Tub d'acer API 5L PSL2 X70 ERW
Visió general bàsica
Tub d'acer API 5L PSL2 grau X70 ERW (soldat per resistència elèctrica).és una canonada de línia de micro{-aliatge d'alta -resistencia dissenyada per a aplicacions exigents de transmissió de petroli i gas [citació:7, citació:10]. La designació "X70" indica un límit elàstic mínim de70.000 psi (483 MPa), que representa aproximadamentUn 8% més de resistència que X65i17% superior a X60. PSL2 afegeix requisits de qualitat millorats que inclouen controls químics més estrictes, proves d'impacte obligatòries, límits màxims de resistència i traçabilitat total [citació: 4, citació: 9].
La designació es desglossa de la següent manera:
API 5L: Especificació de l'American Petroleum Institute per a canonades de línia
PSL2: Nivell d'especificació del producte 2 (qualitat millorada amb proves obligatòries)
X70: Grau que indica el límit elàstic mínim de 70 ksi (483 MPa)
ERW: Soldat per resistència elèctrica: canonada formada a partir de bobina d'acer i soldada longitudinalment sense metall d'aportació
Especificacions clau
| Paràmetre | Especificació |
|---|---|
| Estàndard | API 5L (46a edició, alineada amb ISO 3183) |
| Nivell d'especificació del producte | PSL2 [citació:1, citació:7] |
| Grau | X70 (L485 en notació ISO) [citació:7, citació:10] |
| Resistència mínima de rendiment | 483-485 MPa (70.000-70.300 psi) [citació:4, citació:5, citació:7] |
| Resistència màxima de rendiment | 621-635 MPa (90.000-92.100 psi)– PSL2 especifica tant el mínim com el màxim [citació:3, citació:9, citació:10] |
| Resistència a la tracció mínima | 565-570 MPa (82.000-82.700 psi) [citació:4, citació:5, citació:7] |
| Resistència a la tracció màxima | 760-758 MPa (110.000-110.200 psi)[citació:3, citació:9] |
| Relació de rendiment-a-a tracció (màx.) | 0.93[citació:9, citació:10] |
| Tipus de fabricació | ERW (soldat per resistència elèctrica) / HFW [citació:1, citació:6] |
| Interval de mides (ERW) | 14" a 24" (de 355,6 mm a 609,6 mm) OD; també disponible de 1/2" a 26" [cita:1, citation:2, citation:6] |
| Gruix de paret | Horari 10 a 160, STD, XS, XXS; fins a 1.000" (25,4 mm) [citació:2, citació:7, citació:10] |
| Longitud | de 3 m a 18 m; SRL, DRL; 5,8 m, 6 m, 11,8 m, 12 m estàndard [citació:2, citació:6] |
| Acabats finals | Extrems llisos, extrems bisellats, extrems roscats |
Composició química (tub soldat PSL2)
| Element | % màxim | Comparació PSL1 |
|---|---|---|
| Carboni (C) | 0.12-0.22% | 0,26-0,28% (control significativament més estricte) [cita:3, citation:5, citation:7, citation:9] |
| Silici (Si) | 0.45% | No especificat per a PSL1 [citació:3, citació:7] |
| Manganès (Mn) | 1.40-1.85% | 1,65% (més per a la força) [cita:3, citation:5, citation:9] |
| Fòsfor (P) | 0.025% | 0,030% (més estricte) [citació:3, citació:7, citació:9] |
| Sofre (S) | 0.015% | 0,030% (reducció del 50%) [citació:3, citació:7, citació:9] |
| Vanadi (V) | 0,07-0,10% màx | Micro-aliatge opcional [cita:3, citation:7, citation:10] |
| Niobi (Nb) | 0,05-0,06% màx | Micro-aliatge opcional [citació:7, citació:10] |
| Titani (Ti) | 0,04% màx | Micro-aliatge opcional [citació:7, citació:10] |
| Nb+V+Ti (Total) | 0,15% màx | Refinament del gra [citació:7, citació:10] |
Nota: PSL2 requereix càlcul i control de l'equivalent de carboni (CE) per garantir una bona soldabilitat de camp [cita:4, cita:7]. Per a aplicacions de servei àcid, el contingut de sofre es pot limitar encara més a Inferior o igual al 0,002%.
Propietats mecàniques
| Propietat | Requisit PSL2 | Comparació PSL1 |
|---|---|---|
| Límit de rendiment (min) | 483-485 MPa (70.000-70.300 psi) [citació:4, citació:5, citació:7] | El mateix mínim |
| Límit de rendiment (màx.) | 621-635 MPa (90.000-92.100 psi)[citació:3, citació:9, citació:10] | No especificat |
| Resistència a la tracció (min) | 565-570 MPa (82.000-82.700 psi) [citació:4, citació:5, citació:7] | El mateix mínim |
| Resistència a la tracció (màx.) | 760-758 MPa (110.000-110.200 psi)[citació:3, citació:9] | No especificat |
| Relació de rendiment-a-a tracció | 0,93 màx[citació:9, citació:10] | No especificat |
| Elongació | Major o igual al 17-22% (per fórmula API 5L) [citació:5, citació:7] | La mateixa fórmula |
| Impacte Charpy (CVN) | Obligatoria la temperatura especificada [citació:4, citació:9] | No es requereix |
| Duresa (màx.) | 250 HV10 (servei agre: 248 HV10) | No especificat |
Toleràncies dimensionals (API 5L)
| Paràmetre | Interval de talles | Tolerància | Font |
|---|---|---|---|
| Diàmetre exterior del cos del tub | 219,1-457 mm | ±0.75% | |
| Diàmetre exterior del cos del tub | 508-610 mm | ±0.75% | |
| Extrems de canonada (219,1-273,1 mm) | - | +1.6 mm/-0,4 mm | |
| Extrems de canonada (274-320 mm) | - | +2.4 mm/-0,8 mm | |
| Extrems de canonada (323,9-457 mm) | - | +2.4 mm/-0,8 mm | |
| Gruix de paret (508-610 mm) | - | +19.5% / -8% | |
| Gruix de paret (219,1-457 mm) | - | +15% / -12.5% | |
| Rectitud | Longitud total | Inferior o igual al 0,15% de la longitud total |
Procés de fabricació d'ERW
La canonada d'acer ERW és una canonada soldada per resistència elèctrica de costura recta produïda mitjançant un procés continu:
Desenrotllament– La bobina d'acer està desenrotllada i anivellada
Preparació de la vora– Les vores de les tires es fresen per a una correcta soldadura
Formant– La cinta d'acer està formada en fred-en forma cilíndrica
Soldadura per inducció elèctrica– La soldadura d'alta-freqüència uneix vores sense metall d'aportació
Tractament tèrmic de costures– La costura de soldadura està normalitzada per refinar l'estructura del gra i eliminar els components trencadissos
Talla– El tub passa per rotlles de dimensionament per aconseguir les dimensions finals
NDT– Proves 100% no-destructives (ultrasons o corrents de Foucault) de la soldadura
Prova hidrostàtica– Cada tub provat individualment per a la integritat de la pressió
Acabat final– Extrems preparats (plans o bisellats)
Requisits de prova (PSL2)
| Tipus de prova | Requisit | Notes |
|---|---|---|
| Anàlisi Química | Per lot de calor | Límits PSL2 més estrictes [cita:4, citation:9] |
| 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 | Obligatori per a tots els graus de PSL2 [citació:4, citació:9] |
| Prova d'aplanament | Necessari per a la canonada ERW | Comprova la ductilitat |
| Prova de flexió/Prova de flexió guiada- | Obligatori | Verifica la integritat de la soldadura |
| Prova hidrostàtica | Cada tub | Verificació de la integritat de la pressió; 100% de canonades [citació:7, citació:10] |
| NDT (ultrasò/corrent de Foucault) | 100% de la soldadura | Obligatori per a PSL2 [citació:4, citació:9] |
| DWTT (prova de llàgrima de caiguda de pes) | Per a aplicacions crítiques | Verificació de la tenacitat a la fractura |
| Prova de duresa | Per servei agre | Es requereix un mapa de duresa quan s'especifiqui |
| Proves HIC/SSC | Per servei agre | Segons NACE MR0175/ISO 15156 |
Comparació de graus: X70 i graus adjacents
| Grau | Límit de rendiment (min) | Límit de rendiment (màx.) | Resistència a la tracció (min) | Aplicació típica |
|---|---|---|---|---|
| X52 | 359-360 MPa (52 ksi) | 531 MPa (77 ksi) | 455-460 MPa (66 ksi) | Transmissió general |
| X56 | 386-390 MPa (56 ksi) | 545 MPa (79 ksi) | 490 MPa (71 ksi) | Transmissió de -pressió més alta |
| X60 | 414-415 MPa (60 ksi) | 565 MPa (82 ksi) | 517-520 MPa (75 ksi) | Transmissió d'alta-pressió |
| X65 | 448-450 MPa (65 ksi) | 600 MPa (87 ksi) | 531-535 MPa (77 ksi) | Alta-pressió, mar endins |
| X70 | 483-485 MPa (70 ksi) | 621-635 MPa (90-92 ksi) | 565-570 MPa (82 ksi) | Llarga-distància alta-pressió, mar endins, àrtic[citació:4, citació:7] |
| X80 | 552-555 MPa (80 ksi) | 690-705 MPa (100-102 ksi) | 621-625 MPa (90 ksi) | Línies troncals d'ultra-alta- pressió |
X70 ofereix aproximadament un 8% més gran que X65, un 17% més que X60 i un 35% més que X52 [cita:4, cita:7].
Comparació entre PSL1 i PSL2 per a X70
| Característica | PSL1 X70 | PSL2 X70 | Importància |
|---|---|---|---|
| Carboni (C) màx | 0,26-0,28% [citació:5, citació:6] | 0.12-0.22%[citació:3, citació:7, citació:9] | Reducció del 54%.– millor soldabilitat, menor duresa HAZ |
| Sofre (S) màx | 0,030% [citació:5, citació:6] | 0.015%[citació:3, citació:7, citació:9] | 50% de reducció- crític per a la duresa i la resistència a l'HIC |
| Fòsfor (P) màx | 0,030% [citació:5, citació:6] | 0.025%[citació:3, citació:7, citació:9] | Millora de la tenacitat i soldabilitat |
| Manganès (Mn) màx | 1,65% [citació:5, citació:6] | 1.40-1.85%[citació:3, citació:5, citació:9] | Més alt per a l'optimització de la força |
| Límit de rendiment | Només 485 MPa min [citació:5, citació:6] | Interval de 483-635 MPa[citació:3, citació:9, citació:10] | Evita materials-excés de resistència |
| Resistència a la tracció | Només 570 MPa min [citació:5, citació:6] | Interval de 565-760 MPa[citació:3, citació:9] | Assegura propietats mecàniques consistents |
| Relació de rendiment-a-a tracció | No especificat | Menor o igual a 0,93[citació:9, citació:10] | Assegura una ductilitat adequada |
| Prova d'impacte Charpy | No es requereix | Obligatori[citació:4, citació:9] | Garanteix la resistència a baixa-temperatura |
| Equivalent de carboni (CE) | No es requereix | Calculat i controlat [cita:4, citation:7] | Assegura una bona soldabilitat en camp |
| Requisits d'END | Estàndard | Més estricte [citació:4, citació:9] | Millor detecció de defectes |
| Traçabilitat | Nivell de lot | Traçabilitat completa-per-canal[citació:4, citació:9] | Documentació completa de qualitat |
| Ús típic | Servei general | Servei crític, servei àcid, baixa temperatura, offshore[citació:4, citació:7] |
Sufixos de tractament tèrmic (PSL2)
PSL2 X70 es pot subministrar amb sufixos que indiquen l'estat del tractament tèrmic:
| Sufix | Condició | Aplicació típica |
|---|---|---|
| X70N | Normalitzat | Transmissió general, estructura de gra millorada |
| X70Q | Apagat i temperat | Màxima uniformitat de força [citació:7, citació:10] |
| X70M | Enrotllat termomecànic (TMCP) | Tenacitat i soldabilitat millorades [citació:7, citació:10] |
| X70QS | Apagat i temperat + Servei àcid | Entorns H₂S |
| X70MS | Enrotllat termomecànic + Servei àcid | Entorns H₂S amb una resistència millorada |
Nota: el sufix "S" indica l'aplicació Sour Service segons NACE MR0175 .
Aplicacions comuns
| Aplicació | Descripció |
|---|---|
| Transmissió de gas a alta pressió-a llarga distància | Principals línies troncals que requereixen altes pressions de funcionament [citació:7, citació:10] |
| Conduccions marítimes i submarines | Conduccions submarines que requereixen una proporció-a-pesa alta |
| Conductes de clima àrtic i fred | Entorns de baixa-temperatura que requereixen una resistència a l'impacte garantida [cita:7, citation:10] |
| Línies troncals del petroli cru | Principals línies de transmissió per al transport de cru |
| 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 |
| Servei amarg | Entorns H₂S (amb graus X70MS/X70QS) |
| Transmissió d'aigua | Conduccions d'aigua a gran-diàmetre i-alta pressió |
| Tuberia de l'estació de canonades | Aplicacions d'alta-pressió en terminals de canonades |
Avantatges clau
| Avantatge | Descripció |
|---|---|
| Alta Força | Rendiment de 70.000 psi: un 8% més alt que X65, un 17% més alt que X60, un 35% més alt que X52 [citació:4, citació:7] |
| Duresa assegurada | Les proves d'impacte Charpy obligatòries garanteixen un rendiment a baixa-temperatura [cita:4, citation:9] |
| Química més estricta | El contingut de sofre un 50% més baix (0,015% vs . 0.030%) millora la soldabilitat i la resistència a HIC [cita:3, cita:7] |
| Força controlada | El límit elàstic màxim (635 MPa) evita materials-excés de resistència que poden causar problemes de soldadura [cita:3, cita:9] |
| Traçabilitat total | Traçabilitat-per-canal per a una documentació de qualitat completa [cita:4, citation:9] |
| NDT millorat | Requisits de proves no-destructives més estrictes [citació:4, citació:9] |
| Microestructura | Estructura de ferrita acicular ultra-de carboni amb dislocacions d'alta-densitat que interactuen amb fases de precipitació fines |
| Alta resistència al trencament dinàmic | Excel·lents propietats de tenacitat a la fractura |
| Baixa temperatura de transició dúctil-fràgil | Adequat per a aplicacions de baixa-temperatura |
| Idoneïtat del servei àcid | Disponible per a aplicacions de servei àcid amb compliment de NACE |
| Tractament tèrmic de costures | El procés ERW avançat inclou tractament tèrmic localitzat per refinar la microestructura de la zona de soldadura |
| Cost-efectiu | El procés ERW proporciona una producció econòmica per a mides de fins a 24" |
Opcions de recobriment
| 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 [citació: 2, citació: 6] |
| FBE (Epoxi enllaçat per fusió) | Oleoductes i gasoductes | Forta adhesió, resistència química [citació:2, citació:6] |
| 3LPP (polipropilè de 3 capes) | Conduccions offshore | Resistència a altes temperatures (fins a 140 graus) |
| Epoxi de quitrà de hulla | Ambients marins | Protecció de treball pesat-[citació:2, citació:6] |
| Negre (nu) | Acabat de molí estàndard | Protecció temporal [cita:2, cita:6] |
| Vernís/Oli anti-rovell | Protecció temporal | Protecció contra la corrosió a curt termini-durant el transport |
| Revestiment de pes de formigó (CWC) | Conduccions offshore/submarines | Flotabilitat negativa i protecció mecànica |
| Galvanitzat | Aplicacions estructurals | Galvanització en calent-per resistència a la corrosió |
Consideracions importants
1. Limitacions de mida
La fabricació d'ERW per a X70 normalment està disponible aDe 14" a 24" (355,6 mm a 609,6 mm) de diàmetre exterior
Alguns fabricants disposen de diàmetres més petits fins a 1/2 "
Els diàmetres més grans (més de 24") requereixen la fabricació LSAW o SSAW [citació:1, citació:10]
2. Selecció PSL1 vs PSL2
PSL2: Necessari per a serveis de baixa-temperatura (especialment per sota de 0 graus), servei àcid (entorns H₂S), canonades regulades (FERC, DOT), aplicacions offshore i infraestructures fonamentals [citació:4, citació:7]
PSL1: Apte per a serveis generals, línies d'aigua, aplicacions no-crítiques on no es requereix una resistència a baixa-temperatura
3. Temperatura d'assaig d'impacte
Les proves d'impacte estàndard de Charpy són a0 grausamb uns requeriments energètics mínims
Per a aplicacions més fredes (àrtic, aigües profundes), proves d'impacte a-20 grauso-45 grauses pot especificar
4. Capacitat de servei amarg
PSL2 X70 amb requisits addicionals es pot utilitzar per al servei àcid (entorns H₂S):
X70MS/X70QSgraus 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%
5. Qualificacions equivalents
ISO 3183: L485 [citació:7, citació:10]
GB/T 9711: L485
DNV OS-F101: Grau 485 (nivell de força similar)
6. Condicions de lliurament
PSL2 X70 es pot subministrar en les condicions següents:
A mesura que-enrotlla (R)
Normalitzat (N)
Normalitzat i temperat
Temprat i temperat (Q)
Laminats termomecànics (TMCP) (M) [citació:7, citació:10]
7. Certificat d'assaig de molí
Normalment es proporciona com aEN 10204 Tipus 3.1amb resultats complets de la prova
Inspecció de tercers-(SGS, BV, Lloyds, TUV, ABS) disponible a petició
8. Microestructura i Metal·lúrgia
La canonada d'acer X70 presenta una estructura composta perferrita acicular i bainita. El seu excel·lent rendiment es deu a:
Estructura de ferrita acicular ultra-de carboni
Dislocacions d'alta densitat que interactuen amb fases de precipitació fines
Elements de micro-aliatge (Nb, V, Ti) per al refinament del gra
Contingut total de micro-aliatges Inferior o igual al 0,15% [citació:7, citació:10]
Resum
Tub d'acer API 5L PSL2 grau X70 ERWés una canonada de línia-micro-aliatge d'alta resistència dissenyada per a aplicacions exigents de transmissió de petroli i gas. Amb un límit elàstic mínim de70.000 psi (483 MPa)– aproximadament8% superior a X65, 17% superior a X60, i35% superior a X52– i els requisits de qualitat PSL2 millorats, aquesta canonada és l'opció preferida per a la transmissió de gas a llarga{1}}alta pressió-, gasoductes en alta mar i aplicacions àrtiques on la relació màxima de resistència-a-és crítica [citació:4, citació:7, citació:10].
Característiques principals:
Disponible aPSL2nivell de qualitat amb requisits de prova millorats
Fabricat perProcés ERW– mides de 14" a 24" OD
Prova d'impacte Charpy obligatòriagaranteix un rendiment a baixa-temperatura [cita:4, citation:9]
Un 50% menys de sofre(0,015% vs. 0.030%) millora la duresa i la resistència a l'HIC [cita:3, cita:7]
Màxima força de fluència(635 MPa) evita materials-excés de resistència [cita:3, cita:9]
Micro-aliatgeamb Nb/V/Ti per a propietats millorades (total Menys que o igual a 0,15%) [cita:7, cita:10]
Relació rendiment-a-a tracció Menor o igual a 0,93garanteix una ductilitat adequada [cita:9, cita:10]
Microestructura de ferrita acicular i bainitaproporciona una alta resistència al trencament dinàmic
Traçabilitat totaldes de la fabricació d'acer fins a la canonada acabada [cita:4, citation:9]
Conforme a NACE MR0175/ISO 15156per a aplicacions de servei àcid (qualitats X70MS/X70QS)
Les aplicacions habituals inclouen:
Conduccions de transmissió de gas a-alta pressió-de llarga distància
Conduccions marítimes i submarines
Conductes de clima àrtic i fred
Línies troncals del petroli cru
Estació i canonades de capçalera
Aplicacions de servei àcid (amb graus X70MS/X70QS)
Conduccions regulades sota FERC, DOT o altres autoritats
En fer la comanda, especifiqueu:Tub d'acer API 5L PSL2 de grau X70 ERW, mida (OD x WT), longitud, acabat final (plana/bisellat), condicions de tractament tèrmic (N/Q/M si cal), requisits de recobriment (3LPE/FBE/nu) i qualsevol requisit addicional (temperatura de prova d'impacte, servei agre). El certificat de prova de molí segons EN 10204 tipus 3.1 és estàndard. Per a aplicacions de servei àcid, especifiqueu-hoX70MS o X70QSamb compliment NACE MR0175.
