در میان تنوع بالای لولههای فولادی، احتمالاً لوله api یکی از پرکاربردترین آنها است. گرچه این لوله به لوله گازی نیز شهرت دارد و صنعت نفت و گاز را بدون آن نمی‌توان تصور کرد، اما لوله‌کشی گاز، تنها کاربرد این لوله نیست. در این مقاله، با انواع کاربرد لوله api در صنعت آشنا خواهید شد و پس از آشنایی با انواع فولاد api و نکات فنی مربوط به آنها، در مورد جوشکاری فولادهای خط لوله نیز اطلاعات مفیدی را کسب می‌کنید:
لوله API چیست؟
همان‌طور که از نام آن می‌توانید حدس بزنید، لوله api نوعی لوله فولادی درزدار است که بر اساس استانداردهای انستیتوی نفت آمریکا یا همان American Petroleum Institute تولید میشود. مخفف نام این موسسه یعنی API، به عنوان نام این نوع لوله به کار می‌رود. این موسسه از قدیمی‌ترین مؤسسات تدوین‌کننده استاندارد برای مقاطع فولادی پرکاربرد در صنعت نفت و گاز است.
استانداردهای API در بسیاری از کشورها و از جمله ایران، برای تولید لولههای انتقال گاز، نفت و آب به کار می‌رود. لوله API از آلیاژ خاصی از فولاد ساخته میشود که میزان کربن آن نسبت به فولاد معمولی کمتر بوده و دارای منگنز و مقدار کمی از عناصر دیگر است. وجود این عناصر در ساختار لوله API موجب میشود که استحکام و مقاومت آن افزایش‌یافته و خواص مکانیکی آن نیز بهبود یابد. این موضوع، باعث شده که قیمت لوله گاز api بیشتر از قیمت انواع لوله معمولی باشد.
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.
البته کاربرد لوله API با لوله مانیسمان و سایر انواع لوله گاز متفاوت است. در ادامه، کاربرد این لوله را شرح می‌دهیم.
مهم‌ترین کاربرد لوله API چیست؟
استحکام بالای لوله API باعث شده تا جایگزین مناسبی برای لولههای مانیسمان رده پایین در خطوط طولانی نفت و گاز باشد و هزینههای 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
مشخصات فنی لوله api چیست؟
از آنجایی که لوله API ممکن است از آلیاژهای مختلفی ساخته شود، به همین دلیل ممکن است انواع مختلف آن خواص مکانیکی و شیمیایی متفاوتی داشته باشند. برای آشنایی با این خواص، بهتر است در ابتدا با استانداردهای مختلف در ساخت این لوله آشنا شویم:
استاندارد لوله API
لوله API هم به صورت درزدار و هم به صورت بدون درز یا مانیسمان تولید میشود. گاهی مقصود از لوله api، در حقیقت لوله API 5L است که این نوع لوله، به صورت اختصاصی برای خطوط انتقال گاز تولید میشود. به همین علت به لوله api یا api 5L، لوله گازی نیز می‌گویند. استاندارد لوله API 5L با استاندارد بین‌المللی ISO 3183 نیز مطابقت دارد که در این استاندارد، لوله API 5L در 2 کلاس PSL1 و PSL2 دسته‌بندی میشود.
تفاوت لوله PSL1 و PSL2
بر اساس استاندارد لوله api 5L، لولههای کلاس PSL1 و PSL2 از لحاظ خواص شیمیایی و مکانیکی با یکدیگر متفاوت هستند و همین موضوع، منجر به تفاوت در کاربرد آنها میشود. استاندارد ISO 3183 که به این مقاله پیوست شده، تفاوت ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی گریدهای لوله api را نشان می‌دهد و بر اساس آن می‌توانید تفاوت لوله PSL1 و PSL2 را بفهمید. فایل پی دی اف این استاندارد را از انتهای این مقاله دانلود کنید.
آگاهی از مشخصات فنی و تفاوت‌های انواع مختلف لوله، به شما کمک می‌کند تا برشکاری آنها را با دقت بیشتری انجام دهید.
با انواع سایز و ابعاد لوله api آشنا شوید
سایزبندی و ابعاد لولههای API کلاس SPL1 با لولههای API کلاس SPL2 کاملاً متفاوت است. بر اساس استاندارد ASME B36.10، سایز لولههای گازی کلاس SPL1 از 0.5 تا 80 اینچ متفاوت بوده و سایزبندی گریدهای مختلف لولههای کلاس SPL2 نیز بین 4.5 تا 80 اینچ متغیر است.
همچنین نوع انتهای لولههای SPL1 و SPL2، در متفاوت نمودن کاربرد آنها مؤثر است. لولههای SPL1 با انتهای تخت، روزه و پخ و لولههای SPL2 نیز تنها با انتهای تخت تولید می‌شوند.
وزن لوله api چقدر است؟
مشهورترین تولیدکنندگان لوله api در ایران، گروه صنعتی سپاهان و لوله و پروفیل سپنتا هستند که هر دوی آنها این لوله را در سایزهای 0.5 تا 4 اینچ عرضه می‌کنند. در جدول زیر، وزن سایزهای مختلف لوله گازی API تولیدشده توسط این 2 کارخانه، با یکدیگر مقایسه شده است:
|
سایز (اینچ)
|
کارخانه سپاهان
|
کارخانه سپنتا
|
|
ضخامت (میلی‌متر)
|
وزن (کیلوگرم)
|
ضخامت (میلی‌متر)
|
وزن (کیلوگرم)
|
|
1.2
|
2.7
|
7.5
|
2.5
|
7.5
|
|
3.4
|
2.8
|
9.5
|
2.5
|
10
|
|
1
|
3.2
|
14
|
3.4
|
14.7
|
|
1.4 1
|
3.5
|
20
|
3.5
|
20
|
|
1.2 1
|
3.6
|
24
|
3.5
|
22
|
|
2
|
3.9
|
32
|
3.5
|
30
|
|
1.2 2
|
4
|
41
|
3.8
|
40
|
|
3
|
4
|
50
|
3.8
|
47
|
|
4
|
4.4
|
71.5
|
4
|
65
|
برای آگاهی از وزن سایز سایزهای لوله، به مقاله جدول وزن و اشتال لوله مراجعه کنید.
7. جوشکاری لوله api چگونه انجام میشود؟
برای جوشکاری فولادهای خط لوله، معمولاً از 2 روش جوشکاری مقاومتی یا ERW و جوشکاری زیر پودری یا SRW استفاده میشود. برای جوشکاری لولههای گرید SPL1 از تمامی روش‌های جوشکاری استاندارد می‌توانید استفاده کنید، اما برای جوشکاری لولههای SPL2 استفاده از روش‌های جوشکاری پیوسته و لیزر ممنوع بوده و بایستی حداقل فرکانس دستگاه جوشکاری نیز روی 100 کیلوهرتز باشد. مهم‌ترین نکات در جوشکاری لوله API، پیش گرم کردن و رعایت اصول مربوط به روش‌های اتصال لوله فولادی است چرا که برخی از انواع فولاد api ممکن است پس از جوشکاری دچار ترک شوند.
لوله API یکی از پرکاربردترین انواع لوله است و از آنجایی که مواد حساسی را حمل می‌کند، دانستن نکات فنی مربوط به آن مثل کاربرد لوله api در صنعت، انواع فولاد api و اصول جوشکاری فولادهای خط لوله، ضروری به نظر می‌رسد. پیش‌نیاز این نکات، مطالعه راهنمای خرید لوله فولادی و اطلاع از قیمت آهن است.