رازهای پشت استانداردAPI610

رازهای پشت استانداردAPI610

 چرا این استاندارد برای پمپ‌های صنعتی حیاتی است؟

استاندارد API 610 یکی از مهم‌ترین استانداردهای مرتبط با طراحی و ساخت پمپ‌های سانتریفیوژ صنعتی است که توسط موسسه نفت آمریکا (American Petroleum Institute) تدوین شده است. این استاندارد به‌ویژه برای صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و سایر صنایع مرتبط طراحی شده و هدف آن ایجاد هماهنگی در کیفیت، ایمنی و عملکرد پمپ‌ها در شرایط سخت عملیاتی است. در ادامه به بخش‌های اصلی این استاندارد و جزئیات مربوط به آن می‌پردازیم:

۱. هدف و دامنه کاربرد API 610

استاندارد API 610 برای پمپ‌های سانتریفیوژ تک مرحله‌ای یا چند مرحله‌ای طراحی شده است که در فشارها و دماهای بالا، و شرایط خاص صنایع نفت و پتروشیمی استفاده می‌شوند. این استاندارد مشخصات و الزامات مرتبط با:

• طراحی مکانیکی
• مواد سازنده
• عملکرد هیدرولیکی
• آزمایش‌ها و بازرسی‌ها
  را تعیین می‌کند.

۲. انواع پمپ‌ها در API 610

این استاندارد پمپ‌ها را به ۳ گروه اصلی تقسیم می‌کند:

1. BB (Between Bearings)
   پمپ‌هایی که پروانه آنها بین دو یاتاقان قرار گرفته است. این گروه خود شامل مدل‌های زیر می‌باشد:
   • BB1: پمپ‌های افقی با یاتاقان‌های جداسازی شده.
   • BB2: پمپ‌های افقی با طراحی تقسیم‌شده محوری.
   • BB3: پمپ‌های افقی چندمرحله‌ای.
2. OH (Overhung)
   پمپ‌هایی که پروانه آنها در انتهای محور و خارج از یاتاقان قرار گرفته است.
   • OH1: پمپ‌های افقی با یاتاقان‌های جداسازی‌شده.
   • OH2: پمپ‌های افقی با بدنه و یاتاقان یکپارچه.
3. VS (Vertically Suspended)
   پمپ‌های عمودی که محور آنها به صورت معلق قرار گرفته است.
   • VS1 تا VS7: شامل انواع مختلف پمپ‌های عمودی مانند پمپ‌های غلاف‌دار و بدون غلاف.

۳. ویژگی‌های طراحی پمپ‌ها طبق API 610

• مواد سازنده:
  این استاندارد مواد مختلفی مانند فولاد کربنی، فولاد ضدزنگ، و آلیاژهای مقاوم به خوردگی را پیشنهاد می‌دهد که باید بر اساس سیال فرآیندی انتخاب شوند.
• یاتاقان‌ها و روان‌کاری:
  یاتاقان‌ها باید طوری طراحی شوند که بارهای محوری و شعاعی را تحمل کنند. روان‌کاری نیز می‌تواند به‌صورت روغن یا گریس انجام شود.
• پروانه‌ها:
  پروانه‌ها باید دارای طراحی‌های مقاوم به خوردگی و سایش باشند و در صورت نیاز از مواد خاص ساخته شوند.
• سیستم آب‌بندی (Sealing):
  استاندارد API 610 به استفاده از سیستم‌های آب‌بندی مطابق با استاندارد API 682 تأکید دارد. این سیستم‌ها باید نشت سیال را به حداقل برسانند.
• فشار و دما:
  طراحی پمپ باید متناسب با فشار و دمای بالای فرآیند باشد و قابلیت کارکرد در شرایط بحرانی را داشته باشد.

۴. آزمایش‌ها و بازرسی‌ها در API 610

این استاندارد الزاماتی برای انجام آزمایش‌های مختلف تعیین کرده است که شامل:

• آزمایش عملکردی:
  بررسی دبی، هد، و راندمان پمپ در شرایط عملیاتی.
• آزمایش هیدرواستاتیک:
  بررسی استحکام بدنه و قطعات تحت فشار.
• آزمایش ارتعاش:
  کنترل ارتعاشات پمپ در حین کار.
• آزمایش صدا:
  اندازه‌گیری سطح صدای تولیدی توسط پمپ.

۵. تفاوت‌های API 610 با سایر استانداردها

• تمرکز بر صنایع سنگین:
  API 610 برخلاف استانداردهای ISO یا DIN که برای کاربردهای عمومی مناسب هستند، برای کاربردهای خاص و سنگین طراحی شده است.
• تأکید بر ایمنی و دوام:
  این استاندارد پمپ‌هایی را پیشنهاد می‌دهد که بتوانند در شرایط خطرناک عملکرد پایدار و ایمنی داشته باشند.

۶. مزایای استفاده از استاندارد API 610

• کاهش خطرات عملیاتی و افزایش ایمنی.
• بهبود عمر مفید تجهیزات.
• کاهش هزینه‌های تعمیرات و نگهداری.
• هماهنگی در طراحی و تولید.

برای ارائه توضیحات جامع‌تر در مورد هر بخش از استاندارد API 610 همراه با ذکر مثال و کاربرد، جزئیات زیر را ارائه می‌کنم:

۱. انواع پمپ‌های BB (Between Bearings)

پمپ‌هایی که پروانه آن‌ها بین دو یاتاقان قرار دارد و به دلیل تعادل بارهای شعاعی و محوری، در کاربردهای سنگین و فشار بالا استفاده می‌شوند.

BB1

• ویژگی‌ها: پمپ‌های افقی با بدنه‌ای که به صورت جداسازی‌شده (Split Casing) طراحی شده‌اند. این پمپ‌ها بیشتر برای دبی‌های بالا و فشار متوسط کاربرد دارند.
• کاربرد:
  • پمپاژ آب خام در پالایشگاه‌ها.
  • سیستم‌های خنک‌کننده در نیروگاه‌های برق.
• مثال: پمپ انتقال آب خام از رودخانه به تاسیسات تصفیه.

BB2

• ویژگی‌ها: پمپ‌های افقی با بدنه تقسیم‌شده به صورت محوری (Axially Split). این طراحی برای تعمیر و نگهداری آسان‌تر مناسب است.
• کاربرد:
  • انتقال نفت خام در خطوط لوله.
  • انتقال سوخت در ایستگاه‌های تقویت فشار.
• مثال: پمپ‌های انتقال نفت خام در خطوط لوله جنوب به پالایشگاه‌های اصفهان.

BB3

• ویژگی‌ها: پمپ‌های چندمرحله‌ای با پروانه‌هایی که برای ایجاد هد بسیار بالا طراحی شده‌اند. این پمپ‌ها معمولاً در فشارهای بالا استفاده می‌شوند.
• کاربرد:
  • تقویت فشار در خطوط لوله گاز.
  • انتقال سیالات به ارتفاعات بالا.
• مثال: پمپ‌های تقویت فشار گاز طبیعی در خطوط انتقال.

۲. انواع پمپ‌های OH (Overhung)

پمپ‌هایی که پروانه آن‌ها در انتهای محور و خارج از یاتاقان نصب شده است. این نوع پمپ‌ها برای کاربردهای متنوع و سبک‌تر نسبت به پمپ‌های BB مناسب هستند.

OH1

• ویژگی‌ها: پمپ‌های افقی با یاتاقان‌های جداگانه. طراحی ساده‌ای دارند و برای فشارهای کم تا متوسط مناسب هستند.
• کاربرد:
  • پمپاژ آب سرد در سیستم‌های HVAC.
  • انتقال سیالات کم‌فشار در پالایشگاه‌ها.
• مثال: پمپ‌های سیستم تهویه مطبوع برج‌های اداری.

OH2

• ویژگی‌ها: پمپ‌هایی با بدنه و یاتاقان یکپارچه. این طراحی برای اطمینان از استحکام بیشتر استفاده می‌شود.
• کاربرد:
  • انتقال مواد شیمیایی در کارخانجات پتروشیمی.
  • سیستم‌های گردش آب خنک‌کننده در نیروگاه‌ها.
• مثال: پمپ‌های انتقال اسید سولفوریک در صنایع پتروشیمی.

۳. انواع پمپ‌های VS (Vertically Suspended)

پمپ‌های عمودی که برای کار در چاه‌ها، مخازن و کاربردهای خاص طراحی شده‌اند.

VS1

• ویژگی‌ها: پمپ عمودی بدون غلاف، برای انتقال سیالات تمیز. این نوع پمپ‌ها سبک‌تر هستند و نیاز به فضای کمتری دارند.
• کاربرد:
  • پمپاژ آب خام از چاه‌های عمیق.
  • تامین آب خنک‌کننده در تاسیسات صنعتی.
• مثال: پمپ‌های آبگیری از رودخانه‌ها برای نیروگاه‌های برق.

VS2

• ویژگی‌ها: پمپ عمودی غلاف‌دار. طراحی آن‌ها برای کار در سیالات سنگین‌تر مناسب است.
• کاربرد:
  • انتقال آب‌های آلوده در پالایشگاه‌ها.
  • پمپاژ سیالات داغ در واحدهای صنعتی.
• مثال: پمپ‌های انتقال پساب صنعتی در مجتمع‌های فولادی.

VS6 و VS7:

• ویژگی‌ها: پمپ‌های عمودی چندمرحله‌ای برای ایجاد هد بالا. این پمپ‌ها معمولاً در محیط‌های خاص با دما و فشار بالا استفاده می‌شوند.
• کاربرد:
  • انتقال بخارات در پالایشگاه‌ها.
  • سیستم‌های تقویت فشار گاز.
• مثال: پمپ‌های گردش بخار در نیروگاه‌های حرارتی.

۴. کاربرد واقعی API 610 در صنایع مختلف

• صنایع نفت و گاز:
  • استفاده از پمپ‌های BB3 برای تقویت فشار نفت خام.
  • استفاده از پمپ‌های OH2 برای انتقال مایعات شیمیایی.
• صنایع فولاد:
  • پمپ‌های VS1 و VS6 برای انتقال آب‌های خنک‌کننده در فرآیند ذوب فولاد.
• نیروگاه‌ها:
  • استفاده از پمپ‌های BB1 و OH1 برای گردش آب خنک‌کننده در برج‌های خنک‌کننده.

۵. توصیه برای انتخاب پمپ مناسب بر اساس API 610

هنگام انتخاب پمپ باید موارد زیر را مدنظر داشته باشید:

1. نوع سیال: خواص سیال از جمله ویسکوزیته، دما، و خورندگی آن.
2. فشار و دبی مورد نیاز: انتخاب نوع پمپ براساس هد و دبی مطلوب.
3. شرایط عملیاتی: محیط کاری، نیاز به نگهداری کم، و عمر طولانی.

پمپ‌های پوسته‌زدایی (Descaling Pumps) که در خطوط نورد گرم فولادسازی استفاده می‌شوند، به‌طور معمول جزو پمپ‌های BB3 یا BB5 دسته‌بندی می‌شوند. این پمپ‌ها به دلیل نیاز به ایجاد فشار بسیار بالا و دبی قابل توجه برای حذف پوسته‌های اکسیدی از سطح فولاد، طراحی خاصی دارند که در ادامه شرح داده می‌شود:

پمپ‌های BB3 در خطوط پوسته‌زدایی

ویژگی‌ها:

• ساختار: پمپ‌های چندمرحله‌ای با طراحی افقی.
• بدنه تقسیم‌شده: بدنه پمپ به صورت محوری تقسیم شده (Axially Split) است که باعث سهولت در تعمیر و نگهداری می‌شود.
• هد بالا: به دلیل چندمرحله‌ای بودن، قابلیت تولید فشارهای بسیار بالا (تا ۲۰۰ بار و بیشتر) را دارند.
• مواد سازنده: معمولاً از فولاد ضدزنگ یا آلیاژهای مقاوم به خوردگی برای مقابله با آب صنعتی و ذرات معلق استفاده می‌شود.

کاربرد در پوسته‌زدایی:

• این پمپ‌ها آب را با فشار بالا به نازل‌های مخصوص می‌فرستند تا پوسته‌های اکسیدی روی سطح فولاد داغ را از بین ببرند.
• در خطوط نورد گرم، فشارهای بالا برای جلوگیری از چسبیدن پوسته به سطح فولاد حیاتی است.

مثال:

• پمپ BB3 در سیستم پوسته‌زدایی نورد گرم کارخانه فولاد مبارکه یا ذوب‌آهن اصفهان.

پمپ‌های BB5 در خطوط پوسته‌زدایی

ویژگی‌ها:

• ساختار: پمپ‌های چندمرحله‌ای با طراحی بشکه‌ای (Barrel-Type).
• بدنه: بدنه به صورت استوانه‌ای و مقاوم به فشارهای بسیار بالا طراحی شده است.
• کاربرد در دماهای بالا: این پمپ‌ها برای کاربردهایی با فشار و دمای بسیار بالا ایده‌آل هستند.
• دوام بالا: به دلیل طراحی ویژه، عمر طولانی‌تر و نیاز به نگهداری کمتری دارند.

کاربرد در پوسته‌زدایی:

• خطوط نورد گرم که به فشار فوق‌العاده بالا برای حذف پوسته نیاز دارند، از این نوع پمپ استفاده می‌کنند.
• این پمپ‌ها قابلیت کار در دماهای بالا و محیط‌های خورنده را دارند.

مثال:

• استفاده از پمپ BB5 در خطوط نورد گرم پیشرفته که نیازمند فشارهای بالای ۳۰۰ بار هستند.

انتخاب بین BB3 و BB5

• اگر نیاز به فشار بالا همراه با هزینه اولیه کمتر باشد، BB3 گزینه بهتری است.
• اگر شرایط کاری به فشار بسیار بالا، طول عمر بیشتر، و استحکام فوق‌العاده نیاز داشته باشد، BB5 انتخاب مناسبی است.

دلایل استفاده از پمپ‌های BB3 یا BB5 در پوسته‌زدایی

1. توانایی ایجاد فشار بالا:
   فرآیند پوسته‌زدایی به فشار بالا (اغلب بالای ۱۵۰ بار) نیاز دارد تا پوسته‌های چسبیده به فولاد داغ به‌طور کامل جدا شوند.
2. مقاومت در برابر خوردگی:
   به دلیل استفاده از آب صنعتی یا آب حاوی مواد شیمیایی برای کاهش پوسته، بدنه و اجزای پمپ باید مقاوم به خوردگی باشند.
3. دوام و قابلیت اطمینان:
   خطوط تولید فولاد باید با حداقل توقف کار کنند؛ بنابراین، پمپ‌هایی با قابلیت اطمینان بالا ضروری هستند.

مواد سازنده نازل‌ها و اجزای پمپ در سیستم پوسته‌زدایی

• نازل‌ها معمولاً از کاربید تنگستن یا فولاد ضدزنگ با پوشش‌های خاص ساخته می‌شوند.
• پروانه‌های پمپ از جنس فولاد ضدزنگ دوبلکس یا آلیاژهای مقاوم به خوردگی ساخته می‌شوند.

تجربه واقعی از خطوط نورد فولاد در ایران

در کارخانه‌هایی مانند فولاد مبارکه اصفهان یا ذوب‌آهن اصفهان، از پمپ‌های BB3 برای خطوط پوسته‌زدایی استفاده می‌شود. این پمپ‌ها آب با فشار بالا را از طریق نازل‌ها به سطح فولاد داغ می‌پاشند تا سطح آن برای مراحل بعدی نورد تمیز شود.

مراجع و مستندات : استاندارد API610

تهیه و تدوین : علی منتظرالظهور 1403

 فایل.pdf