بررسی جامع انواع لوله مانیسمان در صنعت نفت و گاز
فولاد، مهم‌ترین و پرکاربردترین فلز مورد استفاده در تمام مراحل تولید و فرآوری تا توزیع محصولات تصفیه شده در صنعت نفت و گاز و پتروشیمی است.
نفت خام ماده حیاتی و انرژی‌زایی است که استخراج و تبدیل آن به موادی مانند گاز و بنزین، به تجهیزات خاصی نیاز دارد.
“فولاد، مهم‌ترین و پرکاربردترین فلز مورد استفاده در تمام مراحل تولید و فرآوری تا توزیع محصولات تصفیه شده در صنعت نفت و گاز و پتروشیمی است. زیرا این فلز با داشتن ترکیب شیمیایی شامل حداکثر ۲ درصد کربن، استحکام بالایی داشته و همچنین حضور عناصری مانند نیکل و کروم باعث مقاومت آن در برابر خوردگی و اکسیداسیون و همچنین دمای بالا شده است."
دو دلیل اهمیت لوله ها و تجهیزات در عملیات حفاری
۱-وجود فشار و خوردگی به تجهیزات:
مایعاتی که در هنگام عملیات حفاری مورد استفاده قرار می‌گیرند، حاوی اسید بوده و منجر به ایجاد خوردگی در فلزات و مواد حمل‌کننده آن خواهند شد. به همین دلیل فرآیند حفاری، تولید، فرآوری، ذخیره و حمل‌ونقل نفت خام، فشار و خوردگی زیادی به مواد مورد استفاده در تجهیزات صنعت نفت وارد می‌کند. برای مثال نفت خام حاوی ترکیباتی مانند گوگرد و سولفید هیدروژن است که وجود این مواد در خطوط لوله باعث اکسیداسیون و از بین رفتن تدریجی آنها خواهد شد.
۲-نیاز به تحمل دمای بالای تجهیزات:
علاوه بر مورد اول در برخی از کارخانه‌های فرآوری نفت، نیاز به تجهیزاتی است که تا دمای ۱۱۰۰ درجه فارنهایت نیز مقاومت داشته و دچار تردی و شکنندگی نشود.
لوله‌های فولادی بدون درز یا لوله مانیسمان که بدون خط جوش تولید می‌شوند، مقاومت و استحکام بالایی در برابر فشارهای وارده داشته و به دلیل مقاومت در برابر حرارت‌های بالا، گزینه مناسبی برای استفاده در صنعت نفت و گاز به شمار می‌روند. لوله‌های مانیسمان از جمله پرکاربردترین محصولات فلزی فولادی مورد استفاده در این صنعت هستند. که شامل لوله‌های هسته خارجی، داخلی، لوله جداری و لوله حفاری میشود. در مقاله زیر از آهن آنلاین به بررسی جامع انواع لوله مانیسمان در صنعت نفت و گاز پرداخته شده است.
https: //ahanonline.com/product-category/انواع-لوله/لوله-مانسمان/
کاربردهای لوله فولادی مانیسمان در صنعت نفت و گاز
همانطور که می‌دانیم برای تولید لوله بدون درز یا مانیسمان از یک بیلت فولادی استفاده میشود. این بیلت پس از حرارت دیدن، سوراخکاری میشود تا به یک لوله توخالی تبدیل شود. لوله مانیسمان در بخش‌های مختلفی از صنعت نفت و گاز به کار می‌رود که در ادامه آورده شده است:
-
صنایع بالادستی (لوله‌های OCTG)
-
صنایع میان دستی (انتقال و پخش سیالاتی مانند نفت و گاز، بخار و اسیدها)
-
صنایع پایین دستی (صنایع لوله‌کشی برای پالایش نفت و گاز و محصولات جانبی آنها)
-
لوله‌کشی برای کاربردهای عمومی و خدمات همگانی
رده لوله مانیسمان با توجه به نوع سیال عبوری و میزان فشار آن تعیین میشود. در صنایع نفت و گاز لوله مانیسمان با رده‌ی ۴۰ به بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد. بنابراین با توجه به رده بالاتر و ضخامت بیشتر، قیمت لوله‌های مانیسمان مورد استفاده در این صنعت بالاتر است.
انواع متداول لوله مانیسمان مورد استفاده در صنایع نفت و گاز
جهت تولید لوله مانیسمان مورد استفاده در صنایع نفت و گاز از آلیاژهای خاصی استفاده میشود. این آلیاژها میبایست نسبت به دماهای بالا مقاوم بوده و در شرایط پرفشار و در حضور محیط خورنده، دچار کاهش خواص مکانیکی نشود. لوله‌های حفاری مورد استفاده در صنایع نفت و گاز، به اندازه‌ای عمیق هستند که در عمق چند کیلومتری مورد استفاده قرار می‌گیرند. به همین جهت لوله مانیسمان مورد استفاده در این کاربرد، همواره شرایط کاری پیچیده‌ای داشته و تحت تنش، فشار، خم شدن، پیچ خوردن و تحمل بارهای نامتعادل است.
علاوه بر این، لوله‌های مانیسمان مورد استفاده در قسمت حفاری صنایع نفت و گاز در معرض خطر آسیب دیدن در اثر گل و لای و سنگ‌های موجود در اعماق زمین نیز هستند. بنابراین لوله مورد استفاده جهت این کاربرد، باید استحکام و سختی بالایی داشته و در برابر ضربه و سایش نیز مقاومت داشته باشد.
متداول‌ترین لوله‌های مانیسمان مورد استفاده در صنایع نفت و گاز مطابق با استاندارد ASTM به صورت زیر معرفی میشود.
-
لوله مانیسمان کربن استیل (ASTM A۵۳، A۱۰۶، A۳۳۳ و API ۵L): این نوع لوله مقاومت به خوردگی و خواص مکانیکی بالایی داشته و در دماهای بالا و پایین مورد استفاده قرار می‌گیرد. ترکیب شیمیایی لوله کربن استیل دارای عناصر آلیاژی به میزان کمتر از ۱ درصد و کربن به میزان حداکثر ۲۵ درصد است. این لوله‌ها بیشترین سهم بازار را در اختیار دارند. زیرا در پایین‌ترین و بالاترین دماها خواص مکانیکی خود را حفظ کرده و قابل استفاده خواهد بود.
-
لوله مانیسمان فولادی آلیاژ کروم (ASTM A۳۳۵ گرید P۵ تا P۹۱ ): این لوله‌ها قابلیت تحمل فشار و دماهای بالا را داشته و معمولا در پالایشگاه‌ها و نیروگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
-
لوله مانیسمان استنلس استیل رده ۳۰۴، ۳۱۶، ۳۲۱ و ۳۴۷ (ASTM A۳۱۲ سری ۳۰۰ و ۴۰۰): ترکیب شیمیایی این نوع لوله از حداقل ۱۶ درصد کروم تشکیل شده است. نیکل نیز از دیگر عناصر آلیاژی است که به ترکیب لوله استنلس استیل افزوده میشود. این لوله‌ها به شدت در برابر شرایط دمایی مختلف و محیط‌های اکسید‌کننده و خورنده مقاوم هستند. هر چه دما و فشار محیط کاری افزایش یابد و یا سیال درون لوله خشن‌تر باشد، رده لوله مانیسمان استنلس استیل نیز افزایش می‌یابد. این نوع لوله با سایزهای اسمی ۱.۸ تا ۱۴ اینچ تولید میشود.
-
لوله‌های دوبلکس و سوپر دوبلکس با ساختار فریتی دوبل و آستنیتی (ASTM A۷۹۰/A۹۲۸): در ساختار این نوع آلیاژ ترکیبی از هر دو فاز آستنیت و فریت وجود دارد. این ویژگی سبب میشود تا ساختار نهایی، دارای خواص مکانیکی مستحکم‌تر از هر دو جزء باشد. همچنین این نوع فولاد، تنش تسلیمی در حدود دو برابر فولاد زنگ نزن آستنیتی (مانند ۳۱۶ و ۳۱۴) داراست. لوله‌های دوبلکس و سوپر دوبلکس مقاومت به خوردگی حفره‌ای و بین دانه‌ای بالایی دارند.
-
لوله مانیسمان ساخته شده از آلیاژهای مختلف نیکل: این آلیاژها شامل اینکونل، هستلوی، کوپرونیکل، مونل و نیکل ۲۰۰ می‌شوند. این نوع آلیاژها از مقاومت بالایی در طیف گسترده‌ی دمایی برخوردار هستند. وجود عنصر نیکل در این آلیاژها باعث افزایش مقاومت به خوردگی در آنها شده است. افزایش درصد نیکل نیز رابطه مستقیمی با میزان مقاومت به خوردگی در آنها دارد. این لوله‌ها ترکیبی از استحکام و کارایی بالا داشته و بیشتر کاربردهای آن مربوط به محیط‌های اکسیدی و با درجه حرارت بالا هستند.
همانطور که می‌دانیم، ترکیب فیزیکی و شیمیایی آلیاژ مورد استفاده جهت تولید لوله مانیسمان، تعیین‌کننده نوع و محیط کاربرد آن است. برای آنکه از ترکیب شیمیایی و خصوصیات دقیق مکانیکی لوله مانیسمان مطمئن شویم، انجام تست‌های هیدرولیک، اشتعال، کیفیت سطح، تست‌های غیرمخرب و صاف کردن برای تک تک آنها الزامی است. همچنین در مراحل عملیات حرارتی و پرداخت سطحی نیز رعایت مقررات خاصی جهت حفظ ریزساختار، ذرات و لایه دی‌کاربراسیون الزامی است.
قیمت لوله مانیسمان
قیمت بالای لوله مانیسمان را از آن جا که تولید آن فرآیندی پیچیده داشته و نیاز به تجهیزات خاصی دارد، می‌توان جست‌وجو کرد. این محصولات به روش‌های مختلف حرارتی، تحت کشش و غلطکهای خاصی تولید میشود. روش تولید تاثیر مهمی بر یکنواختی، همگنی و کیفیت محصول نهایی خواهد داشت. به همین دلیل هزینه تولید و در نتیجه قیمت فروش لوله‌های مانیسمان متغیر است. همچنین تعداد کارخانه‌های تولید لوله مانیسمان در کشور محدود بوده و روی قیمت نهایی این محصولات تاثیری مستقیم گذاشته است. از طرفی با توجه به پیش‌بینی قیمت آهن‌آلات با افزایش نرخ دلار می‌توان افزایش قیمت انواع مختلف لوله مانیسمان هم‌سو با افزایش نرخ دلار را توجیه کرد. قیمت نهایی لوله مانیسمان به جنس آلیاژ مورد استفاده در ساخت آن، قطر واقعی، ضخامت دیواره و رده آن بستگی دارد.
این لوله‌ها توسط کشورهای مختلفی مانند چین، روسیه، ایتالیا، ایران و آلمان تولید میشود. برند لوله و استاندارد به کار رفته در ساخت این محصول تاثیر مستقیمی بر قیمت آن دارد. از دیگر عوامل تاثیرگذار بر قیمت نهایی لوله مانیسمان نوع و کاربرد آن است. لوله مانیسمان بر اساس کاربرد به انواع آتش‌خوار، گالوانیزه سرد، گالوانیزه گرم، هیدرولیک و مانیسمان سیاه تقسیم‌بندی می‌شوند و هر یک از این موارد برای موارد خاصی مانند لوله گازی، لوله کابل برق، مخابراتی، آبرسانی و کشاورزی به کار می‌روند.
هزینه‌های گمرک و حمل‌ونقل به لیست قیمت لوله‌های مانیسمان خارجی افزوده میشود و همین امر سبب میشود قیمت لوله‌های داخلی هم‌تراز با لوله‌های خارجی از نظر کیفیت ارزان‌تر از لوله‌های خارجی باشد. از طرفی دارا بودن نشان استاندارد ملی و بین‌المللی که توسط مراکز کنترل کیفیت و سنجش تست شده‌‌اند و دارای گارانتی، شناسه کد، نام تجاری معتبر بر روی لوله مانیسمان، نشان‌دهنده کیفیت بالای آن است و بر اساس آن قیمت‌گذاری میشود.
استانداردهای بین‌المللی ASME B۳۶.۱۰، B۳۶.۱۹ مخصوص استفاده در صنایع پتروشیمی هستند. استاندارد ASME B۳۶.۱۰ مخصوص لوله مانیسمان کربنی و همچنین لوله مانیسمان کم‌آلیاژ بوده قطر آنها بین ۸.۱ تا ۲۴ اینچ است. استاندارد B۳۶.۱۹ نیز مختص لوله‌های مانیسمان استنلس استیل، دوبلکس و لوله مانیسمان آلیاژ نیکل است.
جمع‌بندی
با توجه به مطالب عنوان شده می‌بینیم لوله فولادی مانیسمان از جمله پرکاربردترین لوله‌های فلزی مورد استفاده در صنایع نفت و گاز است. لوله مورد استفاده در این صنعت میبایست علاوه بر دارا بودن استحکام مکانیکی و مقاومت به ضربه، دارای مقاومت به خوردگی و اکسیداسیون نیز باشد. با توجه به طیف گسترده و تنوع زیادی که در جنس آلیاژ مورد استفاده در تولید لوله مانیسمان وجود دارد، کاربردهای متنوعی نیز در این صنعت برای آن تعریف شده است. برای انتخاب صحیح جنس، نوع و سایز لوله مانیسمان، توجه به شرایط دمایی، جوی و نیروهای مکانیکی وارده به آن در محیط کاری الزامی است. می‌توانید برای اطلاعات بیشتر در مورد لوله مانیسمان و محصولات فولادی مشابه از لینک زیر به سایت آهن آنلاین مراجعه کنید:
ارسال نظر