API 5L X42 أنابيب اللحام القوسي المغمور الطولي (LSAW).
نظرة عامة أساسية
المواصفات القياسية لأنابيب فولاذية مغمورة طوليًا- ملحومة بالقوستحتAPI 5Lمواصفة.الصف X42هو أأنابيب فولاذية متوسطة القوة-يشيع استخدامها لنقل النفط والغاز، مع الحد الأدنى من قوة الخضوع42000 رطل لكل بوصة مربعة (290 ميجا باسكال)مما يمثل زيادة كبيرة في القوة مقارنة بالصف B مع الحفاظ على قابلية اللحام الجيدة.
شرح الاسم
| جزء | معنى |
|---|---|
| واجهة برمجة التطبيقات | معهد البترول الأمريكي |
| 5L | مواصفات خط الأنابيب |
| X42 | تعيين الدرجة –X= درجة خط الأنابيب،42= الحد الأدنى لقوة الخضوع بوحدة ksi (42000 رطل لكل بوصة مربعة) |
| اللحام بالقوس الطولي المغمور (LSAW) | عملية التصنيع - يتم تشكيل الألواح الفولاذية ولحامها على طول خط طولي واحد مستقيم باستخدام اللحام القوسي المغمور مع إضافة معدن الحشو |
الميزات الرئيسية لأنابيب API 5L X42 LSAW
| ميزة | وصف |
|---|---|
| نوع المادة | فولاذ كربوني مخلوط -بشكل دقيق– قد تحتوي على إضافات صغيرة من النيوبيوم أو الفاناديوم أو التيتانيوم لتحسين الحبوب وقوتها |
| تصنيع | LSAW (اللحام بالقوس الطولي المغمور)- الألواح المشكلة بعمليات UOE أو JCOE أو RBE، ثم يتم لحامها بقوس مغمور من الداخل والخارج |
| مستويات مواصفات المنتج | بسل1أوبسل2(يتطلب PSL2 اختبار التأثير الإلزامي وضوابط كيميائية أكثر صرامة) |
| قوة العائد | 290 ميجا باسكال (42000 رطل لكل بوصة مربعة) كحد أدنى |
| قوة الشد | 414 ميجا باسكال (60.000 رطل لكل بوصة مربعة) كحد أدنى |
| الميزة الرئيسية | قوة أعلى من الدرجة B(290 ميجا باسكال مقابل . 241 ميجا باسكال) مع الحفاظ على قابلية اللحام الممتازة |
| أقطار نموذجية | 219 ملم إلى 1820 ملم(8 "إلى 72") - تتيح عملية LSAW أقطارًا كبيرة |
| سمك الجدار النموذجي | 5.0 ملم إلى 50 ملم(يتوفر ما يصل إلى 60 ملم لدى بعض الشركات المصنعة) |
| طول | 6 م إلى 18 ممعيار؛ ما يصل إلى 12.3 مترًا نموذجيًا لعملية JCOE |
التركيب الكيميائي (API 5L X42)
| عنصر | PSL1 (الحد الأقصى %) | PSL2 (الحد الأقصى %) | ملحوظات |
|---|---|---|---|
| الكربون (ج) | 0.26 | 0.22 | يتمتع PSL2 بتحكم أكثر صرامة في قابلية اللحام |
| المنغنيز (من) | 1.30 | 1.30 | |
| الفوسفور (ف) | 0.030 | 0.025 | أكثر صرامة في PSL2 |
| الكبريت (S) | 0.030 | 0.015 | أكثر إحكامًا بشكل ملحوظ في PSL2 من أجل المتانة |
ملحوظة:تعد الضوابط الكيميائية الأكثر صرامة في PSL2 ذات أهمية خاصة لتطبيقات الخدمة الحامضة وصلابة درجات الحرارة المنخفضة-.
الخواص الميكانيكية
| ملكية | بسل1 | بسل2 |
|---|---|---|
| قوة الخضوع (دقيقة) | 290 ميجا باسكال | 290 ميجا باسكال |
| قوة الخضوع (الحد الأقصى) | غير محدد | 496 ميجا باسكال |
| قوة الشد (دقيقة) | 414 ميجا باسكال | 414 ميجا باسكال |
| قوة الشد (الحد الأقصى) | غير محدد | 758 ميجا باسكال |
| استطالة | 21-27% (يختلف حسب سمك الجدار) | 21-27% |
| طاقة التأثير (درجة Charpy V-) | غير مطلوب | 41 ي (متوسط 27 ي) عند درجة حرارة محددة |
ملحوظة:يوفر X42ما يقرب من 20٪ قوة إنتاجية أعلىمن الدرجة B (241 ميجا باسكال مقابل . 290 ميجا باسكال)، مما يسمح بجدران أرق أو ضغوط تشغيل أعلى.
PSL1 مقابل PSL2 لأنبوب X42 LSAW
| وجه | بسل1 | بسل2 |
|---|---|---|
| كيمياء | الحدود القياسية (C أقل من أو تساوي 0.26%، S أقل من أو تساوي 0.030%) | ضوابط أكثر صرامة(C أقل من أو يساوي 0.22%، S أقل من أو يساوي 0.015%) |
| قوة | الحد الأدنى المحدد فقط | مين وماكسمحدد (يمنع ما يزيد عن-القوة) |
| اختبار التأثير | غير مطلوب | إلزاميعند درجة حرارة محددة |
| مكافئ الكربون | غير مطلوب | محسوبة ومسيطر عليها |
| متطلبات الاختبار غير الإتلافي | معيار | أكثر صرامة |
| الاستخدام النموذجي | خدمة عامة، خطوط الضغط المنخفض-. | الخدمة الحرجة، الخدمة الحامضة، درجة الحرارة المنخفضة |
| طاقة CVN عند 0 درجة | - | 41 جول (27 قدمًا-رطل) كحد أدنى للمتوسط |
عملية التصنيع LSAW
طرق التشكيل
| طريقة | وصف | أقطار نموذجية |
|---|---|---|
| UOE / UOE | يتم ضغط اللوحة على شكل -شكل U، ثم شكل O-، ويتم توسيعها بعد اللحام | 508-1118 ملم (20 بوصة - 44 بوصة) |
| جي سي أو إي / جي سي أو إي | خطوات تشكيل J-C-O التقدمية (شكل J- → شكل C- → شكل O-)، يتم توسيعها بعد اللحام | 406-1626 ملم (16 بوصة - 64 بوصة) |
| RBE / RBE | عملية ثني اللف | متنوع |
خطوات العملية
تحضير اللوحة:-تخضع الألواح الفولاذية المدرفلة على الساخن للفحص الوارد (الاختبار بالموجات فوق الصوتية للتصفيحات)، وطحن الحواف للحصول على حواف مائلة دقيقة
لوحة العقص:يتم ثني حافتي اللوحة مسبقًا- للانحناء بالقرب من الأنبوب النهائي (ضغط التجعيد)
تشكيل:الضغط الهيدروليكي التقدمي (JCO أو UOE) يخلق استدارة موحدة
ما قبل-اللحام (اللحام:يؤمن التماس مؤقتا
اللحام بالقوس المغمور:يستخدم المنشار متعدد الأسلاك - اللحام الداخلي، ثم اللحام الخارجي للاختراق الكامل تحت التدفق
التوسع الميكانيكي:تم توسيع الأنابيب إلى أبعاد دقيقة (لعمليات UOE/JCOE) لتحقيق تفاوتات صارمة
الاختبارات غير التدميرية والاختبار:اختبار بالموجات فوق الصوتية بنسبة 100% لدرزة اللحام، والفحص الشعاعي عند تحديده، والاختبار الهيدروستاتيكي
التشطيب:تجليف الأطراف (وفقًا لمعايير ANSI B16.25)، وتطبيق الطلاء كما هو محدد
توافر الحجم
| المعلمة | يتراوح | ملحوظات |
|---|---|---|
| القطر الخارجي | 219 ملم إلى 1820 ملم(8 "إلى 72") | متوفر حتى 1829 ملم (72 بوصة) |
| سمك الجدار | 5.0 ملم إلى 50 ملم | ما يصل إلى 60 ملم متاح من بعض الشركات المصنعة |
| طول | 6 م إلى 12 ممعيار؛ما يصل إلى 18 ممتاح | عملية JCOE عادة 8-12.2 م |
| نهاية النهاية | نهايات عادية، نهايات مشطوفة وفقًا لمعايير ANSI B16.25 | مشطوف لمعيار اللحام |
توفر سمك الجدار النموذجي حسب القطر (X42)
| التطوير التنظيمي (بوصة) | التطوير التنظيمي (مم) | نطاق سمك الجدار (مم) |
|---|---|---|
| 16" | 406 | 6.0 - 13.0 |
| 20" | 508 | 6.0 - 15.0 |
| 24" | 610 | 6.0 - 16.0 |
| 30" | 762 | 7.0 - 20.0 |
| 36" | 914 | 8.0 - 23.0 |
| 40" | 1016 | 8.0 - 25.0 |
| 48" | 1219 | 9.0 - 27.0 |
| 56" | 1422 | 10.0 - 28.0 |
| 60" | 1524 | 10.0 - 28.0 |
| 64" | 1626 | 10.0 - 29.0 |
| 72" | 1829 | 10.0 - 29.0 |
متطلبات الاختبار والتفتيش
| نوع الاختبار | غاية |
|---|---|
| التحليل الكيميائي | تحقق من أن التركيبة تلبي حدود API 5L |
| اختبار الشد | تأكيد العائد وقوة الشد (المعادن الأساسية واللحام) |
| اختبار التسطيح | تحقق من الليونة |
| اختبار الانحناء | التحقق من سلامة اللحام والليونة |
| اختبار التأثير (درجة Charpy V-) | مطلوب لPSL2عند درجة حرارة محددة |
| اختبار الهيدروستاتيكي | إثبات إحكام التسرب-- تم اختبار كل أنبوب على حدة |
| الفحص بالموجات فوق الصوتية | 100%التماس اللحام للعيوب الداخلية |
| الفحص الشعاعي (الأشعة السينية-) | عندما تحددها المتطلبات التكميلية |
| التفتيش الأبعاد | تحقق من OD، وسمك الجدار، والاستقامة، وتربيع النهاية |
| التفتيش البصري | حالة السطح، مظهر اللحام |
شهادة اختبار المطحنة:يتم توفير EN 10204 / 3.1B عادةً لـ PSL2
خيارات الطلاء والحماية
يتم توفير أنابيب API 5L X42 LSAW بشكل شائع مع:
| نوع الطلاء | طلب |
|---|---|
| أسود(عارية) | تشطيب مطحنة قياسي، للاستخدام الداخلي |
| ورنيش / زيت مضاد-للصدأ | الحماية المؤقتة أثناء العبور |
| اللوحة السوداء | الحماية الأساسية من التآكل |
| 3LPE (بولي إيثيلين ثلاثي الطبقات) | خطوط الأنابيب المدفونة والبيئات القاسية |
| FBE (الايبوكسي المرتبط بالانصهار) | الحماية من التآكل |
| قطران الفحم الايبوكسي | حماية للخدمة الشاقة-. |
| طلاء البيتومين | خدمة مدفونة |
| طلاء الوزن الخرساني (CWC) | خطوط الأنابيب البحرية (الطفو السلبي) |
جدول المقارنة: X42 LSAW مقابل طرق التصنيع الأخرى
| وجه | LSAW (طولي) | SSAW (دوامة) | المتفجرات من مخلفات الحرب |
|---|---|---|---|
| التماس اللحام | التماس واحد مستقيم | التماس دوامة مستمرة | التماس مستقيم واحد (لا يوجد معدن حشو) |
| نطاق القطر | 16 "إلى 72" | بأقطار كبيرة جداً | عادة أقل من أو يساوي 24" |
| القدرة على سمك الجدار | يصل إلى 75 ملم | واسطة | محدود |
| تطبيق نموذجي | نقل الضغط العالي-في الخارج، خدمة حرجة | ضغط منخفض-متوسط، مدفوعًا بالتكلفة-. | خطوط قطرها أصغر |
| تقتيش | من الأسهل فحص التماس المستقيم | NDT أكثر تعقيدًا | معيار |
| تفضيلات التصميم | يُفضل للمناطق-عالية التأثير | مسموح به في الأقسام الأقل أهمية | خطوط توزيع أصغر |
التطبيقات المشتركة
يستخدم أنبوب API 5L X42 LSAW على نطاق واسع في:
| صناعة | التطبيقات |
|---|---|
| النفط والغاز | خطوط أنابيب نقل الضغط المتوسط-، خطوط التجميع، خطوط التدفق، الخطوط الرئيسية |
| نقل المياه | أنابيب مياه كبيرة-قطرية، وأنظمة ري، وقنوات تحلية المياه |
| بنية تحتية | الأساسات الإنشائية، أساسات الجسور، بطانات الأنفاق |
| البتروكيماويات | خطوط المعالجة، النقل الصناعي |
| التعدين | خطوط أنابيب الطين، نقل المخلفات |
| توليد الطاقة | خطوط مياه التبريد، خدمات البخار (ضمن حدود درجات الحرارة) |
| في الخارج | خطوط الأنابيب تحت سطح البحر (عند تحديدها بالاختبار المناسب) |
| بناء | المكونات الهندسية، الأنابيب الدوارة |
مزايا درجة X42 مقارنة بالدرجات الدنيا
| ميزة | وصف |
|---|---|
| قوة أعلى | قوة إنتاجية أعلى بنسبة 20%من الدرجة B (290 ميجا باسكال مقابل . 241 ميجا باسكال) |
| تقليل سماكة الجدار | يمكن استخدام جدران أرق لنفس الضغط - مما يقلل من تكلفة المواد ووزنها |
| قابلية اللحام | يتم الحفاظ على قابلية اللحام الممتازة على الرغم من القوة العالية |
| التوفر | متاحة على نطاق واسع من العديد من الشركات المصنعة في جميع أنحاء العالم |
| التكلفة-الفعالية | توازن جيد بين القوة والتكلفة المادية |
| خيارات المتانة | يتوفر PSL2 لخدمة درجات الحرارة المنخفضة-مع خصائص تأثير مضمونة |
مزايا تصنيع LSAW لـ X42
| ميزة | وصف |
|---|---|
| قدرة القطر الكبير | يمكنها إنتاج أنابيب يتراوح قطرها من 8 إلى 72 بوصة+ - وهي أكبر بكثير من القدرات غير الملحومة أو المتفجرات من مخلفات الحرب |
| جدران سميكة | مناسب للتطبيقات التي تتطلب سماكة كبيرة للجدار (حتى 75 مم) |
| سلامة هيكلية عالية | يوفر التماس الطولي الفردي قوة فائقة ومقاومة للضغط، مع -لحام اختراق كامل يضمن الحد الأدنى من مخاطر العيوب |
| دقة الأبعاد ممتازة | تعمل التفاوتات الصارمة على OD، والبيضاوية، والاستقامة (±1% نموذجيًا) على تقليل مشكلات التثبيت |
| تعزيز المتانة | خيارات PSL2 مع اختبار Charpy V-لخدمة درجات الحرارة المنخفضة-. |
| ضمان الجودة | اللحام الآلي مع المعلمات المسجلة؛ التتبع الكامل للاختبارات غير الإتلافية |
| التكلفة-فعالة للرحلات الطويلة | إنتاج فعال لخطوط الأنابيب الطويلة |
المتطلبات التكميلية لـ PSL2
بالنسبة للتطبيقات المهمة، توفر أنابيب PSL2 X42 LSAW ما يلي:
| متطلبات | مواصفة |
|---|---|
| اختبار تأثير CVN | 41 جول (27 قدمًا-رطل) كحد أدنى للمتوسطعند درجة حرارة محددة (عادة 0 درجة) |
| أقصى قوة العائد | 496 ميجا باسكال كحد أقصى- يمنع المواد ذات القوة الزائدة- (يضمن السلوك الميداني المتسق) |
| مقاومة HIC/SSC | متاح لتطبيقات الخدمة الحامضة (NACE MR0175/ISO 15156) |
| DWTT (اختبار انخفاض الوزن المسيل للدموع) | للتحقق من صلابة الكسر عند تحديده |
| التحكم في مكافئ الكربون | يضمن قابلية اللحام الميدانية الجيدة |
| أقصى قوة الشد | 758 ميجا باسكال كحد أقصى- يضمن خصائص ميكانيكية متسقة |
المعادل الدولي
| معيار | الدرجة المعادلة | ملحوظات |
|---|---|---|
| ايزو 3183 | L290 | متناغم مع API 5L |
| غيغابايت / تي 9711 | L290 | يعادل الصينية |
| سي اس ايه Z245 | الصف 290 | المعيار الكندي |
| نظام تشغيل DNV-F101 | الصف 450 | المعيار البحري |
| إن 10217 | P265GH / P355N | معادلات تقريبية (تختلف مستويات القوة) |
ملاحظات اختيار هامة
1. X42 مقابل الدرجات العليا
X42مناسب لخطوط نقل الضغط المتوسط-حيث تكون قوة الدرجة B غير كافية
بالنسبة للضغوط العالية، فكر في ذلكX52(52 كيلو باسكال العائد)،X60(60 كيلو إس آي)، أو درجات أعلى (X65، X70)
يقدم X42 أترقية فعالة-من حيث التكلفةمن الدرجة B مع الحد الأدنى من التأثير على قابلية اللحام
2. تحديد PSL1 مقابل PSL2
بسل1:يكفي لمعظم الخدمات العامة،-التطبيقات غير الحرجة، وخطوط المياه
بسل2: الموصى بها ل:
خدمة درجة حرارة منخفضة- (تتطلب اختبار التأثير)
الخدمة الحامضة (بيئات H₂S)
خطوط الضغط العالي-الحرجة
مشاريع ذات متطلبات صلابة محددة
الامتثال التنظيمي (خطوط FERC، DOT، FEMSA)
3. اختيار عملية التصنيع
LSAWيفضل ل:
أقطار كبيرة (أكبر من أو تساوي 16")
-خطوط نقل الضغط العالي
الخدمة البحرية والحرجة
عندما يتم تحديد التماس المستقيم لتسهيل NDT
تطبيقات الجدران السميكة (حتى 75 ملم)
4. الاختبار والشهادة
الشهادة القياسية:إن 10204 3.1(اختبار الشركة المصنعة المستقل)
بالنسبة للمشاريع الهامة:إن 10204 3.2(اختبار -طرف ثالث)
تتضمن شهادة اختبار المطحنة ما يلي: التركيب الكيميائي، والخواص الميكانيكية، ونتائج الاختبار غير الإتلافي، ونتائج الاختبار الهيدروستاتيكي
5. صالح التطبيق
نقل النفط والغاز:X42 PSL2 مع اختبار التأثير للسلامة
خطوط إمداد المياه:X42 PSL1 شائع واقتصادي
خدمة الحامض:حدد X42 PSL2 مع امتثال NACE
التطبيقات الهيكلية:X42 LSAW مناسب للأساسات والبناء
الوجبات الجاهزة النهائية: API 5L X42 LSAW الأنابيبهو أأنابيب خطية ملحومة متوسطة القوة-وقطرها-كبيرةتقديم ترقية كبيرة للقوة من الدرجة B (290 ميجا باسكال مقابل . 241 ميجا باسكال) مع الحفاظ على قابلية اللحام الممتازة. ويستخدم على نطاق واسع فينقل النفط والغاز وأنابيب المياه والتطبيقات الصناعيةتتطلب معدلات ضغط أعلى مما يمكن أن توفره الدرجة B. تمكن عملية التصنيع LSAW من إنتاج الأنابيب منقطر 8 إلى 72 بوصةمع سمك الجدار يصل إلى75 ملم، مما يجعله الخيار المفضل لأنظمة خطوط الأنابيب ذات القطر الكبير-. بالنسبة للخدمة الحرجة التي تتطلب صلابة محسنة أو مقاومة للخدمة الحامضة، حددبسل2مع اختبار تأثير Charpy V-الدرجة وضوابط كيميائية أكثر صرامة.
