API 5L X90 hosszirányú merülőíves hegesztési (LSAW) cső
Alapvető áttekintés
Szabványos specifikáció ahosszirányban merülő -ívhegesztett acél vezetékcsőalatt aAPI 5Lspecifikáció.X90 fokozatképviseli anagyon nagy -szilárdságú csővezetékacélamely X80 és X100 között helyezkedik el, minimális folyáshatárt kínálva90 000 psi (620 MPa). A fejlett acélkohászatot képviseli, és igényes, nagy-távolságú gázszállításban és nagy-nyomású csővezetékes alkalmazásokban használják, ahol a maximális szilárdság-/-tömeg arányra van szükség.
Név Magyarázat
| Rész | Jelentése |
|---|---|
| API | American Petroleum Institute |
| 5L | A csővezetékes szállítási rendszerek vezetékcsövére vonatkozó specifikáció |
| X90 | fokozat megjelölése –X= csővezeték fokozat,90= minimális folyáshatár ksi-ben (90 000 psi / 620 MPa) |
| Hosszanti merülőíves hegesztés (LSAW) | Gyártási folyamat – az acéllemezeket egyetlen egyenes hosszanti varrat mentén alakítják ki és hegesztik alá merítő ívhegesztéssel töltőfém hozzáadásával. Más néven SAWL (Submerged Arc Welded Longitudinal) |
Az API 5L X90 LSAW Pipe főbb jellemzői
| Funkció | Leírás |
|---|---|
| Anyag típusa | Fejlett, nagyszilárdságú{0}}alacsony{1}}ötvözetű (HSLA) acél– mikro{0}}nióbiummal, vanádiummal, titánnal és esetleg molibdénnel ötvözött; jellemzően TMCP-n (Thermo-Mechanical Controlled Processing) keresztül készül az ultra-finom szemcsés szerkezet érdekében |
| Gyártás | LSAW (hosszirányú merülőíves hegesztés)- UOE, JCOE vagy RBE eljárásokkal kialakított lemezek, amelyeket belülről és kívülről merített ívvel hegesztettek |
| Termékspecifikációs szintek | A PSL2 gyakorlatilag kötelezőX90-hez minden kritikus szervizalkalmazásban, amely Charpy ütéstesztet, szigorúbb kémiai ellenőrzéseket és meghatározott maximális szilárdsági határokat igényel |
| Hozamerő | minimum 620 MPa (90 000 psi).(PSL2 tartomány: általában 620-760 MPa) |
| Szakítószilárdság | minimum 690 MPa (100 000 psi).(hozzávetőleges; a tényleges értékek az adott kémiától és feldolgozástól függenek) |
| Megnyúlás | Minimális18-21%falvastagságtól függően |
| Kulcselőny | Ultra-nagy szilárdság-/tömeg arány– Maximális üzemi nyomást tesz lehetővé minimális falvastagság mellett, csökkentve az anyagköltségeket, a szállítási súlyt és a hegesztési időt |
| Tipikus átmérők | 508 mm-től 1626 mm-ig(20" - 64") – az LSAW eljárás nagy átmérőket tesz lehetővé; A JCOE eljárás akár 1626 mm-t is képes előállítani |
| Tipikus falvastagság | 6,0 mm és 30 mm között(Speciális projektekhez akár 40-50 mm is elérhető) |
| Hossz | 6 m és 12,5 m közöttstandard; egyedi hosszúságok állnak rendelkezésre |
Kémiai összetétel (API 5L X90 PSL2)
Az X90 pontos kémiai szabályozást igényel, hogy elérje szilárdságát, miközben megőrzi a hegeszthetőséget és a szívósságot. Míg az X90-re vonatkozó API 5L-korlátok az általános PSL2-követelményeket követik, a tipikus összetétel a következőket tartalmazza:
| Elem | Tipikus max. % | Megjegyzések |
|---|---|---|
| szén (C) | 0,22 max | Ultra-alacsony széntartalom a hegeszthetőség érdekében; a tényleges értékek alacsonyabbak lehetnek |
| Mangán (Mn) | 1.4-1.9 | Magasabb mangán az erőért; mikro{0}}ötvözetekkel kombinálva |
| Foszfor (P) | 0,025 max | Szigorú ellenőrzés a szívósság érdekében |
| Kén (S) | 0,015 max | Nagyon szoros szabályozás a HIC ellenállás és szívósság tekintetében |
| Szilícium (Si) | 0,45 max | Deoxidálószer |
| Nióbium (Nb) | Kevesebb vagy egyenlő, mint 0,06 együtt | Mikroötvözet-szemcsefinomításhoz |
| Vanádium (V) | Kevesebb vagy egyenlő, mint 0,06 együtt | Mikro{0}}ötvözet a csapadék erősítésére |
| Titán (Ti) | Kevesebb vagy egyenlő, mint 0,15 együtt | TiN-t képez a szemcsefinomításhoz a TMCP során |
| Molibdén (Mo) | 0,15 max | További erősítés |
| Szén-egyenérték (CE) | Tipikusan 0,22-0,26 | Terepi hegeszthetőségre számítva és ellenőrzött |
Jegyzet:Nb + V 0,06% vagy annál kisebb és Nb + V + Ti 0,15% vagy annál kisebb az API 5L PSL2 követelményei szerint.
Mechanikai tulajdonságok (PSL2)
| Ingatlan | Értéktartomány | Megjegyzések |
|---|---|---|
| Hozamerősség (perc) | 620 MPa (90 ksi) | Minimális követelmény API 5L-re |
| Hozamerő (max.) | 760-820 MPa (110-119 ksi) | A maximális korlát megakadályozza az -erő túllépését |
| Szakítószilárdság (perc) | 690 MPa (100 ksi) | Minimális követelmény |
| Szakítószilárdság (max.) | 900-950 MPa (130-138 ksi) | Maximális korlát |
| Hozam-–-szakítóarány (max.) | 0.93-0.95 | Biztosítja a rugalmasságot |
| Megnyúlás | 18-21% minimum | A falvastagságtól függ |
| Charpy V{0}}notch Impact | 40-100 J minimum átlag | A projekt által meghatározott hőmérséklet (gyakran -20 és -45 fok között sarkvidéki/tengeri területeken) |
Korróziós viselkedéskutatás:Az X90 vezetékcsőacélon szimulált talajkörnyezetben (NS4 oldat) végzett vizsgálatok azt mutatják, hogy az alapanyag anódos oldódást mutat passziválás nélkül. Az alapanyag termodinamikailag stabilabb, mint a varrat anyaga, és az alapfém korrózióállósága jobb, mint a hegesztési varraté.
PSL1 vs. PSL2 X90 LSAW Pipe-hoz
| Vonatkozás | PSL1 | PSL2 |
|---|---|---|
| Tipikus használat X90-hez | Ritka – a nem{0}}kritikus szolgáltatásokhoz lehet megadni | Szabvány az X90-hez – kötelező minden csővezetékes átviteli alkalmazáshoz |
| Kémia | Szabványos korlátok | Szigorúbb vezérlés(alsó C, S, P) |
| Erő | Min. csak megadva | Min és Maxmeghatározott (megakadályozza az -erő túllépését) |
| Hatásvizsgálat | Nem kötelező | Kötelezőmeghatározott hőmérsékleten |
| Szén-egyenérték | Nem kötelező | Számított és ellenőrzött |
| NDT követelmények | Standard | Szigorúbb – kötelező roncsolásmentes ellenőrzés |
| Hozam-–-szakítási arány | Nincs megadva | 0,93-0,95 max |
| Nyomon követhetőség | Korlátozott | Teljes nyomon követhetőséga tesztek befejezése után |
Jegyzet:Az X90 esetében a PSL2 hatékonykötelező minden csővezetékes átviteli alkalmazáshoz .
LSAW gyártási módszerek az X90-hez
Alakítási módszerek
| Módszer | Leírás | Alkalmas X90-hez | Elérhető fokozatok |
|---|---|---|---|
| UOE | U{0}}alakú, majd O-alakúra préselt lemez, hegesztés után mechanikusan kitágítva | X90 gyártására alkalmas | API 5L A-X90, GB/T9711 L190-L625 |
| JCOE | Progresszív J-C-O formázási lépések, hegesztés után kitágítva | Előnyben részesítik a nagy{0}}erősségi osztályokhoz– egyenletesen eloszló alakítófeszültség, nagy egyenletesség | API 5L A-X100, GB/T9711 L190-L690 |
| JCOE (gördülő hajlítás) | Folytonos tengely eltorzítása J-C-O formálás | Alkalmas X80-hoz (alacsonyabb fokozat) | API 5L A-X80, GB/T9711 L190-L555 |
A folyamat lépései
Tányér kiválasztása:Kiváló-minőségű acéllemezek TMCP-vel (Thermo-Mechanical Controlled Processing) előállított ultra-finom szemcsés szerkezettel és precíz mikro-ötvözéssel
Tányér elkészítése:Élmarás a precíz ferdítéshez, ultrahangos vizsgálat lamináláshoz
Alakítás:A progresszív hidraulikus préselés (JCOE vagy UOE) egyenletes kerekséget hoz létre; A JCOE esetében a lemez éleit először préseljük, majd fokozatosan alakítjuk ki
Tágas hegesztés:Ideiglenesen rögzíti a varrást
Merülő ívhegesztés:A több-huzalos SAW (legfeljebb 5 vezeték) belső hegesztést, majd külső hegesztést alkalmaz a fluxus alatti teljes behatolás érdekében. A hegesztési folyamat és az anyagok jelentősen befolyásolják a korróziós viselkedést és a mechanikai tulajdonságokat
Mechanikus bővítés:A cső pontos méretekre bővítve a szűk tűréshatárok elérése és a maradék feszültség csökkentése érdekében
NDT és tesztelés:100% ultrahangos vizsgálat, radiográfiai vizsgálat, hidrosztatikai vizsgálat
Végső:Végső ferde vágás (ANSI B16.25 szerint), bevonatfelhordás az előírások szerint
Méret Elérhetőség
| Paraméter | UOE folyamat | JCOE folyamat (nyomóhajlítás) | JCOE folyamat (hengerhajlítás) |
|---|---|---|---|
| Külső átmérő | 508-1118 mm (20"-44") | 406-1626 mm (16"-64") | 406-1829 mm (16"-72") |
| Falvastagság | 6,0-25,4 mm | 6,0-75 mm | 6,0-30 mm |
| Hossz | 9-12.3 m | 3-12.5 m | 3-12.2 m |
| Rendelkezésre álló osztályzatok | API 5L A-X90, GB/T9711 L190-L625 | API 5L A-X100, GB/T9711 L190-L690 | API 5L A-X80, GB/T9711 L190-L555 |
Jegyzet:Az X90 gyártásához az UOE és a JCOE (préshajlítás) a releváns folyamatok. Az X90 falvastagsága általában a rendelkezésre álló tartományok alsó határába esik a nagy szilárdságú anyagokkal kapcsolatos gyártási korlátok miatt.
Tipikus falvastagság tartomány átmérő szerint (X80 adatokból extrapolálva)
A rendelkezésre álló X80 adatok alapján az X90 valószínűleg hasonló vagy kissé csökkentett maximális vastagsággal rendelkezik:
| OD (hüvelyk) | OD (mm) | X80 falvastagsági tartomány (mm) | X90 becsült hatótávolság (mm) |
|---|---|---|---|
| 20" | 508 | 6.0-11.0 | 6.0-10.5 |
| 24" | 610 | 6.0-13.0 | 6.0-12.5 |
| 30" | 762 | 7.0-16.0 | 7.0-15.0 |
| 36" | 914 | 8.0-19.0 | 8.0-18.0 |
| 40" | 1016 | 8.0-21.0 | 8.0-20.0 |
| 48" | 1219 | 9.0-22.0 | 9.0-21.0 |
| 56" | 1422 | 10.0-22.0 | 10.0-21.0 |
| 60" | 1524 | 10.0-22.0 | 10.0-21.0 |
| 64" | 1626 | 10.0-22.0 | 10.0-21.0 |
Jegyzet:A vastagság tartománya csökken a szilárdság növekedésével – az X90 esetében a maximális gyakorlati vastagság kisebb, mint az X80 esetében a nagyobb -szilárdságú anyagok gyártási korlátai miatt.
Korróziós viselkedési jellemzők
Az X90 vezetékcsőacélon végzett kutatások specifikus korróziós viselkedéseket azonosítottak:
| Vonatkozás | Megtalálás |
|---|---|
| Anódos feloldás | Az X90 tipikus anódos oldódást mutat közel-semleges szimulált talajoldatban (NS4) |
| Passziválás | Nem figyeltek meg passzivációs jelenséget, amikor az X90-et NS4 oldatba helyezik |
| Termodinamikai stabilitás | Az alapanyag termodinamikailag stabilabb, mint a hegesztési varrat anyaga |
| Polarizációs hatások | -850 mV polarizációs potenciál alatt a polarizációs ellenállás és a korrózióállóság a polarizáció időtartamával nő; a korróziós áramsűrűség csökken |
| Korrózióállóság összehasonlítása | Az alapanyag jobb korrózióállóságot mutat, mint a hegesztési varratok |
Tesztelési és ellenőrzési követelmények az X90 PSL2-hez
| Teszt típusa | Cél | Megjegyzések |
|---|---|---|
| Kémiai elemzés | Ellenőrizze, hogy az összetétel megfelel-e az API 5L határértékeinek | Ultra-alacsony C, szoros S és P szabályozás |
| Szakítóvizsgálat | Erősítse meg a folyást és a szakítószilárdságot (nem nemesfém és hegesztés) | Minimális és maximális korlátok érvényesülnek |
| Lapítási teszt | Ellenőrizze a rugalmasságot | Kötelező |
| Hajlítási teszt | Ellenőrizze a hegesztés integritását és hajlékonyságát | Kívánt |
| Ütésvizsgálat (Charpy V{0}}bevágás) | Kötelezőmeghatározott hőmérsékleten | Gyakran -20 foktól -45 fokig kritikus szolgáltatás esetén |
| Hidrosztatikai teszt | A szivárgás -tömítettségének igazolása | Minden csövet külön-külön teszteltek |
| Ultrahangos vizsgálat | 100%hegesztési varrat belső hibákra | Teljes hosszban, mindkét oldalon |
| Radiográfiai vizsgálat (röntgen) | Ha kiegészítő követelmények határozzák meg | Elérhető |
| Méretvizsgálat | Ellenőrizze az OD-t, a falvastagságot, az egyenességet | API 5L tűrések szerint |
| Szemrevételezés | Felületi állapot, hegesztési megjelenés | 100% |
Malomvizsgálati tanúsítvány:EN 10204 / 3.1 szabvány; 3.2 kritikus projektekhez .
Bevonat és védelem opciók
| Bevonat típusa | Alkalmazás |
|---|---|
| Fekete(csupasz) | Normál malomfényezés, beltéri használatra |
| Lakk/rozsdagátló-olaj | Átmeneti védelem szállítás közben |
| Fekete festés | Alapvető korrózióvédelem |
| 3LPE (3 rétegű polietilén) | Leggyakoribbeltemetett csővezetékekhez, zord környezetekhez |
| FBE (Fusion Bonded Epoxy) | Korrózióvédelem |
| Kőszénkátrány epoxi | Erős{0}}védelem |
| Galvanizált | Megadáskor |
| Betonsúlyú bevonat (CWC) | Tengeri csővezetékek (negatív felhajtóerő) |
Összehasonlító táblázat: X90 vs. szomszédos fokozatok
| Fokozat | Hozamerősség (MPa) min | Szakítószilárdság (MPa) min | Relatív erő |
|---|---|---|---|
| X70 | 483 | 565 | Alapvonal |
| X80 | 552 | 621 | +14% X70 felett |
| X90 | 620 | ~690 | +12% X80 felett, +28% X70 felett |
| X100 | 690 | 760 | +11% X90 felett |
Jegyzet:Az X90 X80 és X100 között helyezkedik el az API 5L fokozatú létrán, ami egynagyon nagy -erősségű opcióigényes alkalmazásokhoz, ahol az X80 nem elegendő, de az X100 túl van-meghatározva vagy még nem terjedt el széles körben.
Ahol az X90 illik az API 5L fokozatok közé
| Fokozat | Hozam (min, MPa) | Tipikus alkalmazás |
|---|---|---|
| X52 | 359 | Közepes nyomású{0}}átvitel |
| X60 | 414 | Nagynyomású{0}}átvitel |
| X65 | 448 | Nagy{0}}nyomású átvitel, offshore |
| X70 | 483 | Hosszú-távú magas-nyomás |
| X80 | 552 | Főbb országúti{0}}gázvezetékek |
| X90 | 620 | Ultra-nagynyomású-törzsvezetékek, következő-generációs csővezetékek |
| X100 | 690 | Kísérleti, korlátozott projektek |
Az X90 a kereskedelemben kapható, nagy szilárdságú{1}}csővezeték-anyagok élvonalát képviseliés a korróziós viselkedés és a hegesztési teljesítmény folyamatos kutatásának tárgya.
Közös alkalmazások
| Ipar | Alkalmazások |
|---|---|
| Távolsági{0}}gázátvitel | Következő-generációs ultra-nagynyomású-gázvezetékek, amelyek maximális szilárdsági-/-tömeg arányt igényelnek |
| Offshore | Mélyvízi tenger alatti csővezetékek, ahol a súlycsökkentés kritikus |
| Magas{0}}nyomású gáz | A csővezetékek15+ MPa (2, 175+ psi)tervezési nyomás |
| Arctic Service | Alacsony-hőmérsékletű csővezetékek, amelyek kivételes szívósságot igényelnek nagy szilárdság mellett |
| CCUS projektek | nagy szilárdságot igénylő CO₂ szállító csővezetékek |
| Csere/Frissítés | Csővezeték-kapacitás-bővítési projektek, ahol nagyobb nyomásra van szükség |
Elérhetőség és kereskedelmi állapot
Míg az X90 szerepel az API 5L osztályozási listákon, és néhány gyártó kínálja, ez azritkább, mint az X80több okból is:
| Tényező | Megfontolás |
|---|---|
| Kereskedelmi elérhetőség | Az X90-et a nagyobb gyártók kínálják (pl. az API 5L A-X90-ben az UOE és a JCOE specifikációiban) |
| Projekt tapasztalat | Kevésbé kiterjedt tereptörténet az X70/X80-hoz képest; kutatási kontextusban gyakoribb |
| Hegesztési komplexitás | Pontos hőbevitel szabályozást és minősített eljárásokat igényel; a hegesztési zóna tulajdonságai gondos odafigyelést igényelnek |
| Szívóssági szempontok | A HAZ szívósságát gondosan kell kezelni; A kutatások azt mutatják, hogy a hegesztési varrat eltérő korróziós jellemzőkkel bír, mint az alapfém |
| Gazdasági indokolás | Csak azoknál a projekteknél -hatékony, ahol az X80-as szilárdság nem elegendő a szükséges falvastagság-csökkentés eléréséhez |
Gyártói listák:Az X90 a következő osztályok kínálatában szerepel:
UOE LSAW csövek (508-1118 mm, 6,0-25,4 mm)
JCOE LSAW csövek (406-1626 mm, 6,0-75 mm)
Különféle beszállítók, köztük a PCK, az Octal, a Lefin, a Ruixing, a Kelly és a United Steel
Fontos kijelölési megjegyzések
1. X90 vs. alsóbb osztályok
X90számára van megadvaultra-nagynyomású-törzsvezetékek és következő-generációs csővezeték-projektekahol a maximális szilárdság-/-tömeg arány szükséges
A legtöbb projektnélX70 vagy X80továbbra is a standard választások kiterjedt tereptörténettel
X90 ajánlatok~12%-kal nagyobb szilárdság, mint az X80, amely vékonyabb falakat vagy magasabb üzemi nyomást tesz lehetővé
2. A PSL2 kötelező az X90-hez
Valójában PSL2 szükségesminden X90 pipeline alkalmazáshoz
A kötelező követelmények a következők:
Charpy V{0}}bevágás ütővizsgálat meghatározott hőmérsékleten
Maximális hozam és szakítószilárdság határértékei
Szén-egyenérték szabályozás
Teljes nyomon követhetőség
3. Korróziós szempontok
A kutatások azt mutatják, hogy az X90 nem nemesfém jobb korrózióállósággal rendelkezik, mint a hegesztési varrat
Nincs passziválás közel{0}}semleges környezetben; Az anódos oldódás az elsődleges korróziós mechanizmus
A katódos védelem hatékonyságát tanulmányozták; A -850 mV-on történő polarizáció idővel javítja a korrózióállóságot
4. Hegesztési szempontok
A hegesztési varratok tulajdonságai gondos minősítést igényelnek; kutatások megerősítik, hogy a hegesztési zóna korróziós viselkedése eltérő lehet
A hőbevitelt pontosan szabályozni kell a HAZ szívósság fenntartásához
Az előzetesen minősített hegesztési eljárások elengedhetetlenek
5. Gyártási folyamat kiválasztása
UOE:20-44" átmérőjű X90-hez használható
JCOE (nyomóhajlítás):Előnyben részesítik a szélesebb átmérőtartományt és a nagy{0}}szilárdságú fokozatokat X100-ig
Falvastagság:A gyártási korlátok miatt a rendelkezésre álló tartományok alsó határában lesz
6. Tesztelés és tanúsítás
Szabványos minősítés:HU 10204 3.1(gyártó független tesztelése)
Kritikus projektekhez:HU 10204 3.2(harmadik fél által végzett tesztelés{0}})
Győződjön meg arról, hogy a malomvizsgálati tanúsítvány tartalmazza: kémiai összetétel, mechanikai tulajdonságok, NDT eredmények, hidrosztatikai vizsgálati eredmények,ütésvizsgálati eredmények meghatározott hőmérsékleten
Harmadik fél által végzett ellenőrzés{0}}SGS, BV, Lloydsáltalánosan elfogadott
7. Application Fit
Következő-generációs gázátvitel:X90 PSL2 ütésvizsgálattal a kívánt hőmérsékleten
Tengeri csővezetékek:Értékelje, hogy az X90 előnyei meghaladják-e a korlátozott tereptörténetet az X80-hoz képest
Sarkvidéki szolgáltatás:Határozza meg az ütésvizsgálatot -45 fokon vagy alacsonyabban; a kutatások megerősítik, hogy a hegesztési/alapfém tulajdonságait tanulmányozzák az ilyen alkalmazásokhoz
Savanyú szolgáltatás:Konzultáljon anyagmérnökökkel; A nagyszilárdságú acéloknak H₂S környezetben lehetnek korlátai
Utolsó elvitel: API 5L X90 LSAW csőképviseli anagyon nagy -szilárdságú csővezetékacélminimális folyáshatárral90 000 psi (620 MPa) – 12%-kal magasabb, mint az X80és28%-kal magasabb, mint az X70. X80 és X100 között helyezkedik el az API 5L fokozatú létrán, és a nagyobb gyártóktól UOE és JCOE eljárásokon keresztül elérhető átmérőtől kezdve.20"-tól 64"-ig. Az X90 a korróziós viselkedéssel kapcsolatos folyamatos kutatások tárgya, és a tanulmányok azt mutatják, hogy az alapfém korrózióállósága jobb, mint a hegesztési varrat, és hogy a katódos védelem -850 mV-on javítja a hosszú távú korrózióállóságot . Bár a kereskedelemben kapható, az X90 kevésbé kiterjedt terepi múlttal rendelkezik, mint az X70 vagy az X80, és jellemzően erre van előírvaultra-nagynyomású-törzsvezetékek, következő-generációs gázszállítási projektek és alkalmazások, ahol az X80 erőssége nem elegendő. Minden kritikus alkalmazáshozPSL2Charpy ütésvizsgálattal a szükséges üzemi hőmérsékleten vankötelező. A hegesztési folyamat és a fogyóeszközök gondos minősítést igényelnek, hogy a hegesztési zóna tulajdonságai megfeleljenek az alapfém teljesítményének.
