API 5L X90 gareniskās iegremdētās loka metināšanas (LSAW) caurule
Pamata pārskats
Standarta specifikācija priekšgareniski iegremdēta-loka metināta tērauda līnijas caurulezemAPI 5Lspecifikācija.Klase X90pārstāv aļoti -stiprs cauruļvadu tēraudskas atrodas starp X80 un X100, piedāvājot minimālo tecēšanas robežu90 000 psi (620 MPa). Tas pārstāv progresīvu tērauda metalurģiju un tiek izmantots tālsatiksmes-gāzes pārvades un augstspiediena cauruļvadu{2}}pielietojumos, kur ir nepieciešama maksimālā stiprības-pret-svara attiecība.
Vārda skaidrojums
| daļa | Nozīme |
|---|---|
| API | Amerikas naftas institūts |
| 5L | Cauruļvadu transportēšanas sistēmu cauruļvadu cauruļvadu specifikācija |
| X90 | pakāpes apzīmējums -X= cauruļvada pakāpe,90= minimālā tecēšanas robeža ksi (90 000 psi / 620 MPa) |
| Gareniskā iegremdētā loka metināšana (LSAW) | Ražošanas process – tērauda plāksnes tiek veidotas un metinātas pa vienu taisnu garenšuvi, izmantojot zemūdens loka metināšanu ar pievienotu pildmetālu. Zināms arī kā SAWL (submerged Arc Welded Longitudinal) |
API 5L X90 LSAW caurules galvenās iezīmes
| Funkcija | Apraksts |
|---|---|
| Materiāla veids | Uzlabots augstas -stiprības zemas-leģētais (HSLA) tērauds– mikro{0}}leģēts ar niobiju, vanādiju, titānu un, iespējams, molibdēnu; parasti tiek ražots, izmantojot TMCP (termo-mechanical Controlled Processing), lai nodrošinātu īpaši-smalko graudu struktūru |
| Ražošana | LSAW (gareniskā iegremdētā loka metināšana)- plāksnes, kas veidotas ar UOE, JCOE vai RBE procesiem, pēc tam metinātas ar iegremdētu loku iekšpusē un ārpusē |
| Produkta specifikācijas līmeņi | PSL2 faktiski ir obligātsX90 visās kritiskajās pakalpojumu lietojumprogrammās, kam nepieciešama Charpy trieciena pārbaude, stingrākas ķīmiskās kontroles un noteiktas maksimālās stiprības robežas |
| Ražas spēks | vismaz 620 MPa (90 000 psi).(PSL2 diapazons: parasti 620–760 MPa) |
| Stiepes izturība | vismaz 690 MPa (100 000 psi).(aptuvens; faktiskās vērtības ir atkarīgas no konkrētās ķīmijas un apstrādes) |
| Pagarinājums | Minimums18-21%atkarībā no sienas biezuma |
| Galvenā priekšrocība | Īpaši-augsta izturības-un-svara attiecība– nodrošina maksimālu darba spiedienu ar minimālu sieniņu biezumu, samazinot materiālu izmaksas, transportēšanas svaru un lauka metināšanas laiku |
| Tipiski diametri | 508 mm līdz 1626 mm(20" līdz 64") – LSAW process nodrošina lielu diametru; JCOE process var radīt līdz 1626 mm |
| Tipisks sienas biezums | 6,0 mm līdz 30 mm(īpašiem projektiem pieejams līdz 40-50 mm) |
| Garums | 6 m līdz 12,5 mstandarts; pieejami pielāgoti garumi |
Ķīmiskais sastāvs (API 5L X90 PSL2)
X90 nepieciešama precīza ķīmiskā kontrole, lai sasniegtu tā izturību, vienlaikus saglabājot metināmību un stingrību. Lai gan konkrēti API 5L ierobežojumi X90 atbilst vispārīgajām PSL2 prasībām, tipiskā sastāvā ietilpst:
| Elements | Tipisks maks. % | Piezīmes |
|---|---|---|
| Ogleklis (C) | 0,22 maks | Īpaši-zems oglekļa saturs metināmībai; faktiskās vērtības var būt zemākas |
| Mangāns (Mn) | 1.4-1.9 | Lielāks mangāns stiprībai; kombinācijā ar mikro{0}}sakausējumiem |
| Fosfors (P) | 0,025 maks | Stingra izturības kontrole |
| Sērs (S) | 0,015 maks | Ļoti stingra HIC pretestības un stingrības kontrole |
| Silīcijs (Si) | 0,45 maks | Deoksidētājs |
| niobijs (Nb) | Mazāks vai vienāds ar 0,06 kopā | Mikro{0}}sakausējums graudu rafinēšanai |
| Vanādijs (V) | Mazāks vai vienāds ar 0,06 kopā | Mikro{0}}sakausējums nokrišņu stiprināšanai |
| Titāns (Ti) | Mazāks vai vienāds ar 0,15 kopā | Veido TiN graudu rafinēšanai TMCP laikā |
| Molibdēns (Mo) | 0,15 maks | Papildu stiprināšana |
| Oglekļa ekvivalents (CE) | Parasti 0,22-0,26 | Aprēķināts un kontrolēts lauka metināmībai |
Piezīme:Nb + V mazāks vai vienāds ar 0,06%, un Nb + V + Ti mazāks vai vienāds ar 0,15% saskaņā ar API 5L PSL2 prasībām.
Mehāniskās īpašības (PSL2)
| Īpašums | Vērtību diapazons | Piezīmes |
|---|---|---|
| Ražas stiprums (min) | 620 MPa (90 ksi) | Minimālā prasība uz API 5L |
| Ražas stiprums (maks.) | 760-820 MPa (110-119 ksi) | Maksimālais ierobežojums novērš pār{0}}spēku |
| Stiepes izturība (min) | 690 MPa (100 ksi) | Minimālā prasība |
| Stiepes izturība (maks.) | 900–950 MPa (130–138 ksi) | Maksimālais ierobežojums |
| Izneses-līdz{1}}stiepes attiecība (maks.) | 0.93-0.95 | Nodrošina elastību |
| Pagarinājums | Vismaz 18-21%. | Atkarīgs no sienas biezuma |
| Čārpija V{0}}iecirtums Impact | 40-100 J minimālais vidējais | Temperatūra, kas norādīta projektā (bieži no -20 grādiem līdz -45 grādiem arktiskajai/jūrai) |
Korozijas uzvedības pētījumi:Pētījumi ar X90 cauruļvadu tēraudu simulētās augsnes vidē (NS4 šķīdums) liecina, ka pamatmateriāls izšķīst anodiski bez pasivēšanas. Pamatmateriāls ir termodinamiski stabilāks nekā metinājuma šuves materiāls, un parastā metāla izturība pret koroziju ir labāka nekā metinājuma šuvei.
PSL1 salīdzinājumā ar PSL2 X90 LSAW caurulei
| Aspekts | PSL1 | PSL2 |
|---|---|---|
| Tipisks lietojums X90 | Reti — var būt norādīts ne{0}}kritiskajam pakalpojumam | X90 standarts – obligāts visiem cauruļvadu pārvades lietojumiem |
| Ķīmija | Standarta ierobežojumi | Stingrākas vadības ierīces(zemāks C, S, P) |
| Spēks | Norādīts tikai min | Min un Maxnorādīts (novērš pārmērīgu{0}}spēku) |
| Ietekmes pārbaude | Nav obligāti | Obligātinoteiktā temperatūrā |
| Oglekļa ekvivalents | Nav obligāti | Aprēķināts un kontrolēts |
| NDT prasības | Standarta | Stingrāk – obligāta nesagraujošā pārbaude |
| Izneses-pret-stiepes attiecība | Nav norādīts | 0,93-0,95 maks |
| Izsekojamība | Ierobežots | Pilnīga izsekojamībapēc testu pabeigšanas |
Piezīme:X90 PSL2 ir efektīvaobligāti visiem cauruļvadu pārvades lietojumiem .
LSAW ražošanas metodes X90
Veidošanas metodes
| Metode | Apraksts | Piemērots X90 | Pieejamās pakāpes |
|---|---|---|---|
| UOE | Plāksne presēta U-formā, pēc tam O-formā, mehāniski izplesta pēc metināšanas | Piemērots X90 ražošanai | API 5L A-X90, GB/T9711 L190-L625 |
| JCOE | Progresīvās J-C-O formēšanas pakāpes, izvērstas pēc metināšanas | Ieteicams augstas{0}}spēka klasēm– vienmērīgi sadalīts formēšanas spriegums, augsta vienmērība | API 5L A-X100, GB/T9711 L190-L690 |
| JCOE (velšanās locīšana) | Nepārtrauktas ass deformācijas J-C-O formēšana | Piemērots X80 (zemākai klasei) | API 5L A-X80, GB/T9711 L190-L555 |
Procesa soļi
Plākšņu izvēle:Augstas-kvalitātes tērauda plāksnes, kas ražotas, izmantojot TMCP (termo-mehāniski kontrolētu apstrādi) ar īpaši-smalku graudu struktūru un precīzu mikro-sakausējumu
Plāksnes sagatavošana:Malu frēzēšana precīzai slīpēšanai, ultraskaņas pārbaude laminēšanai
Veidošana:Progresīvā hidrauliskā presēšana (JCOE vai UOE) rada vienmērīgu apaļumu; JCOE plākšņu malas vispirms tiek gofrētas, pēc tam tiek veidotas pakāpeniski
Līmmetināšana:Uz laiku nostiprina šuvi
Iegremdētā loka metināšana:Vairāku-stiepļu zāģis (līdz 5 vadiem) izmanto iekšējo metināšanu, pēc tam ārējo metināšanu, lai plūsmas laikā pilnībā iekļūtu. Metināšanas process un materiāli būtiski ietekmē korozijas izturēšanos un mehāniskās īpašības
Mehāniskā izplešanās:Caurule paplašināta līdz precīziem izmēriem, lai panāktu stingras pielaides un samazinātu atlikušo spriegumu
NDT un testēšana:100% ultraskaņas pārbaude, radiogrāfiskā izmeklēšana, hidrostatiskā pārbaude
Apdare:Gala slīpēšana (atbilstoši ANSI B16.25), pārklājuma uzklāšana, kā norādīts
Izmēru pieejamība
| Parametrs | UOE process | JCOE process (preses liekšana) | JCOE process (rullīšu liekšana) |
|---|---|---|---|
| Ārējais diametrs | 508-1118 mm (20"-44") | 406-1626 mm (16"-64") | 406-1829 mm (16"-72") |
| Sienas biezums | 6,0-25,4 mm | 6,0-75 mm | 6,0-30 mm |
| Garums | 9-12.3 m | 3-12.5 m | 3-12.2 m |
| Pieejamas pakāpes | API 5L A-X90, GB/T9711 L190-L625 | API 5L A-X100, GB/T9711 L190-L690 | API 5L A-X80, GB/T9711 L190-L555 |
Piezīme:X90 ražošanai attiecīgie procesi ir UOE un JCOE (preses locīšana). Sienas biezums X90 parasti ir zemākajā pieejamajā diapazonā, jo ražošanas ierobežojumi ir saistīti ar augstas -izturības materiāliem.
Tipisks sienas biezuma diapazons pēc diametra (ekstrapolēts no X80 datiem)
Pamatojoties uz pieejamajiem X80 datiem, X90, visticamāk, būtu līdzīgas vai nedaudz samazinātas maksimālā biezuma iespējas:
| OD (collas) | OD (mm) | X80 sienas biezuma diapazons (mm) | X90 paredzamais diapazons (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 |
Piezīme:Biezuma diapazoni samazinās, palielinoties stiprībai — X90 maksimālais praktiskais biezums ir mazāks nekā X80, jo ražošanas ierobežojumi ir saistīti ar augstākas -izturības materiāliem.
Korozijas uzvedības raksturojums
Pētījumi par X90 cauruļvadu tēraudu ir identificējuši īpašus korozijas veidus:
| Aspekts | Meklēšana |
|---|---|
| Anodiskā šķīdināšana | X90 uzrāda tipisku anodisku izšķīšanu gandrīz{1}}neitrālā imitētā augsnes šķīdumā (NS4) |
| Pasivēšana | Ievietojot X90 NS4 šķīdumā, pasivācijas parādība nav novērota |
| Termodinamiskā stabilitāte | Pamatmateriāls ir termodinamiski stabilāks nekā metināšanas šuvju materiāls |
| Polarizācijas efekti | Zem -850 mV polarizācijas potenciāla polarizācijas pretestība un izturība pret koroziju palielinās līdz ar polarizācijas ilgumu; korozijas strāvas blīvums samazinās |
| Korozijas izturības salīdzinājums | Pamatmateriālam ir labāka izturība pret koroziju nekā metinājuma šuvju materiālam |
X90 PSL2 testēšanas un pārbaudes prasības
| Pārbaudes veids | Mērķis | Piezīmes |
|---|---|---|
| Ķīmiskā analīze | Pārbaudiet, vai sastāvs atbilst API 5L ierobežojumiem | Īpaši-zems C, stingra S un P kontrole |
| Stiepes pārbaude | Apstiprināt tecēšanu un stiepes izturību (parastais metāls un metināšana) | Tiek piemēroti gan minimālie, gan maksimālie ierobežojumi |
| Izlīdzināšanas tests | Pārbaudiet elastību | Obligāti |
| Izliekuma tests | Pārbaudiet metināšanas šuves integritāti un elastību | Obligāti |
| Trieciena tests (Čārpija V{0}}nogriezums) | Obligātinoteiktā temperatūrā | Bieži vien no -20 grādiem līdz -45 grādiem kritiskiem pakalpojumiem |
| Hidrostatiskais tests | Hermētiskuma-pierādījums | Katra caurule pārbaudīta atsevišķi |
| Ultraskaņas izmeklēšana | 100%metinājuma šuves iekšējiem defektiem | Pilnā garumā, abās pusēs |
| Rentgena izmeklēšana (rentgena starojums) | Ja to nosaka papildu prasības | Pieejams |
| Izmēru pārbaude | Pārbaudiet OD, sienas biezumu, taisnumu | Uz API 5L pielaides |
| Vizuāla pārbaude | Virsmas stāvoklis, metinājuma izskats | 100% |
Dzirnavu pārbaudes sertifikāts:EN 10204 / 3.1 standarts; 3.2 kritiskiem projektiem .
Pārklājuma un aizsardzības iespējas
| Pārklājuma veids | Pieteikums |
|---|---|
| Melns(kails) | Standarta dzirnavu apdare, lietošanai iekštelpās |
| Laka/pretrūsas eļļa- | Pagaidu aizsardzība tranzīta laikā |
| Melna glezna | Pamata aizsardzība pret koroziju |
| 3LPE (3 slāņu polietilēns) | Visbiežākieraktiem cauruļvadiem, skarbām vidēm |
| FBE (Fusion Bonded Epoxy) | Korozijas aizsardzība |
| Akmeņogļu darvas epoksīds | Smagas{0}}noslodzes aizsardzība |
| Cinkota | Kad norādīts |
| Betona svara pārklājums (CWC) | Jūras cauruļvadi (negatīva peldspēja) |
Salīdzinājuma tabula: X90 un blakus esošās pakāpes
| Novērtējums | Izneses stiprums (MPa) min | Stiepes izturība (MPa) min | Relatīvais spēks |
|---|---|---|---|
| X70 | 483 | 565 | Pamatlīnija |
| X80 | 552 | 621 | +14% vairāk nekā X70 |
| X90 | 620 | ~690 | +12% vairāk nekā X80, +28% vairāk nekā X70 |
| X100 | 690 | 760 | +11% vairāk nekā X90 |
Piezīme:X90 atrodas starp X80 un X100 API 5L pakāpes kāpnēs, pārstāvotļoti augstas{0}}stiprības opcijaprasīgām lietojumprogrammām, kur X80 ir nepietiekams, bet X100 ir vairāk-norādīts vai vēl nav plaši izmantots.
Kur X90 iederas API 5L klasēs
| Novērtējums | Ienesīgums (min, MPa) | Tipisks pielietojums |
|---|---|---|
| X52 | 359 | Vidēja spiediena{0}}pārvade |
| X60 | 414 | Augsta spiediena{0}}pārvade |
| X65 | 448 | Augstspiediena{0}}pārvade, atklātā jūrā |
| X70 | 483 | Liels{0}}attālums augsts-spiediens |
| X80 | 552 | Lielākie starpvalstu{0}}gāzes cauruļvadi |
| X90 | 620 | Ultra-augstspiediena-maģistrāles līnijas, nākamās-paaudzes cauruļvadi |
| X100 | 690 | Eksperimentāli, ierobežoti projekti |
X90 ir komerciāli pieejamo augstas -izturības cauruļvadu materiālu vadošā malaun tas ir nepārtraukts korozijas uzvedības un metināšanas veiktspējas pētījumu priekšmets.
Kopīgas lietojumprogrammas
| Rūpniecība | Lietojumprogrammas |
|---|---|
| Gāzes pārvade no liela attāluma- | Nākamās-paaudzes ultra-augstspiediena-gāzes cauruļvadi, kuriem nepieciešama maksimālā izturības-pret-svara attiecība |
| Ārzonas | Dziļūdens zemūdens cauruļvadi, kur svara samazināšana ir kritiska |
| Augsta{0}}spiediena gāze | Cauruļvadi, kas darbojas plkst15+ MPa (2, 175+ psi)dizaina spiediens |
| Arktikas dienests | Zemas-temperatūras cauruļvadi, kam nepieciešama izcila stingrība ar augstu izturību |
| CCUS projekti | CO₂ transportēšanas cauruļvadi, kuriem nepieciešama augsta izturība |
| Nomaiņa/jaunināšana | Cauruļvadu jaudas paplašināšanas projekti, kur nepieciešams lielāks spiediens |
Pieejamība un komerciālais statuss
Lai gan X90 ir iekļauts API 5L klases sarakstos un piedāvā daži ražotāji, tas tā irretāk nekā X80vairāku iemeslu dēļ:
| Faktors | Apsvēršana |
|---|---|
| Tirdzniecības pieejamība | X90 piedāvā lielākie ražotāji (piemēram, norādīti API 5L A-X90 UOE un JCOE specifikācijās) |
| Projekta pieredze | Mazāk plaša lauka vēsture salīdzinājumā ar X70/X80; biežāk sastopams pētniecības kontekstā |
| Metināšanas sarežģītība | Nepieciešama precīza siltuma padeves kontrole un kvalificētas procedūras; metināšanas zonas īpašības prasa rūpīgu uzmanību |
| Stingrības apsvērumi | HAZ stingrība ir rūpīgi jāpārvalda; pētījumi liecina, ka metinājuma šuvei var būt atšķirīgas korozijas īpašības nekā parastajam metālam |
| Ekonomiskais pamatojums | Izmaksu{0}}efektīvs tikai projektiem, kur X80 izturība nav pietiekama, lai sasniegtu nepieciešamo sienas biezuma samazinājumu |
Ražotāju saraksti:X90 ir iekļauts klases piedāvājumos:
UOE LSAW caurules (508–1118 mm, 6,0–25,4 mm)
JCOE LSAW caurules (406–1626 mm, 6,0–75 mm)
Dažādi piegādātāji, tostarp PCK, Octal, Lefin, Ruixing, Kelly un United Steel
Svarīgas atlases piezīmes
1. X90 pret zemākām klasēm
X90ir norādītsultra-augstspiediena-maģistrāles un nākamās-paaudzes cauruļvadu projektikur ir nepieciešama maksimālā stipruma{0}}līdz-svara attiecība
Lielākajai daļai projektuX70 vai X80joprojām ir standarta izvēle ar plašu lauka vēsturi
X90 piedāvājumi~12% lielāka izturība nekā X80, kas nodrošina plānākas sienas vai lielāku darba spiedienu
2. PSL2 ir obligāts X90
PSL2 ir faktiski nepieciešamsvisiem X90 cauruļvadu lietojumiem
Obligātās prasības ietver:
Šarpi V{0}}nogriezuma trieciena pārbaude noteiktā temperatūrā
Maksimālās ražas un stiepes izturības robežas
Oglekļa ekvivalenta kontrole
Pilnīga izsekojamība
3. Korozijas apsvērumi
Pētījumi liecina, ka parastajam metālam X90 ir labāka izturība pret koroziju nekā metinājuma šuvei
Bez pasivēšanas gandrīz{0}}neitrālā vidē; Anodiskā šķīdināšana ir primārais korozijas mehānisms
Katodiskās aizsardzības efektivitāte ir pētīta; polarizācija pie -850 mV laika gaitā uzlabo izturību pret koroziju
4. Metināšanas apsvērumi
Metināto šuvju īpašībām nepieciešama rūpīga kvalifikācija; Pētījumi apstiprina, ka metinājuma zonai var būt atšķirīga korozijas izturēšanās
Siltuma padeve ir precīzi jākontrolē, lai saglabātu HAZ izturību
Būtiskas ir iepriekš-kvalificētas metināšanas procedūras
5. Ražošanas procesa izvēle
UOE:Piemērots X90 diametrā 20-44"
JCOE (preses liekšana):Ieteicams plašākam diametra diapazonam un augstas{0}}izturības pakāpēm līdz X100
Sienas biezums:Ražošanas ierobežojumu dēļ atradīsies pieejamā diapazona apakšējā daļā
6. Testēšana un sertifikācija
Standarta sertifikācija:LV 10204 3.1(ražotāja neatkarīga pārbaude)
Kritiskiem projektiem:LV 10204 3.2(trešās{0}}puses veikta pārbaude)
Pārliecinieties, ka dzirnavu testa sertifikātā ir iekļauts: ķīmiskais sastāvs, mehāniskās īpašības, NDT rezultāti, hidrostatiskā testa rezultāti,trieciena testa rezultāti noteiktā temperatūrā
Trešās puses{0}}pārbaudi veicSGS, BV, Lloydsvispārpieņemts
7. Lietojumprogramma Fit
Nākamās-paaudzes gāzes pārvade:X90 PSL2 ar trieciena pārbaudi vajadzīgajā temperatūrā
Jūras cauruļvadi:Novērtējiet, vai X90 priekšrocības pārsniedz ierobežoto lauka vēsturi salīdzinājumā ar X80
Arktikas dienests:Norādiet trieciena pārbaudi pie -45 grādiem vai zemāk; pētījumi apstiprina, ka metināšanas/parasto metālu īpašības tiek pētītas šādiem lietojumiem
Skābais pakalpojums:Konsultējieties ar materiālu inženieriem; augstas -izturības tēraudiem var būt ierobežojumi H₂S vidē
Pēdējā līdzņemšana: API 5L X90 LSAW caurulepārstāv aļoti -stiprs cauruļvadu tēraudsar minimālo tecēšanas robežu90 000 psi (620 MPa) – 12% augstāks nekā X80un28% augstāks nekā X70. Tas ir novietots starp X80 un X100 API 5L pakāpes kāpnēs un ir pieejams no lielākajiem ražotājiem, izmantojot UOE un JCOE procesus diametrā no20" līdz 64". X90 tiek pastāvīgi pētīts par koroziju, un pētījumi liecina, ka parastajam metālam ir labāka izturība pret koroziju nekā metinājuma šuvēm un ka katoda aizsardzība pie -850 mV uzlabo ilgtermiņa izturību pret koroziju. Lai gan X90 ir komerciāli pieejams, tam ir mazāk plaša lauka vēsture nekā X70 vai X80, un tas parasti ir paredzētsultra-augstspiediena-maģistrāles līnijas, nākamās-paaudzes gāzes pārvades projekti un lietojumi, kur X80 izturība nav pietiekama. Visām kritiskajām lietojumprogrammām,PSL2ar Charpy triecientestu pie nepieciešamās ekspluatācijas temperatūras irobligāti. Metināšanas procesam un palīgmateriāliem nepieciešama rūpīga kvalifikācija, lai nodrošinātu, ka metināšanas zonas īpašības atbilst parastā metāla veiktspējai.
