Rura stalowa API 5L PSL1, klasa X42, dwustronna-spawana łukiem krytym (DSAW)
Podstawowy przegląd
Rura stalowa API 5L PSL1, klasa X42 DSAW (podwójne-spawanie łukiem krytym)to rura przewodowa o średniej-wytrzymałości ze stali węglowej, wyprodukowana zgodnie ze specyfikacją Amerykańskiego Instytutu Naftowego dla systemów transportu rurociągami. Oznaczenie „X42” wskazuje minimalną granicę plastyczności290 MPa (42 000 psi)co oznacza znaczny wzrost wytrzymałości w stosunku do klasy B (35 000 psi).
X42 to-poziom podstawowy „X-klasy” w rodzinie API 5L, oferujący około17% wyższa granica plastyczności niż klasa B. Jest szeroko stosowany w średnio-przesyle ropy i gazu, liniach zbierających i rurociągach wodnych, gdzie wymagana jest wytrzymałość wyższa niż klasa B, ale ulepszone właściwości PSL2 nie są konieczne.
Proces produkcyjny DSAW-znany również jako LSAW (Longitudinal Submerged Arc Welding)-to metoda spawania o wysokiej-szczelności, w której stosowane są zarówno spoiny wewnętrzne, jak i zewnętrzne, tworzącpojedynczy, wysokiej-jakości rdzeń spoiny. Ten proces jest specjalnie zaprojektowany dlarury o dużej-średnicy i grubych-ścianachstosowane w transporcie ropy i gazu, wodociągach i zastosowaniach konstrukcyjnych.
Nazwa Wyjaśnienie
| Część | Oznaczający |
|---|---|
| API | Amerykański Instytut Naftowy |
| 5L | Specyfikacja rur przewodowych stosowanych w systemach transportu rurociągowego |
| PSL1 | Specyfikacja Produktu Poziom 1 – standardowy poziom jakości z podstawowymi wymaganiami (brak obowiązkowych badań udarności) |
| X42 | Oznaczenie gatunku: „X” oznacza klasę rurociągu, „42” oznacza minimalną granicę plastyczności w ksi (42 000 psi / 290 MPa) |
| DSAW | Dwustronne-spawanie łukiem krytym – stosowane są zarówno spoiny wewnętrzne, jak i zewnętrzne; Podczas spawania łuk spawalniczy jest zanurzony w ziarnistym topniku |
| Znany również jako | LSAW (Longitudinal Submerged Arc Welding) – gdy szew spawalniczy przebiega wzdłuż rury |
Kluczowe dane techniczne
| Atrybut | Opis |
|---|---|
| Standard | API 5L (wydanie 46., zgodne z ISO 3183) |
| Poziom specyfikacji produktu | PSL1 – standardowy poziom jakości |
| Stopień | X42 (L290 w notacji ISO) |
| Minimalna siła plastyczności | 290 MPa (42 000 psi) |
| Minimalna wytrzymałość na rozciąganie | 414 MPa (60 000 psi) |
| Proces produkcyjny | DSAW (dwustronne-spawanie łukiem krytym) / LSAW (spawanie wzdłużne łukiem krytym) |
| Metody formowania | JCOE(progresywne formowanie J-C-O) lubUOE(-U-, O-, rozwijaniu) |
| Zakres rozmiarów (DSAW/LSAW) | 406 mm do 1829 mm(16" do 72") OD – typowa dla DSAW; dostępne do 84 cali |
| Grubość ścianki | 6,0 mm do 50 mm (do 75 mm do zastosowań specjalnych) |
| Długość | standardowo od 6 m do 12 m; dostępne do 18m |
| Końcowe wykończenia | Końce gładkie, końce skośne (kąt skosu 30 stopni) |
| Opcje powlekania | Czarna farba, lakier,-olej antykorozyjny, FBE, 3LPE, żywica epoksydowa ze smoły węglowej |
Skład chemiczny (rura spawana API 5L PSL1 klasy X42)
| Element | Maksymalny% | Notatki |
|---|---|---|
| Węgiel (C) | 0.26% | Niska zawartość węgla zapewnia dobrą spawalność |
| Mangan (Mn) | 1.30% | Zapewnia siłę; wyższa niż klasa B |
| Fosfor (P) | 0.030% | Kontrolowane pod kątem spawalności |
| Siarka (S) | 0.030% | Kontrolowane pod kątem wytrzymałości |
| Krzem (Si) | Nie określono dla PSL1 | Zwykle mniejszy lub równy 0,40% |
Uwaga: PSL1 nie ma wymagań dotyczących maksymalnej granicy plastyczności, równoważnika węgla ani obowiązkowych testów udarności. Dla każdego zmniejszenia o 0,01% poniżej określonej maksymalnej zawartości węgla, dozwolone jest zwiększenie o 0,05% powyżej określonej maksymalnej zawartości manganu, maksymalnie do 1,65%.
Właściwości mechaniczne (API 5L PSL1 klasa X42)
| Nieruchomość | Wymóg |
|---|---|
| Granica plastyczności (min) | 290 MPa (42 000 psi) |
| Granica plastyczności (maks.) | Nie określono dla PSL1 |
| Wytrzymałość na rozciąganie (min) | 414 MPa (60 000 psi) |
| Wytrzymałość na rozciąganie (maks.) | Nie określono dla PSL1 |
| Wydłużenie | Według formuły API 5L (różni się w zależności od grubości ścianki) |
| Uderzenie Charpy’ego | Nie wymagane dla PSL1– tylko PSL2 wymaga obowiązkowych testów wpływu |
Porównanie X42 i sąsiednich stopni
| Stopień | Granica plastyczności (min) | Wytrzymałość na rozciąganie (min) | Siła względna w porównaniu z X42 | Typowe zastosowanie |
|---|---|---|---|---|
| klasa B | 241 MPa (35 ksi) | 414 MPa (60 ksi) | -17% | Ogólny serwis rurociągów |
| X42 | 290 MPa (42 ksi) | 414 MPa (60 ksi) | Linia bazowa | Przenoszenie średniego-ciśnienia |
| X46 | 320 MPa (46 ksi) | 435 MPa (63 ksi) | +10% | Przenoszenie wyższego-ciśnienia |
| X52 | 359 MPa (52 ksi) | 455 MPa (66 ksi) | +24% | Transmisja ogólna |
*X42 oferuje o około 17% wyższą granicę plastyczności niż klasa B, co czyni go-opłacalnym ulepszeniem w przypadku zastosowań średnio-ciśnieniowych, gdzie wytrzymałość klasy B jest niewystarczająca.*
Specyfikacje wymiarowe
| Parametr | Zakres / Tolerancja |
|---|---|
| Średnica zewnętrzna | 406 mm do 1829 mm(16" do 72") – typowy zakres DSAW |
| Grubość ścianki | 6,0 mm do 50 mm (do 75 mm do zastosowań specjalnych) |
| Tolerancja średnicy (korpus rury) | ±0,75% określonej średnicy zewnętrznej |
| Tolerancja średnicy (końce rur, 219,1–273,1 mm) | +1.6 mm / -0,4 mm |
| Tolerancja średnicy (końce rur, 274–457 mm) | +2.4 mm / -0,8 mm |
| Tolerancja grubości ścianki (508-610 mm) | +19.5% / -8% |
| Tolerancja grubości ścianki (219,1-457 mm) | +15% / -12.5% |
| Długość | standardowo od 6 m do 12 m; dostępne do 18m |
| Poza--okrągłością | Mniejsza lub równa 1% określonej wartości OD |
Dostępność typowych rozmiarów (API 5L klasa X42 DSAW):
| średnica zewnętrzna (cale) | średnica zewnętrzna (mm) | Zakres grubości ścianki (mm) |
|---|---|---|
| 16" | 406 | 6.0 - 14.0 |
| 20" | 508 | 6.0 - 16.0 |
| 24" | 610 | 6.0 - 18.0 |
| 30" | 762 | 7.0 - 21.0 |
| 36" | 914 | 8.0 - 24.0 |
| 40" | 1016 | 8.0 - 26.0 |
| 48" | 1219 | 9.0 - 28.0 |
| 56" | 1422 | 10.0 - 29.0 |
| 60" | 1524 | 10.0 - 29.0 |
| 64" | 1626 | 10.0 - 30.0 |
| 72" | 1829 | 10.0 - 30.0 |
Proces produkcyjny DSAW/LSAW
Dwustronne-spawanie łukiem krytym (DSAW), znane również jako spawanie wzdłużne łukiem krytym (LSAW), to-wysokowydajny proces stosowany głównie w przypadku-rur stalowych o dużych średnicach.
Opis procesu
Łuk spawalniczy jest zanurzony w ziarnistym topnikupodczas spawania, chroniąc spoinę przed zanieczyszczeniami atmosferycznymi
Wymagane są zarówno spoiny wewnętrzne, jak i zewnętrzne, zwykle realizowane w oddzielnych procesach
Oddzielne spoiny zużywają część drugiej, w wyniku czego:pojedynczy, wysokiej-jakości rdzeń spoiny
Metody formowania
| Metoda | Opis | Typowe średnice |
|---|---|---|
| JCOE | Stopniowe etapy formowania J-C-O (kształt J- → kształt C- → kształt O-), rozciągany po spawaniu | 406–1626 mm (16–64”) |
| UOE | Płyta wciśnięta w kształt U-, a następnie w kształt O-, rozszerzona po spawaniu | 508-1118 mm (20"-44") |
Kroki procesu
Wybór talerza– Blachy stalowe spełniające wymagania API 5L PSL1 X42
Przygotowanie krawędzi– Krawędzie są ścięte, tworząc rowek w kształcie litery V-
Tworzenie się– Blachy stalowe formowane są w kształty cylindryczne przy użyciu pras JCOE lub UOE
Spawanie sczepne– Uformowane płyty są spawane-sczepnie, aby zachować kształt
Spawanie podwójnym łukiem krytym– Spawane szwy rurowe zarówno na powierzchniach wewnętrznych, jak i zewnętrznych
Zimna ekspansja– Rurę można rozszerzyć do 1,5%, aby uzyskać ostateczny wymiar średnicy zewnętrznej
Kontrola ultradźwiękowa– Kontrola szwu za pomocą ciągłego ultradźwiękowego automatycznego wykrywania wad
Próba ciśnienia hydrostatycznego– Każda rura poddawana jest próbie ciśnienia hydrostatycznego (jeśli jest to określone)
Wykończeniowy– Obróbka końcowa, fazowanie, powlekanie i znakowanie zgodnie ze specyfikacją
Wymagania dotyczące testowania i inspekcji (PSL1)
| Typ testu | Wymóg | Notatki |
|---|---|---|
| Analiza chemiczna | Na partię ciepła | Weryfikuje limity składu według API 5L PSL1 |
| Próba rozciągania | Za dużo | Sprawdza plastyczność i wytrzymałość na rozciąganie |
| Próba spłaszczania | Wymagany | Sprawdza plastyczność i integralność spoiny |
| Próba zginania | Wymagany | Sprawdza integralność spoiny |
| Próba udarności Charpy’ego | Nie wymagane dla PSL1 | Tylko PSL2 wymaga obowiązkowych testów wpływu |
| Próba hydrostatyczna | Każda rura (jeśli określono) | Weryfikacja integralności ciśnienia |
| Kontrola ultradźwiękowa | 100% spoiny | Standardowa praktyka dla DSAW |
| Kontrola rentgenowska- | Do połączeń typu „T”. | Tam, gdzie spoiny doczołowe pasów przecinają się ze szwami spiralnymi |
| Kontrola wymiarowa | 100% | Według standardowych tolerancji |
| Świadectwo testu młyna | EN 10204 Typ 3.1B | Dostarczane z pełnymi wynikami testów |
Porównanie PSL1 i PSL2 dla X42
| Funkcja | PSL1X42 | PSL2X42 | Znaczenie |
|---|---|---|---|
| Węgiel (C) maks | 0.26% | 0.22-0.24% | PSL2 zapewnia lepszą kontrolę i lepszą spawalność |
| Siarka (S) max | 0.030% | 0.015% | PSL2 ma redukcję o 50% – krytyczną dla wytrzymałości |
| Fosfor (P) max | 0.030% | 0.025% | PSL2 ma bardziej rygorystyczne ograniczenia |
| Siła plonu | Tylko 290 MPa min | Zakres 290-495 MPa | PSL2 określa maksimum, aby zapobiec-materiałom o nadmiernej wytrzymałości |
| Wytrzymałość na rozciąganie | Tylko 414 MPa min | Zakres 414-655 MPa | PSL2 określa maksimum spójności |
| Stosunek plastyczności-do-rozciągania | Nie określono | Mniejszy lub równy 0,93 | PSL2 zapewnia odpowiednią ciągliwość |
| Testowanie udarności | Nie jest wymagane | Obowiązkowy | PSL2 gwarantuje-wytrzymałość w niskich temperaturach |
| Ekwiwalent węgla | Nie jest wymagane | Obliczone i kontrolowane | PSL2 zapewnia dobrą spawalność w terenie |
| Wymagania dotyczące badań nieniszczących | Standard | Bardziej rygorystyczne | PSL2 zapewnia lepsze wykrywanie defektów |
| Typowe zastosowanie | Usługi ogólne, wodociągi,-niekrytyczne | Usługa krytyczna, usługa kwaśna, niska temperatura |
Typowe zastosowania
| Aplikacja | Opis |
|---|---|
| Przesył ropy i gazu | Rurociągi średnio-ciśnieniowe do ropy naftowej, gazu ziemnego i produktów rafinowanych |
| Linie odbioru gazu ziemnego | Podłączenie studni do zakładów przetwórczych |
| Sieć przesyłowa wody | Rurociągi wodociągowe komunalne i przemysłowe o dużej-średnicy |
| Linie gromadzenia i przepływu | Działalność wydobywcza ropy i gazu |
| Zastosowania strukturalne | Palowanie, podpory mostów, budownictwo |
| Rurociągi do procesów przemysłowych | Rafinerie, zakłady chemiczne, energetyka |
Kluczowe zalety
| Korzyść | Opis |
|---|---|
| Wyższa wytrzymałość niż klasa B | 17% wyższa granica plastyczności pozwala na wyższe ciśnienia robocze lub zmniejszoną grubość ścianki |
| Koszt-Opłacalny | PSL1 jest bardziej ekonomiczny niż PSL2 – odpowiedni do ogólnych zastosowań usługowych |
| Doskonała spawalność | Niska zawartość węgla zapewnia dobrą spawalność w terenie |
| Możliwość stosowania dużych średnic | DSAW produkuje rury o średnicach zewnętrznych od 16” do 72” – idealne do zastosowań o dużych-średnicach |
| Wysoka integralność spoiny | Dwustronne-spawanie tworzy pojedynczą-jedną spoinę wysokiej jakości ze 100% kontrolą UT |
| Szeroka dostępność | Powszechnie dostępne u producentów na całym świecie |
| Tworzenie JCOE/UOE | Precyzyjna dokładność wymiarowa dzięki zaawansowanym metodom formowania |
Przybliżenia międzynarodowe
| Standard | Stopień równoważny | Notatki |
|---|---|---|
| ISO3183 | L290 | Międzynarodowy odpowiednik normy |
| GB/T9711 | L290 | Chiński odpowiednik |
| EN 10208-2 | L290MB | Europejski odpowiednik |
| ASTM A53 | Klasa B (podobna wytrzymałość) | A53 klasa B ma wydajność 35 ksi w porównaniu do 42 ksi w X42 |
Opcje powlekania
Rura API 5L PSL1 X42 DSAW może być dostarczana z różnymi powłokami zabezpieczającymi przed korozją:
| Typ powłoki | Najlepsze dla | Kluczowe funkcje |
|---|---|---|
| 3LPE (3-warstwowy polietylen) | Zakopane rurociągi | Najczęściej; doskonała ochrona przed korozją, wysoka odporność na uderzenia |
| FBE (powłoka epoksydowa) | Rurociągi naftowe i gazowe | Silna przyczepność, odporność chemiczna |
| Epoksyd ze smoły węglowej | Środowiska morskie | Wytrzymała-ochrona |
| Lakier/olej-antykorozyjny | Tymczasowa ochrona | Krótkoterminowa-ochrona antykorozyjna podczas transportu |
| Powłoka bitumiczna | Pochowana służba | Ekonomiczna-ochrona |
| Czarna powłoka olejowa | Standardowe wykończenie młyna | Tymczasowa ochrona |
Końcowe wykończenia
Dostępne wykończenia końcówek obejmują:
Gładkie końce (PE)– standard dla większości zastosowań
Skośne końce (BE)– do spawania polowego (kąt ukosu 30 stopni)
Gwintowane końcówki– do połączeń mechanicznych
Ważne uwagi
1. Wybór PSL1 kontra PSL2
PSL1: Nadaje się do zastosowań ogólnych, rurociągów wodociągowych i zastosowań nie-krytycznych, gdzie nie jest wymagana odporność na niskie-temperatury
PSL2: wymagane w przypadku pracy w niskich-temperaturach (poniżej 0 stopni), w środowisku kwaśnym (środowiska H₂S), rurociągów regulowanych (FERC, DOT) i zastosowań krytycznych
2. X42 a wybór klasy B
X42: Wybierz, gdy w zastosowaniach średnio-ciśnieniowych wymagana jest wyższa wytrzymałość niż klasa B
klasa B: Standardowy wybór do ogólnych prac związanych z rurociągami, gdzie wystarczająca jest wydajność 35 ksi
3. Ograniczenia rozmiaru DSAW
Produkcja DSAW dla X42 jest zazwyczaj dostępna pod adresemOD 16" do 72".
Mniejsze średnice (poniżej 16 cali) są zazwyczaj produkowane metodami ERW lub bez szwu
4. Testowanie udarności
PSL1 takniewymagają badania udarności Charpy'ego według normy. Jeśli przewiduje się działanie w niskiej-temperaturze, należy rozważyć:
Określenie badania udarności jako wymagania dodatkowego
Aktualizacja do PSL2 (która wymaga testowania wpływu)
5. Ograniczenia temperaturowe
Maksymalna zalecana temperatura pracy:350 stopni (662 stopnie F)
Brak gwarantowanej wytrzymałości w niskich-temperaturach zgodnie z PSL1 – nie nadaje się do zastosowań w temperaturach poniżej zera bez oceny
6. Kontrola-osoby trzeciej
Dostępne usługi inspekcyjne obejmują SGS, BV, Lloyds
7. Certyfikat testu młyna
Zwykle dostarczane jakoEN 10204 Typ 3.1Bz pełnymi wynikami badań
Kontrola strony trzeciej-dostępna na żądanie
8. Spawalność
Niska zawartość węgla (mniejsza lub równa 0,26%) zapewnia doskonałą spawalność
Nadaje się do wszystkich standardowych metod spawania (SMAW, GTAW, GMAW, SAW)
W przypadku większości grubości nie jest wymagana-obróbka cieplna po spawaniu
Streszczenie
Rura stalowa API 5L PSL1, klasa X42, dwustronna-spawana łukiem krytym (DSAW/LSAW)to podstawowa rura przewodowa-klasy X-do zastosowań w rurociągach średnio-ciśnieniowych. Przy minimalnej granicy plastyczności290 MPa (42 000 psi)- około17% wyższa niż klasa B– i wytrzymałość na rozciąganie60 000 psi (414 MPa)materiał ten stanowi opłacalne-ulepszenie zastosowań wymagających wyższej wytrzymałości niż klasa B bez konieczności przechodzenia na wyższe klasy X-.
Kluczowe cechy:
Norma materiałowa: API 5L PSL1 X42 – klasa podstawowa-poziomu X-do zastosowań średnio-ciśnieniowych
Siła plastyczności: Minimum 290 MPa (42 000 psi) – 17% wyższe niż klasa B
Wytrzymałość na rozciąganie: Minimum 414 MPa (60 000 psi).
Poziom jakości PSL1: Brak obowiązkowych testów udarności; standardowe wymagania dotyczące usług ogólnych
Produkcja DSAWprodukuje rury zOD 16" do 72".o grubości ścianki do50 mm
Spawanie dwustronne-tworzy pojedynczą-jedną spoinę wysokiej jakości
Tworzenie JCOE lub UOEmetody zapewniają precyzyjną dokładność wymiarową
100% kontrola ultradźwiękowaspoiny zapewnia jakość
Doskonała spawalnośćo niskiej zawartości węgla (mniejszej lub równej 0,26%)
Ekonomiczne-uaktualnienie z klasy B do zastosowań średnio-ciśnieniowych
Typowe zastosowania obejmują:
Średnio-rurociągi przesyłowe ropy i gazu
Sieci gromadzenia i dystrybucji gazu ziemnego
Sieć przesyłowa wody
Linie gromadzenia i przepływu
Zastosowania konstrukcyjne (palowanie, podpory mostów)
Rurociągi do procesów przemysłowych
Przy zamówieniu podaj:API 5L PSL1, klasa X42, DSAW/LSAW (spawanie{{3}podwójnie-stronne/podłużne łukiem krytym), rozmiar (OD x WT), długość, wykończenie końcowe (gładkie/skośne), wymagania dotyczące powłoki i certyfikat testu walcowniczego zgodnie z EN 10204 typ 3.1B.
W przypadku zastosowań wymagających gwarantowanej wytrzymałości w niskich-temperaturach, ściślejszej kontroli chemicznej lub odporności na kwasy należy określićAPI 5L PSL2 klasa X42Zamiast . W przypadku większości zastosowań średnio-ciśnieniowych X42 PSL1 zapewnia doskonałą równowagę pomiędzy wytrzymałością i ekonomicznością.
