Сталева труба API 5L PSL2 X70 ERW
Основний огляд
Сталева труба API 5L PSL2 Grade X70 ERW (зварена електричним опором)це високо-мікро-легована магістральна труба, розроблена для вимогливих застосувань транспортування нафти та газу [citation:7, цитата:10]. Позначення «X70» вказує на мінімальну межу текучості70 000 psi (483 МПа), що становить приблизноНа 8% вища міцність, ніж X65іНа 17% вище, ніж у X60. PSL2 додає підвищені вимоги до якості, включаючи суворіший хімічний контроль, обов’язкове випробування на удар, максимальні межі міцності та повну відстежуваність [цитата:4, цитата:9].
Позначення розбивається наступним чином:
API 5L: Специфікація Американського інституту нафти для магістральних труб
PSL2: Специфікація продукту, рівень 2 (підвищена якість з обов’язковим тестуванням)
X70: Клас, що вказує на мінімальну межу текучості 70 ksi (483 МПа)
ВПВ: Електрорезистивне зварювання – труба, сформована зі сталевих рулонів і зварена поздовжньо без присадочного металу
Основні характеристики
| Параметр | Специфікація |
|---|---|
| Стандартний | API 5L (46-е видання, узгоджено з ISO 3183) |
| Рівень специфікації продукту | PSL2 [цитата:1, цитата:7] |
| Оцінка | X70 (L485 в нотації ISO) [цитата:7, цитата:10] |
| Мінімальна межа текучості | 483-485 МПа (70 000-70 300 psi) [цитата: 4, цитата: 5, цитата: 7] |
| Максимальна межа текучості | 621-635 МПа (90 000-92 100 psi)– PSL2 визначає як min, так і max [citation:3, citation:9, citation:10] |
| Мінімальна міцність на розрив | 565-570 МПа (82 000-82 700 psi) [цитата: 4, цитата: 5, цитата: 7] |
| Максимальна міцність на розрив | 760-758 МПа (110 000-110 200 psi)[цитата:3, цитата:9] |
| Коефіцієнт текучості-до-розтягу (макс.) | 0.93[цитата:9, цитата:10] |
| Тип виготовлення | ERW (Electric Resistance Welded) / HFW [citation:1, citat:6] |
| Діапазон розмірів (ERW) | зовнішній діаметр від 14 до 24 дюймів (355,6 мм до 609,6 мм); також доступні від 1/2" до 26" [citation:1, citation:2, citation:6] |
| Товщина стінки | Розклад від 10 до 160, STD, XS, XXS; до 1000 дюймів (25,4 мм) [citation:2, citation:7, citation:10] |
| Довжина | від 3 м до 18 м; SRL, DRL; 5,8 м, 6 м, 11,8 м, 12 м стандарт [цитата:2, цитата:6] |
| Кінцева обробка | Гладкі кінці, скошені кінці, різьбові кінці |
Хімічний склад (зварна труба PSL2)
| елемент | Максимальний % | PSL1 Порівняння |
|---|---|---|
| Карбон (C) | 0.12-0.22% | 0,26-0,28% (значно посилений контроль) [citation:3, citation:5, citation:7, citation:9] |
| Кремній (Si) | 0.45% | Не вказано для PSL1 [цитата:3, цитата:7] |
| Марганець (Mn) | 1.40-1.85% | 1,65% (вище для міцності) [citation:3, citation:5, citation:9] |
| Фосфор (P) | 0.025% | 0,030% (суворіше) [citation:3, citation:7, citation:9] |
| Сірка (S) | 0.015% | 0,030% (зниження на 50%) [citation:3, citation:7, citation:9] |
| Ванадій (V) | 0,07-0,10% макс | Додаткове мікро{0}}легування [citation:3, citation:7, citation:10] |
| Ніобій (Nb) | 0,05-0,06% макс | Додаткове мікро-легування [цитата:7, цитата:10] |
| Титан (Ti) | 0,04% макс | Додаткове мікро-легування [цитата:7, цитата:10] |
| Nb+V+Ti (Всього) | 0,15% макс | Очищення зерна [цитата:7, цитата:10] |
Примітка: PSL2 вимагає розрахунку та контролю вуглецевого еквіваленту (CE), щоб забезпечити хорошу зварюваність у польових умовах [цитата:4, цитата:7]. Для кислих застосувань вміст сірки може бути додатково обмежений до менше або дорівнює 0,002%.
Механічні властивості
| Власність | Вимога PSL2 | PSL1 Порівняння |
|---|---|---|
| Межа текучості (хв.) | 483-485 МПа (70 000-70 300 psi) [цитата: 4, цитата: 5, цитата: 7] | Той самий мінімум |
| Межа текучості (макс.) | 621-635 МПа (90 000-92 100 psi)[цитата:3, цитата:9, цитата:10] | Не вказано |
| Міцність на розрив (хв.) | 565-570 МПа (82 000-82 700 psi) [цитата: 4, цитата: 5, цитата: 7] | Той самий мінімум |
| Міцність на розрив (макс.) | 760-758 МПа (110 000-110 200 psi)[цитата:3, цитата:9] | Не вказано |
| Коефіцієнт текучості-до-розтягу | 0,93 макс[цитата:9, цитата:10] | Не вказано |
| Подовження | Більше або дорівнює 17-22% (за формулою API 5L) [citation:5, citat:7] | Така сама формула |
| Удар Шарпі (CVN) | Обов'язковийпри вказаній температурі [цитата:4, цитата:9] | Не вимагається |
| Твердість (макс.) | 250 HV10 (кислий сервіс: 248 HV10) | Не вказано |
Допуски на розміри (API 5L)
| Параметр | Діапазон розмірів | Толерантність | Джерело |
|---|---|---|---|
| Тіло труби OD | 219,1-457 мм | ±0.75% | |
| Тіло труби OD | 508-610 мм | ±0.75% | |
| Кінці труб (219,1-273,1 мм) | - | +1.6 мм / -0,4 мм | |
| Кінці труб (274-320 мм) | - | +2.4 мм / -0,8 мм | |
| Кінці труб (323,9-457 мм) | - | +2.4 мм / -0,8 мм | |
| Товщина стінки (508-610 мм) | - | +19.5% / -8% | |
| Товщина стінки (219,1-457 мм) | - | +15% / -12.5% | |
| прямолінійність | Повний зріст | Менше або дорівнює 0,15% від загальної довжини |
Процес виробництва ВЗВ
Сталева труба ERW - це прямошовна труба з електричним опором, виготовлена за допомогою безперервного процесу:
Розмотування– Сталевий рулон розмотують і вирівнюють
Підготовка краю– Краї смуги фрезеруються для належного зварювання
формування– Сталева стрічка холодно формується-в циліндричну форму
Електроіндукційне зварювання– Високочастотне-зварювання з’єднує краї без присадочного металу
Термічна обробка швів– Зварювальний шов нормалізовано для покращення зернистої структури та усунення крихких компонентів
Розміри– Труба проходить через розмірні валки для досягнення остаточних розмірів
НК– 100% не-руйнівний контроль (ультразвуковий або вихровий струм) зварного шва
Гідростатичні випробування– Кожна труба окремо перевірена на цілісність тиску
Кінцева обробка– Підготовлені кінці (прості або скошені)
Вимоги до тестування (PSL2)
| Тип тесту | Вимога | Примітки |
|---|---|---|
| Хімічний аналіз | За партію тепла | Більш жорсткі обмеження PSL2 [цитата:4, цитата:9] |
| Випробування на розтяг | За партію | Перевіряє мінімальні та максимальні обмеження |
| Коефіцієнт текучості-до-розтягу | Менше або дорівнює 0,93 | Обов'язкова перевірка |
| Тест на удар Шарпі (CVN) | Обов'язковий | Необхідний для всіх класів PSL2 [citation:4, citation:9] |
| Тест на сплющування | Необхідний для труби ERW | Перевіряє пластичність |
| Випробування на згинання / кероване{0}}випробування на згинання | Обов'язковий | Перевіряє цілісність зварного шва |
| Гідростатичні випробування | Кожна труба | Перевірка цілісності тиску; 100% труб [цитата:7, цитата:10] |
| NDT (ультразвуковий/вихровий струм) | 100% зварного шва | Обов’язковий для PSL2 [цитата:4, цитата:9] |
| DWTT (випробування на розрив при падінні ваги) | Для критичних застосувань | Перевірка міцності на руйнування |
| Випробування на твердість | За кислу подачу | Якщо вказано, необхідне відображення твердості |
| Тестування HIC/SSC | За кислу подачу | Відповідно до NACE MR0175/ISO 15156 |
Порівняння сортів: X70 проти суміжних сортів
| Оцінка | Межа текучості (хв.) | Межа текучості (макс.) | Міцність на розрив (хв.) | Типове застосування |
|---|---|---|---|---|
| X52 | 359-360 МПа (52 ksi) | 531 МПа (77 ksi) | 455-460 МПа (66 ksi) | Загальна передача |
| X56 | 386-390 МПа (56 ksi) | 545 МПа (79 ksi) | 490 МПа (71 ksi) | Передача вищого-тиску |
| X60 | 414-415 МПа (60 ksi) | 565 МПа (82 ksi) | 517-520 МПа (75 ksi) | Передача високого{0}}тиску |
| X65 | 448-450 МПа (65 ksi) | 600 МПа (87 ksi) | 531-535 МПа (77 ksi) | Високий{0}}тиск, море |
| X70 | 483-485 МПа (70 ksi) | 621-635 МПа (90-92 ksi) | 565-570 МПа (82 ksi) | Далеко-високий{1}}тиск, море, Арктика[цитата:4, цитата:7] |
| X80 | 552-555 МПа (80 ksi) | 690-705 МПа (100-102 ksi) | 621-625 МПа (90 ksi) | Магістральні лінії над-високого{1}}тиску |
X70 пропонує приблизно на 8% вищу межу текучості, ніж X65, на 17% вищу, ніж X60, і на 35% вищу, ніж X52 [citation:4, citat:7].
Порівняння PSL1 і PSL2 для X70
| Особливість | PSL1 X70 | PSL2 X70 | Значимість |
|---|---|---|---|
| Вуглець (C) макс | 0,26-0,28% [цитата:5, цитата:6] | 0.12-0.22%[цитата:3, цитата:7, цитата:9] | 54% зниження– краща зварюваність, менша твердість ЗТВ |
| Сірка (S) макс | 0,030% [цитата:5, цитата:6] | 0.015%[цитата:3, цитата:7, цитата:9] | 50% знижка– критичний для міцності та стійкості до HIC |
| Фосфор (P) макс | 0,030% [цитата:5, цитата:6] | 0.025%[цитата:3, цитата:7, цитата:9] | Покращена міцність і зварюваність |
| Марганець (Mn) макс | 1,65% [цитата:5, цитата:6] | 1.40-1.85%[цитата:3, цитата:5, цитата:9] | Вища для оптимізації міцності |
| Межа текучості | 485 МПа мінімум [цитата:5, цитата:6] | Діапазон 483-635 МПа[цитата:3, цитата:9, цитата:10] | Запобігає надмірній-міцності матеріалів |
| Міцність на розрив | Лише 570 МПа мінімум [цитата:5, цитата:6] | Діапазон 565-760 МПа[цитата:3, цитата:9] | Забезпечує постійні механічні властивості |
| Коефіцієнт текучості-до-розтягу | Не вказано | Менше або дорівнює 0,93[цитата:9, цитата:10] | Забезпечує належну пластичність |
| Випробування на вплив Шарпі | Не вимагається | Обов'язковий[цитата:4, цитата:9] | Гарантує стійкість до-низьких температур |
| Вуглецевий еквівалент (CE) | Не вимагається | Розраховується та контролюється [цитата:4, цитата:7] | Забезпечує хорошу зварюваність у польових умовах |
| Вимоги до НК | Стандартний | Більш суворий [цитата:4, цитата:9] | Краще виявлення дефектів |
| Простежуваність | Рівень партії | Повна відстежуваність-за-трубою[цитата:4, цитата:9] | Повна якісна документація |
| Типове використання | Загальне обслуговування | Критична служба, кисла служба, низька температура, офшор[цитата:4, цитата:7] |
Суфікси термічної обробки (PSL2)
PSL2 X70 може поставлятися з суфіксами, що вказують на стан термічної обробки:
| Суфікс | Хвороба | Типове застосування |
|---|---|---|
| X70N | Унормований | Загальна передача, покращена структура зерна |
| X70Q | Загартований і відпущений | Максимальна рівномірність міцності [citation:7, citation:10] |
| X70M | Термомеханічний прокат (ТМКП) | Підвищена міцність і зварюваність [цитата:7, цитата:10] |
| X70QS | Гашено-гартована + Кисле подача | середовища H₂S |
| X70MS | Термомеханічний прокат + Кислий сервіс | H₂S середовища з підвищеною міцністю |
Примітка. Суфікс "S" вказує на застосування Sour Service відповідно до NACE MR0175 .
Загальні програми
| застосування | опис |
|---|---|
| Передача газу-під високим{1}}тиском на великі відстані | Основні магістральні лінії, що потребують високого робочого тиску [citation:7, citat:10] |
| Морські та підводні трубопроводи | Підводні трубопроводи, що вимагають високого співвідношення міцності-до-ваги |
| Трубопроводи Арктики та Холодного клімату | Низько{0}}температурне середовище, що вимагає гарантованої ударної в’язкості [цитата:7, цитата:10] |
| Магістральні лінії сирої нафти | Магістральні лінії транспортування сирої нафти |
| Берегові мережі збирання | Регіональні магістральні системи, що з'єднують виробничі зони з переробними |
| Трубопроводи станції та колектора | Компресорні станції, насосні станції, засоби обліку |
| Кисле обслуговування | Середовище H₂S (з марками X70MS/X70QS) |
| Передача води | Водопроводи великого-діаметра,-високого тиску |
| Трубопровідна станція | Застосування високого{0}}тиску в трубопровідних терміналах |
Ключові переваги
| Перевага | опис |
|---|---|
| Висока міцність | 70 000 фунтів на кв. |
| Гарантована міцність | Обов’язкове випробування на удар за Шарпі забезпечує низькі-температурні характеристики [citation:4, citat:9] |
| Суворіша хімія | На 50% нижчий вміст сірки (0,015% проти . 0.030%) покращує зварюваність і стійкість до HIC [citation:3, citat:7] |
| Контрольована сила | Максимальна межа текучості (635 МПа) запобігає надмірній міцності матеріалів, які можуть спричинити проблеми зі зварюванням [citation:3, citat:9] |
| Повна відстежуваність | Відстеження труб-за-трубою для повної документації якості [citation:4, citat:9] |
| Покращений НК | Суворіші вимоги до не-руйнівного контролю [citation:4, citat:9] |
| Мікроструктура | Над-гольчаста феритова структура з низьким вмістом вуглецю з дислокаціями високої-щільності, що взаємодіють із тонкими фазами преципітації |
| Висока стійкість до динамічного розриву | Відмінні властивості в'язкості руйнування |
| Низька пластична-температура переходу до крихкості | Підходить для низьких{0}}температур |
| Придатність для роботи з кислотою | Доступно для кислих сервісних програм із сумісністю з NACE |
| Термічна обробка швів | Удосконалений процес ERW включає локалізовану термічну обробку для покращення мікроструктури зони зварювання |
| Рентабельність- | Процес ERW забезпечує економічне виробництво для розмірів до 24" |
Варіанти покриття
| Тип покриття | Найкраще для | Ключові характеристики |
|---|---|---|
| 3LPE (3-шаровий поліетилен) | Заглиблені трубопроводи | Найбільш поширені; чудовий захист від корозії, висока стійкість до ударів [citation:2, citation:6] |
| FBE (Епоксидна смола на сплаві) | Нафто- і газопроводи | Сильна адгезія, хімічна стійкість [цитата:2, цитата:6] |
| 3LPP (3-шаровий поліпропілен) | Морські трубопроводи | Стійкість до високих температур (до 140 градусів) |
| Епоксид кам'яновугільної смоли | Морське середовище | Надміцний-захист [citation:2, citat:6] |
| Чорний (голий) | Стандартна обробка фрези | Тимчасовий захист [цитата:2, цитата:6] |
| Лак/масло проти іржі | Тимчасовий захист | Короткочасний-захист від корозії під час транспортування |
| Обважнювальне покриття бетону (CWC) | Морські/підводні трубопроводи | Від’ємна плавучість і механічний захист |
| Оцинкований | Структурні додатки | Гаряче{0}}цинкування для стійкості до корозії |
Важливі міркування
1. Обмеження розміру
Виробництво ERW для X70 зазвичай доступне в14" до 24" (355,6 мм до 609,6 мм) OD
Деякі виробники пропонують менші діаметри до 1/2 дюйма
Більші діаметри (більше 24 дюймів) вимагають виготовлення LSAW або SSAW [citation:1, citat:10]
2. Вибір PSL1 проти PSL2
PSL2: необхідний для низьких-температур (особливо нижче 0 градусів), кислих (H₂S середовища), регульованих трубопроводів (FERC, DOT), морських застосувань та критичної інфраструктури [citation:4, citat:7]
PSL1: підходить для загального обслуговування, водопроводів, не-критичних застосувань, де не потрібна низька-температурна міцність
3. Температура випробувань на удар
Стандартне випробування на удар за Шарпі0 градусівз мінімальними потребами в енергії
Для більш холодних застосувань (арктичні, глибоководні), випробування на удар на-20 градусівабо-45 градусівможна вказати
4. Здатність до кислого обслуговування
PSL2 X70 з додатковими вимогами можна використовувати для кислих служб (середовище H₂S):
X70MS/X70QSсорти, спеціально призначені для кислого обслуговування
Випробування на твердість (менше або дорівнює 248 HV10)
Тестування HIC і SSC відповідно до NACE TM0284 і NACE TM0177
Вміст сірки може бути додатково обмежений до менше або дорівнює 0,002%
5. Еквівалентні оцінки
ISO 3183: L485 [цитата:7, цитата:10]
GB/T 9711: L485
DNV OS-F101: Клас 485 (подібний рівень міцності)
6. Умови доставки
PSL2 X70 може поставлятися в таких умовах:
Як -накатано (R)
Нормований (N)
Нормалізований і загартований
Загартований і відпущений (Q)
Термомеханічний прокат (ТМКП) (М) [citation:7, citat:10]
7. Сертифікат випробування млина
Зазвичай надається якEN 10204 Тип 3.1з повними результатами тестування
Перевірка-третіх сторін (SGS, BV, Lloyds, TUV, ABS) доступна за запитом
8. Мікроструктура та металургія
Сталева труба X70 має структуру, що складається зголчастий ферит і бейніт. Його відмінна продуктивність пояснюється:
Над-гольчаста феритова структура з низьким вмістом вуглецю
Дислокації високої щільності, що взаємодіють з тонкими фазами преципітації
Мікро{0}}легуючі елементи (Nb, V, Ti) для подрібнення зерна
Загальний вміст мікро-сплаву Менше або дорівнює 0,15% [цитата:7, цитата:10]
Резюме
Сталева труба API 5L PSL2 Grade X70 ERWце високо{0}}мікро-легована магістральна труба, розроблена для вимогливих застосувань транспортування нафти та газу. З мінімальною межею текучості70 000 psi (483 МПа)– приблизнона 8% вище, ніж у X65, На 17% вище, ніж у X60, іНа 35% вище, ніж у X52– і підвищені вимоги до якості PSL2, ця труба є кращим вибором для-транспортування газу під високим{2}}тиском, морських трубопроводів і арктичних застосувань, де максимальне співвідношення міцності-до-ваги є критичним [цитата:4, цитата:7, цитата:10].
Ключові особливості:
Доступний вPSL2рівень якості з підвищеними вимогами до тестування
Виробникпроцес ВПВ– розміри від 14" до 24" OD
Обов'язкове випробування на удар за Шарпізабезпечує низькі{0}}температурні характеристики [citation:4, citation:9]
50% менший вміст сірки(0,015% проти . 0.030%) покращує міцність і стійкість до HIC [citation:3, citat:7]
Максимальна межа текучості(635 МПа) запобігає надмірній -міцності матеріалів [цитата:3, цитата:9]
Мікро{0}}легованіз Nb/V/Ti для покращених властивостей (загальний вміст менше або дорівнює 0,15%) [citation:7, citat:10]
Коефіцієнт текучості-до-розтягу Менше або дорівнює 0,93забезпечує належну пластичність [citation:9, citation:10]
Мікроструктура голчастого фериту та бейнітузабезпечує високу стійкість до динамічного розриву
Повна відстежуваністьвід виробництва сталі до готової труби [цитата:4, цитата:9]
Відповідає NACE MR0175/ISO 15156для кислих служб (марки X70MS/X70QS)
Загальні програми включають:
Газопроводи-високого{1}}напору на велику відстань
Морські та підводні трубопроводи
Трубопроводи Арктичного та холодного клімату
Магістральні лінії сирої нафти
Трубопроводи станції та колектора
Сервісне застосування (з марками X70MS/X70QS)
Регульовані трубопроводи підпорядковані FERC, DOT або іншим органам
При замовленні вкажіть:Сталева труба API 5L PSL2 класу X70 ERW, розмір (OD x WT), довжина, кінцева обробка (звичайна/скошена), умови термічної обробки (N/Q/M, якщо потрібно), вимоги до покриття (3LPE/FBE/голе) та будь-які додаткові вимоги (температура випробування на удар, експлуатація в кислоті). Сертифікат випробувань млина відповідно до EN 10204 типу 3.1 є стандартним. Для програм кислого обслуговування вкажітьX70MS або X70QSвідповідає NACE MR0175.
