Tub d'acer de soldadura per arc submergit (DSAW) de doble cara API 5L PSL2 X60
Visió general bàsica
Tub d'acer API 5L PSL2 grau X60 DSAW (soldadura d'arc submergit de doble cara)és una canonada de-alta resistència fabricada segons l'especificació de l'American Petroleum Institute per a sistemes crítics de transport de canonades . La designació "X60" indica un límit elàstic mínim de60.000 psi (414 MPa) .
PSL2 (nivell d'especificació de producte 2) és elnivell de qualitat milloratamb requisits significativament més estrictes que el PSL1, inclosos controls químics més estrictes (especialment carboni Menys o igual al 0,12%), proves d'impacte Charpy obligatòries, límits de resistència màxima, control de la relació rendiment-a-i traçabilitat total .
El procés de fabricació DSAW-també conegut com LSAW (soldadura per arc submergit longitudinal) o SSAW (soldadura per arc submergit en espiral)-és un mètode de soldadura d'alta-integritat on s'apliquen soldadures tant a l'interior com a l'exterior, formant unúnic-pepita de soldadura d'alta qualitat. Aquest procés està dissenyat específicament per acanonades de paret-gran i gruixudesutilitzat en aplicacions de canonades exigents.
Nom Explicació
| Part | Significat |
|---|---|
| API | Institut Americà del Petroli |
| 5L | Especificació per a canonades utilitzades en sistemes de transport de canonades |
| PSL2 | Nivell d'especificació del producte 2: nivell de qualitat millorat amb requisits més estrictes (prova d'impacte obligatòria, química més estricta, límits màxims de resistència) |
| X60 | Designació de grau: "X" indica el grau de la canonada, "60" representa el límit elàstic mínim en ksi (60.000 psi / 414 MPa) |
| DSAW | Soldadura d'arc submergit de doble cara-: s'apliquen soldadures tant a l'interior com a l'exterior; l'arc de soldadura està submergit en flux granular durant la soldadura |
Especificacions clau
| Atribut | Descripció |
|---|---|
| Estàndard | API 5L (46a edició, alineada amb ISO 3183) |
| Nivell d'especificació del producte | PSL2: nivell de qualitat millorat |
| Grau | X60 (L415 en notació ISO) |
| Resistència mínima de rendiment | 414 MPa (60.000 psi) |
| Resistència màxima de rendiment | 565 MPa (82.000 psi)– PSL2 especifica tant el mínim com el màxim |
| Resistència a la tracció mínima | 517 MPa (75.000 psi) |
| Resistència a la tracció màxima | 758 MPa (110.000 psi) |
| Relació de rendiment-a-a tracció (màx.) | 0.93– Assegura una ductilitat adequada |
| Procés de fabricació | DSAW (soldadura d'arc submergit de doble-cara) / LSAW / SSAW |
| Interval de mides (DSAW/LSAW/SSAW) | 219 mm a 3000 mm(8" a 120") OD: típic per a DSAW; disponible fins a 4000 mm |
| Gruix de paret | 5,0 mm a 30,0 mm (fins a 35-40 mm per a aplicacions especials) |
| Longitud | estàndard de 6 m a 12 m; disponible fins a 18 m |
| Acabats finals | Extrems plans, extrems bisellats (angle de bisell de 30 graus) |
| Condició de lliurament | X60M(Laminat termomecànic/TMCP) - més comú;X60Q(Tirat i temperat) disponible |
Composició química (requisits PSL2)
Composició química per a PSL2 X60 (tuba soldada)
| Element | % màxim | Comparació PSL1 |
|---|---|---|
| Carboni (C) | 0.12% | PSL1 X60: 0,26% -Reducció del 54%. |
| Silici (Si) | 0.45% | No especificat per a PSL1 |
| Manganès (Mn) | 1.60% | PSL1 X60: 1,40%: més resistència |
| Fòsfor (P) | 0.025% | PSL1: 0,030% - més estricte |
| Sofre (S) | 0.015% | PSL1: 0,030% -50% de reducció |
| Vanadi (V) | Tal com s'ha acordat | Micro-aliatge per al refinament del gra |
| Niobi (Nb) | Tal com s'ha acordat | Micro-aliatge per a la força |
| Titani (Ti) | Tal com s'ha acordat | Micro-aliatge per al refinament del gra |
| Equivalent de carboni (CEIIW) | 0,43% màx | Requerit i controlat per a la soldabilitat |
| Equivalent de carboni (CEpcm) | 0,25% màxim | Obligatori i controlat |
*Nota: el contingut total d'elements de micro-aliatge (Nb+V+Ti) no supera el 0,15%. PSL2 requereix càlcul i control de l'equivalent de carboni (CE) per garantir una bona soldabilitat de camp.*
Propietats mecàniques
| Propietat | Requisit PSL2 | Comparació PSL1 |
|---|---|---|
| Límit de rendiment (min) | 414 MPa (60.000 psi) | El mateix mínim |
| Límit de rendiment (màx.) | 565 MPa (82.000 psi) | No especificat |
| Resistència a la tracció (min) | 517 MPa (75.000 psi) | El mateix mínim |
| Resistència a la tracció (màx.) | 758 MPa (110.000 psi) | No especificat |
| Relació de rendiment-a-a tracció | 0,93 màx | No especificat |
| Elongació | Per fórmula API 5L (varia segons el gruix de la paret) | La mateixa fórmula |
| Impacte Charpy (CVN) | Obligatori– 27J a 0 graus (min) | No es requereix |
| Duresa (màx.) | 250 HV10(servei amarg: 248 HV10) | No especificat |
Comparació de graus X60 i adjacents (PSL2)
| Grau | Límit de rendiment (min) | Límit de rendiment (màx.) | Resistència a la tracció (min) | Aplicació típica |
|---|---|---|---|---|
| X52 | 359 MPa (52 ksi) | 531 MPa (77 ksi) | 455 MPa (66 ksi) | Transmissió general |
| X56 | 390 MPa (56 ksi) | 545 MPa (79 ksi) | 490 MPa (71 ksi) | Transmissió de -pressió més alta |
| X60 | 414 MPa (60 ksi) | 565 MPa (82 ksi) | 517 MPa (75 ksi) | Transmissió d'alta-pressió, en alta mar |
| X65 | 448 MPa (65 ksi) | 600 MPa (87 ksi) | 531 MPa (77 ksi) | Alta-pressió, mar endins |
| X70 | 483 MPa (70 ksi) | 635 MPa (92 ksi) | 565 MPa (82 ksi) | Pressió alta-de llarga distància |
*X60 representa el punt d'entrada als materials de canonades d'"alta-resistència", oferint aproximadament un 15% més de límit elàstic que X52 .*
Condicions de lliurament (sufixos de tractament tèrmic)
Les canonades PSL2 X60 DSAW es subministren amb sufixos que indiquen l'estat del tractament tèrmic:
| Sufix | Condició | Aplicació típica |
|---|---|---|
| X60N | Normalitzat | Transmissió general, estructura de gra millorada |
| X60Q | Apagat i temperat | Màxima uniformitat de força |
| X60M | Enrotllat termomecànic (TMCP) | El més comú: tenacitat i soldabilitat millorades |
| X60QS | Apagat i temperat + Servei àcid | Entorns H₂S amb compliment NACE |
| X60MS | Enrotllat termomecànic + Servei àcid | Entorns H₂S amb duresa millorada |
Nota: el sufix "S" indica l'aplicació Sour Service segons NACE MR0175 .
Especificacions dimensionals
| Paràmetre | Interval / Tolerància |
|---|---|
| Diàmetre exterior | 219 mm a 3000 mm(8" a 120"): rang típic de DSAW/SSAW; disponible fins a 4000 mm |
| Gruix de paret | 5,0 mm a 30,0 mm (fins a 35-40 mm per a aplicacions especials) |
| Tolerància al diàmetre | ±0,75% de la DO especificada (típica); ±1% per a diàmetres més grans |
| Tolerància al gruix de la paret | +15% / -12,5% del nominal (típic); ±0,5 mm per a t > 5 mm |
| Longitud | estàndard de 6 m a 12 m; disponible fins a 18 m |
| Fora-de-rodoneïtat | Menor o igual a l'1% de la DO especificada |
Disponibilitat de mida típica (API 5L Grade X60 DSAW/SSAW):
| OD (polzades) | OD (mm) | Interval de gruix de paret (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 |
Procés de fabricació DSAW/SSAW
La soldadura per arc submergit de doble cara (DSAW), també coneguda com a soldadura per arc submergit en espiral (SSAW) o soldadura per arc submergit longitudinal (LSAW), és un procés d'alta-eficiència que s'utilitza principalment per a canonades d'acer de gran-diàmetre .
Descripció del procés
L'arc de soldadura està submergit en flux granulardurant la soldadura, protegint la soldadura de la contaminació atmosfèrica
Es requereixen soldadures tant a l'interior com a l'exterior, normalment s'aconsegueix en processos separats
Les soldadures separades consumeixen una part de l'altra, donant lloc a aúnic-pepita de soldadura d'alta qualitat
Mètodes de conformació
| Mètode | Descripció | Diàmetres típics |
|---|---|---|
| SSAW (espiral) | La cinta d'acer es forma contínuament en una forma cilíndrica amb un angle d'hèlix específic; més econòmic per a grans diàmetres | 219-4064 mm (8"-160") |
| LSAW (Longitudinal/JCOE) | Passos progressius de formació de J-C{-O (forma J- → Forma C- → Forma O-), expandida després de la soldadura | 406-1626 mm (16"-64") |
| UOE | Placa premsada en forma d'U-, després forma d'O-, expandida després de la soldadura | 508-1118 mm (20"-44") |
Passos del procés
Selecció de placa/bobina- Plaques/bobines d'acer que compleixen els requisits API 5L PSL2 X60 (acer de gra fi completament mort)
Preparació de la vora– Les vores estan bisellades per crear un solc en forma de V-
Formant- Les plaques/bobines d'acer es formen en formes cilíndriques mitjançant mètodes de conformació JCOE/UOE/espiral
Soldadura per punt– Les plaques formades estan-soldades per mantenir la forma
Soldadura per arc doble submergit– Costura de canonada soldada tant en superfícies interiors com exteriors
Expansió freda– La canonada es pot ampliar fins a un 1,5% per aconseguir la dimensió exterior final
Inspecció per ultrasons- Costura inspeccionada mitjançant detecció automàtica de defectes per ultrasons
Prova de pressió hidrostàtica– Cada canonada es sotmet a prova de pressió hidrostàtica
Acabat– Processament final, bisellat, recobriment i marcatge segons especificacions
Requisits de proves i inspecció (PSL2)
| Tipus de prova | Requisit | Notes |
|---|---|---|
| Anàlisi Química | Per lot de calor | Límits PSL2 més estrictes |
| Prova de tracció | Per lot | Verifica tant els límits mínims com els màxims |
| Relació de rendiment-a-a tracció | Menor o igual a 0,93 | Verificació obligatòria |
| Prova d'impacte Charpy (CVN) | Obligatori | 27J mínim a 0 graus (típic) |
| Prova d'aplanament | Obligatori | Comprova la ductilitat i la integritat de la soldadura |
| Prova de flexió | Obligatori | Verifica la integritat de la soldadura |
| Prova hidrostàtica | Cada tub | Verificació de la integritat de la pressió |
| Inspecció per ultrasons (UT) | 100% de la soldadura | Obligatori per a PSL2 |
| Inspecció-de raigs X (RT) | Quan s'especifiqui | Per a aplicacions crítiques; 100% disponible a petició |
| Assaig de duresa | Per servei agre | Cartografia de duresa necessària; Menor o igual a 250 HV10 (menys o igual a 248 HV10 per a agre) |
| Proves HIC/SSC | Per servei agre | Segons NACE MR0175/ISO 15156 |
| DWTT (prova de llàgrima de caiguda de pes) | Per a aplicacions crítiques | Verificació de la tenacitat a la fractura |
| Inspecció dimensional | 100% | Per toleràncies estàndard |
| Certificat de prova de molí | EN 10204 Tipus 3.1B | Proporcionat amb resultats complets de la prova |
Comparació entre PSL1 i PSL2 per a X60
| Característica | PSL1 X60 | PSL2 X60 | Importància |
|---|---|---|---|
| Carboni (C) màx | 0.26% | 0.12% | Reducció del 54%.– millor soldabilitat, menor duresa HAZ |
| Sofre (S) màx | 0.030% | 0.015% | 50% de reducció- crític per a la duresa i la resistència a l'HIC |
| Fòsfor (P) màx | 0.030% | 0.025% | Millora de la tenacitat i soldabilitat |
| Manganès (Mn) màx | 1.40% | 1.60% | Més alt per a l'optimització de la força |
| Límit de rendiment | Només 414 MPa min | Interval de 414-565 MPa | Evita els materials-excés de resistència |
| Resistència a la tracció | Només 517 MPa min | Interval de 517-758 MPa | Assegura propietats mecàniques consistents |
| Relació de rendiment-a-a tracció | No especificat | Menor o igual a 0,93 | Assegura una ductilitat adequada |
| Prova d'impacte Charpy | No es requereix | Obligatori(27J a 0 graus) | Garanteix la resistència a baixa-temperatura |
| Equivalent de carboni (CE) | No es requereix | Calculat i controlat | Assegura una bona soldabilitat en camp |
| Requisits d'END | Estàndard | 100% UT obligatoriper a PSL2 | Millor detecció de defectes |
| Traçabilitat | Nivell de lot | Traçabilitat completa-per-canal | Documentació completa de qualitat |
| Control de duresa | No especificat | Menor o igual a 250 HV10(àcid: inferior o igual a 248 HV10) | Essencial per a aplicacions de servei àcid |
| Ús típic | Servei general, línies d'aigua, no-crític | Servei crític, servei àcid, baixa temperatura, offshore |
Aplicacions comuns
| Aplicació | Descripció |
|---|---|
| Transmissió de gas d'alta-pressió | Conductes de gas natural de llarga distància-que requereixen altes pressions de funcionament |
| Línies troncals del petroli cru | Principals línies de transmissió per al transport de cru |
| Conduccions marítimes i submarines | Oleoductes submarins que requereixen una alta relació de resistència{0}}a-pes |
| Xarxes de recollida terrestre | Sistemes troncals regionals que connecten les àrees de producció amb el processament |
| Estació i canonades de capçalera | Estacions de compressió, estacions de bombeig, instal·lacions de mesura |
| Transmissió d'aigua | Conduccions d'aigua a gran-diàmetre i-alta pressió |
| Tuberia de procés industrial | Refineries, plantes químiques, generació d'energia |
| Servei amarg | Entorns H₂S (amb graus X60MS/X60QS) |
| Conductes de clima àrtic/fred | Entorns-de baixa temperatura (amb proves d'impacte PSL2) |
Avantatges clau de la canonada DSAW PSL2 X60
| Avantatge | Descripció |
|---|---|
| Alta Força | Rendiment de 60.000 psi: un 15% més gran que X52, que permet reduir el gruix de la paret o pressions de funcionament més altes |
| Resistent a la baixa-temperatura garantida | Les proves d'impacte Charpy obligatòries (27J a 0 graus) garanteixen un rendiment fiable en climes freds |
| Controls químics més estrictes | Un 54% menys de carboni (0,12% vs. 0.26%) i un 50% menys de sofre (0,015% vs. 0.030%) millora la soldabilitat i la resistència a HIC |
| Interval de força controlada | El límit elàstic màxim (565 MPa) evita materials-excés de resistència que poden causar problemes de soldadura |
| Traçabilitat total | Traçabilitat-per-canal per a una documentació de qualitat completa |
| Inspecció 100% ultrasònica | L'END obligatori garanteix la integritat de la soldadura |
| Micro-aliatge amb TMCP | L'estructura de ferrita acicular ultra-de carboni proporciona una resistència a la fractura excel·lent |
| Capacitat de servei amarg | Disponible amb el compliment de NACE MR0175/ISO 15156 (graus X60MS/X60QS) |
| Capacitat de gran diàmetre | DSAW/SSAW produeix canonades de 8" a 120" OD, ideals per a aplicacions de gran-diàmetre |
| Alta integritat de soldadura | La soldadura de doble cara-crea una única pepita de-soldadura d'alta qualitat |
Opcions de recobriment
La canonada API 5L PSL2 X60 DSAW es pot subministrar amb diversos recobriments per a la protecció contra la corrosió:
| Tipus de recobriment | Millor per | Característiques clau |
|---|---|---|
| 3LPE (polietilè de 3 capes) | Conduccions enterrades | Més comú; excel·lent protecció contra la corrosió, alta resistència a l'impacte |
| FBE (Epoxi enllaçat per fusió) | Oleoductes i gasoductes | Forta adhesió, resistència química |
| Epoxi de quitrà de hulla | Ambients marins | Protecció -resistent |
| CWC (revestiment de pes de formigó) | Conduccions offshore/submarines | Flotabilitat negativa i protecció mecànica |
| 3LPP (polipropilè de 3 capes) | Conduccions offshore | Resistència a altes temperatures (fins a 140 graus) |
| Vernís / Oli anti-rovell | Protecció temporal | Protecció contra la corrosió a curt termini-durant el transport |
| Revestiment de betum | Servei enterrat | Protecció{0}} rendible |
| Revestiment d'oli negre | Acabat de molí estàndard | Protecció temporal |
Acabats finals
Els tractaments finals disponibles inclouen:
Extrems plans (PE)- estàndard per a la majoria d'aplicacions
Extrems bisellats (BE)- per a la soldadura de camp (angle de bisell de 30 graus)
Extrems roscats- Per a connexions mecàniques
Extrems estriats– per a acoblaments mecànics
Aproximacions internacionals
| Estàndard | Grau equivalent | Notes |
|---|---|---|
| ISO 3183 | L415 | Equivalent estàndard internacional |
| GB/T 9711 | L415 | equivalent xinès |
| DNV OS-F101 | Grau 450 | Estàndard offshore (nivell de força similar) |
| EN 10208-2 | L415 MB | equivalent europeu |
Consideracions importants
1. PSL2 és l'estàndard per a aplicacions crítiques X60
PSL2es requereix per a serveis de baixa-temperatura (especialment per sota de 0 graus), servei àcid (entorns H₂S), canonades regulades (FERC, DOT), aplicacions en alta mar i infraestructura crítica
PSL1és adequat per a serveis generals, línies d'aigua, aplicacions no-crítiques on no es requereix una resistència a baixa-temperatura
2. Temperatura d'assaig d'impacte
Les proves d'impacte estàndard Charpy són a0 grausamb 27J mínim per a PSL2
Per a aplicacions àrtiques, proves d'impacte a-20 grauso-45 grauses pot especificar amb necessitats energètiques més elevades
3. Capacitat de servei amarg
PSL2 X60 amb requisits addicionals es pot utilitzar per al servei àcid (entorns H₂S):
X60MS/X60QSgraus dissenyats específicament per al servei àcid
Prova de duresa (menys o igual a 248 HV10)
Proves HIC i SSC segons NACE TM0284 i NACE TM0177
El contingut de sofre es pot limitar encara més a Inferior o igual al 0,002%
4. Condicions de lliurament
Les canonades PSL2 X60 DSAW es subministren normalment en les condicions següents:
X60M- Laminat termomecànic (TMCP): el més comú per millorar la tenacitat i la soldabilitat
X60Q- Temprat i temperat - per a la màxima uniformitat de resistència
X60N– Normalitzat: per millorar l'estructura del gra
5. Selecció del mètode de fabricació
SSAW (espiral)– El més econòmic per a diàmetres molt grans (24" a 120"+); adequat per a la majoria d'aplicacions de transmissió
LSAW (longitudinal)– Millor precisió dimensional per a parets pesades i aplicacions d'alta pressió{0}; rang típic de 16" a 64"
UOE- Màxima precisió dimensional; rang típic de 20" a 44"
6. Soldabilitat
El contingut de carboni ultra-baix (menys o igual al 0,12%) garanteix una excel·lent soldabilitat
Apte per a tots els mètodes de soldadura estàndard (SMAW, GTAW, GMAW, SAW)
Pot ser que calgui preescalfar per a seccions més gruixudes (normalment 100-150 graus)
Per a aplicacions de serveis àcids, es requereixen pràctiques baixes d'hidrogen
Procediments de soldadura qualificats amb metalls d'aportació provats per impactes-essencials
7. Requisits d'END
Inspecció 100% ultrasònica (UT) de la costura de soldaduraés obligatori per a PSL2
La inspecció-de raigs X (RT) està disponible a petició, especialment per a aplicacions crítiques
Per al servei àcid, és possible que es requereixi un NDT addicional
8. Inspecció de tercers-part
Els serveis d'inspecció disponibles inclouen SGS, BV, Lloyds, DNV, TÜV
9. Certificat de prova de molí
Normalment es proporciona com aEN 10204 Tipus 3.1Bamb resultats complets de la prova
Inspecció de tercers-disponible a petició
10. Compliment normatiu
El PSL2 és necessari per a les canonades regulades per:
FERC(Comissió Federal de Regulació de l'Energia)
DOT(Departament de Transports)
PED(Directiva d'equips a pressió) per a Europa
Resum
Tub d'acer API 5L PSL2 grau X60 de doble cara soldada per arc submergit (DSAW/SSAW/LSAW)és un-canal de canalització d'alta resistència que serveix com a punt d'entrada als materials de canalització premium . Amb un límit elàstic mínim de60.000 psi (414 MPa)– aproximadament15% superior a X52- i resistència a l'impacte Charpy garantida27J a 0 graus, aquest material és l'opció preferida per a canonades de transmissió d'alta-pressió, aplicacions en alta mar i condicions de servei exigents on X52 requeriria un gruix de paret excessiu .
Característiques principals:
Material estàndard: API 5L PSL2 X60: grau de -alta resistència per al servei crític
Força de rendiment: 414 MPa (60.000 psi) mínim - 15% més que X52
Resistència a la tracció: 517 MPa (75.000 psi) mínim
Nivell de qualitat PSL2: Proves d'impacte obligatòries, 54% menys de carboni (0,12% vs. 0.26%), 50% menys de sofre (0,015% vs. 0.030%), límits de resistència màxima (menor o igual a 565 MPa), relació rendiment-a{-tensió Menor o igual a 0,93 i traçabilitat total
Fabricació de DSAW/SSAWprodueix canonades a partir de8" a 120" ODamb gruix de paret fins a30 mm
Soldadura{0}}de doble caracrea un sol-nugget de soldadura d'alta qualitat
Formació JCOE, UOE o espiralmètodes garanteixen una producció rendible-de gran-diàmetre
Inspecció 100% ultrasònicade costura de soldadura és obligatori
Excel·lent soldabilitatamb contingut de carboni ultra-baix (menor o igual al 0,12%)
Capacitat de servei amargamb compliment NACE MR0175/ISO 15156 (graus X60MS/X60QS)
Lliurament TMCP(X60M) proporciona una resistència i soldabilitat millorades
Les aplicacions habituals inclouen:
Conduccions de transmissió de gas d'alta pressió-
Línies troncals del petroli cru
Conduccions marítimes i submarines
Estació i canonades de capçalera
La xarxa de transmissió d'aigua
Tubs de procés industrial
Aplicacions de servei àcid (amb graus X60MS/X60QS)
En fer la comanda, especifiqueu:API 5L PSL2 Grau X60M (o X60Q), DSAW/SSAW/LSAW (segons correspongui), Mida (OD x WT), Longitud, Acabat final (llis/bisellat), Requisits de recobriment, Temperatura de prova d'impacte (p.
Per a les aplicacions de servei àcid, especifiqueu-hoX60MS o X60QSamb compliment NACE MR0175/ISO 15156. Per als projectes més exigents, considereu especificarAprovació de tipus DNV, certificació EN 10204 3.2 i vigilància de tercers-per garantir el ple compliment dels estàndards internacionals.
