API 5L X80 pikisuunaline sukeldatud kaarkeevitus (LSAW) toru
Põhiülevaade
Standardne spetsifikatsioonpikisuunas sukeldatud-kaarkeevitatud terastoruallAPI 5Lspetsifikatsioon.Hinne X80esindabesmaklassiline ülitugev{0}}torujuhtmeteraskasutatakse kõige nõudlikumates pikamaa{0}}gaasiülekandeprojektides, süvamere avamere torujuhtmetes ja arktilistes teenustes. Minimaalse voolavuspiiriga80 000 psi (552 MPa), X80 võimaldab maksimaalset töörõhku ja olulist materjali kokkuhoidu võrreldes madalamate klassidega .
Nime seletus
| osa | Tähendus |
|---|---|
| API | Ameerika naftainstituut |
| 5L | Torutranspordisüsteemide torujuhtmete spetsifikatsioon |
| X80 | Hinde tähistus -X= torujuhtme hinne,80= minimaalne voolavuspiir ksi-s (80 000 psi / 552 MPa) |
| Pikisuunaline veealune kaarkeevitus (LSAW) | Tootmisprotsess – terasplaadid vormitakse ja keevitatakse piki üht sirget pikiõmblust, kasutades sukelkaarkeevitust, millele on lisatud täitemetalli. Tuntud ka kui SAWL (submerged Arc Welded Longitudinal) |
API 5L X80 LSAW toru peamised omadused
| Funktsioon | Kirjeldus |
|---|---|
| Materjali tüüp | Kõrgtugev-madal{1}}legeeritud (HSLA) terasmikro-legeerimisega (Nb, V, Ti) ja täiustatud TMCP-ga (termo-mehaaniline kontrollitud töötlemine) ülipeeneteralise struktuuri jaoks |
| Tootmine | LSAW (pikisuunaline veealune kaarkeevitus)– UOE või JCOE protsessidega moodustatud plaadid, mis seejärel keevitatakse seest ja väljast sukelkaarega (kahepoolne{0}}) |
| Toote spetsifikatsiooni tasemed | PSL1 või PSL2- PSL2 onX80 jaoks kohustuslikkriitilises teeninduses, mis nõuab Charpy löögitesti, rangemat keemiakontrolli ja kindlaksmääratud maksimaalseid tugevuspiire |
| Saagikuse tugevus | minimaalselt 552 MPa (80 000 psi).(PSL2 vahemik: 552–705 MPa) |
| Tõmbetugevus | 621 MPa (90 000 psi) minimaalselt(PSL2 vahemik: 621–827 MPa) |
| Pikendamine | Minimaalne21-22%sõltuvalt seina paksusest |
| Peamine eelis | Maksimaalse tugevuse{0}}ja-kaalu suhe– võimaldab antud rõhu korral kõige õhemaid seinu, vähendades materjalikulusid, transpordikaalu ja välikeevitusaega |
| Tüüpilised läbimõõdud | 406 mm kuni 1524 mm(16" kuni 60") – LSAW-protsess võimaldab suuri diameetreid |
| Tüüpiline seina paksus | 6,0 mm kuni 40 mm(eriprojektide jaoks on saadaval kuni 50 mm) |
| Pikkus | 6 m kuni 12,3 mstandardne;kuni 18,3 msaadaval |
Keemiline koostis (API 5L X80 PSL2)
| Element | Tüüpiline max % | Märkmed |
|---|---|---|
| Süsinik (C) | 0,22 max | Ultra-madala süsinikusisaldusega keevitatavus |
| Mangaan (Mn) | 1,90 max | Tugevuse tagamiseks suurem mangaan |
| Fosfor (P) | 0,020 max | Tugev kontroll |
| Väävel (S) | 0,015 max | Väga tihe kontroll HIC takistuse üle |
| nioobium (Nb) | 0.05-0.10 | Mikro{0}}legeerimine teravilja rafineerimiseks |
| Vanaadium (V) | 0,10 max | Mikro-legeerimine sademete tugevdamiseks |
| Titaan (Ti) | 0,04 max | Moodustab TMCP ajal terade rafineerimiseks TiN-i |
| Süsinikuekvivalent (CE) | Tavaliselt 0,22-0,25 | Arvutatud ja kontrollitud välja keevitatavuse jaoks |
Märkus.Tegelikud väärtused võivad olenevalt TMCP protsessi ülesehitusest erineda. Teises lääne-ida gaasijuhtme projektis kasutati optimaalsete omaduste saavutamiseks eriti-madalat süsinikusisaldust koos kõrge mangaani ja nioobiumiga.
Mehaanilised omadused (PSL2)
| Kinnisvara | Väärtusvahemik | Märkmed |
|---|---|---|
| Saagise tugevus (min) | 552 MPa (80 ksi) | Miinimumnõue API 5L kohta |
| Saagistugevus (max) | 705 MPa (102 ksi) | Maksimaalne piirang hoiab ära üle{0}}jõu |
| Tõmbetugevus (min) | 621 MPa (90 ksi) | Miinimumnõue |
| Tõmbetugevus (maksimaalne) | 827 MPa (120 ksi) | Maksimaalne limiit |
| Tootlikkuse{0}}/-tõmbe suhe (max) | 0.93 | Tagab elastsuse |
| Pikendamine | 22% minimaalselt | Oleneb seina paksusest |
| Charpy V{0}}sälk Impact | 40-100 J minimaalne keskmine | Projekti järgi määratud temperatuur (sageli -20 kraadi kuni -45 kraadi) |
Tegelikud testitulemused (X80 LSAW JCOE toru):Hiinas toodetud X80 toru (ø1016 × 18,4 mm) testimine näitas:
Saagise tugevusvahemik:555-625 MPa
Tõmbetugevus:645-720 MPa
Pikendamine:38-40%(minimaalselt tublisti üle 22%)
Tootlikkuse{0}} ja-tõmbe suhe:0.82-0.87(max alla 0,93)
Löögienergia -20 kraadi juures:298 J keskmine(väärismetall)
DWTT nihkepindala -5 kraadi juures:95% keskmine
LSAW tootmismeetodid X80 jaoks
Vormimismeetodid
| meetod | Kirjeldus | Sobib X80-le |
|---|---|---|
| UOE | Plaat pressitud U-kujuliseks, seejärel O-kujuliseks, pärast keevitamist mehaaniliselt laiendatud | Eelistatud suure{0}}mahu X80 tootmiseks– Baosteel tootis 322 000 tonni X80 UOE toru teise lääne{3}}idagaasitoru jaoks |
| JCOE | Progressiivsed J-C-O vormimise etapid, laiendatud pärast keevitamist | Sobib X80-le– Hiina tootjad tootsid edukalt JCOE protsessi kasutades X80 toru |
| Pöörake-pain | Plaat rullitakse järk-järgult silindrisse | Sobib paksematele seintele, väiksematele tootmismahtudele |
Protsessi etapid
Plaatide valik:Kvaliteetsed-terasest plaadid, mis on toodetud TMCP (termo-mehhaanilise kontrollitud töötlemise) abil ülipeeneteralise struktuuriga-
Plaadi ettevalmistamine:Serva freesimine täpseks kaldpinnaks, ultraheli testimine lamineerimiseks
Moodustamine:Progressiivne hüdrauliline pressimine (JCOE või UOE) loob ühtlase ümaruse; JCOE puhul pressitakse esmalt plaadi servad, seejärel vormitakse need järk-järgult
Tack-keevitus:Kinnitab õmbluse ajutiselt
Sukelkaarkeevitus:Mitme-traadiga SAW rakendab sisemist keevisõmblust ja seejärel välist keevisõmblust (DSAW), et voolu all täielikult läbi tungida. Katsetamine kinnitab suurepärast keevisõmbluse terviklikkust
Mehaaniline paisumine:Toru on laiendatud täpsete mõõtmeteni, et saavutada ranged tolerantsid ja vähendada jääkpinget
NDT ja testimine:100% ultraheliuuringud, radiograafilised uuringud, hüdrostaatilised testid
Viimistlus:Otsa faasimine (ANSI B16.25 järgi), pinnakatte pealekandmine vastavalt ettekirjutusele
Suuruse saadavus
| Parameeter | Vahemik | Märkmed |
|---|---|---|
| Välisläbimõõt | 406 mm kuni 1524 mm(16 tolli kuni 60 tolli) | Standardne LSAW valik |
| Seina paksus | 6,0 mm kuni 40 mm | Eriprojektide jaoks kuni 50 mm |
| Pikkus | 6 m kuni 12,3 mstandardne;kuni 18,3 msaadaval | Pikemad pikkused vähendavad välikeevitust |
| Lõppviimistlus | Siledad otsad, kaldus otsad ANSI B16.25 järgi | Kaldus keevitusstandardi jaoks |
Reaalse maailma-projekti näide:Teine kasutatud lääne{0}}ida gaasijuhe Hiinas1219 mm (48 tolli) läbimõõtX80 UOE torud seinapaksusega 12 MPa töörõhu jaoks.
PSL1 vs. PSL2 X80 LSAW toru jaoks
| Aspekt | PSL1 | PSL2 |
|---|---|---|
| Tüüpiline kasutus X80 jaoks | Harv – ainult mitte{0}}kriitiliste teenuste jaoks | Standard X80 jaoks – torujuhtme edastamisel kohustuslik |
| Keemia | Standardsed piirangud | Rangemad juhtnupud(C väiksem või võrdne 0,22%, S väiksem või võrdne 0,015%) |
| Tugevus | Määratud ainult min | Min ja Maxmääratud (hoiab ära üle-jõu) |
| Mõju testimine | Ei nõuta | Kohustuslikmääratud temperatuuril |
| Süsiniku ekvivalent | Ei nõuta | Arvutatud ja kontrollitud |
| NDT nõuded | Standardne | Rangem – kohustuslik mittepurustav ülevaatus |
| Tootlikkuse{0}}/-tõmbe suhe | Määratlemata | 0,93 max |
| Jälgitavus | Piiratud | Täielik jälgitavuspärast testide lõpetamist |
Märkus.X80 jaoks on PSL2 tõhuskohustuslik kõikide torujuhtmete edastamise rakenduste jaoks. PSL1 X80 määratakse harva.
X80 PSL2 testimis- ja kontrollinõuded
| Testi tüüp | Eesmärk | Tüüpilised tulemused |
|---|---|---|
| Keemiline analüüs | Veenduge, et koostis vastab API 5L piirangutele | Ultra-madal C, tihe S-juhtimine |
| Tõmbekatse | Kinnitage voolavus ja tõmbetugevus (väärismetall ja keevisõmblus) | Base: 555-625 MPa; Weld tensile >680 MPa |
| Lamestamise test | Kontrollige elastsust | Läbida |
| Painde test | Kontrollige keevisõmbluse terviklikkust ja elastsust | 29 proovist 28 läbisid |
| Löögikatse (Charpy V{0}}sälk) | Kohustuslikmääratud temperatuuril | Alus: 298 J keskmine @ -20 kraadi ; Keevisõmblus: 215 J keskm |
| DWTT (kaalu langemise rebenemise test) | Murdetugevuse kontrollimiseks | 85-100% nihkeala @ -5 kraadi |
| Hüdrostaatiline test | Lekke{0}}tiheduse tõend | Iga toru eraldi testitud |
| Ultraheli uuring | 100%keevisõmblus sisemiste defektide jaoks | Täispikkuses, mõlemalt poolt |
| Kõvaduse testimine | Veenduge, et poleks liigset kõvadust | <275 HV10 |
Veski testimise sertifikaat:EN 10204 / 3.1B standard; 3.2 kriitiliste projektide jaoks
Katte- ja kaitsevalikud
| Katte tüüp | Rakendus |
|---|---|
| Must(paljas) | Standardne veski viimistlus, kasutamiseks siseruumides |
| Lakk/roostevastane{0}}õli | Ajutine kaitse transiidi ajal |
| 3LPE (3-kihiline polüetüleen) | Kõige tavalisemmaetud X80 torujuhtmete jaoks |
| FBE (Fusion Bonded Epoxy) | Korrosioonikaitse |
| Betooni kaalukate (CWC) | Avamere torujuhtmed (negatiivne ujuvus) |
| Sisevoolu katted | Epoksiidkate voolu tõhustamiseks |
Võrdlustabel: X80 vs madalamad klassid
| Hinne | Saagistugevus (MPa) min | Tõmbetugevus (MPa) min | Suhteline tugevus |
|---|---|---|---|
| X60 | 414 | 517 | Lähtejoon |
| X65 | 448 | 531 | +8% üle X60 |
| X70 | 483 | 565 | +17% üle X60 |
| X80 | 552 | 621 | +33% üle X60, +14% üle X70 |
Protsentuaalne kasv:X80 pakub ligikaudu14% suurem voolavuspiir kui X70(552 MPa vs. 483 MPa) .
Kuhu X80 sobib API 5L klasside hulka
| Hinne | Tootlus (min, MPa) | Tüüpiline rakendus |
|---|---|---|
| B | 241 | Madala{0}}rõhu kogumine, kommunaalteenused |
| X42 | 290 | Kogunemisliinid, jagamine |
| X52 | 359 | Keskmise rõhu{0}}ülekanne |
| X60 | 414 | Kõrgrõhu{0}}ülekanne |
| X65 | 448 | Kõrgrõhu{0}}ülekanne, avamere |
| X70 | 483 | Pikamaa-kõrgrõhk{1}}, avamere süvavesi |
| X80 | 552 | Üli-kõrgsurve-magistraalliinid, suuremad-maagaasijuhtmed |
| X100 | 690 | Eksperimentaalsed, piiratud projektid |
X80 on torujuhtme edastamiseks laialdaselt kommertskasutuses kõrgeim klass .
Ühised rakendused
| Tööstus | Rakendused |
|---|---|
| Pika{0}}gaasi ülekanne | Suured{0}}maaülesed gaasijuhtmed– nt teine lääne{2}}ida gaasijuhe (Hiina), kasutatud 1219 mm X80 |
| Avamere | Süvavee allveetorustikud, platvormpüstikud |
| Kõrg{0}}survegaas | Torujuhtmed töötavad kell10–15 MPa (1450–2175 psi)disaini surve |
| Arktika teenistus | Madala{0}}temperatuuriga torujuhtmed, mis nõuavad erakordset tugevust (-45 kraadi) |
| CCUS projektid | CO₂ transporditorustikud, mis vajavad suurt tugevust |
| LNG eksport/import | Klemmide torustik, kõrgrõhu{0}}ülekandeliinid |
Suurprojekti näide: teine lääne{0}}ida gaasijuhe
Teine lääne{0}}ida gaasijuhe Hiinas esindabX80 torude esimene ulatuslik{0}}rakendus Hiinas :
| Parameeter | Üksikasjad |
|---|---|
| Toru spetsifikatsioon | API 5L X80, läbimõõt 1219 mm (48 tolli). |
| Tootmisprotsess | UOE LSAW |
| Terasetootja | Baosteel |
| Tootmismaht | 322 000 tonniX80 UOE terastorudest 2010. aasta juuniks |
| Töörõhk | 10–12 MPa (1450–1740 psi) |
| Tähendus | Täitis lünga suure-läbimõõduga X80 UOE torude tootmisvõimsuses Hiinas |
X80 klassi eelised
| Eelis | Kirjeldus |
|---|---|
| Ultra-suur tugevus | 552 MPa minimaalne saagis – võimaldab kõrgeimat töörõhku |
| Materjali kokkuhoid | Õhemad seinadsama rõhu korral – vähendab terase tonnaaži 10-20% võrreldes X70-ga |
| Vähendatud välikeevitus | Õhemad seinad=vähem keevitavad metalli ja kiirem keevitamine |
| Madalam transpordikulu | Kergemad torud vähendavad saatmis- ja käsitsemiskulusid |
| Tõestatud jõudlus | Edukalt kasutusele võetud suurprojektides (West{0}}East Pipeline, Nord Stream, TC Energy) |
| Suurepärane sitkus | PSL2 nõuab Charpy löögitesti; tegelik jõudlus ületab tunduvalt miinimumi |
LSAW tootmise eelised X80 jaoks
| Eelis | Kirjeldus |
|---|---|
| Suure läbimõõduga võimalus | Saab toota torusid läbimõõduga 16" kuni 60"+ – ideaalne magistraalliinide jaoks |
| Paksud seinad | Sobib kõrgsurve{0}}rakendustele, mis nõuavad suurt seina paksust |
| Kõrge struktuuriline terviklikkus | Üks pikisuunaline õmblus tagab suurepärase tugevuse koos täieliku-läbitungimisega kahepoolse-poolse keevitusega, tagades minimaalse defektiriski |
| Suurepärane mõõtmete täpsus | Kitsad tolerantsid OD, ovaalsuse ja sirguse osas |
| Jääkstressi kontroll | Mehaaniline paisutusaste vähendab jääkpinget ja parandab voolavustugevust |
| Täiustatud sitkus | TMCP plates provide exceptional HAZ toughness; actual tests show >200 J keevisõmbluse löögienergia |
| Kvaliteedi tagamine | Automatiseeritud keevitamine salvestatud parameetritega; täielik NDT jälgitavus |
Mõõtmete tolerantsid (API 5L)
X80 LSAW torude jaoks määrab API 5L järgmised tolerantsid:
| Parameeter | Tolerantsus |
|---|---|
| Välisläbimõõt (toru korpus) | ±0.75%määratud OD-st |
| Välisläbimõõt (toru otsad) | +1.6mm / -0,4 mm219-273 mm jaoks;+2.4mm / -0,8 mm274-610 mm jaoks |
| Seina paksus | +19.5% / -8%X80 klassi jaoks, 508-610 mm OD |
| Pikkus | +100mm / -0 mm |
| Sirgus | 0,15% pikkusest |
Rahvusvahelised ekvivalendid
| Standardne | Samaväärne hinne | Märkmed |
|---|---|---|
| ISO 3183 | L555MEvõiX80ME | Harmoneeritud API 5L-ga; "E" tähistab sobivat avamere/arktika jaoks |
| GB/T 9711 | L555 | Hiina vaste |
| CSA Z245 | Hinne 550 | Kanada standard |
| DNV OS-F101 | Hinne 450 / Hinne 485 / Hinne 555 | Avamere standard sisaldab lisanõudeid |
Olulised märkused valiku kohta
1. X80 vs madalamad klassid
X80jaoks on määratudüli-kõrgsurve-magistraalliinid, suuremad-maagaasijuhtmed ja süvamere avamereprojektidkus on vaja maksimaalset tugevust
Madalama rõhu korral,X70 või X65võib olla kuluefektiivsem-
X80 pakubsuurim tugevuse{0}}ja-kaalu suhekaubanduslikult saadavate klasside hulgas
2. PSL2 on X80 jaoks kohustuslik
PSL2 on tegelikult vajalikkõigi X80 torujuhtmete rakenduste jaoks
Kohustuslikud nõuded hõlmavad järgmist:
Charpy V{0}}sälk löökkatse
Maksimaalse saagise ja tõmbetugevuse piirid
Süsiniku ekvivalendi kontroll
Täielik jälgitavus
3. Kriitilise teenuse lisanõuded
DWTT (kaalu langemise rebenemise test):Murdetugevuse kontrollimiseks
HAZ sitkus:Veenduge, et keevitussoojus{0}}mõjutatud tsoon vastaks lööginõuetele
CTOD (praguneva otsa avamise nihe):Avamere- ja haputeenuste jaoks
NACE vastavus:Hapu teenuse jaoks (H₂S keskkonnad)
SSC/HIC testimine:Hapu teenuse rakenduste jaoks
4. Tootmisprotsessi valik
UOE:Eelistatud suure{0}}mahu X80 tootmiseks
JCOE:Sobib X80-le; osutunud edukaks Hiina tootmises
Mõlemad protsessid nõuavadTMCP plaadidülipeeneteralise struktuuriga-
5. Testimine ja sertifitseerimine
Standardne sertifikaat:ET 10204 3.1(tootja sõltumatu testimine)
Kriitiliste projektide jaoks:ET 10204 3.2(kolmanda osapoole{0}}kontrollitud testimine)
Veski testimise sertifikaat sisaldab järgmist: keemiline koostis, mehaanilised omadused, NDT tulemused, hüdrostaatilise testi tulemused,löögikatse tulemused kindlaksmääratud temperatuuril
Kolmanda osapoole{0}}kontrollSGS, BV, Lloydsüldiselt aktsepteeritud
Viimane kaasavõtt: API 5L X80 LSAW toruesindabkõrgeim tugevusaste laialdaselt kaubanduslikul kasutamiseltorujuhtme edastamiseks minimaalse voolavuspiiriga80 000 psi (552 MPa) – 14% kõrgem kui X70. See võimaldab kõige nõudlikumaid pika-gaasiülekande projekte, süvamere avamere torujuhtmeid ja arktilisi rajatisi, kus on nõutav maksimaalne töörõhk ja minimaalne seinapaksus. Täiustatud TMCP-plaatidega LSAW tootmisprotsess (UOE või JCOE) toodab torusid16" kuni 60" läbimõõterakordse sitkusega – tegelikud katsed näitavad mitteväärismetalli löögienergiat298 J -20 kraadi juuresja keevisõmbluse löögienergia ületamine200 J. Suured projektid, nagu teine lääne{1}}ida gaasijuhe Hiinas, on edukalt kasutusele võetud322 000 tonniX80 UOE torust. Kõigi kriitiliste rakenduste jaoksPSL2Charpy V{0}}sälk löökkatse ja täielik jälgitavus onkohustuslik. X80 esindab torujuhtmetehnoloogia-täpset-tehnoloogiat-, mis võimaldab maailma suurimate ülekandetorustike jaoks suuremat rõhku, väiksemat materjalikulu ja madalamaid projekti üldkulusid.
