مقایسه خواص و کاربردهای لوله API و مانیسمان

لوله‌های فولادی نسبت به دیگر مقاطع فولادی کاربردهای صنعتی بیشتری داشته و در صنایع حساس همچون آب‌رسانی، انتقال نفت و گاز و پتروشیمی مورداستفاده قرار می‌گیرند. به همین دلیل، انتخاب گرید مناسب که قابلیت کارایی در شرایط سرویس مختلف مانند شرایط خوردگی شدید، دمای بالا و فرسایش توسط سیالات را داشته باشد از اهمیت بسزایی برخوردار است. دو نمونه از لوله‌های فولادی که برای چنین کاربردهایی مناسب‌اند، لوله API و لوله مانیسمان هستند. اما پرسشی که مطرح می‌شود این است که کدام‌یک از این دو نوع لوله بهتر است؟ تفاوت لوله api و مانیسمان چیست؟ آیا در شرایط سرویس یکسان، این دو نوع لوله کارایی یکسانی هم دارند؟ قیمت لوله مانیسمان و API چقدر تفاوت دارد؟

بررسی تفاوت لوله API و مانیسمان

برای اینکه تفاوت لوله api و مانیسمان را بهتر درک کنیم، باید ابتدا با ماهیت و مشخصات هر یک از این لوله‌ها آشنا شویم. بااینکه این لوله‌ها هر دو از نوع فولادی هستند، اما پارامترهایی همچون روش تولید، ظاهر، خواص مکانیکی و شیمیایی آن‌ها متفاوت است و به همین دلیل هر یک از آن‌ها برای کاربردهای خاصی مورداستفاده قرار می‌گیرند.

لوله API چیست؟

قبل از اینکه شرح داده شود لوله API چیست، باید ذکر شود که اصطلاح API مخفف عبارت انجمن نفت آمریکا (American Petroleum Institute) است که استانداردهای مربوط به این حوزه را تدوین می‌کند. تمامی لوله‌های فولادی، استیل و لوله‌های آلیاژی دیگر مطابق با این نوع استاندارد تولید می‌شوند که لوله API هم همین‌طور است. بنابراین، لوله api به لوله‌های درزدار و یا بدون درز گفته می‌شود که بر اساس استاندارد API طراحی و تولید شده‌اند. لوله‌های API، با استاندارد API 5L معرفی می‌شوند و بر اساس استحکام، رده و الزامات سرویس به گریدهای مختلفی تقسیم می‌شوند. لوله‌های API 5L بر اساس سطح مشخصات محصول شامل PSL1 و PSL2 می‌شوند. عبارت PSL مخفف Product Specification Levels یا سطوح مشخصات محصول است.

لوله API 5L PSL1 استانداردهای حداقلی از این محصول را مشخص می‌کند که شامل حداقل استحکام کششی، حداقل سختی و حداقل خواص شیمیایی برای استفاده در کاربردهای انتقال آب، نفت و گاز است. در مقابل، لوله API 5L PSL2 علاوه بر مقادیر حداقلی از خواص مکانیکی، خواص شیمیایی، بررسی‌های غیر مخرب و غیره، مقادیر حداکثری از آن‌ها را نیز مشخص می‌کند. تفاوت لوله API و مانیسمان از محدوده مشخصات ذکرشده در استانداردهای آن‌ها ناشی می‌شود.

بااینکه مفهوم استاندارد بر حداقل الزامات فنی و طراحی موردنیاز برای استفاده از یک محصول اشاره دارد، پس لزوم معرفی لوله API 5L PSL2 چیست؟ آیا لوله‌های PSL1 که حداقل مقادیر استاندارد را دارا هستند، نمی‌توانند کارایی مشابهی با PSL2 داشته باشند؟ در پاسخ باید گفت عمده استفاده از این لوله‌ها در صنایع نفت، گاز و فاضلاب است و در این محیط‌ها که محیط‌ترش محسوب می‌شوند، گاز خطرناک H2S که به آن گاز فاضلاب نیز گفته می‌شود، وجود دارد. درصورتی‌که لوله‌های مورداستفاده در این محیط‌های اسیدی‌ترش دارای حداقل استحکام و سختی باشند (مانند لوله PSL1)، این گاز به ساختار لوله نفوذ کرده و به سبب وجود هیدروژن، ترک‌های هیدروژنی را ایجاد کرده که سبب نشتی در لوله و تخریب می‌شوند. بنابراین، در این کاربردها استفاده از لوله API 5L PSL2 توصیه می‌شود.

لوله مانیسمان چیست؟

لوله مانیسمان به لوله‌های بدون درز جوش گفته می‌شود که به روش‌هایی همچون اکستروژن و کشش سرد تولید می‌شوند. وجود هرگونه درز جوش بر روی لوله، سبب می‌شود تا این مقاطع فولادی وقتی تحت فشار زیاد قرار گرفته و یا با عوامل خورنده مواجه می‌شوند، کارایی آن‌ها دچار مشکل شود. چراکه خط جوش خود به‌عنوان یک محل مستعد خوردگی و ترک عنوان می‌شود که ممکن است برخی عیوب جوش را نیز در بر گیرد. اما لوله‌های مانیسمان چنین مشکلی نداشته و قادرند فشار بیشتری را نسبت به لوله‌های درزدار تحمل کنند.

مقایسه لوله API و لوله مانیسمان

برای بررسی تفاوت لوله API و مانیسمان، باید پارامترهایی که در تعیین خواص این مقاطع دخیل هستند را موردبررسی قرار دهیم. چراکه خواص هر ماده تعیین‌کننده کاربرد آن بوده و بر قیمت محصول نیز اثر می‌گذارد. از طرفی، خود خواص وابسته به روش تولید محصول بوده و روش تولید هم شکل ظاهری آن را تعیین می‌کند.

تفاوت لوله مانیسمان و API از نظر روش تولید

برای تولید لوله‌های مانیسمان از روش‌هایی همچون اکستروژن داغ و کشش سرد استفاده می‌شود. چراکه این نوع لوله فاقد درز بوده و باید به‌صورت یک محصول یکپارچه از شمش فولادی مشتق شود. برای این منظور، شمش فولادی در قالب اکستروژن قرار گرفته و تحت دمای حدود 1200 تا 1300 درجه سانتی‌گراد، یک سنبه با فشار زیاد از وسط آن عبور کرده و مقطعی گرد و توخالی را ایجاد می‌کند.

در مقابل، لوله api به هر دو روش درزدار و بدون درز تولید می‌شود اما در بازار نوع درزدار آن به دلیل قیمت مناسب‌تر بیشتر مورد فروش قرار می‌گیرد. برای تولید ورق api درزدار ابتدا یک شمش فولادی به ورق تبدیل شده و سپس لبه‌های این ورق توسط روش‌های مختلف جوشکاری مانند ERW و SAW به یکدیگر متصل می‌شوند. هم‌چنین، می‌توان برای تولید لوله درزدار API مستقیماً از ورق‌های فولادی استفاده کرد تا مرحله تبدیل شمش به ورق پشت سر گذاشته شود. روش تولید لوله API بدون درز نیز مشابه روش تولید لوله مانیسمان است. تفاوت لوله درزدار و بدون درز از نظر روش تولید را به‌طور کامل در این صفحه بخوانید.

تفاوت لوله API و مانیسمان از نظر خواص

دیگر تفاوت لوله API و مانیسمان از نظر خواص شامل خواص مکانیکی و خواص شیمیایی است. وجود درز جوش در لوله‌های درزدار به سبب عیوبی که در آن‌ها وجود دارد، منجر به افت خواص مکانیکی می‌شود. وقتی نیروی فشاری به لوله‌های درزدار وارد می‌شود، این نیرو در محل درز شدت بیشتری خواهد داشت و باعث ناپایداری خط جوش و ایجاد ترک در این نواحی می‌شود.

ضمن اینکه، محل جوش به دلیل انرژی بیشتری که نسبت به فلز پایه دارد، زودتر از فلز پایه دچار خوردگی می‌شود و به همین دلیل، خواص شیمیایی لوله‌های درزدار ضعیف‌تر از لوله‌های بدون درز است. ازاین‌رو، لوله‌های بدون درز API و لوله‌های مانیسمان هر دو برای کاربردهایی که با سیالات خاص مثل نفت و گاز، مواد شیمیایی، اسیدهای خورنده و فاضلاب سروکار دارند، مناسب‌ترند. لوله‌های API درزدار اغلب برای کاربردهای معمولی و یا انتقال آب شیرین استفاده می‌شوند.

تفاوت لوله API و لوله مانیسمان از نظر کاربرد

به‌طورکلی، می‌توان گفت که کاربرد تمام لوله‌ها انتقال سیالات است. اما اینکه چه نوع مایعی را قرار است توسط لوله جابجا کنیم مهم است. همان‌طور که پیش‌تر اشاره شد، برخی مایعات اسیدی بوده و یا قرار است با فشار بالایی در لوله جریان یابند. برای چنین منظوری، لوله فولادی باید از استحکام و مقاومت به خوردگی مناسبی برخوردار باشد. ازآنجایی‌که لوله‌های فولادی مقاومت به خوردگی ضعیف‌تری نسبت به لوله‌های استیل دارند، وجود درز جوش در آن‌ها نیز این خاصیت را بیشتر تضعیف خواهد کرد. بنابراین، لوله‌های مانیسمان و آن دسته از لوله‌های فولادی API که فاقد درز هستند، برای چنین کاربردهایی مناسب‌ترند.

تفاوت لوله API و لوله مانیسمان شامل موارد زیر می‌شود:

• استفاده از لوله api برای انتقال آب شیرین
• استفاده از لوله‌های مانیسمان در انتقال آب شور و کاربردهای دریایی
• استفاده از لوله‌های API درزدار در مصارف خانگی به دلیل ضخامت کمتر
• استفاده از لوله‌های مانیسمان در صنایع انتقال نفت و گاز و پتروشیمی
• استفاده از لوله‌های API 5L PSL2 در انتقال فاضلاب‌های صنعتی
• استفاده از لوله مانیسمان در خطوط انتقال بخار و آب فوق گرم

تفاوت لوله مانیسمان و لوله API از نظر قیمت

تفاوت لوله API و مانیسمان از نظر قیمتی به نحوه تولید و به‌تبع آن، خواصی که این لوله‌ها دارند مربوط می‌شود. هرچند که مقایسه قیمت تنها وقتی اعتبار دارد که لوله‌ها از یک جنس بوده و دارای سایز برابر باشند. به‌طورکلی، لوله‌های مانیسمان و لوله‌های بدون درز API به دلیل خواص مقاومت به خوردگی بهتر و استحکام بالاتری که دارند، گران‌تر از لوله‌های درزدار هستند.

جمع‌بندی

به دلیل اینکه لوله‌های فولادی استفاده فراوانی چه در صنایع مادر کشور و چه در صنعت ساخت‌وساز دارند، باید که با مشخصه‌های آن‌ها به‌خوبی آشنا باشیم تا بهترین گرید از لوله‌ها را برای کاربرد موردنظر انتخاب نمایم. دو نمونه از مهم‌ترین لوله‌ها، لوله‌های مانیسمان و لوله‌های API هستند. اما این دو از برخی جنبه‌های ساختاری و کاربردی با یکدیگر تفاوت‌هایی دارند. شناخت تفاوت لوله API و مانیسمان در انتخاب، خرید و استفاده از این مقاطع بسیار حائز اهمیت است.

سؤالات متداول

1- تفاوت لوله API و مانیسمان در چیست؟

لوله مانیسمان و لوله API از نظر روش تولید، خواص مکانیکی و شیمیایی، کاربرد و قیمت متفاوت از یکدیگرند.

2- لوله API بهتر است یا لوله مانیسمان؟

هر کدام از این لوله‌ها برای کاربردهای به خصوصی مورداستفاده قرار می‌گیرند و باید بر اساس کاربرد و خواصی که موردنیاز است انتخاب شوند.

3- لوله API گران‌تر است یا لوله مانیسمان؟

لوله مانیسمان و لوله‌های API بدون درز از لوله‌های API درزدار گران‌ترند.