فولاد API X70

فولاد API X70 در دسته ی فولادهای میکروآلیاژی با استحکام بالا قرار دارد. این فولاد با استحکام مکانیکی قابل توجه و مطابق با استاندارد API 5L به طور عمده در ساخت لوله های انتقال نفت و گاز مورد استفاده قرار میگیرد. در این مقاله به بررسی ویژگی های این فولاد و لوله API X70 خواهیم پرداخت.

لوله ی فولادی API X70 جیست؟

لوله API X70

تصویر شماره 1- لوله API X70

از جمله پیشرفت هایی که در سال های اخیر در زمینه دانش متالورژی صورت گرفته است تولید فولادهای میکروآلیاژی می باشد. این دسته از فولادها دارای ویژگی های منحصر به فردی از جمله استحکام، قابلیت انعطاف پذیری، چقرمگی، شکل پذیری و جوش پذیری بالایی هستند و مجموعه این ویژگی ها باعث شده است که بسیار مورد توجه تولید کنندگان فولاد قرار بگیرد.

با گسترش خطوط انتقال نفت و گاز، استفاده از فولادهای میکروآلیاژی نیز در این صنعت افزایش یافت. استفاده از این دسته از فولادها در صنایع نفت و گاز باعث کاهش هزینه های تولید و نگهداری خطوط انتقال شده است. اما ممکن است این سؤال برای شما پیش بیاید که میکروآلیاژ چیست؟

آنچه در این مقاله خواهید خواند:

فولاد میکروآلیاژ
لوله API X70
ابعاد لوله API X70 برای رده های مختلف
ویژگی شیمیایی لوله API X70
ویژگی فیزیکی لوله API X70
کاربرد لوله API 5L X70
مزایای لوله API X70

فولاد میکروآلیاژ

میکروآلیاژ نوعی فولاد کم آلیاژ با استحکام بالاست که با اضافه کردن مقدار کمی از عناصر وانادیم، نیوبیم و تیتانیم ساخته می شود. میکروآلیاژها از نظر خواص مکانیکی برتری قابل توجهی نسبت به فولادهای کربنی معمولی دارند.

مکیروآلیاژها برای اولین بار در دهه 60 میلادی به کارگرفته شدند. مهمترین ویژگی این دسته از فولادها استحکام بسیار بالای آنهاست. از طرف دیگر تولید میکروآلیاژها به دلیل حذف شدن برخی از عملیات ها در فرایند تولید مانند عملیات کوئنچ و تمپر باعث کاهش هزینه و افزایش سرعت تولید می شود.

از میکروآلیاژها به طور گسترده در صنعت خودروسازی نیز استفاده می شود. وزن کم و استحکام بالای این محصول آن ها را به فلزی ایده آل برای این صنعت تبدیل کرده است. از طرف دیگر به کمک میکروآلیاژها می توان قطعات فلزی بسیار باریکی را تولید کرد. به منظور محافظت از میکروآلیاژ در برابر خوردگی می توان برخی فلزات دیگر مانند مس، نیکل، کروم و فسفر را به آن اضافه کرد.

فولاد API X70 جز فولادهای میکروآلیاژی به شمار می آید و از آن به طور عمده برای تولید لوله های انتقال نفت و گاز استفاده می شود. این لوله ها از طریق فرایند نورد کنترل شده که نوعی عملیات ترمودینامیکی ست تولید می شوند. در این فرایند تغییر شکل پلاستیکی و استحاله به صورت دو فاز پشت سر هم به گونه ای طرح ریزی می شوند که با هم وارد عمل شوند و ریز ساختاری با بهترین ویژگی ها به وجود بیاید.

لازم به ذکر است هر آلیاژی که ماهیت استحاله فازی یا رسوب گذاری داشته باشد می تواند تحت عملیات ترمومکانیکی قرار بگیرد. عملیات ترمودینامیکی شامل موارد زیر است:

انتخاب ترکیب شیمیایی مناسب
پیشگرم کردن اسلب جهت همگن شدن ترکیبت و انحلال رسوبات عناصر میکروآلیاژی
تغییر شکل در منطقه تبلور مجدد
انجام تغییر شکل در محدوده دمایی توقف تبلور مجدد
انجام تغییر شکل در ناحیه دوفازی α+γ
سرد کردن کنترل شده

بیشتر بخوانید: مشخصات و کاربرد ورق api

لوله API X70

الزامات API 5L که توسط انستیتوی پتروشمی آمریکا تدوین شده است، لوله های درزجوش دار و بدون درز که در صنعت پتروشیمی و گاز طبیعی مورد استفاده واقع می شوند را شامل می شود. API 5L برای انتقال آب، گاز و نفت مناسب است.

گریدهایی که توسط API 5L پوشش داده می شوند شامل A25، A، B و X می باشد. گرید X نیز از X42، X46، X52، X56، X60، X65، X70 و X80 تشکیل شده است. دو رقمی که پس از X آورده می شود بیان کننده ی حداقل استحکام تسیلم لوله در این گرید است.

API X70 یک متریال با گرید ممتاز برای ساخت لوله مطابق با استاندارد API 5L است. به این لوله ها L485 نیز گفته می شود. حداقل استحکام تسلیم این نوع فولاد برابر با 485 مگاپاسکال است. API 5L X70 برای هر دو نوع لوله ی بدون درز و جوشی (ERW, SAW) برای خطوط انتقال نفت و گاز به کار می رود.

لوله API X70 در دو سطح PSL 1 و PSL 2 تولید می شوند. حداقل استحکام تسلیم در لوله ی فولادی API 5L X70 برابر با 70300 psi و یا 485 Mpa است. تمام لوله های X70 موجود فولادهای میکروآلیاژی کربن-منگنز کنترل شده هستند. عناصر میکروآلیاژ نیز نیوبیوم (Nb)، وانادیوم (V) و تیتانیوم (Ti) است. مقدار کلیه ی میکروآلیاژها از 0.15 درصد تجاوز نمی کند. ساختار لوله از فریت سوزنی و بینیت تشکیل شده است و به طور کلی قابلیت جوشکاری خوبی دارد.

ابعاد لوله API X70 برای رده های مختلف

سایز اسمی بر حسب اینچ	قطر خارجی میلیمتر	ضخامت جداره بر حسب میلیمتر	وزن یک متر بر حسب کیلوگرم	رده	طول (متر)
2"	60,3	3,91	5,44	STD/40	8-12
		5,54	7,48	XS/80	8-12
		8,74	11,12	160	8-12
		11,07	13,45	XXS	8-12
		12,70	15,00		8-12
2,5"	73,0	5,16	8,62	STD/40	8-12
		7,01	11,41	XS/80	8-12
3"	88,9	5,49	11,29	STD/40	8-12
		7,62	15,27	XS/80	8-12
		11,13	21,34	160	8-12
		15,24	27,67	XXS	8-12
		17,50	28,80		8-12
4"	114,3	6,02	16,07	STD/40	8-12
		8,56	22,31	XS/80	8-12
		11,10	28,30	120	8-12
		13,49	33,53	160	8-12
		17,12	41,02	XXS	8-12
		20,00	46,50		8-12
		22,20	50,40		8-12
		25,40	55,68		8-12
5"	141,3	6,55	21,78	STD/40	8-12
		9,52	30,95	XS/80	8-12
		15,88	49,11	160	8-12
		19,05	57,42	XXS	8-12
6"	168,3	7,11	28,26	STD/40	8-12
		10,97	42,56	XS/80	8-12
		12,70	48,73		8-12
		14,27	54,20	120	8-12
		18,26	67,56	160	8-12
		21,95	79,22	XXS	7-12
		25,40	89,50		6-12
		28,00	96,90		6-12
		31,80	107,00		4-12
8"	219,1	6,35	33,31	20	8-12
		8,18	42,53	STD/40	8-12
		10,31	53,10	60	8-12
		12,70	64,63	XS/80	8-12
		15,88	79,58		8-12
		19,05	93,98		8-12
		22,23	107,92	XXS	8-12
		23,00	111,27	160	8-12
		25,40	121,33		8-11
		28,00	132,00		4-7,5
		31,80	146,88		4-7,5
		38,10	170,06		4-6
10"	273,0	6,35	41,77	20	8-12
		9,27	60,31	STD/40	8-12
		12,70	81,55	XS/60	8-12
		15,88	100,73		8-12
		19,05	119,30		8-12
		21,44	133,04	120	8-12
		25,40	155,15	XXS/140	8-12
		28,58	172,33	160	8-10,5
		31,75	188,97		8-10,5
		38,10	220,70		6-9
		50,00	274,96		4-7,5
12"	323,8	9,53	73,88	STD	8-12
		10,31	79,73	40	8-12
		12,70	97,46	XS	8-12
		14,27	108,96	60	8-12
		15,88	120,62		8-12
		17,48	132,08	80	8-12
		19,05	143,21		8-12
		21,44	159,91	100	8-12
		25,40	186,97	XXS7120	8-12
		31,75	228,74		6-10
		33,32	238,76	160	6-10
		38,10	268,43		6-9,5
		45,00	309,38		4-6,5
		50,00	337,60		4-6,5
14"	355,6	9,53	81,33	STD/30	8-12
		11,13	94,55	40	8-12
		12,70	107,39	XS	8-12
		15,88	133,03		8-12
		19,05	158,10	80	8-12
		25,40	206,83		7-11
		31,75	253,56	140	5-8,5
		35,71	281,70	160	5-8
		38,10	298,30		4-7,5
16"	406,4	9,53	93,27	STD/30	8-12
		12,70	123,30	XS/40	8-12
		14,27	137,99		8-12
		15,88	152,93		8-12
		16,66	160,12	60	8-12
		17,48	167,65		8-12
		19,05	181,97		7-11
		21,44	203,53	80	7-10
		25,40	238,64		6-9,5
		31,00	286,00	120	6-8
		31,75	293,33		4-7,5
		38,10	346,03		4-6,5
18"	457,2	12,70	139,15	XS	8-12
		15,88	172,74		8-12
		19,05	205,74	60	8-12
		23,83	254,67	80	8-12
		25,40	270,34		8-12
		31,75	332,95		8-12
		38,10	393,76		8-12
		45,24	459,59	160	8-12
20"	508,0	12,70	155,12	XS/30	8-12
		15,88	192,71		8-12
		17,48	211,44		8-12
		19,05	229,70		8-12
		25,40	302,28		8-12
		26,20	311,00		8-12
		31,75	372,88		8-12
		32,50	381,00		8-12
		38,10	441,49	120	8-12
		50,80	572,75	160	7-10,5
22"	559,0	12,70	171,09	XS/30	8-12
		19,05	253,65		8-12
		25,40	334,23		8-12
		31,75	412,81		8-12
		38,10	489,41		8-11,5
24"	610,0	9,52	141,12	STD/20	8-12
		12,70	187,06	XS	8-12
		14,27	209,64	30	8-12
		15,88	232,00		8-12
		17,48	255,41	40	8-12
		19,05	277,61		8-12
		25,40	366,17		8-12
		31,75	452,74		8-12
		38,10	537,33		7-10,5
		50,80	700,53		5-8

ویژگی شیمیایی لوله API X70

C(%)	Si(%)	Mn(%)	P(%)	S(%)	Nb(%)
≤۰٫۱۶	≤۰٫۴۵	≤۱٫۷۰	≤۰٫۰۲۰	≤۰٫۰۲۰	≤۰٫۰۶

ویژگی فیزیکی لوله API X70

توان کششی	استحکام تسلیم (مگا پاسکال)	نسبت تسلیم	درصد افزایش طول
۴۸۵-۶۰۵	≥۰٫۹۰	۱۸	≥۴۰

بیشتر بخوانید: تفاوت لوله مانیسمان و API چیست؟

کاربرد لوله API 5L X70

از لوله API X70 در صنایع زیر استفاده می شود:

صنایع نفت و گاز
خطوط انتقال آب
پالایشگاه ها و پتروشیمی
شرایط کار با دمای بالا
نیروگاه های هسته ای
بویلرها و مبدل های حرارتی

لوله API X70 مورد استفاده در صنعت نفت و گاز

تصویر شماره 2 - لوله API X70 مورد استفاده در صنعت نفت و گاز

مزایای لوله API X70

استحکام بالا
مقاومت بالا در برابر پارگی دینامیک
مقرون به صرفه بودن
عمر طولانی