لوله API چیست؟

لوله API یکی از مقاطع پرکاربرد فولادی است که در صنعت گاز کاربردهای بسیار زیادی دارد. API در نگاه کلی استاندارد انستیتو نفت امریکا و مخفف American Petroleum Institute است. این انستیتو در سال ۱۹۹۱ با هدف استاندارد گذاری در حوزه نفت و گاز تاسیس شد.

به عنوان قدیمی ترین سازمان در این زمینه، استانداردهای API در بسیاری از نقاط جهان از جمله ایران تا به امروز مورد استفاده قرار می گیرد. در یک قرن فعالیت این سازمان، API  بیش از ۷۰۰ استاندارد برای لوله ها و ورق‌های کاربردی در این صنعت به ثبت رساند. به همین علت استاندارد لوله API کماکان در صنایع نفت و گاز کشورهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فعالیت برون مرزی این سازمان از سال ۱۹۲۴ آغاز شد و پیش از آن، استاندارد API فقط در کشور امریکا و ایالت های مختلف این کشور استفاده می‌شد. شعار،  API عمر مفید و ایمنی بالای محصولات در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی است. از مهم‌ترین کاربرد لوله API ، می‌توان به استفاده از آن در انتقال نفت، گاز و حتی آب اشاره نمود.

مشخصات لوله API موجب شده است تا معمولا در صنعت نفت، گاز و پتروشیمی یک نیاز اصلی محسوب شود. در ادامه این مطلب سعی داریم تا درباره مشخصات و استانداردهای لوله API و کاربرد آن در صنایع مختلف، مطالبی را عنوان کنیم.

کاربرد لوله API در صنایع مختلف

فولاد به عنوان صنعتی‌ترین فلز دنیا در تمامی صنایع مادر و غیر مادر ردپایی از خود برجای گذاشته است. در صنعت نفت و گاز گریدهای آلیاژی مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سازه های فولادی، تجهیزات حفاری، تجهیزات نگه‌داری از جمله انواع مخازن، تجهیزات خطوط انتقال از جمله انواع لوله های فولادی، تجهیزات عملیاتی مثل بویلرها، برج‌های تقطیر و … همه و همه در حیطه کاری فلز پرکاربرد فولاد قرار می‌گیرند .لوله های فولادی همواره از اهمیت بالایی در این صنعت برخوردار بوده‌اند. کاربرد لوله API یا لوله گازی به عنوان شاخص‌ترین انواع لوله در صنعت نفت و گاز نیز بر کسی پوشیده نیست.

انواع کاربرد لوله API عبارتند از:

• خطوط انتقال نفت و گاز
• انتقال آب در مصارف خانگی و صنعتی
• صنعت کشتی سازی
• انتقال فاضلاب‌های صنعتی
• انتقال مواد شیمیایی در فشار بالا

لوله API در لوله کشی پتروشیمی

استاندارد لوله API 5L

لوله گازی API هم به صورت درزدار و هم بدون درز( مانیسمان)، تولید می‌شود. فصل 5L این استاندارد به طور اختصاصی برای استانداردگذاری انواع لوله‌های انتقال خطوط گازی تدوین شده است. به همین علت به لوله API لوله گازی یا لوله گاز کشی هم اطلاق می شود.

به طور کلی می توان گفت لوله API نشان دهنده استاندارد لوله API 5L است. این محصولات در گریدهای آلیاژی مختلفی تولید می شوند اما همه آنها در دو خانواده کلی با نام PSL1 و PSL2 قرار می گیرند. بنابراین دو محصول که با نام های لوله API یا لوله گازی شناخته می شوند دو مورد زیر هستند:

• API 5L PSL1
• API 5L PSL2

خواص و کاربرد لوله API در این دو نوع، متفاوت است. پیش از مقایسه این دو سطح محصول، به لزوم سطح بندی PSL در این محصولات می پردازیم . برای مشاهده قیمت لوله مانیسمان کلیک کنید.

استاندارد لوله API 5L PSL چیست ؟

کاربرد لوله API  در انتقال گاز، بیشترین محل مصرف این محصول، از دو استاندارد API 5L PSL1 و API 5L PSL2 تولید می‌شود. PSL مخفف Product Speciation Levels به معنای سطح خواص محصول و درواقع نماینده مشخصات لوله API است. این لوله ها در محیط های مختلف کاری اعم از خورنده و غیر خورنده مورد استفاده قرار می‌گیرند.

اگر لوله ها در محیطی خورنده به کار گرفته شوند، لازم است تا از ماده ای استفاده شود که عمر کاری منطقی به پروژه ببخشد. اگر لوله در شرایط فشار بالا به کار گرفته شود، لازم است تا درز اتصال آنها در برابر این شرایط مقاومت کند. در مقابل برای یک شرایط کاری معمولی و بدون چالش خاص، لوله های معمولی تر انتخاب کاملا مناسبی خواهند بود. باتوجه به همین دلایل است که از دو سطح محصول استفاده می‌شود. با این سبک سطح بندی، همواره خواص مورد نیاز در اقتصادی ترین حالت مرتفع می شوند.

احداث یک خط لوله با استاندارد API را در ویدئوی زیر مشاهده می‌کنید:

مشخصات لوله API

مشخصات لوله API شامل ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، مشخصات جوشکاری، عملیات حرارتی و … با توجه به روش و نوع استاندارد تولید، متفاوت است. در ادامه به برخی از مشخصات لوله API  و تفاوت آن‌ها در دو سطح PSL1 و PSL2 ، پرداخته خواهد شد.

ترکیب شیمیایی  لوله API

از آنجایی که ترکیب شیمیایی تعیین کننده خواص مکانیکی ماده است، ابتدا مشخصات لوله API در دو سطح را از لحاظ ترکیب شیمیایی بررسی می‌کنیم. در زیر، جدول استاندارد لوله فولادی API در گریدهای مختلف نشان داده شده است:

ترکیب شیمیایی گریدهای آلیاژی PSL1

ترکیب شیمیایی گریدهای آلیاژی PSL2

وقتی استاندارد لوله گازی از PSL1 به PSL2 تغییر می‌کند مقدار سه عنصر، تغییر چشمگیری می‌کند:

• کربن:

در سطح PSL1 تمام محصولات درز جوش هستند و ماکزیمم مقدار کربن ۰.۲۶ درصد است. این در حالی است که برای تمامی گریدهای آلیاژی PSL2 این مقدار بیشتر از ۰.۲۲ نمی‌شود.

• فسفر:

برای سطح PSL1 حداکثر میزان فسفر ۰.۰۳ درصد است. این مقدار برای تمامی گریدهای سطح PSL2 حداکثر ۰.۰۲۵ درصد است.

• گوگرد:

این عنصر در سطح محصول PSL1 حداکثر ۰.۰۳ درصد وجود دارد و برای PSL2 حداکثر مقدار ۰.۰۱۵ درصد است.

خواص مکانیکی لوله API

برای سطح محصول PSL2 یک محدودیت حداکثری برای تنش تسلیم و تنش شکست ماده وجود دارد. در حالی که برای سطح محصول PSL1 یک مقدار حداقلی ارضا شود، کافی است.

همچنین چقرمگی شکست ماده در حالت سطح PSL2 فاکتور مهمی است در حالی که این موضوع برای PSL1 بررسی نمی‌شود. همین خواص، موجب شده تا کاربرد و قیمت لوله گاز API در دو سطح ۱ و ۲ متفاوت باشد.

در زیر، جدول استاندارد لوله فولادی API ، براساس گریدهای فولادی مختلف و خواص مکانیکی مربوط به هرکدام در این دو سطح را مشاهده می کنید:

خواص مکانیکی گریدهای آلیاژی PSL1

خواص مکانیکی گریدهای آلیاژی PSL2

سایز لوله API

اولین فاکتوری که در تولید محصول با استاندارد لوله API وجود دارد سایز لوله است. در سطح تولیدی PSL1 سایز محصول در بازه ۰.۴ تا ۸۰ اینچ قرار دارد و برای سطح PSL2 محصولات بین ۴.۵ تا ۸۰ اینچ تولید می شوند.

کونیک ابتدا و انتهای لوله

دومین نکته در خصوص کونیک ابتدا و انتهای لوله ها است. برای PSL1 محصول در اشکال مختلف کونیک تولید می‌شوند. اما برای PSL2 در صورت عدم سفارش این اتفاق نمی افتد. برای آشنایی با کونیک زنی فولاد روی لینک مشخص شده کلیک کنید و تصاویر را ببینید.

جوشکاری لوله API

از دیگر پارامترهای مهم تولید که در استاندارد لوله گازی گنجانده شده است روش جوشکاری است. برای محصولات PSL1  تمامی روش‌ های جوشکاری استاندارد، قابل قبول است. همچنین برای محصول PSL2 به غیر از جوشکاری پیوسته و لیزر تمامی روش ها مورد قبول است. برای جوشکاری الکتریکی محصولات PSL2 حداقل فرکانس دستگاه باید ۱۰۰ کیلو هرتز باشد در حالی که چنین محدودیتی برای PSL1 وجود ندارد.

عملیات حرارتی لوله API

همچنین عملیات حرارتی برای تمامی گریدهای PSL2 الزامی است در حالی که برای PSL1 فقط برای گریدهای بالاتر از X42 الزامی است.

با توجه به مواردی که عنوان شد، باید گفت که مشخصات لوله API ، با توجه به روش تولید، متفاوت است.

تفاوت مشخصات لوله API در دو استاندارد API 5L PSL1 و API 5L PSL2

علاوه بر مواردی که در بالا توضیح داده شد، لوله API در دو سطح ۱ و ۲، تفاوت‌های دیگری نیز دارد که در ادامه بیان خواهد شد.

بازرسی و تعمیر نقص

با توجه به اینکه محصولات در استاندارد لوله API هم به صورت درزدار و هم بدون درز تولید می شوند، انجام تست های غیر مخرب الزامی است.

بیشتر بدانید: تفاوت لوله درزدار و بدون درز

در صورت وجود هرگونه نقص در بدنه یا درز جوش لوله ها با سطح تولید PSL2 ، تعمیر نقص مجاز نیست. اما طبق استاندارد لوله گازی این امکان برای محصولات در سطح PSL1 وجود دارد. برای تعمیر نقص های احتمالی در لوله های PSL1 معمولا از فلز فیلر برای رفع آن و البته با اجازه مشتری استفاده می شود.

گواهینامه و قابلیت پیگیری مشخصات لوله API

برای تعیین مشخصات لوله API در سطح PSL1 ، ارائه گواهینامه معتبر با محصول اجباری نیست و خروج محصول از کارخانه به منزله ی دارا بودن کیفیت لازم است. اما همین موضوع برای محصولات PSL2 اجباری بوده و مشخصات لوله API باید با گواهینامه معتبر و قابل پیگیری ارائه شود.

به طور خلاصه لوله های PSL1 جهت استفاده در کاربردهای معمول استاندارد هستند و برای کاربردهای خاص از استانداردهای بالاتر یعنی محصولات PSL2 باید استفاده شود. کاربرد لوله API در سطح  PSL2 معمولا در شرایط کاری خورنده و فشار بالا است و به همین دلیل پاس کردن تست‌هایی مثل تست‌های شیمیایی خوردگی و تست ضربه برای آنها الزامی می باشد.

سخن پایانی

در این مطلب، تمامی مشخصات لوله API از جمله تفاوت گریدهای مختلف این نوع لوله در ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی  و جدول استاندارد لوله فولادی API مرور شد و در رابطه با کاربرد لوله API باید گفت که یکی از مهمترین محصولات فولادی است که کاربرد گسترده‌ای به عنوان لوله گاز دارد.

چنانچه قصد خرید لوله گاز API در سایزهای مختلف را دارید و یا استعلام قیمت روز لوله، با شماره ۴۵۳۰۶-۰۲۱ تماس گرفته تا از راهنمایی پیش از خرید مشاوران و متخصصان آیرومارت، بهره‌مند شوید. بدین ترتیب محصول مورد نظرتان را در بهترین کیفیت و قیمت، تهیه نمایید.