بررسی مشخصات، گرید و انواع رده لوله API 5L

API 5L استاندارد مورداستفاده برای لوله‌های فولادی کربنی بدون درز یا دارای درز جوش است. لوله‌های API 5L به‌طور گسترده‌ای در خطوط انتقال نفت، آب و گاز در صنعت استفاده می‌شوند. لوله‌های API 5L بسته به استحکام، رده و خدمات موردنیاز در گریدهای مختلف تولید می‌شوند و برای کاربردهای معمولی تا صنعتی در خشکی و دریا مناسب هستند. این محصولات یکی از پرفروش‌ترین لوله‌های فولادی بوده و قیمت لوله API با توجه به کارایی گسترده آن بسیار مقرون‌به‌صرفه است. در این مقاله با انواع گریدها، مشخصات و رده‌های لوله api 5L آشنا می‌شویم.

لوله API 5L چیست؟

لوله‌های API 5L به دو صورت درزدار و بدون درز در نوع فولادی تولید می‌شوند. این لوله‌ها در صنایع نفت و گاز، آب و پتروشیمی در دو سطح مشخصات محصول (PSL) بسته به سطح کیفی موجود هستند. اولین مورد PSL1 است که سطح کیفیت استانداردی را ارائه می‌دهد. PSL2 دیگر الزامات اجباری اضافی در استحکام، ترکیب شیمیایی، NDT یا چقرمگی شکست را فراهم می‌کند.

گریدهای لوله API 5L

انواع لوله فولادی API 5L در گریدهای مختلفی تولید می‌شوند. هر گرید API 5L ازنظر میزان استحکام مکانیکی متفاوت از دیگری است. این گریدها بر اساس سیستم USC به‌صورت Grade A، Grade B و گریدهای حاوی حرف X و بر اساس سیستم SI به‌صورت Lxxx نام‌گذاری می‌شوند. در حالت اول، به‌جز گریدهای A و B، گریدهایی که با حرف X مشخص می‌شوند حاوی یک سری اعداد پس ‌از این حرف هستند که بیانگر میزان استحکام تسلیم لوله برحسب کیلوگرم پوند بر اینچ مربع است. در حالت دوم، یک عدد سه‌رقمی بعد از حرف L می‌آید که بیانگر میزان استحکام تسلیم لوله برحسب MPa است.

گریدهای رایج لوله‌های API 5L که به‌طور گسترده مورداستفاده قرار می‌گیرند عبارت‌اند از:

• API 5L Grade B یا L245
• API 5L Grade X42 یا L290
• API 5L Grade X52 یا L360
• API 5L Grade X60 یا L415

سایر گریدهای لوله API 5L که برای کاربردهای مختلف تولید می‌شوند عبارت‌اند از:

• API 5L Grade A25 یا L175
• API 5L Grade A25P یا L175P
• API 5L Grade A یا L210
• API 5L Grade X46 یا L320
• API 5L Grade X56 یا L390
• API 5L Grade X65 یا L450
• API 5L Grade X75 یا L485

حروف مختلفی برای نشان دادن الزامات خاص و عملیات اضافی انجام‌شده روی این لوله‌ها به گریدهای لولهapi 5L اضافه می‌شوند که شامل مانند N نشان‌دهنده نرمال شده،Q نشان‌دهنده کوئنچ و تمپر شده و M نشان‌دهنده نورد یا شکل‌دهی ترمومکانیکی است.

در رابطه با میزان استحکام تسلیم این لوله‌ها نیز باید افزود که فرق چندانی نمی‌کند که از کدام سیستم استفاده نماید. چراکه این اعداد قابل‌تبدیل به یکدیگر هستند. به‌عنوان‌مثال، لوله API 5L گرید X42 حاوی 42 کیلوگرم پوند بر اینچ مربع استحکام تسلیم است. برای تبدیل این مقدار برحسب مگا پاسکال، کافی است عدد 42 را در ضریب تبدیل یعنی 6.9 ضرب نمایید. مقدار حاصل برابر 290 مگا پاسکال می‌شود که مطابق با نام‌گذاری این لوله طبق سیستم SI است.

مشخصات فنی لوله‌های فولادی API 5L

مشخصات فنی لوله API 5L با توجه به جنبه‌های مختلف به شرح زیر است:

محدوده استاندارد و کاربرد: محدوده استاندارد تعریف‌شده برای لوله API 5L عمدتاً شامل کاربرد برای انتقال آب، نفت و گاز است. برای مشاهده استاندارد لوله مانیسمان به این صفحه مراجعه نمایید.

روش ساخت: این لوله‌ها به روش‌های درزدار یا جوشکاری شده و بدون درز یا مانیسمان تولید می‌شوند. شمش‌های مورداستفاده برای ساخت لوله API 5L باید از طریق اکسیژن اولیه، کوره الکتریکی یا کوره باز ساخته شوند. برای PSL2، فولاد باید به‌صورت ریزدانه کشته (Killed) و ذوب شود. همچنین، کویل یا صفحه مورداستفاده برای لوله PSL2 نباید دارای جوش تعمیری باشد.

گریدهای مختلف: لوله‌های API 5L در گریدهای A، B، X42، X46، X52، X56، X60، X65، X70، X80 قابل‌تولیدند.

آنالیز مواد: برگه آنالیز و کنترل کیفی این لوله‌ها شامل اطلاعاتی پیرامون ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی هر گرید از لوله API 5L است.

روش‌های تست: تست هیدرو استاتیک رایج‌ترین روش آزمایشی است که برای بررسی نشتی در لوله‌های API 5L استفاده می‌شود. آزمایش‌های دیگر شامل تست خمش و تست مسطح شدن هستند.

ترکیب شیمیایی لوله‌های API 5L

ترکیب شیمیایی این لوله‌ها طبق دو سطح مشخصات PSL1 و PSL2 به شرح زیر است:

خواص مکانیکی لوله‌های API 5L

خواص مکانیکی لوله‌های API 5L طبق دو سطح مشخصات PSL1 و PSL2 به شرح زیر است:

الزامات لوله‌های API 5L در محیط‌ های ترش

مواد فلزی مانند لوله‌های فولادی کربنی و فولادهای کم آلیاژ ازجمله API 5L وقتی در سرویس‌های ترش حاوی گاز فاضلاب یا H2S قرار گیرند، مستعد خوردگی یا ترک ناشی از نفوذ هیدروژن به درون ساختار خود هستند. این ترک‌ها وقتی به حد بحرانی برسند موجب نشتی در لوله و درنهایت شکست و تخریب این مقاطع می‌شوند. برای جلوگیری از چنین رخدادی، این لوله‌ها باید از الزامات ویژه‌ای برای استفاده در محیط‌های ترش بهره‌مند باشند. در ادامه جدولی از الزامات خواص شیمیایی و مکانیکی موردنیاز برای کاربرد لوله‌های API 5L در محیط‌های ترش ارائه شده است.

جدول رده لوله API 5L

مشابه سایر لوله‌های فولاد کربنی، ضخامت لوله برای تمام گریدهای لوله API 5L استانداردسازی نشده است. OD یا قطر خارجی لوله‌های API با قطر خارجی سایر لوله‌های فولاد کربنی مطابقت دارد. بااین‌حال، ضخامت آن‌ها متفاوت است. سازندگان لوله‌های API 5L جدول رده لوله‌های خود را با ذکر ضخامت لوله‌های موجود و بر اساس اندازه لوله ارائه می‌دهند. وزن و قیمت این محصولات نیز معمولاً به ازای واحد طول لوله در جدول رده لوله API 5L ارائه می‌شود. در ادامه جدول انواع رده لوله API 5L آورده شده است.

سؤالات متداول

1- لوله‌های API 5L در چه گریدهایی تولید می‌شوند؟

لوله‌های API 5L در گریدهای A، B، X42، X46، X52، X56، X60، X65، X70، X80 قابل‌تولیدند.

2- منظور از PSL1 و PSL2 در لوله‌های API 5L چیست؟

اصطلاح PSL سطح مشخصات محصول را مشخص می‌کند به‌طوری‌که PSL1 تنها مقادیر حداقلی و PSL2 هم مقادیر حداقلی و هم حداکثری در خواص را شامل می‌شوند.