API 5L PSL2 BNS LSAW Стальная труба

API 5L PSL2 BNS LSAW Стальная труба 914.4 х 12.7 мм
Введение в API 5L PSL2 BNS LSAW Стальная труба
API 5L PSL2 BNS LSAW Стальная труба, с внешним диаметром 914.4 мм (36 дюймы) и толщина стены 12.7 мм, высококачественная продольная погруженная дуга сварка (ЛСАВ) Углеродная стальная труба, разработанная для транспортных систем трубопровода в нефтяной и газовой промышленности. В соответствии с Американским институтом нефти (API) 5L Спецификация, Уровень спецификации продукта 2 (PSL2), и обозначается как оценка BNS (Класс B за кислый сервис), Эта труба спроектирована для улучшенных механических свойств, строгое тестирование, и устойчивость к растрескиванию сульфидного напряжения (ССК) в серо водорода (H2S)-содержащие среды. Процесс производства LSAW обеспечивает надежный шва для шва, сделать его подходящим для большого диаметра, Приложения высокого давления, такие как основные линии ствола передачи и оффшорные трубопроводы.
Минимальная доходность трубы 245 МПа (35,500 пси) и соблюдение NACE MR0175 для кислого обслуживания делает его идеальным для суровых условий. Его экономическая эффективность, по сравнению с высокопроизводительными сплавами, такими как Inconel® 718, и универсальность в таких приложениях, как шлак и транспортные трубопроводы, Как видно из таких проектов, как испанский транспортный трубопровод, Выделите его практическую ценность. Эта статья исследует химический состав трубы, механические свойства, коррозионная стойкость, производственные процессы, приложения, и размерные допуски, с подробными таблицами для инженерной справки. Сравнения с Inconel 718, Непревзойденное 901, ASTM A671 CC60 CL22, и API 5L X70 обеспечивает контекст для своей специализированной роли в критической инфраструктуре.
Химический состав и анализ материала
Химический состав стальной трубы API 5L PSL2 BNS LSAW оптимизирован для прочности, сварка, и сопротивление кислым средам обслуживания. За API 5L PSL2, Оценка BNS обычно содержит углерод (≤0,12%), марганец (≤1,20%), фосфор (≤0,025%), сера (≤0,015%), кремний (≤0,45%), и следовые элементы, такие как ванадий, ниобий, и титан (V+nb+ti ≤0,15%). За кислый сервис (Bns), углеродный эквивалент (Cepcm) рассчитывается как cepcm = c + И/30 + Mn/20 + Cu/20 + В / 60 + Cr/20 + Мо/15 + V/15 + 5Б, Обычно ≤0,25% для повышения сварки и сопротивления SSC. Низкие уровни серы и фосфора снижают включения, Улучшение выносливости и коррозионной стойкости в средах H2S.
По сравнению с Inconel 718 (50–55% никель, 4.75–5,50% Ниобиум), API 5L BNS полагается на углерод и марганцкий, Отсутствие высокого содержания сплавов, которое обеспечивает превосходную коррозионную стойкость Иннселя. Непревзойденное 901 (40–45% никель, 2.35–3,10% титана) также имеет более богатую композицию, Повышение высокотемпературной производительности, но не кислый сервис. ASTM A671 CC60 CL22 (0.04–0,27% углерод, 0.85–1,20% марганец) имеет аналогичную основу из углеродистой стали, но предназначена для низкотемпературного обслуживания (-46°С), с менее строгими требованиями к услугам.. API 5L X70 PSL2 (≤0,26% углерода, ≤1,65% марганца) имеет более высокий эквивалент углерода, снижение сварки по сравнению с BNS. Мелкозернистый класс BNS, Убитая стальная микроструктура, за PSL2, обеспечивает надежность кислых газопроводов, Встреча с ограничениями твердости NACE MR0175 (≤22 HRC).
Механические свойства
API 5L PSL2 BNS LSAW Стальная труба обладает надежными механическими свойствами, адаптированными для нефти и газопроводов. Минимальная сила урожайности 245 МПа (35,500 пси), с прочностью растяжения 415–760 МПа (60,200–110,200 фунтов на квадратный дюйм) и минимальное удлинение 23% для 914.4 мм od и 12.7 ММ толщина стены, за API 5L PSL2. PSL2 требует charpy v-notch (CVN) Испытания удара при 0 ° C, с минимальным средним поглощением энергии 41 Дж (продольный) и 27 Дж (поперечный) Для классов ≤x60, Обеспечение прочности в холодной среде. За кислый сервис (Bns), Дополнительное тестирование на NACE MR0175 подтверждает устойчивость к SSC, с твердостью, контролируемой до ≤22 HRC.
По сравнению с Inconel 718 (предел текучести 1035 МПа, предел прочности 1275 МПа), API 5L BNS предлагает более низкую прочность, но является более экономически эффективным для крупномасштабных трубопроводов. Непревзойденное 901 (Сила урожая ~ 900 МПа) обеспечивает более высокую силу, но не хватает оптимизации кислой услуги. ASTM A671 CC60 CL22 (предел текучести 220 МПа, Прочность на растяжение 415–550 МПа) сопоставим по прочности, но протестирован на низкотемпературную вязкость при -46 ° C, не кислый сервис. API 5L X70 PSL2 (предел текучести 485 МПа, Прочность на растяжение 570–760 МПа) превзойдет BNS в силу, но требует более строгой обработки для кислого обслуживания. Труба подвергается гидростатическому, растяжимый, и изгиб тесты, с PSL2, мандативным неразрушающим обследованием (Nde) Как ультразвуковое тестирование, Обеспечение целостности сварки для приложений высокого давления.
Коррозионная сопротивление и соблюдение кислого обслуживания
API 5L PSL2 BNS LSAW Стальная труба разработана для кислых средств обслуживания, содержащих H2S, соблюдать NACE MR0175/ISO 15156. Его низкий углерод (≤0,12%) и сера (≤0,015%) содержание, в сочетании с контролируемой микроструктурой (Твердость ≤22 HRC), минимизировать восприимчивость к растрескиванию сульфидного напряжения (ССК) и индуцированное водородом растрескивание (ИК). Внешние покрытия, такие как эпоксидная смола с фьюжн (ФБЕ), трехслойный полиэтилен (3ЛПЭ), или полипропилен (3ЛПП) повысить устойчивость к коррозии почвы и морской пехоты, В то время как внутренние покрытия или лайнеры защищают от коррозии, вызванной жидкостью. Гальванизирующее или антикоррозионное масло также может быть применено для дополнительной защиты.
В отличие от нечто 718, С его 50–55% никелем и молибденом 2,8–3,3% для исключительной коррозионной стойкости в хлориде и высокотемпературных средах, API 5L BNS опирается на покрытия и управление материалом для защиты от коррозии, Поскольку его основание из углеродной стали менее устойчиво. Непревзойденное 901 предлагает лучшую коррозионную стойкость, чем BNS, но не оптимизирован для кислого обслуживания. ASTM A671 CC60 CL22, также NACE-совместимый, фокусируется на низкотемпературном обслуживании, с аналогичными требованиями покрытия. API 5L X70 PSL2 требует дополнительной обработки для кислых (например, X70qs), в отличие от приготовления BNS.. Способность трубы выдерживать среды H2S, Как показано в таких проектах, как транспортный трубопровод испанского шлака, делает это экономически эффективным выбором для кислых газопроводов.
Производство и обработка
Производство стальной трубы API 5L PSL2 BNS LSAW включает в себя формирование ASTM A516 или эквивалентные пластины в цилиндрическую форму с использованием процесса JCOE (J-форма, C-форма, O-форма, расширение), с последующей продольной погруженной дуговой сваркой (ПИЛА) на внутренних и внешних поверхностях. Процесс включает кормление пластин, Край, обжим, формирование, предварительный пробел, Внутренняя/внешняя сварка, Удаление шлака, Ультразвуковая и рентгеновская проверка, Механическое расширение, Гидростатическое испытание, и конец скос. Шва сварного шва усилен, с максимальной высотой 3.2 мм, и подвергается 100% Неразрушающее обследование (Nde) за PSL2, в том числе ультразвуковые и рентгенографические испытания, Для обеспечения сварных швов без дефектов.
По сравнению с Inconel 718, который требует вакуумного индукционного плавления и сложных тепловых обработок, API 5L BNS проще произвести, Использование основного производства стали для кислорода или электрической печи с переработкой уваленного для мелкого зерна, убила сталь. Непревзойденное 901 и ASTM A671 CC60 CL22 включает в себя аналогичную обработку углеродистой стали, но не хватает строгих требований PSL2 NDE. API 5L X70 PSL2 следует аналогичному процессу LSAW, но может потребовать термомеханического проката для более высокой прочности. Размеры трубы (914.4 мм от, 12.7 мм веса) достигаются с точным формированием, Встреча API 5L ТОЛЕЙСКИЙ. Соответствие кислым услугам включает контролируемую термообработку для поддержания твердости ≤22 HRC, обеспечение надежности в средах H2S.
Приложения
API 5L PSL2 BNS LSAW Стальная труба широко используется в системах транспортировки нефти и газопроводов, особенно в кислых средах обслуживания. Его приложения включают основные линии ствола передачи, морские трубопроводы, и специализированные проекты, такие как испанский шлак и транспортный трубопровод порошка (914.4 х 12.7 мм, 11 трубы, 12 м длина). Большой диаметр трубы и соблюдение кислого обслуживания делает ее подходящим для транспортировки газа и нефти высокого давления, Трубопроводы очистки сточных вод, и строительные проекты моста, Как видно на мосту на 3 -й улице Чили (API 5L B PSL1, 1016 х 25.4 мм). Его универсальность поддерживает как на берегу, так и на оффшорной инфраструктуре.
В отличие от нечто 718, Используется в высокотемпературных компонентах аэрокосмической и кислой газовой скважины, API 5L BNS оптимизирован для экономически эффективного, крупномасштабные трубопроводы. Непревзойденное 901 зарезервирован для аэрокосмических применений, Отсутствие кислого фокуса в обслуживании. ASTM A671 CC60 CL22 (1066.8 х 12.7 мм) используется в низкотемпературных приложениях, таких как котел, В то время как API 5L X70 PSL2 поддерживает трубопроводы с более высоким давлением, но требует настройки для кислых. Конец трубы заканчивается (скошенный, простой) и покрытия (ФБЕ, 3ЛПЭ) повысить адаптивность для транспортировки жидкости, сделать его предпочтительным выбором для критической инфраструктуры в суровых условиях.
Размерные допуски
Размерные допуски для стальной трубы API 5L PSL2 BNS LSAW указываются API 5L, обеспечение точности для трубопроводов с большим диаметром. Для 914.4 мм (36-дюйм) ИЗ, Допуск составляет ± 0,75% (± 6,86 мм). Устойчивость толщины стенки для 12.7 мм составляет ± 10% (± 1,27 мм), обеспечение последовательной силы. Отклонение прямого (≤24 мм для 12 м), критическое для выравнивания. Высота шва сварного шва составляет ≤3,2 мм, и конец сконения (30–35 °, корневая лицо 0,8–2,4 мм) Соблюдение ASME B16.25 для сварки. Устойчивость к весу составляет ± 10%, обеспечение единообразия.
По сравнению с Inconel 718 Покрашения (ASTM B637: ± 0,25 мм для небольших диаметров), API 5L BNS имеет более высокие допуски из -за его большого размера. Непревзойденное 901 следует аналогичным стандартам точности, В то время как ASTM A671 CC60 CL22 (1066.8 мм от: ± 0,5%, ± 5,33 мм) имеет более плотные допуски OD. API 5L X70 PSL2 разделяет сходные допуски с BNS, но может потребовать более строгих контролей для более высоких классов. Размеры трубы проверяются через ультразвуковые и гидростатические испытания, Обеспечение надежности для применений, таких как газовые трубопроводы.
Технические характеристики и таблица параметров
Следующая таблица суммирует ключевые параметры API 5L PSL2 BNS LSAW Стальной трубы (914.4 х 12.7 мм), Предоставление ссылки для инженеров.
Уровень спецификации продукта
Параметр | Спецификация |
---|---|
Стандартный | API 5Л / ИСО 3183 |
Оценка | Bns (Оценка Б, Кислый сервис) |
Внешний диаметр | 914.4 мм (36 дюймы) |
Толщина стены | 12.7 мм |
Химический состав | С: ≤0,12%, Мин.: ≤1,20%, П: ≤0,025%, С: ≤0,015%, И: ≤0,45%, V+nb+ti: ≤0,15%, Cepcm: ≤0,25% |
Предел текучести (Мин) | 245 МПа (35,500 пси) |
Предел прочности | 415–760 МПа (60,200–110,200 фунтов на квадратный дюйм) |
Удлинение (Мин) | 23% |
Испытание на удар (PSL2) | 0°С, 41 Дж (продольный), 27 Дж (поперечный) |
NACE MR0175 | Твердость ≤22 HRC, Сопротивление SSC/HIC |
Метод сварки | ЛСАВ (JCOE, Сварка под флюсом) |
Тестирование | 100% Nde (ультразвуковой, рентгенографический), гидростатический, растяжимый, сгибать, CVN |
Покрытия | ФБЕ, 3ЛПЭ, 3ЛПП, антикоррозионное масло, Galvanizing |
Конец заканчивается | скошенный (30–35 °, корневая лицо 0,8–2,4 мм), простой |
Приложения | Нефтяные/газопроводы, боевой, Очистка сточных вод, строительство моста |
Эта таблица содержит краткий обзор спецификаций трубы, Помощь в разработке и решениях закупок.
Сравнение с Inconel 718, Непревзойденное 901, ASTM A671 CC60, и API 5L x70
API 5L PSL2 BNS значительно отличается от Inconel 718, Непревзойденное 901, ASTM A671 CC60 CL22, и API 5L x70. Инконель 718 (предел текучести 1035 МПа, 50–55% никель) превосходно в высокой температуре, коррозионные среды, такие как аэрокосмическая промышленность, предлагая превосходную коррозионную стойкость, но при высокой цене. API 5L BNS (предел текучести 245 МПа) оптимизирован для кислых сервисных трубопроводов, полагаясь на покрытия для защиты от коррозии. Непревзойденное 901 (Сила урожая ~ 900 МПа, 40–45% никель) подходит для аэрокосмической промышленности, но отсутствует оптимизация кислой услуги. ASTM A671 CC60 CL22 (предел текучести 220 МПа) предназначен для низкотемпературного (-46°С) приложения, с аналогичным соответствием NACE, но меньшей силой. API 5L X70 PSL2 (предел текучести 485 МПа) предлагает более высокую прочность для трубопроводов высокого давления, но требует дополнительной обработки для кислого обслуживания (например, X70qs).
Тестирование с низким содержанием CEPCM и PSL2 от API 5L BNS обеспечивает превосходную сварку и кислые характеристики обслуживания по сравнению с X70, в то время как его экономическая эффективность превосходит Inconel 718 и Incoloy 901. ASTM A671 CC60 сопоставим для кислого обслуживания, но приоритет в низкой температуре выносливости. Выбор зависит от потребностей проекта: BNS для кислых трубопроводов, Инконель 718 для экстремальных условий, Непревзойденное 901 для аэрокосмической промышленности, CC60 для холодного климата, и X70 для транспорта высокого давления.
Проблемы и ограничения
API 5L PSL2 BNS LSAW Стальная труба сталкивается с проблемами, присущими приложениям из углеродистой стали и кислого обслуживания. Его зависимость от покрытий для защиты от коррозии, в отличие от неотъемлемого сопротивления 718, Требуется строгое применение и обслуживание для предотвращения внешней коррозии в почве или морской среде. Соблюдение услуг требует строгого контроля за твердостью (≤22 HRC) и микроструктура, требует точной термообработки и NDE, который увеличивает производственные затраты. Процесс LSAW обеспечивает высококачественные сварки, но требует 100% рентгенографическое и ультразвуковое тестирование, Добавление сложности по сравнению с бесшовными трубами.
По сравнению с API 5L X70 PSL2, BNS имеет более низкую силу, Ограничение его использования в трубопроводах сверхвысокого давления. ASTM A671 CC60 CL22 разделяет аналогичные требования к покрытию и NACE, но менее подходит для переноса кислого газа высокого давления. Инконель 718 и Incoloy 901 являются затратами для крупномасштабных трубопроводов. Полевая сварка должна поддерживать соответствие NACE, и крупные трубы (914.4 мм) Требовать специализированного оборудования для установки. Эти проблемы смягчаются через продвинутые покрытия, строгий контроль качества, и правильный дизайн, Обеспечение надежности в кислых газовых трубопроводах и инфраструктурных проектах.
Будущие тенденции и инновации
Будущее API 5L PSL2 BNS LSAW Стальная труба обусловлено достижениями в производстве, покрытия, и устойчивость. Инновации в погруженной дуговой сварке и мониторинге сварного шва в реальном времени снижают дефекты, Улучшение качества шва, и снижение затрат. Усовершенствованные покрытия, такие как FBE на основе нанотехнологий и 3LPE, улучшают коррозионную стойкость, Продолжение срока службы в кислых условиях. Цифровые инструменты, Как мониторинг трубопровода и предсказательное обслуживание, повышают эксплуатационную эффективность и безопасность в применении нефти и газа, соответствовать требованиям отрасли в отношении надежности.
Растущая потребность в инфраструктуре кислого газа, особенно в оффшорных и отдаленных регионах, Увеличивает спрос на NACE-совместимые трубы, такие как API 5L BNS. Устойчивые практики, такие как переработанная сталь и производство с низким уровнем углерода, решают экологические проблемы. По сравнению с Inconel 718 и Incoloy 901, которые сосредоточены на аддитивном производстве для нишевых применений, BNS приоритет масштабируемости для трубопроводов с большим диаметром. Поскольку энергетические переходы подчеркивают эффективность и долговечность, API 5L BNS останется критическим компонентом, Поддержка надежного транспорта жидкости в сложных условиях.
Заключение
API 5L PSL2 BNS LSAW Стальная труба (914.4 х 12.7 мм) является высокой производительности, Эффективное решение для кислых нефтяных трубопроводов нефти и газовых работ. Его химический состав (≤0,12% углерода, CEPCM ≤0,25%) обеспечивает сварку и сопротивление SSC, в то время как строгое тестирование PSL2 (CVN при 0 ° C., 100% Nde) гарантирует механическую надежность. С силой урожая 245 MPA и NACE MR0175 Соответствие, он превосходит в средах H2S, Как показано в таких проектах, как транспортный трубопровод испанского шлака. Процесс LSAW и покрытия, такие как FBE и 3LPE, обеспечивают долговечность для применений большого диаметром.