API 5L PSL1 Grade X42 צינור פלדה דו-צדדי- ריתוך קשת שקוע (DSAW)
סקירה כללית בסיסית
API 5L PSL1 Grade X42 DSAW (דו-צדדי-ריתוך קשת שקוע) צינור פלדההוא צינור פלדת פחמן בחוזק בינוני- המיוצר לפי מפרט American Petroleum Institute עבור מערכות הובלה של צינורות. ייעוד "X42" מציין חוזק תפוקה מינימלי של42,000 psi (290 MPa), המייצג עליית חוזק משמעותית לעומת דרגה B (35,000 psi).
X42 הוא רמת הכניסה-"X-כיתה" במשפחת ה-API 5L, ומציעה בערךחוזק תנובה גבוה ב-17% מדרגה B. הוא נמצא בשימוש נרחב להעברת נפט וגז בלחץ בינוני-, קווי איסוף וצינורות מים שבהם נדרש חוזק גבוה יותר מדרגה B, אך אין צורך בתכונות המשופרות של PSL2.
תהליך הייצור של DSAW-הידוע גם בשם LSAW (Longitudinal Submerged Arc Welding)-הוא שיטת ריתוך עם-שלמות גבוהה שבה מיושמים ריתוכים פנימיים וחיצוניים, ויוצריםגוש ריתוך יחיד-איכותי. תהליך זה תוכנן במיוחד עבורצינורות קיר עבים-בקוטר-משמש בהולכת נפט וגז, רשתות מים ויישומים מבניים.
הסבר שם
| חֵלֶק | מַשְׁמָעוּת |
|---|---|
| ממשק API | מכון הנפט האמריקאי |
| 5L | מפרט עבור צינור קו המשמש במערכות הובלת צינורות |
| PSL1 | מפרט מוצר רמה 1 - רמת איכות סטנדרטית עם דרישות בסיסיות (ללא בדיקת השפעה חובה) |
| X42 | ציון ציון: "X" מציין דרגת צינור, "42" מייצג חוזק תפוקה מינימלי ב-ksi (42,000 psi / 290 MPa) |
| DSAW | ריתוך קשת שקוע דו-צדדי- – ריתוכים פנימיים וחיצוניים מיושמים; קשת הריתוך שקועה בשטף גרגירי במהלך הריתוך |
| ידוע גם בשם | LSAW (ריתוך קשת שקוע אורכי) - כאשר תפר הריתוך עובר לאורך הצינור |
מפרט מפתח
| תְכוּנָה | תֵאוּר |
|---|---|
| תֶקֶן | API 5L (מהדורה 46, מיושר ל-ISO 3183) |
| רמת מפרט המוצר | PSL1 – רמת איכות סטנדרטית |
| צִיוּן | X42 (L290 בסימון ISO) |
| חוזק תשואה מינימלי | 290 MPa (42,000 psi) |
| חוזק מתיחה מינימלי | 414 MPa (60,000 psi) |
| תהליך ייצור | DSAW (ריתוך קשת שקוע כפול-) / LSAW (ריתוך קשת שקוע אורכי) |
| שיטות גיבוש | JCOE(היווצרות J-C-O פרוגרסיבי) אוUOE(U-ing, O-ing, Expanding) |
| טווח גדלים (DSAW/LSAW) | 406 מ"מ עד 1829 מ"מ(16" עד 72") OD - אופייני ל-DSAW; עד 84 אינץ' זמין |
| עובי קיר | 6.0 מ"מ עד 50 מ"מ (עד 75 מ"מ ליישומים מיוחדים) |
| מֶשֶׁך | 6 מ' עד 12 מ' סטנדרטי; עד 18 מ' זמין |
| סיום סיום | קצוות רגילים, קצוות משופעים (זווית שיפוע של 30 מעלות) |
| אפשרויות ציפוי | צבע שחור, לכה, שמן נגד-חלודה, FBE, 3LPE, אפוקסי זפת פחם |
הרכב כימי (API 5L PSL1 כיתה X42 מרותך צינור)
| אֵלֵמֶנט | % מקסימום | הערות |
|---|---|---|
| פחמן (C) | 0.26% | פחמן נמוך לריתוך טוב |
| מנגן (Mn) | 1.30% | מספק כוח; גבוה מכיתה ב' |
| זרחן (P) | 0.030% | מבוקר לריתוך |
| גופרית (S) | 0.030% | נשלט עבור קשיחות |
| סיליקון (Si) | לא צוין עבור PSL1 | בדרך כלל פחות או שווה ל-0.40% |
הערה: ל-PSL1 אין דרישה לחוזק תפוקה מרבי, שווה ערך לפחמן או בדיקת השפעה חובה. עבור כל הפחתה של 0.01% מתחת לתכולת הפחמן המקסימלית שצוינה, מותרת עלייה של 0.05% מעל למנגן המרבי שצוין, עד למקסימום של 1.65%.
מאפיינים מכניים (API 5L PSL1 Grade X42)
| נֶכֶס | דְרִישָׁה |
|---|---|
| חוזק תפוקה (דקות) | 290 MPa (42,000 psi) |
| חוזק תפוקה (מקסימום) | לא צוין עבור PSL1 |
| חוזק מתיחה (דקות) | 414 MPa (60,000 psi) |
| חוזק מתיחה (מקסימום) | לא צוין עבור PSL1 |
| הַאֲרָכָה | לפי נוסחת API 5L (משתנה לפי עובי הדופן) |
| צ'ארפי אימפקט | לא נדרש עבור PSL1- רק PSL2 דורש בדיקת השפעה חובה |
השוואת ציונים X42 לעומת ציונים סמוכים
| צִיוּן | חוזק תפוקה (דקות) | חוזק מתיחה (דקות) | חוזק יחסי לעומת X42 | יישום טיפוסי |
|---|---|---|---|---|
| כיתה ב' | 241 MPa (35 ksi) | 414 MPa (60 ksi) | -17% | שירות צנרת כללי |
| X42 | 290 MPa (42 ksi) | 414 MPa (60 ksi) | קו בסיס | שידור לחץ בינוני- |
| X46 | 320 MPa (46 ksi) | 435 MPa (63 ksi) | +10% | שידור -לחץ גבוה יותר |
| X52 | 359 MPa (52 ksi) | 455 MPa (66 ksi) | +24% | שידור כללי |
*X42 מציע חוזק תפוקה גבוה בכ-17% מדרגה B, מה שהופך אותו לשדרוג-חסכוני עבור יישומי לחץ בינוני- שבהם חוזק דרגה B אינו מספיק.*
מפרט ממדים
| פָּרָמֶטֶר | טווח / סובלנות |
|---|---|
| קוטר חיצוני | 406 מ"מ עד 1829 מ"מ(16" עד 72") - טווח DSAW טיפוסי |
| עובי קיר | 6.0 מ"מ עד 50 מ"מ (עד 75 מ"מ ליישומים מיוחדים) |
| סובלנות קוטר (גוף צינור) | ±0.75% מה-OD שצוין |
| סובלנות קוטר (קצוות צינור, 219.1-273.1 מ"מ) | +1.6 מ"מ / -0.4 מ"מ |
| סובלנות קוטר (קצוות צינור, 274-457 מ"מ) | +2.4 מ"מ / -0.8 מ"מ |
| סובלנות עובי קיר (508-610 מ"מ) | +19.5% / -8% |
| סובלנות עובי קיר (219.1-457 מ"מ) | +15% / -12.5% |
| מֶשֶׁך | 6 מ' עד 12 מ' סטנדרטי; עד 18 מ' זמין |
| מחוץ-מ-עגולות | פחות או שווה ל-1% מה-OD שצוין |
זמינות גודל טיפוסית (API 5L Grade X42 DSAW):
| OD (אינץ') | OD (מ"מ) | טווח עובי קיר (מ"מ) |
|---|---|---|
| 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 |
תהליך ייצור DSAW/LSAW
ריתוך קשת שקוע דו-צדדי (DSAW), הידוע גם בשם ריתוך קשת שקוע לאורך (LSAW), הוא תהליך -יעל יעילות המשמש בעיקר עבור צינורות פלדה בעלי קוטר- גדול.
תיאור תהליך
קשת הריתוך שקועה בשטף גרגיריבמהלך הריתוך, הגנה על הריתוך מפני זיהום אטמוספרי
נדרשים ריתוכים בפנים ובחוץ, מבוצע בדרך כלל בתהליכים נפרדים
הריתוכים הנפרדים צורכים חלק מהאחר, וכתוצאה מכך אגוש ריתוך יחיד-איכותי
שיטות גיבוש
| שִׁיטָה | תֵאוּר | קוטרים אופייניים |
|---|---|---|
| JCOE | שלבי יצירת J-C-פרוגרסיביים (J-צורה → C-צורה → O-צורה), מורחבת לאחר ריתוך | 406-1626 מ"מ (16"-64") |
| UOE | לוח נלחץ לצורת U-, ולאחר מכן O-, מורחבת לאחר הריתוך | 508-1118 מ"מ (20"-44") |
שלבי תהליך
בחירת צלחת– לוחות פלדה העומדים בדרישות API 5L PSL1 X42
הכנת קצה– קצוות משופעים כדי ליצור חריץ בצורת V-
טְבִיעָה- לוחות פלדה נוצרים לצורות גליליות באמצעות מכבשי JCOE או UOE
ריתוך דבק– לוחות מעוצבים מרותכים-בצורך כדי לשמור על הצורה
ריתוך קשת שקוע כפול- תפר צינור מרותך על משטחים פנימיים וחיצוניים כאחד
התפשטות קרה- ניתן להרחיב את הצינור עד 1.5% כדי להשיג ממד OD סופי
בדיקת אולטרסאונד- תפר נבדק על ידי זיהוי פגמים אוטומטי על-קולי מתמשך
בדיקת לחץ הידרוסטטית- כל צינור עובר בדיקת לחץ הידרוסטטית (כאשר צוין)
גימור– סיום עיבוד, שיפוע, ציפוי וסימון לפי מפרט
דרישות בדיקה ובדיקה (PSL1)
| סוג בדיקה | דְרִישָׁה | הערות |
|---|---|---|
| ניתוח כימי | לכל מגרש חום | מאמת את מגבלות הרכב לפי API 5L PSL1 |
| בדיקת מתיחה | למגרש | מאמת תפוקה וחוזק מתיחה |
| מבחן השטחה | דָרוּשׁ | בודק גמישות ושלמות ריתוך |
| מבחן כיפוף | דָרוּשׁ | מאמת את תקינות הריתוך |
| מבחן ההשפעה של Charpy | לא נדרש עבור PSL1 | רק PSL2 דורש בדיקת השפעה חובה |
| בדיקה הידרוסטטית | כל צינור (כאשר צוין) | אימות תקינות הלחץ |
| בדיקת אולטרסאונד | 100% של תפר ריתוך | תרגול סטנדרטי עבור DSAW |
| בדיקת-רנטגן | עבור מפרקי "T". | היכן שריתוך קת רצועות מצטלבים תפרים ספירליים |
| בדיקת מימד | 100% | לפי טולרנסים סטנדרטיים |
| תעודת מבחן מיל | EN 10204 סוג 3.1B | מסופק עם תוצאות בדיקה מלאות |
השוואת PSL1 לעומת PSL2 עבור X42
| תכונה | PSL1 X42 | PSL2 X42 | מַשְׁמָעוּת |
|---|---|---|---|
| פחמן (C) מקסימום | 0.26% | 0.22-0.24% | ל-PSL2 יש שליטה הדוקה יותר לריתוך טוב יותר |
| גופרית (S) מקסימום | 0.030% | 0.015% | ל-PSL2 יש הפחתה של 50% - קריטי לקשיחות |
| זרחן (P) מקסימום | 0.030% | 0.025% | ל-PSL2 יש מגבלות מחמירות יותר |
| חוזק תשואה | 290 MPa דקות בלבד | טווח 290-495 MPa | PSL2 מציין מקסימום כדי למנוע-חומרים בעלי חוזק יתר |
| חוזק מתיחה | 414 MPa דקות בלבד | טווח 414-655 MPa | PSL2 מציין מקסימום עבור עקביות |
| יחס תפוקה-ל-מתיחה | לא צוין | פחות או שווה ל-0.93 | PSL2 מבטיח משיכות נאותה |
| בדיקת השפעה | לא חובה | הֶכְרֵחִי | PSL2 מבטיח קשיחות-בטמפרטורה נמוכה |
| שווה ערך פחמן | לא חובה | מחושב ומבוקר | PSL2 מבטיח יכולת ריתוך שדה טובה |
| דרישות NDT | תֶקֶן | יותר מחמיר | PSL2 מספק זיהוי פגמים טוב יותר |
| שימוש אופייני | שירות כללי, קווי מים, לא-קריטי | שירות קריטי, שירות חמוץ, טמפרטורה נמוכה |
יישומים נפוצים
| בַּקָשָׁה | תֵאוּר |
|---|---|
| הילוכים נפט וגז | צינורות בלחץ בינוני- לנפט גולמי, גז טבעי ומוצרים מזוקקים |
| קווי איסוף גז טבעי | חיבור בארות למתקני עיבוד |
| רשת הולכת מים | צינורות מים עירוניים ותעשייתיים בקוטר- גדולים |
| קווי איסוף וזרימה | פעולות נפט וגז במעלה הזרם |
| יישומים מבניים | כלונסאות, תומכי גשרים, בנייה |
| צנרת תהליך תעשייתי | בתי זיקוק, מפעלים כימיים, ייצור חשמל |
יתרונות מרכזיים
| יִתרוֹן | תֵאוּר |
|---|---|
| חוזק גבוה יותר מכיתה ב' | חוזק תפוקה גבוה ב-17% מאפשר לחצי הפעלה גבוהים יותר או עובי דופן מופחת |
| חסכוני- | PSL1 חסכוני יותר מ-PSL2 - מתאים ליישומי שירות כלליים |
| יכולת ריתוך מעולה | תכולת פחמן נמוכה מבטיחה יכולת ריתוך שדה טובה |
| יכולת קוטר גדול | DSAW מייצרת צינורות מ-16 אינץ' עד 72 אינץ' - אידיאלי עבור יישומים בקוטר- גדול |
| שלמות ריתוך גבוהה | ריתוך דו-צדדי- יוצר גוש ריתוך יחיד-איכותי עם 100% בדיקת UT |
| זמינות רחבה | נפוץ במלאי על ידי יצרנים ברחבי העולם |
| גיבוש JCOE/UOE | דיוק ממדי מדויק באמצעות שיטות גיבוש מתקדמות |
קירובים בינלאומיים
| תֶקֶן | ציון שווה ערך | הערות |
|---|---|---|
| ISO 3183 | L290 | מקבילה לתקן בינלאומי |
| GB/T 9711 | L290 | מקבילה סינית |
| EN 10208-2 | L290MB | מקבילה אירופאית |
| ASTM A53 | כיתה ב' (חוזק דומה) | ל-A53 דרגה B יש תשואה של 35 ksi לעומת 42 ksi של X42 |
אפשרויות ציפוי
צינור API 5L PSL1 X42 DSAW יכול להיות מסופק עם ציפויים שונים להגנה מפני קורוזיה:
| סוג ציפוי | הטוב ביותר עבור | תכונות מפתח |
|---|---|---|
| 3LPE (פוליאתילן 3 שכבתי) | צינורות קבורים | הנפוץ ביותר; הגנת קורוזיה מעולה, עמידות בפני פגיעה גבוהה |
| FBE (Fusion Bonded Epoxy) | צינורות נפט וגז | הידבקות חזקה, עמידות כימית |
| אפוקסי זפת פחם | סביבות ימיות | הגנה-כבדה |
| שמן לכה / נגד-חלודה | הגנה זמנית | הגנה מפני קורוזיה-קצרת במהלך הובלה |
| ציפוי ביטומן | שירות קבור | הגנה-חסכונית |
| ציפוי שמן שחור | גימור טחנה סטנדרטי | הגנה זמנית |
סיום סיום
טיפולי הקצה הזמינים כוללים:
קצוות רגילים (PE)- סטנדרטי עבור רוב היישומים
קצוות משופעים (BE)- לריתוך שדה (זווית שיפוע של 30 מעלות)
קצוות הברגה- לחיבורים מכניים
שיקולים חשובים
1. בחירת PSL1 לעומת PSL2
PSL1: מתאים לשירות כללי, קווי מים, יישומים לא-קריטיים שבהם לא נדרשת קשיחות-בטמפרטורה נמוכה
PSL2: נדרש עבור שירות-בטמפרטורה נמוכה (מתחת ל-0 מעלות), שירות חמוץ (סביבות H₂S), צינורות מוסדרים (FERC, DOT) ויישומים קריטיים
2. X42 לעומת בחירה בכיתה ב'
X42: בחר כאשר יש צורך בחוזק גבוה יותר מדרגה B עבור יישומי לחץ בינוני-
כיתה ב': בחירה סטנדרטית עבור שירות צנרת כללי שבו תשואה של 35 ksi מספיקה
3. מגבלות גודל DSAW
ייצור DSAW עבור X42 זמין בדרך כלל מ16" עד 72" OD
קטרים קטנים יותר (מתחת ל-16 אינץ') מיוצרים בדרך כלל בשיטות ERW או חלקות
4. בדיקת השפעה
PSL1 כןלֹאדורשים בדיקת השפעה של Charpy לפי התקן. אם צפוי שירות-טמפרטורות נמוכות, שקול:
ציון בדיקת השפעה כדרישה משלימה
שדרוג ל-PSL2 (המחייב בדיקות השפעה)
5. מגבלות טמפרטורה
טמפרטורת שירות מקסימלית מומלצת:350 מעלות (662 מעלות F)
אין קשיחות-נמוכה מובטחת בטמפרטורה נמוכה תחת PSL1 - לא מתאים ליישומים מתחת ל-אפס ללא הערכה
6. בדיקת צד שלישי-
שירותי הבדיקה הזמינים כוללים SGS, BV, Lloyds
7. תעודת מבחן טחנה
מסופק בדרך כלל כEN 10204 סוג 3.1Bעם תוצאות בדיקה מלאות
בדיקת צד שלישי-זמינה לפי בקשה
8. ריתוך
תכולת פחמן נמוכה (פחות או שווה ל-0.26%) מבטיחה יכולת ריתוך מעולה
מתאים לכל שיטות הריתוך הסטנדרטיות (SMAW, GTAW, GMAW, SAW)
אין צורך בטיפול בחום לאחר-ריתוך ברוב העוביים
תַקצִיר
API 5L PSL1 Grade X42 דו-צדדי- צינור פלדה שקוע שקוע מרותך (DSAW/LSAW)הוא צינור הקו ברמת הכניסה-"X-דרגה" עבור יישומי צינור בלחץ בינוני-. עם חוזק תנובה מינימלי של42,000 psi (290 MPa)– בערךגבוה ב-17% מכיתה ב'– וחוזק מתיחה של60,000 psi (414 MPa), חומר זה מציע שדרוג-חסכוני עבור יישומים הדורשים חוזק גבוה יותר מדרגה B מבלי לעבור לדרגות X- גבוהות יותר.
תכונות עיקריות:
תקן חומרי: API 5L PSL1 X42 – דרגת כניסה-רמת X-לשירות לחץ בינוני-
חוזק תשואה: 290 MPa (42,000 psi) מינימום - גבוה ב-17% מדרגה B
חוזק מתיחה: 414 MPa (60,000 psi) מינימום
רמת איכות PSL1: אין בדיקת השפעה חובה; דרישות תקן לשירות כללי
ייצור DSAWמייצרת צינורות מ16" עד 72" ODעם עובי דופן עד50 מ"מ
ריתוך דו-צדדי-יוצר גוש ריתוך יחיד-באיכות גבוהה
יצירת JCOE או UOEשיטות מבטיחות דיוק ממדי מדויק
100% בדיקה קוליתשל תפר ריתוך מבטיח איכות
יכולת ריתוך מעולהעם תכולת פחמן נמוכה (פחות או שווה ל-0.26%)
חסכוני-שדרוג מדרגה B עבור יישומי לחץ בינוני-
יישומים נפוצים כוללים:
צינורות העברת נפט וגז בלחץ בינוני-
רשתות איסוף והפצה של גז טבעי
רשת הולכת מים
קווי איסוף וזרימה
יישומים מבניים (ערימות, תומכי גשרים)
צנרת תהליך תעשייתי
בעת ההזמנה יש לציין:API 5L PSL1 Grade X42, DSAW/LSAW (Double-Double-Arched Arc מרותך), גודל (OD x WT), אורך, גימור קצה (פשוט/משופע), דרישות ציפוי ותעודת בדיקת טחנה לפי EN 10204 Type 3.1B.
עבור יישומים הדורשים קשיחות-בטמפרטורה נמוכה מובטחת, בקרות כימיה הדוקות יותר או יכולת שירות חמוץ, צייןAPI 5L PSL2 Grade X42במקום זאת. עבור רוב יישומי הלחץ הבינוני-, X42 PSL1 מציע איזון מצוין בין חוזק וחסכון.
