API 5L Grade B هي درجة أنابيب الخطوط الافتراضية لجزء كبير من خطوط أنابيب النفط والغاز والمياه في العالم. في مصطلحات SI تم تعيينه L245، في إشارة إلى الحد الأدنى المحدد لقوة الخضوع البالغة 245 ميجا باسكال. يتم توفير الدرجة B على شكل أنابيب غير ملحومة أو ERW أو LSAW أو SSAW، ونظرًا لأنه يتم تخزينها في كل منطقة إنتاج، فهي أيضًا الدرجة الأكثر شيوعًا مقارنةً بأنابيب ASTM A53 وA106 وEN أثناء الشراء. تتناول هذه المقالة متطلبات الاختبار وممارسة الطلاء وأسئلة قابلية اللحام التي تهيمن على استفسارات الشراء الحقيقية.
أساسيات API 5L الصف B
يتم تعريف API 5L Grade B بواسطة مواصفات معهد البترول الأمريكي لأنابيب الخطوط. الحد الأدنى لقوة الخضوع هو 245 ميجا باسكال (35,500 رطل لكل بوصة مربعة) والحد الأدنى لقوة الشد هو 415 ميجا باسكال (60,200 رطل لكل بوصة مربعة). وينقسم المعيار إلى PSL1 وPSL2؛ تحمل الدرجة B في PSL2 حدودًا أكثر صرامة على الكربون والفوسفور والكبريت، وتتطلب اختبار تأثير شاربي. بالنسبة لخدمة النقل العامة، يتم اختيار الدرجة B PSL1 بشكل شائع؛ بالنسبة للخدمة الحامضة أو ذات درجة الحرارة المنخفضة، يتم تحديد PSL2 مع المتطلبات التكميلية المطبقة.
حساب ضغط الاختبار الهيدروستاتيكي
يتم اختبار كل طول من أنابيب API 5L هيدروستاتيكيًا قبل إطلاقها. يتم حساب ضغط الاختبار باستخدام صيغة إجهاد الحلقة الرقيقة:
ع=2ش / د
حيث S هو الضغط المسموح به، وt هو سمك الجدار المحدد وD هو القطر الخارجي المحدد. بالنسبة لـ API 5L Grade B، يتم عادةً أخذ الإجهاد S المستخدم في الاختبار الهيدروستاتيكي كنسبة مئوية من الحد الأدنى المحدد لقوة الخضوع، مع 80 بالمائة كقيمة نموذجية مطبقة في ممارسة خطوط الأنابيب؛ تحدد بعض أوامر الشراء نسبة أعلى بموافقة الشركة المصنعة. يتم الاحتفاظ بالضغط الناتج طوال فترة السكون التي تتطلبها المواصفات، ويتم رفض الأنبوب في حالة اكتشاف تسرب أو تشوه دائم.
الطلاءات للبيئات المسببة للتآكل
لا تحتوي الأنابيب الفولاذية الكربونية العارية على دفاع طبيعي ضد التآكل، لذلك يتم طلاء أنابيب الخط من الدرجة B المخصصة للخدمة المسببة للتآكل قبل التثبيت. في البيئات المسببة للتآكل، غالبًا ما يتم طلاء STK490 ودرجات أنابيب الصلب الكربوني المماثلة بدهانات الإيبوكسي أو البولي إيثيلين أو الزنك الغنية للحماية على المدى الطويل، خاصة في البيئات البحرية أو الصناعية. يتم اختيار نظام الطلاء وفقًا للبيئة:
الايبوكسي المرتبط بالانصهار (FBE)لخطوط الأنابيب المدفونة حيث يتم تطبيق الحماية الكاثودية؛
ثلاث طبقات من البولي إيثيلين أو البولي بروبيلينلخطوط النقل ذات القطر الكبير التي تتطلب الحماية الميكانيكية؛
الاشعال الغنية بالزنكللأنابيب فوق الأرض في الأجواء الصناعية؛
الطلاءات الداخلية أو البطاناتللمياه وخطوط الإنتاج حيث يجب إدارة التآكل الداخلي أو سحب الاحتكاك.
الكيمياء وقابلية اللحام
تعتمد قابلية اللحام بشكل أساسي على محتوى الكربون والكبريت. لتحسين قابلية اللحام، يكون محتوى الكبريت في الفولاذ الهيكلي وفولاذ الأنابيب محدودًا؛ على سبيل المثال، تقتصر الأنابيب EN 10219 S355J2H عادةً على الحد الأقصى لمحتوى الكبريت بنسبة 0.030 بالمائة، مما يقلل من خطر التشقق الساخن أثناء اللحام. يطبق API 5L Grade B PSL2 نفس الفلسفة، مع حدود أكثر صرامة للكربون والفوسفور والكبريت من PSL1. عندما يتم لحام الأنبوب في خط أنابيب مزود بلحام محيطي، تحقق من مكافئ الكربون الفعلي الموجود في شهادة المطحنة وقم بمطابقة مواصفات إجراء اللحام به.
الأنابيب الملحومة مقابل API 5L
تتوفر الدرجة B في كل من الأشكال الملحومة وغير الملحومة، ويعتمد الاختيار على الضغط والقطر والتكلفة:
أنبوب سلسلا يحتوي على وصلة لحام ويستخدم في تطبيقات الضغط العالي والأقطار الصغيرة والخدمات التي يعتبر فيها اللحام خطراً. إنه يوفر قوة موحدة حول المحيط لأن المقطع العرضي بأكمله مصنوع في عملية واحدة.
الأنابيب الملحومة (المتفجرات من مخلفات الحرب أو المنشار)فعالة من حيث التكلفة للضغوط المنخفضة والأقطار الأكبر. يتطلب خط اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة مراقبة الجودة أثناء التصنيع والفحص، ويجب مراعاة عامل الكفاءة المشتركة في التصميم.
تنطبق نفس مقايضة التصنيع على الدرجات الأعلى: في API 5L X60، يتم استخدام الأنابيب غير الملحومة لخدمة الضغط العالي، في حين يتم اختيار الأنابيب الملحومة حيث تهيمن تكلفة الطن ويسمح ضغط التصميم بوصلة ملحومة. كلاهما يفي بمتطلبات API 5L الخاصة بالدرجة، لكن مسار التصنيع يغير نطاق الفحص والضغط المسموح به في كود تصميم خط الأنابيب.
الصف B مقابل معايير أنابيب الصلب الكربوني الأخرى
غالبًا ما تتم الإشارة إلى أنابيب الخط من الدرجة B مع ASTM A53 Grade B وASTM A106 Grade B. ويشيع استخدام ASTM A53 Grade B لأغلفة آبار المياه وخطوط الأنابيب بسبب قوتها ومتانتها وفعاليتها من حيث التكلفة، وغالبًا ما تكون مع طبقات حماية. عندما تكون الخدمة مقتصرة على المياه أو السباكة العامة، فقد يكون A53 هو المعيار المحدد؛ عندما يكون الأنبوب جزءًا من نظام خطوط أنابيب الضغط، يحمل API 5L Grade B وثائق النسب والاختبار التي تتوقعها رموز خطوط الأنابيب.
الأسئلة المتداولة
كيف يتم حساب ضغط الاختبار الهيدروستاتيكي لأنابيب API 5L Gr B؟
يتم حساب ضغط الاختبار الهيدروستاتيكي باستخدام الصيغة P=2St/D، حيث S هو الضغط المسموح به، والذي يتم اعتباره عادةً على أنه 80 بالمائة من الحد الأدنى لقوة الخضوع المحددة، وt هو سمك الجدار وD هو القطر الخارجي، وفقًا لمتطلبات API 5L.
ما هو الطلاء النموذجي لأنابيب JIS G3444 STK490 في البيئات المسببة للتآكل؟
في البيئات المسببة للتآكل، غالبًا ما يتم طلاء الأنابيب STK490 بدهانات الإيبوكسي أو البولي إيثيلين أو الزنك الغنية للحماية على المدى الطويل، خاصة في البيئات البحرية أو الصناعية. يُفضل استخدام الإيبوكسي المرتبط بالانصهار في الخدمة المدفونة والبولي إيثيلين ثلاثي الطبقات لخطوط النقل ذات القطر الكبير.
ما هو الحد الأقصى لمحتوى الكبريت في الأنابيب EN 10219 S355J2H لتحسين قابلية اللحام؟
لتحسين قابلية اللحام، يقتصر محتوى الكبريت في الأنابيب EN 10219 S355J2H عادةً على حد أقصى يبلغ 0.030 بالمائة، مما يقلل من خطر التشقق الساخن أثناء اللحام. يطبق API 5L Grade B PSL2 حدودًا صارمة مماثلة على الكبريت والفوسفور.
هل يمكن استخدام أنابيب ASTM A53 Grade B لآبار المياه؟
نعم، يتم استخدام أنابيب ASTM A53 Grade B بشكل شائع في أغلفة آبار المياه وخطوط الأنابيب نظرًا لقوتها ومتانتها وفعاليتها من حيث التكلفة، وغالبًا ما تكون مع طبقات واقية. إنه خيار قياسي حيث لا تتطلب خدمة البئر مواصفات مخصصة لخط الأنابيب.
ما هو الفرق بين الأنابيب الملحومة وغير الملحومة في API 5L X60؟
لا تحتوي الأنابيب غير الملحومة على وصلة لحام وتستخدم في تطبيقات الضغط العالي، في حين أن الأنابيب الملحومة (ERW أو SAW) فعالة من حيث التكلفة للضغوط المنخفضة. كلاهما يمكن أن يلبي متطلبات API 5L X60 لكنهما يختلفان في التصنيع: توفر الأنابيب غير الملحومة قوة موحدة حول المحيط، في حين أن الأنابيب الملحومة لديها منطقة متأثرة بالحرارة تتطلب مراقبة الجودة والفحص.
هل API 5L Grade B هو نفسه L245؟
نعم. L245 هو تصنيف SI المستخدم في API 5L للصف الذي يطلق عليه تقليديًا الصف B، حيث يشير 245 إلى الحد الأدنى المحدد لقوة الخضوع البالغة 245 ميجا باسكال. التسميتان قابلتان للتبديل وكلاهما يظهر في شهادات المطاحن الحديثة.
هل يتطلب API 5L Grade B اختبار تأثير شاربي؟
ليس تلقائيا. يعد اختبار تأثير Charpy إلزاميًا لمعظم درجات PSL2 ويتم تطبيقه كمتطلب تكميلي لـ PSL1. بالنسبة للدرجة B في درجات الحرارة المنخفضة أو الخدمة الحامضة، حدد PSL2 مع متطلبات اختبار التأثير المعمول بها، وتحقق من درجة حرارة الاختبار والطاقة الممتصة في شهادة المطحنة.
