API 5L PSL1 Grade X65 צינור פלדה דו-צדדי- ריתוך קשת שקוע (DSAW)
סקירה בסיסית
API 5L PSL1 Grade X65 DSAW (דו-צדדי-ריתוך קשת שקוע) צינור פלדההוא צינור פלדת פחמן בעל חוזק- גבוה המיוצר לפי מפרט American Petroleum Institute עבור מערכות הובלה של צינורות. ייעוד "X65" מציין חוזק תפוקה מינימלי של65,000 psi (448 MPa), המייצג שדרוג חוזק משמעותי על פני X60 (60 ksi) ו-X52 (52 ksi).
X65 הוא פרימיום בדרגת חוזק-גבוהה המציע בערךחוזק תפוקה גבוה ב-8% מ-X60(448 MPa לעומת . 414 MPa) וגבוה ב-25% מ-X52(448 MPa לעומת . 359 MPa). הוא מצויין בדרך כלל עבור צינורות הולכה בלחץ גבוה-, מתקנים ימיים ושירותים ארקטיים שבהם דרגות נמוכות יותר ידרשו עובי דופן מופרז.
תהליך הייצור של DSAW-הידוע גם בשם LSAW (ריתוך קשת ארוך)-הוא שיטת ריתוך- גבוהה, שבה מיושמים ריתוכים פנימיים וחיצוניים כאחד, ויוצריםגוש ריתוך יחיד-איכותי. תהליך זה תוכנן במיוחד עבורצינורות קיר עבים-בקוטר-משמש בהולכת נפט וגז בלחץ גבוה-, צינורות ימיים ויישומים מבניים.
הסבר שם
| חֵלֶק | מַשְׁמָעוּת |
|---|---|
| ממשק API | מכון הנפט האמריקאי |
| 5L | מפרט לצינור קו המשמש במערכות הובלה של צינורות |
| PSL1 | מפרט מוצר רמה 1 - רמת איכות סטנדרטית עם דרישות בסיסיות (ללא בדיקת השפעה חובה) |
| X65 | ציון ציון: "X" מציין את ציון הצינור, "65" מייצג חוזק תפוקה מינימלי ב-ksi (65,000 psi / 448 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 | X65 (L450 בסימון ISO) |
| חוזק תשואה מינימלי | 448-450 MPa (65,000-65,300 psi) |
| חוזק מתיחה מינימלי | 531-535 MPa (77,000-77,600 psi) |
| הַאֲרָכָה | לפי נוסחת API 5L (משתנה לפי עובי הדופן) |
| 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, CWC |
הרכב כימי (API 5L PSL1 כיתה X65 צינור מרותך)
מבוסס על דרישות API 5L PSL1 עבור צינור מרותך:
| אֵלֵמֶנט | % מקסימום | הערות |
|---|---|---|
| פחמן (C) | 0.26% | פחמן נמוך לריתוך טוב |
| מנגן (Mn) | 1.45% | מספק כוח; גבוה מהציונים הנמוכים |
| 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-0.45% |
| Chromium (Cr) | 0.50% מקסימום | אלמנט שיורי |
| ניקל (ני) | 0.50% מקסימום | אלמנט שיורי |
| מוליבדן (מו) | מקסימום 0.15% | אלמנט שיורי |
| נחושת (Cu) | 0.50% מקסימום | אלמנט שיורי |
| ונדיום (V) + ניוביום (Nb) + טיטניום (Ti) | פחות או שווה ל-0.15% | מיקרו-סגסוגת לעידון דגנים |
הערה: עבור כל הפחתה של 0.01% מתחת לתכולת הפחמן המקסימלית שצוינה, מותרת עלייה של 0.05% מעל למנגן המרבי שצוין, עד למקסימום של 1.75%. ל-PSL1 אין דרישה לחוזק תפוקה מרבי, שווה ערך לפחמן או בדיקת השפעה חובה.
מאפיינים מכניים (API 5L PSL1 Grade X65)
| נֶכֶס | דְרִישָׁה |
|---|---|
| חוזק תפוקה (דקות) | 448-450 MPa (65,000-65,300 psi) |
| חוזק תפוקה (מקסימום) | לא צוין עבור PSL1 |
| חוזק מתיחה (דקות) | 531-535 MPa (77,000-77,600 psi) |
| חוזק מתיחה (מקסימום) | לא צוין עבור PSL1 |
| חוזק מתיחה של ריתוך (דקות) | גדול או שווה ל-535 MPa (77,600 psi) |
| הַאֲרָכָה | לפי נוסחת API 5L (משתנה לפי עובי הדופן) |
| צ'ארפי אימפקט | לא נדרש עבור PSL1- רק PSL2 דורש בדיקת השפעה חובה |
| יחס תפוקה-ל-מתיחה | לא צוין עבור PSL1 |
השוואת ציונים X65 לעומת ציונים סמוכים
| צִיוּן | חוזק תפוקה (דקות) | חוזק מתיחה (דקות) | חוזק יחסי לעומת X65 | יישום טיפוסי |
|---|---|---|---|---|
| X52 | 359 MPa (52 ksi) | 455-460 MPa (66 ksi) | -20% | שידור כללי |
| X56 | 386-390 MPa (56 ksi) | 490 MPa (71 ksi) | -13% | שידור -לחץ גבוה יותר |
| X60 | 414-415 MPa (60 ksi) | 517-520 MPa (75 ksi) | -7% | שידור-לחץ גבוה |
| X65 | 448-450 MPa (65 ksi) | 531-535 MPa (77 ksi) | קו בסיס | יישומים תובעניים בלחץ- גבוה, מהחוף |
| X70 | 483-485 MPa (70 ksi) | 565-570 MPa (82 ksi) | +8% | לחץ גבוה-למרחק-ארוך |
| X80 | 552-555 MPa (80 ksi) | 621-625 MPa (90 ksi) | +23% | קווי מטען בלחץ-גבוה- במיוחד |
*X65 מציע חוזק תפוקה גבוה בכ-8% מ-X60 וב-25% גבוה יותר מ-X52, מה שהופך אותו לבחירה מובחרת עבור קווי תמסורת-בלחץ גבוה שבהם דרגות נמוכות יותר ידרשו עובי דופן מופרז.*
מפרט ממדים
| פָּרָמֶטֶר | טווח / סובלנות |
|---|---|
| קוטר חיצוני | 406 מ"מ עד 1829 מ"מ(16" עד 72") - טווח DSAW טיפוסי; עד 84 אינץ' זמין |
| 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, D פחות או שווה ל-168.3 מ"מ) | -0.4 מ"מ עד +1.6 מ"מ |
| סובלנות קוטר (קצוות צינור, 168.3 מ"מ < D פחות או שווה ל-610 מ"מ) | ±0.005D, מקסימום ±1.6 מ"מ |
| סובלנות קוטר (קצוות צינור, 610 מ"מ < D פחות או שווה ל-1422 מ"מ) | ±1.6 מ"מ |
| סובלנות עובי קיר (t פחות או שווה ל-5 מ"מ) | ±0.5 מ"מ |
| סובלנות עובי קיר (5 מ"מ < t < 15 מ"מ) | ±0.1t |
| סובלנות עובי קיר (t גדול או שווה ל-15 מ"מ) | ±1.5 מ"מ |
| 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 X65 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 כפול-(DSAW), הידוע גם בשם ריתוך קשת שקוע לאורך (LSAW), הוא תהליך- בעל יעילות גבוהה 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 X65
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 אולטראסוני 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 X65
| תכונה | PSL1 X65 | PSL2 X65 | מַשְׁמָעוּת |
|---|---|---|---|
| פחמן (C) מקסימום | 0.26% | 0.22% | ל-PSL2 יש שליטה הדוקה יותר לריתוך טוב יותר |
| גופרית (S) מקסימום | 0.030% | 0.015% | ל-PSL2 הפחתה של 50% - קריטי לקשיחות |
| זרחן (P) מקסימום | 0.030% | 0.025% | ל-PSL2 יש מגבלות מחמירות יותר |
| מנגן (Mn) מקסימום | 1.45% | 1.65% | גבוה יותר עבור כוח |
| חוזק תשואה | 450 MPa דקות בלבד | טווח 450-600 MPa | PSL2 מציין את המקסימום כדי למנוע-חומרים בעלי חוזק יתר |
| חוזק מתיחה | 535 MPa דקות בלבד | טווח 535-760 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 |
| יכולת מעקב | רמת אצווה | צינור-לאחר-עקיבות מלאה | PSL2 מציע תיעוד מלא באיכות |
| שימוש אופייני | שירות כללי, קווי מים, לא-קריטי | שירות קריטי, שירות חמוץ, טמפרטורה נמוכה |
יישומים נפוצים
| בַּקָשָׁה | תֵאוּר |
|---|---|
| הילוך גז-בלחץ גבוה | צינורות גז טבעי-ארוכים הדורשים לחצים תפעוליים גבוהים |
| צינורות ימיים ותת-ימיים | צינורות תת-ימיים הדורשים חוזק-ל-יחס גבוה |
| קווי נפט גולמי | קווי תמסורת ראשיים להובלת נפט גולמי |
| רשתות איסוף ביבשה | מערכות תא מטען אזוריות המקשרות בין אזורי ייצור לעיבוד |
| צנרת תחנה וראש | תחנות מדחס, תחנות שאיבה, מתקני מדידה |
| העברת מים | רשת מים בלחץ- גדול-בלחץ גבוה |
| צנרת תהליך תעשייתי | בתי זיקוק, מפעלים כימיים, ייצור חשמל |
| צינורות אקלים ארקטי/קר | סביבות-בטמפרטורה נמוכה (עם PSL2 ובדיקות השפעה) |
יתרונות מרכזיים
| יִתרוֹן | תֵאוּר |
|---|---|
| חוזק גבוה | תשואה של 65,000 psi - גבוה ב-8% מ-X60, גבוה ב-25% מ-X52 |
| 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 |
| ביצועים מוכחים | בשימוש נרחב בהולכת גז-בלחץ גבוה, צינורות ימיים ויישומים תובעניים |
קירובים בינלאומיים
| תֶקֶן | ציון שווה ערך | הערות |
|---|---|---|
| ISO 3183 | L450 | מקבילה לתקן בינלאומי |
| GB/T 9711 | L450 | מקבילה סינית |
| DNV OS-F101 | כיתה 450 | תקן offshore (רמת חוזק דומה) |
| EN 10208-2 | L450MB | מקבילה אירופאית |
אפשרויות ציפוי
צינור API 5L PSL1 X65 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 |
| CWC (ציפוי משקל בטון) | צינורות ימיים/תת ימיים | ציפה שלילית והגנה מכנית |
| 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. X65 לעומת ציונים נמוכים/גבוהים יותר
X52: תיבת הילוכים כללית (תפוקה של 52 ksi)
X56: שידור-לחץ גבוה יותר (תפוקה של 56 ksi)
X60: שידור- בלחץ גבוה (תפוקה של 60 ק"י)
X65: יישומים תובעניים בלחץ- גבוה, מהחוף(תשואה של 65 ksi)
X70/X80: לחץ גבוה יותר, מרחק-ארוך, קווי מטען בלחץ-גבוה במיוחד-
3. מגבלות גודל DSAW
ייצור DSAW עבור X65 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 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)
לא נדרש טיפול בחום לאחר-ריתוך ברוב העוביים
עבור יישומי שירות חמוץ עם PSL2, נדרשות שיטות מימן נמוכות
תַקצִיר
API 5L PSL1 Grade X65 דו-צדדי- צינור פלדה שקוע שקוע מרותך (DSAW/LSAW)הוא צינור קו פרימיום-בחוזק גבוה עבור יישומי העברת נפט וגז תובעניים. עם חוזק תנובה מינימלי של65,000 psi (448 MPa)– בערךגבוה ב-8% מ-X60וגבוה ב-25% מ-X52– וחוזק מתיחה של77,000 psi (531 MPa), חומר זה הוא הבחירה המועדפת עבור-צינורות שידור בלחץ גבוה, יישומים ימיים ותנאי שירות תובעניים שבהם X60 ידרוש עובי דופן מופרז.
תכונות עיקריות:
תקן חומרי: API 5L PSL1 X65 – דרגת חוזק- גבוהה לשירות כללי
חוזק תשואה: 448 MPa (65,000 psi) מינימום - גבוה ב-8% מ-X60
חוזק מתיחה: 531 MPa (77,000 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-- הבחירה החסכונית ביותר עבור צינור קוטר-בלחץ גדול-בקוטר גבוה
יישומים נפוצים כוללים:
צינורות העברת גז-בלחץ גבוה
צינורות ימיים ותת ימיים
קווי תא מטען של נפט גולמי
צנרת תחנה וראש
רשת הולכת מים
צנרת תהליך תעשייתי
בעת ההזמנה יש לציין:API 5L PSL1 Grade X65, DSAW/LSAW (דו-צדדית/אורכית שקועה קשת מרותכת), גודל (OD x WT), אורך, גימור קצה (פשוט/משופע), דרישות ציפוי ותעודת בדיקת טחנה לפי EN 10204 סוג 3.1B.
עבור יישומים הדורשים קשיחות-בטמפרטורה נמוכה מובטחת, בקרות כימיה הדוקות יותר או יכולת שירות חמוץ, צייןAPI 5L PSL2 Grade X65במקום זאת. עבור רוב יישומי שידור-הלחץ הגבוה, X65 PSL1 מציע איזון מצוין בין חוזק וחסכון.
