لوله های مانیسمان (لوله های بدون درز) دارای استانداردهای فراوانی است که از بین آنها سه استاندارد ASTM A5، ASTM A106 و API 5L از مهم ترین و متداول ترین استاندارد لوله ها هستند. در ادامه به بررسی استانداردهای لوله مانیسمان میپردازیم.
ASTM A53 و ASTM A106
این لوله ها از متداول ترین انواع لوله های فولادی در تمام شاخه های صنعت هستند و البته بسیار مشابه یکدیگرند. با این که تفاوت های بین این دو لوله ناچیز است، این نکته که این لوله ها در چه مکانی مورد استفاده قرار می گیرد، حائز اهمیت است.
برای اطمینان از اینکه بدانیم لوله درستی را انتخاب کرده ایم، لازم است درک دقیق از تفاوت بین لوله درزدار و بدون درز داشته و هم چنین مشخصات دو استاندارد A106 و A53 را بدانیم.
با توجه به این که این مقاله در ارتباط با تفاوت لوله درز دار و بدون درز نبوده، تنها به تعریف مختصری از آن ها بسنده می کنیم. لوله درزدار از جوش دادن دو لبه یک ورقه فولادی به هم ساخته می شود، و لوله های بدون درز توسط ایجاد حفره در داخل استوانه ای فولادی که شمش نامیده می شود ساخته شده و تنها تفاوت شان با لوله های درزدار نداشتن درز جوشکاری در سر تا سر طول شان است.
با بررسی استانداردهای ASTM و ASME برای لوله های A53 و A106 اولین نکته شباهت ترکیب و ساختار شیمیایی بسیار نزدیک به هم این دو لوله است که نظر هرکس را جلب می کند، اما مهمترین تفاوت نه در ترکیب شیمیایی بلکه در ساختار فیزیکی آن ها نهفته است. لوله های مطابق با استاندارد A106 حتما باید بدون درز بوده در صورتی که لوله های تهیه شده بر پایه استاندارد A53 می توانند درزدار یا بدون درز باشند.
تفاوت این دو استاندارد در موارد کاربردشان است. لوله A53 برای انتقال هوا، بخار آب، آب و نفت در تمامی شاخه های صنعت که فشار کم یا نهایتاً فشار متوسط نیاز دارند، مناسب است. زیرا همان طور که گفتیم این استاندارد لوله های درزدار را نیز شامل می شود و در صورتی که دمای سیال جاری درون این لوله ها بالا باشد اعمال حرارت بالای مداوم ممکن است سبب آسیب به درز جوشکاری شده و در نهایت باعث آسیب به کل سیستم لوله کشی شود. علاوه بر این در ساخت سازه های فولادی نیز از این نوع لوله استفاده می شود.
لوله A106 به طور ویژه و خاص برای کاربردها و پروژه های با درجه حرارت و فشار بالا مورد استفاده قرار می گیرد، زیرا این محیط های پرفشار و بسیار گرم لوله های بدون درز را کم تر در معرض آسیب و استرس نسبت به مشابه ان درزدارشان قرار می دهند. از این نوع لوله ها معمولا در پروژه های تولید برق نیز استفاده می شود.
علاوه بر تفاوت در نحوه تولید، این لوله ها در ترکیبات و ساختارهای شیمیایی نیز تفاوت های اندکی دارند که در انتهای مقاله جدولی برای بررسی هر چه بهتر قرار داده ایم (این جدول شامل مشخصات استاندارد API 5L نیز است). بزرگترین تفاوت در ترکیبات شیمیایی وجود سیلیکون در A106 و عدم وجود این ماده در A53 است. سیلیکون که ترکیب آلیاژی و مقاوم در برابر گرماست، تحمل این لوله را در برابر گرما بالا برده و امتیازی برای این لوله در شرایط حرارت بالا محسوب می شود. بدون این ماده قرار گرفتن مداوم لوله در معرض گرما سبب تضعیف و حتی شکست لوله می شود.
این دو لوله مقادیر متناوبی از گوگرد و فسفر را نیز بسته به رده شان دارا هستند. البته این عناصر ناخالصی های فولاد محسوب می شوند، بنابراین در لوله کشی تلاش بر این است که مقدار آن ها حداقل باشد.
API 5L
API 5L که از استاندارهای لوله مانیسمان است، هر دو نوع لوله درزدار و بدون درز را پوشش می دهد. این لوله ها برای انتقال گاز، آب و نفت در صنایع نفت و گاز بسیار مناسب هستند. البته قابل ذکر است که وسعت ابعاد این لوله ها تنها به قابلیت های شرکت تولید کننده وابسته است.
مشخصات استاندارد API 5L به سازمان بین المللی استاندارد ISO 3783 برای استاندارد سازی سیستم خطوط لوله کشی برای انتقال مواد، تجهیزات و سازه های صنایع نفت، گاز طبیعی و پتروشیمی پیوسته است. کمیته فنی تعیین استانداردها تشخیص داده است که دو سطح اولیه PSL از مشخصات فنی برخوردار است. بنابراین PSL1 و PSL2 توسعه یافته اند.
مقایسه خواص شیمیایی ASTM A106 و ASTM A53 و API 5L
API 5L |
ASTM A53 | ASME SA106 | ASME SA106 | ASTM A106 | ASTM A106 | |||||||
B PSL1 | Gr. B | Gr. C | Gr. B | Gr. C | Gr. B | |||||||
Heat Analysis | Heat Analysis | Heat Analysis | Heat Analysis | Heat Analysis | Heat Analysis | |||||||
MAX | MIN | MAX | MIN | MAX | MIN | MAX | MIN | MAX | MIN | MAX | MIN | Chemistry |
0.280 | 0.300 | 0.300 | 0.300 | 0.350 | 0.300 | Carbon (C) | ||||||
1.200 | 1.200 | 1.060 | 0.290 | 1.060 | 0.290 | 1.060 | 0.290 | 1.060 | 0.290 | Manganese (Mn) | ||
0.030 | 0.050 | 0.035 | 0.035 | 0.035 | 0.035 | Phosphorus (P) | ||||||
0.030 | 0.045 | 0.035 | 0.035 | 0.035 | 0.035 | Sulfur (S) | ||||||
0.100 | 0.100 | 0.100 | 0.100 | Silicon (Si) | ||||||||
0.500 | 0.400 | 0.400 | 0.400 | 0.400 | 0.400 | Copper (Cu) | ||||||
0.500 | 0.400 | 0.400 | 0.400 | 0.400 | 0.400 | Nickel (Ni) | ||||||
0.500 | 0.400 | 0.400 | 0.400 | 0.400 | 0.400 | Chrome (Cr) | ||||||
0.150 | 0.150 | 0.150 | 0.150 | 0.150 | 0.150 | Molybdenum (Mo) | ||||||
0.080 | 0.080 | 0.080 | 0.080 | 0.080 | Vanadium (V) | |||||||
0.020 | Columbium (Cb) | |||||||||||
0.150% | CB+V+TI | |||||||||||
1.0% | 1.0% | 1.0% | 1.0% | 1.0% | Cr+Cu+Mo+Ni+V | |||||||
Capable statement | Capable statement | Capable statement | Capable statement | Capable statement | Flattening Test |