لوله فولادی API چیست و چه کاربردهایی دارد؟

لوله‌های فولادی علی‌رغم ظاهر ساده‌ی خود، نقشی کلیدی در صنایع مختلف ایفا می‌کنند. اما وقتی صحبت از حوزه‌های حساسی مانند نفت و گاز می‌شود، اهمیت تخصصی لوله دوچندان می‌گردد؛ چرا که کوچک‌ترین خطا می‌تواند منجر به فاجعه‌های مالی و زیست‌محیطی فراوان شود. بنابراین انتخاب متریال مناسب برای انتقال این نوع سیالات اهمیت استراتژیک دارد. در این میان، نام یک محصول بیش از سایرین به گوش می‌رسد: لوله فولادی API. شاید در نگاه اول، این لوله‌ها صرفا قطعاتی فلزی برای جابجایی نفت و گاز به نظر برسند، اما حقیقت این است که پشت این حروف اختصاری، مجموعه‌ای از دقیق‌ترین استانداردها و مشخصات فنی نهفته است که ضامن ایمنی، دوام و عملکرد بی‌نقص خطوط لوله در سخت‌ترین شرایط عملیاتی هستند.

لوله api چیست؟

لوله api یا هر لوله‌ای که با نشان API عرضه می‌شود، محصولی است که برای تحمل فشار بالا، مقاومت در برابر خوردگی و اطمینان از ایمنی طولانی‌مدت در خطوط انتقال انرژی حیاتی، آزمایش شده و مورد تایید موسسه‌ی API است.

موسسه نفت آمریکا با نام کامل American Petroleum Institute معتبرترین تدوین‌کننده استانداردها در سطح جهان برای صنایع نفت، گاز و پتروشیمی محسوب می‌شود. لوله API در واقع لوله‌ای نیست که مستقیما توسط این موسسه تولید شده باشد؛ بلکه به محصولاتی اطلاق می‌شود که مطابق با مشخصات فنی سخت‌گیرانه‌‌ی این نهاد ساخته می‌شوند.

جنس لوله API از چیست؟

جنس لوله API از فولاد است که در آن درصد ترکیب عناصر به دقت کنترل شده است. به عنوان مثال، از آن‌جایی که در خطوط انتقال نفت و گاز، جوشکاری از اهمیت بالایی برخوردار است، لازم است میزان کربن در این لوله‌ها کمتر از 0.3 درصد نگه داشته شود تا هم از شکنندگی فولاد کاسته شود و هم قابلیت جوش پذیری داشته باشد. جنس اصلی تشکیل‌دهنده لوله API در استاندارد محوری API Spec 5L، نوعی فولاد کربنی-منگنزی است که دارای استحکام و چقرمگی لازم برای انجام ماموریت خود باشد. با این تفاسیر مشخص است که قیمت این محصول با قیمت لوله داربست دست دوم قابل قیاس نباشد.

ورق API چیست؟‌

ورق API یک نوع ورق فولادی خاص است که مطابق با استانداردها و معیارهای سازمان API آمریکا تولید می‌شود. این ورق‌ها عمدتا دارای استحکام و مقاومت بالایی در برابر فشار و خوردگی هستند و به عنوان ماده اولیه اصلی برای ساخت لوله‌های انتقال نفت، گاز، پتروشیمی و مخازن تحت فشار در گریدهای مختلف به کار می‌روند. گریدهای مختلف ورق API معمولا به صورت X42 ، X52 و غیره مشخص می‌شوند.

ورق‌های API با فرایند نورد گرم تولید می‌شوند اما وجه تمایز آن‌ها این است که در ذوب اولیه خود فرایند تصفیه عناصر را طی می‌کنند تا ناخالصی‌ها از فولاد جدا شده و ترکیب شیمیایی مطلوب به دست آید. در ساخت این ورق‌ها میزان کربن بسیار کم است تا امکان جوشکاری به خوبی فراهم باشد؛ در عوض مقدار منگنز در ترکیب این ورق بالا می‌رود تا استحکام افزایش یابد. ورق API پس از پشت سر گذاشتن فرایند نورد گرم وارد فاز ترمومکانیکی می‌شوند تا ساختار دانه‌ها برای دستیابی به چقرمگی و استحکام مطلوب، بهبود یابد.

مشخصات فنی لوله ای پی آی

مشخصات فنی لوله API بر اساس معیارهایی نظیر گرید مقاومتی، ترکیب شیمیایی دقیق، روش تولید، ابعاد و مشخصات کیفی محصول اهمیت دارند. این لوله‌ها باید بتوانند تنش تسلیم و استحکام کششی مشخصی را تحمل کنند و ترکیب آلیاژی آن‌ها برای دستیابی به جوش پذیری بالا و مقاومت در برابر شکنندگی در شرایط سخت محیطی به شدت کنترل شود. استاندارد API 5L ابعاد خارجی و ضخامت دیواره را با جزئیات کامل مشخص می‌کند تا عملکرد ایمن خطوط لوله در فشار بالا تضمین شود.

روش تولید

لوله API که برای خطوط انتقال نفت و گاز استفاده می‌شود، به دو روش اصلی تولید می‌گردد: بدون درز و درز دار. لوله API بدون درز با انجام عملیات بر روی شمش‌های فولادی ساخته شده و فاقد هرگونه جوشکاری است؛ این دسته از لوله‌ها برای تحمل فشارهای بالا کاربرد دارد. نوع درزدار لوله API از طریق جوش دادن ورق‌های فولادی تولید می‌شود و محصولی مقرون به صرفه برای خطوط انتقال عمومی‌تر به حساب می‌آید.

ابعاد لوله های API

ابعاد لوله‌های API تحت استاندارد API 5L در محدوده وسیعی تعریف می‌شود؛ قطر خارجی این لوله‌ها از حدود 1/2 اینچ که معادل 21.3 میلی‌متر است، آغاز شده و تا 48 اینچ یا حتی تا 80 اینچ برای پروژه‌های عظیم خط لوله می‌رسد. علاوه بر این، ضخامت دیواره لوله‌ها نیز بر اساس جداول رده بندی استاندارد تعیین می‌شود که این ضخامت‌ها با اعدادی مانند رده 40 یا رده 80 مشخص می‌شوند و می‌توانند از حدود 1.7 میلی‌متر برای لوله‌های نازک‌تر تا بیش از 25 میلی‌متر برای لوله‌های بسیار ضخیم متغیر باشند تا تحمل فشار کاری لازم را فراهم کنند.

مشخصات مکانیکی گریدهای مختلف API

مشخصات مکانیکی لوله‌های API به ویژه استحکام کششی و تسلیم، از عوامل تعیین‌کننده اصلی برای انتخاب این محصولات در پروژه‌های مختلف هستند. گرید لوله مستقیما با حداقل استحکام تسلیم آن رابطه دارد و هرچه گرید بالاتر باشد، مقاومت بیشتری در برابر تنش‌های داخلی و خارجی دارد. در جدول زیر، حداقل الزامات مکانیکی لوله‌های API 5L در سطوح PSL1 و PSL2 برای رایج‌ترین گریدها بر حسب واحد مگاپاسکال (MPa) و واحد کیلوپوند بر اینچ مربع (ksi) ارائه شده است.

گرید لوله	حداقل استحکام تسلیم	حداقل استحکام کششی
B (L245)	245	35
X42 (L290)	290	42
X52 (L360)	360	52
X60 (L415)	415	60
X70 (L485)	485	70
X80 (L555)	555	80

کاربرد لوله API

به طور کلی هرجا که نیاز به لوله فولادی با استحکام بالا باشد که در برابر فشار و خوردگی مقاومت بوده و امکان جوشکاری نیز داشته باشد، لوله‌های API به عنوان یک گزینه استاندارد و مطمئن، کاربرد دارند. کاربرد این لوله‌ها را به صورت جزیی می‌توان در این موارد مشاهده کرد:

• انتقال نفت خام و فرآورده‌های نفتی از میادین نفتی به پالایشگاه‌ها و مراکز توزیع
• انتقال گاز طبیعی از محل تولید به تأسیسات فرآوری و سپس به شبکه‌های توزیع شهری و صنعتی
• ساخت خطوط لوله زیر آب برای انتقال نفت و گاز از سکوهای حفاری دریایی به تاسیسات ساحلی
• ساخت لوله‌های جداری برای تثبیت دیواره چاه‌های نفت و گاز و محافظت از آن در برابر ریزش و فشار
• انتقال مواد شیمیایی خورنده و خطرناک تحت فشار و دمای بالا در صنایع پتروشیمی
• ساخت خطوط انتقال فاضلاب صنعتی

PSLI و PSL2 در لوله API به چه معناست؟

PSL مخفف Product Specification Level و به معنای سطح مشخصات محصول است و نشان می‌دهد که کیفیت لوله چقدر سخت‌گیرانه در نظر گرفته شده است. به طور کلی، PSL1 سطح استاندارد و عادی کیفیت است و برای خطوط انتقال معمولی و کم‌فشار به کار می‌رود. اما PSL2 یک سطح کیفی بالاتر و سخت‌گیرانه‌تر است. این سطح، حساسیت بیشتری روی ترکیب شیمیایی لوله، خواص مکانیکی و آزمایش‌های کنترل کیفیت مانند تست ضربه و بازرسی غیرمخرب در نظر می‌گیرد و برای پروژه‌های حیاتی و خطوط انتقال پرفشار نفت و گاز استفاده می‌شود.

قیمت لوله فولادی api

قیمت لوله فولادی API به طور مستقیم متاثر از قیمت جهانی فولاد، نوسانات نرخ ارز و هزینه‌های مواد اولیه است؛ همچنین، عواملی چون گرید لوله، نوع ساخت، ابعاد و ضخامت و نیز برند تولیدکننده داخلی در تعیین بهای نهایی آن نقشی کلیدی دارند، که این نوسانات و تفاوت‌های قیمتی در بازار باعث می‌شود تا خریداران هنگام مقایسه محصولات تخصصی مانند لوله‌های انتقال فشار بالا و محصولات ساختمانی ساده‌تر، به تفاوت نرخ‌ها توجه کنند؛ برای مثال، برای اطلاع از نرخ‌های منطقه‌ای یا مقایسه‌ای باید به مراکز تخصصی مراجعه کرد، چرا که حتی قیمت لوله داربست در تیران نیز به صورت روزانه و متناسب با شرایط کلی بازار آهن‌آلات اعلام می‌شود.