API 5L безшевна тръба от въглеродна стомана
Преглед
API 5Lе спецификацията на Американския петролен институт залинейна тръбаизползвани при транспортиране на нефт, газ и други течности. Въпреки че обхваща както заварени, така и безшевни тръби,безшевна тръба (SMLS)предлага предимства за високо-налягане, критични или корозивни услуги, където целостта на заваръчния шев е проблем.
Нива на продуктова спецификация (PSL)
| PSL | Ключови характеристики | Типични приложения |
|---|---|---|
| PSL1 | Стандартни изисквания, рентабилно- | Общи услуги, не{0}}критични приложения |
| PSL2 | Повишени изисквания, по-строг контрол | Критична услуга, кисела услуга, ниска температура |
Ключови разлики:
PSL2:Задължителен тест за удар на Шарпи, по-стриктна химия, повече NDE
PSL1:Основни изисквания, незадължителни допълнителни изисквания
Общи степени за безшевни тръби
| Степен | Минимална граница на провлачване (psi/MPa) | Обща безпроблемна наличност | Типична употреба |
|---|---|---|---|
| B | 35 000 psi / 241 MPa | високо | Събиране, разпределение при ниско{0}}налягане |
| X42 | 42 000 psi / 290 MPa | високо | Общо предаване |
| X46 | 46 000 psi / 317 MPa | Среден | Междинно налягане |
| X52 | 52 000 psi / 359 MPa | Много високо | Най-често срещаният клас на предаване |
| X56 | 56 000 psi / 386 MPa | Среден | Линии с по-високо налягане |
| X60 | 60 000 psi / 414 MPa | високо | Трансмисия под високо{0}}налягане |
| X65 | 65 000 psi / 448 MPa | високо | Разширено предаване, офшорно |
| X70 | 70 000 psi / 483 MPa | Ограничен | Високо{0}}налягане,-чувствителен към тегло |
| X80 | 80 000 psi / 552 MPa | Много ограничено | Свръх{0}}високо налягане, специални проекти |
*Забележка: Безпроблемното производство става по-предизвикателно при по-високи степени (X70+)*
Производствен процес за безшевни тръби
Основни методи:
Ротационен пиърсинг (процес на Манесман):
Нагрятата заготовка се върти между наклонени ролки
Създава кухина през центъра
Най-често срещаните за API 5L безшевни
Екструдиране:
Заготовката е принудена да премине през матрицата
По-добро за легирани стомани, по-дебели стени
Мелница с непрекъснат дорник:
За по-малки диаметри
Добър контрол на размерите
Типична производствена последователност:
текст
Нагряване на заготовки → Пробиване → Удължаване → Оразмеряване → Охлаждане → Изправяне → Рязане → Термична обработка → Тестване → Хидростатично изпитване → Крайна проверка
Опции за термична обработка:
Както-навито (AR):Без допълнителна термична обработка
Нормализирано (N):За подобрена издръжливост
Закалени и темперирани (Q&T):За най-високи степени на якост
Химичен състав (Примери за PSL2)
| Степен | C Макс | Mn Макс | P Макс | S Макс | CEpcm Макс |
|---|---|---|---|---|---|
| X52 | 0.24% | 1.40% | 0.025% | 0.015% | 0.25 |
| X60 | 0.22% | 1.40% | 0.025% | 0.015% | 0.25 |
| X65 | 0.22% | 1.45% | 0.025% | 0.015% | 0.25 |
| X70 | 0.22% | 1.65% | 0.025% | 0.015% | 0.25 |
Формули за въглероден еквивалент:
PSL1:CE=C+Mn6CE=C+6Mn
PSL2:Pcm=C+Si30+Mn+Cu+Cr20+Ni60+Mo15+V10+5BPcm=C+30Si+20Mn+Cu+Cr+60Ni+15Mo+10V+5B
Механични свойства (изисквания за PSL2)
| Степен | Мин. добив (psi) | Мин. якост на опън (psi) | Максимално съотношение Y/T | Въздействие на Шарпи |
|---|---|---|---|---|
| X52 | 52,000 | 66,000 | 0.93 | Задължително |
| X60 | 60,000 | 75,000 | 0.93 | Задължително |
| X65 | 65,000 | 77,000 | 0.93 | Задължително |
| X70 | 70,000 | 82,000 | 0.93 | Задължително |
Изискванията на Шарпи варират в зависимост от проектната температура и дебелината на стената
Изисквания за тестване и инспекция
Задължително за всички тръби:
| Тест | PSL1 | PSL2 | Бележки за Seamless |
|---|---|---|---|
| Хидростатичен тест | Задължително | Задължително | Всяка дължина, по-голяма или равна на 95% SMYS |
| Тест на опън | Задължително | Задължително | Напречни образци |
| Тест за твърдост | Не е задължително | Не е задължително | Често се уточнява |
| Въздействие на Шарпи | Не е задължително | Задължително | Екземпляри в пълен размер |
| Тест за разкъсване при падане | Не е задължително | Често се изисква | За контрол на фрактури |
| Ултразвуков тест | Не е задължително | Често се изисква | За ламинации/включвания |
| Проверка на размерите | Задължително | Задължително | OD, стена, дължина, праволинейност |
Специални съображения за безпроблемно:
Без проверка на заваръчните шевове:Съсредоточете се върху качеството на основния метал
Еднородност на дебелината на стената:Критичен за целостта на налягането
Вътрешна повърхност:Трябва да е без вредни дефекти
Ексцентричност:Контролиран за осигуряване на еднаква здравина
Гама размери за безшевни тръби
| Параметър | Типична безпроблемна гама | Максимално практично |
|---|---|---|
| Външен диаметър | 1/2" до 24" | До 26" (ограничен) |
| Дебелина на стената | 0,109" до 2,0"+ | Зависи от технологията/мелницата |
| Дължина | В диапазона 20-45 фута | До 65 фута (специални) |
Общи графици:
SCH 40, 80, 160, XXSза по-малки диаметри
Дебелината на стената е посочена директноза по-големи диаметри
Предимства на безшевни срещу заварени
| Предимство | полза |
|---|---|
| Без заваръчен шев | Елиминира надлъжната заварка като потенциална точка на повреда |
| Равномерна сила | Постоянни свойства около обиколката |
| По-добър за високо налягане | Възможни са по-високи стойности на налягането |
| Подобрена устойчивост на корозия | Няма HAZ с различни корозионни характеристики |
| По-добра овалност | Обикновено по-кръгла от заварената тръба |
| По-висока температурна оценка | Често се оценява за по-високи температури |
Ограничения на Seamless
| Ограничение | Въздействие |
|---|---|
| По-високи разходи | 20-50% по-скъпи от заварените |
| Ограничения на размера | Максимален OD обикновено 24-26" |
| Вариация на дебелината на стената | Може да бъде по-малко равномерен от заварения |
| Време за изпълнение | Често по-дълга доставка |
| Повърхностно покритие | Може да изисква повече почистване/обработка |
| Наличност | Някои класове/размери са по-малко достъпни |
Приложения
Първични индустрии:
Пренос на нефт и газ:Основни линии, събирателни системи
Рафиниране:Процесни тръбопроводи, обслужване под високо{0}}налягане
Офшорни:Подводни тръбопроводи, щрангове, тръбопроводи
Генериране на енергия:Пара под високо{0}}налягане, захранваща вода
Химическа обработка:Критични технологични линии
Кога да изберете Seamless:
Високо налягане:Проектно налягане > 1000 psi
Критична услуга:Когато последствията от провала са тежки
Корозивна услуга:Където заваръчният шев може да бъде уязвим
Висока температура:Над 400 градуса F непрекъснато
Служба за умора:Циклично зареждане на приложения
Малки диаметри:Където безпроблемното е ценово-конкурентно
Сравнение с други стандарти
| Параметър | API 5L безшевни | ASTM A106 | EN 10216 |
|---|---|---|---|
| Основен фокус | Пренос на нефт/газ | Тръбопроводи за процес/захранване | Общо налягане |
| Температурен рейтинг | Умерен | високо | Умерено-Високо |
| Тестване на удар | PSL2: Задължително | Не е задължително | Задължително за някои степени |
| Кисел сервиз | PSL2 с HIC/SSC | Не е предназначен за | Не е задължително |
| Глобална употреба | В световен мащаб - нефт/газ | Световен - процес | Европа - Общи |
Гарантиране на качеството и сертифициране
Необходима документация:
Сертификат за изпитване на мелница (MTC):Пълна проследимост
Проследимост на топлинното число:От съществено значение за PSL2
Записи от хидростатични изпитвания:Натиск и продължителност
Доклади за NDE:Ако е извършен ултразвуков или друг NDE
Химичен анализ:За всяка топлина
Доклади от механични тестове:Опън, удар, твърдост
Изисквания за маркиране:
Име/търговска марка на производителя
API 5L обозначение
Клас (X52, X65 и т.н.)
PSL ниво (1 или 2)
Размер (NPS и WT или OD × WT)
Топлинно число
Хидростатично изпитвателно налягане
Обозначение "SMLS".
Изработка и монтаж
Съображения за заваряване:
Предварително загряване:Може да е необходимо за по-дебели стени
Допълнителен метал:Обикновено съответстваща сила (E71T-1, E7018 и др.)
Квалификация на процедурата:Изисква се според приложимия код
Термична обработка след-заваряване:По избор за облекчаване на стреса
Полеви практики:
Обработка:Внимавайте, за да избегнете увреждане на краищата
Съхранение:Правилно подреждане за предотвратяване на огъване
Инспекция:Визуална проверка и проверка на размерите преди монтаж
Присъединяване:Заваряване най-често срещано; механични съединения за някои приложения
Съображения за разходите
Ценови фактори:
степен:По-високите класове (X70, X80) командват премия
Дебелина на стената:По-тежките стени увеличават разходите за материали
Количество:Обикновено се предлагат обемни отстъпки
PSL ниво:PSL2 струва 10-20% повече от PSL1
Тестване:Допълнителното тестване увеличава разходите
Пазарни условия:Колебания в цените на суровините
Типични премии за разходи:
Безпроблемно срещу ERW:20-40% по-високи
Безпроблемно срещу SAW:15-30% по-високи
PSL2 срещу PSL1:10-20% по-високи
По-високи степени:5-15% на стъпка на клас
Тенденции в индустрията
Текущи развития:
По-високи степени:Увеличаване на използването на X70, X80 за ефективност
Възможност за кисело обслужване:Подобрени материали за предизвикателни среди
Цифрова документация:Електронни МТС и проследимост
Разширено NDE:Подобрени технологии за проверка
Привеждане в съответствие на глобалните стандарти:Сближаване с ISO 3183
Бъдещи насоки:
Разработка на X90/X100:За приложения с ултра{0}}високо налягане
Устойчиви на корозия сплави:За по-агресивни среди
Интегриране на Smart Pipe:Вградени сензори за наблюдение
Фокус върху устойчивостта:Намален въглероден отпечатък в производството
Информация за поръчка
Минимално необходима информация:
Спецификация:API 5L PSL1 или PSL2
степен:X52, X65 и др.
Тип:Безпроблемно (SMLS)
размер:OD × WT × дължина (или NPS × график)
Количество:Крака или парчета
Краен завършек:Обикновени, скосени, с резба
Тестване:Стандартни или допълнителни изисквания
Сертификация:MTC изисквания
Примерна спецификация на поръчката:
текст
API 5L PSL2 Безшевна тръба Клас: X65 Размер: 12,75" OD × 0,375" WT × 40' Дължина Количество: 5000 фута Краища: Скосени 30 градуса ± 2,5 градуса, 1/16" земя Допълнително: Удар на Шарпи при -20 градуса, пълен доклад за NDE Сертификация: API монограм с пълна проследимост Маркировка: Per API 5L, включително топлинно число
Техническо резюме
API 5L безшевна тръба от въглеродна стоманапредставлява най-добрият избор за критични приложения за пренос на нефт и газ, където надеждността, целостта на налягането и устойчивостта на корозия са от първостепенно значение.
Основни критерии за избор:
Условия за обслужване:Налягане, температура, корозивност
Изисквания за проектиране:Съответствие с кодекса, фактори за безопасност
Анализ на разходите-ползите:Безпроблемна премия срещу намаляване на риска
Наличност:Срокове за доставка и съображения за снабдяване
Нужди за производство:Изисквания за заваряване, огъване, монтаж
Препоръчителни практики:
За общо предаване:X52 или X65 PSL2 безшевни
За високо налягане:X70 или X80, ако има такива
За кисело обслужване:PSL2 с HIC/SSC тестване
За{0}}чувствителни към разходите проекти:Помислете за заварени алтернативи, когато е подходящо
Безпроблемният производствен процес осигурява присъщи предимства за взискателни услуги, което го прави предпочитан избор въпреки по-високата цена за приложения, където повредата не е опция.
Забележка: Винаги се консултирайте с инженерите на тръбопроводите и вземете под внимание разходите за пълния жизнен-цикъл, когато избирате между опции за безшевни и заварени тръби. Разликата в първоначалните разходи за материали може да бъде оправдана с намалена поддръжка, по-дълъг експлоатационен живот и по-малък риск от повреда.
