همانطور که می دانیم فولاد خط لوله معمولاً به صورت جوشکاری شده یا لوله بدون درز و در محدوده اندازه بین ۳ میلی متر (۰.۱۲۵ اینچ) قطر اسمی تا ۱.۴۲ متر (۵۶ اینچ) قطر خارجی واقعی ساخته می گردد و اساساً جهت انتقال نفت و گاز به کار می رود. لوله انتقال تحت استاندارد API با مشخصات ۵L و CSA ساخته شده و بر اساس حداقل استحکام تسلیم (برحسب ksi) نام گذاری می شود.
لوله API چيست؟
لوله API يكي ازمقاطع پر كاربرد فولادي است كه در صنعت گاز كاربردهاي بسيار زيادي دارد. API در نگاه كلي استاندارد انستيتو نفت آمريكا و مخفف (American petroleum institute) است. اين انستيتو در سال 1991 با هدف استاندارد گذاري در حوزه نفت و گاز تاسيس شد.
به عنوان قديمي ترين سازمان در اين زمينه ، استانداردهاي API در بسياري از نقاط جهان از جمله ايران تا به امروز مورد استفاده قرار مي گيرد.در يك قرن فعاليت اين سازمان ، API بيش از 700 استاندارد براي لوله ها و ورق هاي كاربردي در اين صنعت به ثبت رساند . به همين علت استاندارد لوله API كماكان در صنايع نفت و گاز كشورهاي مختلف مورد استفاده قرار مي گيرد.
فعاليت برون مرزي اين سازمان از سال 1924 آغاز شد و بيش از آن ، استاندارد API فقط در كشور آمريكا و ايالت هاي مختلف اين كشور استفاده مي شد.شعار API عمر مفيد و ايمني بالاي محصولات در صنايع نفت،گاز و پتروشيمي است.از مهمت تري كاربرد لوله هاي API مي توان به استفاده از آن در انتقال نفت،گاز وحتي آب اشاره نمود.
انواع لوله های API
اگر می خواهید با انواع API آشنا شوید باید بگوییم که در کل این لوله های گازی به دو شکل ساخته می شوند :
لوله های بدون درز : به این نوع لوله ها،, لوله های مانسیمان هم گفته می شود. بر روی این نوع لوله های گازی جوشکاری انجام نشده است و به همین دلیل هم فاقد درز مربوط به اتصالات هستند. لوله های مانسیمان به دلیل اینکه هیچ درزی روی سطح آنها وجود ندارد دارای مزیت های بیشتری نسبت به لوله های گازی درز دار هستند.
لوله های درز دار : این نوع لوله های API که از طریق فرآیند جوشکاری و با استفاده از اتصالات فولادی مانند پیچ و مهره ساخته می شوند
روش و نحوه تولید لوله api چگونه است؟
از آنجایی که لوله API نوعی لوله درزدار است، برای تولید آن از روشی مشابه با روش تولید سایر لوله‌های درزدار استفاده می‌کنند، یعنی ابتدا ورق سیاه را به صورت نوارهایی با عرض معین می‌برند و سپس با استفاده از دستگاه رول فرمینگ، لبه‌های آنها را به یکدیگر نزدیک کرده و در انتها این لبه‌ها را جوش می‌دهند.
تفاوت عمده روش تولید لوله گازی api با سایر لوله‌های درزدار، آلیاژ ورق مورداستفاده در ساخت آن و ضخامت بالایی است که موجب می‌شود تا شباهت زیادی به لوله مانیسمان رده 40 پیدا کند.
عمده‌ترین تفاوت لوله api و مانیسمان
موارد زیر، از مهم‌ترین تفاوت‌های لوله‌ی مانیسمان و لوله‌ی api هستند:
نحوه‌ی ساخت: لوله‌ی مانیسمان و api از نظر نوع ساخت با هم متفاوت هستند. در فرآیند ساخت لوله‌ی مانیسمان، هیچ گونه درز جوشی وجود ندارد، این در حالی است که در فرآیند ساخت لوله‌های درزدار api، ساخت این محصول در راستای خط طول جوشکاری است.
- میزان استحکام: لوله‌های مانیسمان، استحکام بیشتری دارند.
- ضخامت: ضخامت لوله‌های مانیسمان، بیشتر از لوله‌های api است.
- کاربرد و نوع مصرف: لوله‌ی مانیسمان به این دلیل که ضخامت بالایی دارند و می‌توانند فشار بالایی را تحمل کنند، برای موتورخانه‌ها و انتقال نفت و گاز استفاده می‌شود؛ اما لوله‌ی api، ضخامت کمتری دارد و برای مصارف خانگی و ساخت‌وسازها مناسب است.
- قیمت: قیمت لوله‌ی مانیسمان از لوله‌های api بالاتر است.
- وزن: لوله‌های مانیسمان نسبت به لوله‌های api، وزن بالاتری دارند؛ چرا که لوله‌های مانیسمان از شمش فولادی ساخته می‌شوند؛ اما عنصر سازنده‌ی لوله‌ی api، ورق‌های فولادی است.
عملیات حرارتی لوله api
عملکرد مواد فولادی عمدتا به خواص مکانیکی، خواص فیزیکی و عملکرد فرآیند اشاره دارد. عملیات حرارتی ساختار متالورژی و عملکرد متفاوتی را برای لوله های فولادی به ارمغان می آورد. بنابراین می تواند در کاربردهای مختلف صنعتی یا نفت و گاز، کارایی لوله های api را بهبود بخشد.
فرآیندهای عملیات حرارتی برای لوله های فولادی که لوله های api هم شامل آنها می شود، شامل نرماله کردن، عملیات آنیل، عملیات تمپر، عملیات کوئنچ و سایر مراحل است.
نرماله کردن
در این فرآیند، لوله های api تا دمای بحرانی گرم شده و سپس در هوا خنک سازی می شوند. از طریق نرماله کردن، تنش های داخلی آزاد شده و به حداقل می رسند و همچنین شکل پذیری و چقرمگی نیز جهت فرآیند کارسرد بهبود داده می شوند. عملیات نرماله کردن معمولا برای لوله های کربنی و لوله های کم کربن به کار برده می شود. از طریق این عملیات، دستیابی به ریزساختارهای پرلیتی، بینیتی و مارتنزیتی ممکن می شود که درنتیجه، سختی و استحکام بیشتری را برای لوله های api به ارمغان می آورد.
عملیات آنیلینگ
در این فرآیند، لوله ها تا بالای دمای بحرانی حرارت دهی شده تا ساختار آستنیت ایجاد شود. سپس در کوره به آرامی خنک شده تا ساختار های فریت یا پرلیت به دست آیند. عملیات آنیل منجر به از بین رفتن عیوب شده و ترکیب شیمیایی و ساختار دانه های ریز را یکنواخت می کند. این عملیات معمولا بر روی لوله های کربن بالا و کم آلیاژ و یا لوله های آلیاژی اعمال می شود تا سختی و استحکام بالای آنها را کاهش دهد و جهت شکل دهی و جوش کاری مناسب شوند و به راحتی نیز ماشینکاری شوند.
عملیات کوئنچینگ
شامل حرارت دهی لوله های api تا بالای دمای بحرانی و سپس سرد سازی سریع می باشد که منجر به ایجاد استحکام و سختی بسیار بالایی می شود.
عملیات تمپرینگ
حرارت دادن لوله های فولادی تا دمای دقیقا زیر نقطه بحرانی و سپس سرد سازی در محیط هایی نظیر هوا یا خلاء. هدف از عملیات تمپر، افزایش چقرمگی لوله های فولادی و آلیاژی است. این نوع لوله قبل از تمپر بسیار سخت است اما برای بیشتر کاربردها شکننده است.
پس از این فرآیند می توان پلاستیسیته را در این نوع لوله ها بهبود بخشید، تنش های باقی مانده را کاهش داده یا از بین برد و ابعاد لوله فولادی را تثبیت کرد و به طور کلی، تمپرینگ خواص مکانیکی جامع خوبی را به ارمغان می آورد که در حین سرویس تغییر نمی کند.
مهم‌ترین کاربرد لوله API چیست؟
استحکام بالای API باعث شده تا جایگزین مناسبی برای لوله‌های مانیسمان رده پایین در خطوط طولانی نفت و گاز باشد و هزینه های پروژه را کاهش دهد. سایر کاربردهای این لوله را در ادامه می‌خوانید :
- صنایع نفت، گاز و پتروشیمی در دما و فشار کاری پایین
• انتقال آب در صنعت و منازل
• صنایع ساخت کشتی
• لوله‌کشی فاضلاب صنعتی
• انتقال مواد شیمیایی دارای فشار بالا
• عایق سازی کابل‌های برق فشارقوی
• سیستم‌های گاز ترش
جمع بندی
به دلیل خواص بی شمار لوله گاز API استفاده از این محصولات در صنعت نفت و گاز اهمیت زیادی یافته است از این رو اطلاع از مشخصات آن ها بسیار ضروری به نظر می رسد. در این مقاله تمامی مشخصات این لوله ها و استاندارد API خدمت شما ارائه شده است.
با مطالعه این مقاله با انواع API آشنا شدید و اطلاعات لازم را در رابطه با ویژگی، کاربرد و مزیت های مختلف این لوله ها کسب کردید.
