.۰۲ درصد برای لوله‌های PSL2 است.

خصوصیات فیزیکی

برای لوله‌های PSL2 محدودیت برای ماکزیمم مقاومت تسلیم و استحکام کشش نهایی وجود دارد در حالی که برای لوله‌های PSL1 حداقل الزامات کافی است. همچنین، برای لوله‌های PSL2 چقرمگی شکست الزامی است در حالی که برای لوله‌های PSL1 الزامی نیست.

نحوه ساخت

لوله‌های PSL1 در انواع مختلف آستری، ساده و مارپیچی ساخته می‌شوند ولی لوله‌های PSL2 فقط در نوع ساده تولید می‌شوند. علاوه بر این، کوچکترین سایز لوله‌های PSL1 ۰.۰۴۰۵ اینچ است ولی کوچکترین سایز لوله PSL2  ۴.۵ اینچ است.

جوشکاری

برای لوله‌های PSL1 تمامی جوشکاری‌ها به جز جوشکاری پیوسته در گرید 25A مجاز است. برای لوله‌های درزدار PSL2 فط جوشکاری پیوسته و با لیزر مجاز است. علاوه بر این، برای جوشکاری الکترونیکی لوله‌های PSL2 ماکزیمم فرکانس  ۱۰۰ هرتز است در حالی که برای لوله‌های PSL1 محدودیتی وجود ندارد. همچنین، عملیات حرارتی جوشکاری الکترونیکی برای تمام گریدهای لوله‌های PSL2 لازم و ضروری است در حالی که برای لوله‌های PSL1 نیاز نیست.

تعمیرات

نمی‌توان در لوله‌های PSL2 تعمیرات جوشکاری انجام داد؛ در حالی که برای لوله‌های PSL1 این کار امکان‌پذیر است. همچنین در لوله‌های PSL2 اجازه تعمیرات و جوشکاری بدون فلز پرکننده داده نمی‌شود؛ ولی برای لوله‌های PSL1 مجاز است.

گواهینامه

دریافت گواهینامه برای لوله‌های PSL1 الزامی نیست؛ در حالی که صدور گواهینامه برای لوله‌های PSL2 الزامی است. به طور کلی، لوله‌های PSL1 استانداردهای کیفیت برای خدمات معمولی را دارند.علاوه بر این، لوله‌های PSL2 دارای کیفیت بالاتری نسبت به لوله‌های PSL1 هستند.

لوله های api در چه ابعادی تولید می شوند؟

همانطور که پیشتر اشاره کردیم، لوله api برای سیستم های حمل‌ونقل خط لوله در صنایع نفت و گاز طبیعی استفاده می‌شود، بنابراین ابعاد رایج این لوله‌ها به درجات مختلف و مواد شیمیایی مورد استفاده در تولید آنها بستگی دارد. اما به‌طور کلی در حال حاضر لوله های api با قطر خارجی ۰.۵، ۲، ۳، ۴، ۶، ۸، ۱۰، ۱۲، ۱۶، ۲۰، ۲۴ و ۴۰ اینچ تولید می‌شوند. هیچکدام از این ابعاد برتری خاصی نسبت به دیگری ندارند و تنها هدف و کاربرد مدنظر شما مشخص می‌کند که باید از چه ابعاد، قطر و سایزی استفاده کنید.

نحوه جوشکاری لوله های api به چه شکل است؟

جوشکاری لوله‌های api به سه شکل جوشکاری زیرپودری طولی یا LSAW (Longitudinally Submerged Arc Welding)، جوشکاری مقاومت الکتریکی یا ERW ( Electro Resistance Welding) و جوشکاری زیرپودری مارپیچ یا SSAW (Spirally Submerged Arc Welding) انجام می‌شود.

چگونه لوله های api را از لوله معمولی تشخیص دهیم؟

لوله‌های api را به سه روش می‌توان از لوله‌های معمولی تشخیص داد. در ادامه به توضیح هر یک می‌پردازیم.

• روش شناخت از روی برند تولید کننده لوله api: لوله‌های هر شرکت به روش مختلف و با رنگ متفاوتی تولید می‌شود که اطلاعات آن را با مراجعه به سایت کارخانه تولیدکننده می‌توانید بدست آورید. اگرچه متقلبین اقدام به چاپ برند شرکت‌های مختلف می‌کنند، اما باید آگاه باشید که چاپ کارخانه اصلی از ریتم و نظم نوشتاری خاصی برخوردار است.
• بررسی و آنالیزن وزن لوله: هر شرکتی که api تولید می‌کند، جدول مشخصات محصولات خود را نیز منتشر می‌کند. در این جداول اطلاعات سایز لوله، ضخامت، قطر خارجی، وزن یک متر لوله، وزن هر شاخه ۶ متری و تعداد شاخه‌ها در هر بند موجود است.
• ارتباط با بخش فنی کارخانه تولید لوله: تمامی شرکت‌های تولید کننده لوله api بخش فنی و خدمات پس از فروش را دارند. هرگاه به لوله‌ای مشکوک بودید، می‌توانید قسمتی از آن را بریده و برای اطمینان از اصل بودن، آن را به آزمایشگاه ببرید.

سخن آخر

جهت انتقال سیالاتی مانند نفت و گاز، نیازمند لوله‌هایی با تحمل فشار بالا هستیم. همچنین، این لوله‌ها باید طول عمر طولانی و مقاومت بالایی در برابر عوامل طبیعی داشته باشند. لوله api یکی از این دسته لوله‌ها است که کاربرد آن حتی فراتر از انتقال نفت و گاز است و مصارف خانگی و صنعتی را نیز شامل می‌شود. در این مطلب تمامی اطلاعات مهم و لازم درباره لوله های api را به شما ارائه کردیم. لوله آنلاین، ارائه دهنده انواع لوله مانند لوله فولادی api است. شما می‌توانید جهت خرید این نوع لوله با این شرکت تماس بگیرید.