لوله های مورد استفاده در صنعت نفت، گاز و پتروشیمی

در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، انتخاب نوع لوله مناسب برای پروژه‌ها بسیار حیاتی است. در این مقاله، سه نوع اصلی لوله مورد استفاده در این صنایع معرفی و مورد بررسی قرار گرفتند. این نوع‌ها شامل لوله‌های بدون درز، لوله‌های ERW (جوشکاری مقاومت الکتریکی) و لوله‌های LSAW (درز ماهیچه‌ای) می‌شوند. هر یک از این نوع لوله‌ها ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند.
لوله‌های بدون درز به عنوان گزینه‌ای با کیفیت برای مایعات با فشار و حرارت بالا شناخته می‌شوند. لوله‌های ERW به عنوان گزینه‌های اقتصادی‌تر برای مصارف با فشار متوسط و پایین تر مورد استفاده قرار می‌گیرند. لوله‌های LSAW به دلیل توانایی در تحمل فشارهای بالا و حجم زیاد مایعات و گازها، برای پروژه‌های بزرگ مناسب هستند.
انتخاب نوع لوله باید با دقت و بر اساس نیازها و شرایط خاص هر پروژه انجام شود تا عملکرد بهینه و ایمنی تضمین شود. این مقاله به مهندسان و تصمیم‌گیران در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی کمک می‌کند تا تصمیمات بهتری در مورد انتخاب و استفاده از لوله‌ها در پروژه‌های خود بگیرند.

لوله‌های بدون درز

لوله‌های بدون درز یکی از انواع مهم و حیاتی لوله‌های مورد استفاده در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی می‌باشند. این لوله‌ها به عنوان یکی از عناصر اساسی در فرآیندهای حمل و نقل، انتقال و توزیع مواد پتروشیمی هستند. ویژگی ممتاز لوله مانیسمان عدم وجود درز و جوش در ساختار آنهاست، که این مسئله باعث می‌شود که این لوله‌ها بسیار مقاوم در برابر نشت باشند.
برای تولید لوله‌های بدون درز، ابتدا بیلت‌های فلزی گرما داده می‌شوند و سپس شکل داده می‌شوند تا به صورت مقطعی لوله‌ای شکل درآیند. سپس با ایجاد حفره در داخل آن‌ها، لوله به وجود می‌آید و هیچ گونه درز و جای جوشی روی آن وجود ندارد. این ویژگی لوله‌های بدون درز، باعث عملکرد بسیار مطلوب در مواجهه با فشار و حرارت بالا می‌شود و به عنوان یک عنصر کلیدی در انتقال مایعاتی مانند نفت، گاز، اسیدها و بخار در این صنایع به‌کار می‌رود.
لوله‌های بدون درز در صنایع نفت و گاز دارای مصارف مختلفی هستند. از جمله کاربردهای رایج آنها می‌توان به لوله‌های حفاری کیسینگ و تیوبینگ، لوله‌های انتقال مایعاتی مانند نفت و گاز، اسیدها و بخار، لوله‌های مورد استفاده برای پالایش نفت و گاز و محصولات مرتبط و همچنین لوله‌های مورد استفاده در تاسیسات نام برد. انواع مختلفی از لوله‌های بدون درز وجود دارند که بر اساس استانداردها و نیازهای خاص هر پروژه انتخاب می‌شوند. برخی از انواع معمول از لوله‌های بدون درز عبارتند از:
•    لوله‌های کربن استیل برای مصارف فشار قوی و ضعیف با استانداردهای مانند ASTM A53، A106، A333 و API 5L.
•    لوله‌های با آلیاژهای مالی مانند کروم MOLY-CHROM ASTM A335 GRADE P5 TO P91 که برای شرایط با فشار و حرارت بالا در پالایشگاه‌ها و نیروگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
•    لوله‌های استنلس استیل با استانداردهای مانند ASTM A312 304، 316، 321، 347.
•    لوله‌های دوبلکس یا سوپر دوبلکس با استانداردهای ASTM A790/A928.
•    انواع آلیاژهای نیکل مانند اینکونل، HASTELLOY، مونل، نیکل 200 و غیره.
•    لوله‌های غیرآهنی از جمله آلومینیوم، مس، برنج و سایر مواد.
در مورد لوله‌های بدون درز، به علت روش تولید پیچیده‌تری که دارند و محدودیت‌های تولیدکنندگان این نوع لوله، معمولاً در مقایسه با لوله‌های درزدار درصدی از 20 تا 30 گران‌تر هستند. برای لوله‌های با اندازه‌ها و مشخصات خاص‌تر مانند لوله‌های 20 اینچ به بالا یا مواد خاصی مانند A335 p91 که تولیدکنندگان و تامین‌کنندگان محدود هستند، قیمت‌ها به نسبت بالاتر خواهد بود.
با توجه به این نکته، نمی‌توان یک روش یکسان برای قیمت‌گذاری تمام لوله‌های کربن استیل یا استنلس استیل با توجه به ضخامت و قطر داخلی آنها داشت، زیرا تمام موارد فوق باید در نظر گرفته شود تا بتوان هزینه‌های پروژه‌ها را به درستی تخمین زد. علاوه بر این، تغییرات قیمت‌ها، به ویژه در مورد لوله‌های آلیاژی که دارای المان‌های شیمیایی مانند موبیدیوم، کرومیوم، مس و نیکل هستند، نیز باید در نظر گرفته شود.
استانداردهای ASME B36.10 و B36.19 مشخصات مربوط به ابعاد و وزن لوله‌های مورد استفاده در صنایع پتروشیمی را تعیین می‌کنند. به‌طور خاص، استاندارد ASME B36.10 مرتبط با وزن و ابعاد تمامی لوله‌های کربن استیل و آلیاژی با اندازه‌های 1/8 تا 24 اینچ می‌باشد، در حالی که استاندارد ASME B36.19 مرتبط با لوله‌های بدون درز استنلس استیل، دوبلکس و آلیاژی نیکل است.
لوله‌های بدون درز با سایزهای استانداردی که بر اساس میزان تقریبی سیالی که درون آنها جریان دارد و رده‌ای که همان ضخامت دیواره لوله می‌باشد، مشخص می‌شوند. این لوله‌ها دارای تلرانس مورد قبولی برای ضخامت دیواره لوله (+- 12 درصد) هستند.

لوله‌های ERW

لوله‌های ERW یا لوله‌های جوشکاری مقاومت الکتریکی یکی دیگر از انواع مهم لوله‌های مورد استفاده در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی هستند. این نوع لوله‌ها به وسیله جوشکاری مقاومت الکتریکی ساخته می‌شوند و ویژگی‌های خاصی دارند که آنها را منحصر به فرد می‌کند.
برای تولید لوله ERW، ابتدا کویل‌های فولادی باز می‌شوند و به شکل مسطح صاف می‌شوند. سپس این ورق‌ها برش داده سپس شکل داده می‌شوند تا به شکل لوله درآیند. در مرحله بعد، لبه‌های لوله از طریق جوشکاری مقاومت الکتریکی به هم وصل می‌شوند. فرآیند جوشکاری مقاومت الکتریکی به این صورت انجام می‌شود که جریان الکتریکی از طریق لوله عبور می‌کند و در نقاط جوش باعث اتصال دو قسمت لوله به یکدیگر می‌شوند.
لوله‌های ERW در اندازه‌های متنوعی در دسترس هستند و اغلب بر اساس استانداردهای معتبری مانند ASME A53 (برای لوله‌های کربن استیل) و A312 (برای لوله‌های استنلس استیل) تولید می‌شوند. این لوله‌ها عمدتاً برای مصارفی با فشار و حرارت معمولی به‌کار می‌روند.
یکی از مزایای اصلی لوله‌های ERW، قیمت نسبتاً پایین‌تر آنها نسبت به لوله‌های بدون درز است. با پیشرفت تکنولوژی در زمینه جوشکاری مقاومت الکتریکی، این نوع لوله‌ها به چالش برانگیزاننده‌ترین رقبای خود یعنی لوله‌های بدون درز تبدیل شده‌اند. از زمان بهبود فرآیند جوشکاری، لوله‌های ERW توانسته‌اند مشخصه‌های فیزیکی و مکانیکی بهتری را نسبت به گذشته داشته باشند.
مهم‌ترین نکته در مورد لوله‌های ERW این است که این نوع لوله‌ها، در مقایسه با لوله‌های بدون درز، دارای درزهای جوشی هستند که در برخی موارد ممکن است نقطه ضعفی در مقابل خوردگی و زنگ زدگی باشند. با این حال، به علت قیمت پایین‌تر و عملکرد مناسب در بسیاری از موارد، لوله‌های ERW همچنان به عنوان یک گزینه اقتصادی و موثر در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، تعداد زیادی از پروژه‌ها را پوشش می‌دهند.

لوله‌های LSAW

لوله‌های LSAW نیز یکی از نوع‌های مهم لوله‌های مورد استفاده در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی هستند. این نوع لوله‌ها به وسیله فرآیندهای برش دادن، خم کردن و جوش دادن ورق‌های فولادی تولید می‌شوند.
یکی از ویژگی‌های ممتاز لوله‌های LSAW این است که آنها به راحتی برای انتقال مایعات و گازها با فشار بالا و حجم زیاد استفاده می‌شوند. این لوله‌ها از طریق فرآیندهای ساخت پیچیده‌ای تولید می‌شوند که به آنها امکان می‌دهد در اندازه‌های بزرگ به کار روند.
یکی از تفاوت‌های مهم بین لوله‌های LSAW و دیگر انواع لوله‌ها این است که در لوله‌های LSAW، جوشکاری در محل درز جوش انجام می‌شود. این به معنای این است که لوله به وسیله جوشکاری مستقیم در نقاط جوش به هم وصل می‌شوند. این فرآیند جوشکاری می‌تواند به صورت درز مستقیم یا درز مارپیچی انجام شود و این امر وابسته به نیازهای مشخص پروژه است.
لوله‌های LSAW عمدتاً در اندازه‌های بزرگ تولید می‌شوند، به عنوان مثال در اندازه‌های 16 اینچ تا 24 اینچ و بیشتر. این لوله‌ها اغلب برای انتقال مایعات و گازها در پروژه‌های بزرگ از جمله لوله‌های انتقال گاز طبیعی و نفت استفاده می‌شوند.
در مقایسه با لوله‌های بدون درز و لوله‌های ERW، لوله‌های LSAW دارای ویژگی‌های مشخصی هستند. این لوله‌ها به دلیل روش تولید پیچیده‌تری که دارند و تامین کنندگان محدودتر، معمولاً به طور نسبی گران‌تر هستند. از طرف دیگر، لوله‌های LSAW به دلیل توانایی‌شان در تحمل فشارهای بالا و حجم زیاد مایعات و گازها، در پروژه‌هایی که نیاز به این ویژگی‌ها دارند، بسیار مورد توجه قرار می‌گیرند.
به عبارت دیگر، انتخاب بین لوله‌های LSAW و دیگر نوع‌های لوله بستگی به نیازهای خاص پروژه و محیط کاری دارد. این لوله‌ها معمولاً در پروژه‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرند که نیاز به انتقال مایعات با فشار بالا و حجم زیاد دارند و همچنین در مواردی که قطر بزرگتری برای لوله‌ها مورد نیاز است.

مقایسه و نتیجه‌گیری

در این مقاله، به معرفی و توضیح سه نوع اصلی لوله مورد استفاده در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی پرداختیم: لوله‌های بدون درز، لوله‌های ERW (جوشکاری مقاومت الکتریکی) و لوله‌های LSAW. این سه نوع لوله هر کدام ویژگی‌ها و مزایای خود را دارند و برای پروژه‌های مختلف انتخاب می‌شوند.
لوله‌های بدون درز به عنوان گزینه‌ای با کیفیت برای مایعاتی با فشار و حرارت بالا شناخته می‌شوند. این لوله‌ها دارای ساختار بدون درزی هستند که به آنها مقاومت بالایی در برابر خوردگی و زنگ زدگی می‌دهد. از جمله کاربردهای رایج آنها می‌توان به لوله‌های حفاری کیسینگ و تیوبینگ، انتقال مایعاتی مانند نفت و گاز و پالایش نفت و گاز اشاره کرد.
لوله‌های ERW به عنوان گزینه‌ای اقتصادی تر برای مصارف معمولی با فشار و حرارت متوسط و پایین مورد استفاده قرار می‌گیرند. این لوله‌ها از طریق جوشکاری مقاومت الکتریکی تولید می‌شوند و به دلیل هزینه کمتر تولید و عملکرد مناسب، هنوز به عنوان یک گزینه معتبر در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی شناخته می‌شوند.
لوله‌های LSAW به دلیل توانایی‌شان در تحمل فشارهای بالا و حجم زیاد مایعات و گازها، برای پروژه‌های بزرگی که نیاز به انتقال حجم زیادی از مواد دارند، انتخاب مناسبی هستند. این لوله‌ها از طریق فرآیندهای تولید پیچیده‌تری تولید می‌شوند و به دلیل مشخصه‌های فیزیکی و مکانیکی ممتاز، در پروژه‌هایی که نیاز به تحمل فشار بالا و حجم زیاد دارند، مورد توجه قرار می‌گیرند.
به عبارت دیگر، انتخاب نوع لوله مناسب برای یک پروژه وابسته به نیازها و شرایط خاص پروژه است. در نهایت، مهمترین نکته این است که پروژه‌ها به دقت انتخاب شود تا بهترین عملکرد و ایمنی را داشته باشند و نیازهای مختلف صنعت نفت، گاز و پتروشیمی را برآورده سازند.