API 5L X65 أنابيب اللحام القوسي المغمور الطولي (LSAW).
نظرة عامة أساسية
المواصفات القياسية لأنابيب فولاذية مغمورة طوليًا- ملحومة بالقوستحتAPI 5Lمواصفة.الصف X65هو أفولاذ أنابيب عالي القوة-يستخدم على نطاق واسع في تطبيقات نقل النفط والغاز المطلوبة، مما يوفر زيادة كبيرة في القوة مقارنة بـ X60 مع الحفاظ على المتانة الممتازة وقابلية اللحام لظروف الخدمة الحرجة.
شرح الاسم
| جزء | معنى |
|---|---|
| واجهة برمجة التطبيقات | معهد البترول الأمريكي |
| 5L | مواصفات خطوط الأنابيب لأنظمة نقل خطوط الأنابيب |
| X65 | تعيين الدرجة –X= درجة خط الأنابيب،65= الحد الأدنى لقوة الخضوع بوحدة ksi (65000 رطل لكل بوصة مربعة / 448 ميجاباسكال) |
| 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. يُعرف أيضًا باسم SAWL (اللحام الطولي بالقوس المغمور) |
الميزات الرئيسية لأنابيب API 5L X65 LSAW
| ميزة | وصف |
|---|---|
| نوع المادة | سبائك فولاذية عالية-منخفضة القوة-(HSLA).– سبائك دقيقة-مخلوطة بالنيوبيوم، أو الفاناديوم، أو التيتانيوم لتنقية الحبوب وتعزيز القوة |
| 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، وحدود القوة القصوى المحددة) |
| قوة العائد | 448 ميجا باسكال (65000 رطل لكل بوصة مربعة) كحد أدنى(PSL1)؛448-600 ميجا باسكالنطاق PSL2 النموذجي |
| قوة الشد | 531 ميجا باسكال (77000 رطل لكل بوصة مربعة) كحد أدنى(PSL1)؛531-758 ميجا باسكالنطاق PSL2 النموذجي |
| استطالة | الحد الأدنى21-23%اعتمادا على سمك الجدار |
| الميزة الرئيسية | قوة عالية-إلى-نسبة الوزن- يسمح بجدران أرق لنفس الضغط، مما يقلل من تكلفة المواد ووزنها |
| أقطار نموذجية | 323.9 ملم إلى 1626 ملم(12 بوصة إلى 64 بوصة) – تتيح عملية LSAW أقطارًا كبيرة؛ متوفر حتى 72 بوصة من بعض الشركات المصنعة |
| سمك الجدار النموذجي | 6.0 ملم إلى 60 ملم(يتوفر ما يصل إلى 80 ملم من بعض الشركات المصنعة) |
| طول | 6 م إلى 12.3 ممعيار؛ ما يصل إلى 18 م متاح |
التركيب الكيميائي (API 5L X65)
| عنصر | PSL1 (الحد الأقصى %) | PSL2 (الحد الأقصى %) | ملحوظات |
|---|---|---|---|
| الكربون (ج) | 0.26 | 0.22 | يتمتع PSL2 بتحكم أكثر إحكامًا في قابلية اللحام والمتانة |
| المنغنيز (من) | 1.45 | 1.45 | يوفر القوة |
| 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 |
| السيليكون (سي) | - | 0.45 كحد أقصى | المحدد في PSL2 |
| الفاناديوم (الخامس) | 0.15 كحد أقصى | 0.15 كحد أقصى | صناعة السبائك الصغيرة-. |
| النيوبيوم (ملحوظة) | 0.05 كحد أقصى | 0.05 كحد أقصى | صناعة السبائك الصغيرة-. |
| التيتانيوم (تي) | 0.04 كحد أقصى | 0.04 كحد أقصى | السبائك الدقيقة- – تشكل رواسب TiN التي تعمل على تحسين بنية الحبوب |
ملحوظة:تعد الضوابط الكيميائية الأكثر صرامة في PSL2 ذات أهمية خاصة لتطبيقات الخدمة الحامضة وصلابة درجات الحرارة المنخفضة-. تستخدم التطورات الحديثة للتطبيقات الصعبة مثل نقل ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج تصميمات سبائك متقدمة مع إضافات Ni وCr وCu.
الخواص الميكانيكية
| ملكية | بسل1 | بسل2 |
|---|---|---|
| قوة الخضوع (دقيقة) | 448 ميجا باسكال (65 كيلو باسكال) | 448 ميجا باسكال (65 كيلو باسكال) |
| قوة الخضوع (الحد الأقصى) | غير محدد | 600 ميجا باسكال (87 كيلو باسكال)عادي |
| قوة الشد (دقيقة) | 531 ميجا باسكال (77 كيلو باسكال) | 531 ميجا باسكال (77 كيلو باسكال) |
| قوة الشد (الحد الأقصى) | غير محدد | 758 ميجا باسكال (110 كيلو باسكال) |
| العائد-إلى-نسبة الشد (الحد الأقصى) | غير محدد | 0.93 |
| استطالة | 21% كحد أدنى | 21% كحد أدنى |
| طاقة التأثير (درجة Charpy V-) | غير مطلوب | مطلوبة لكل جداول API 5L- متوسط الحد الأدنى النموذجي 41 J عند درجة حرارة محددة |
ملحوظة:يتطلب PSL2 اختبار تأثير Charpy V-في درجات حرارة محددة، مما يضمن المتانة الكافية للتطبيقات المهمة. يمكن أن تحقق درجات X65M المتقدمة صلابة استثنائية في درجات الحرارة المنخفضة-:>350 ي عند -45 درجة for base metal, with weld and HAZ >200 J .
PSL1 مقابل PSL2 لأنبوب X65 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 – التفتيش الإلزامي غير المدمر |
| شهادة | الشهادات عند تحديدها | الشهادات إلزامية(15.1 ريال) |
| إمكانية التتبع | محدود | التتبع الكاملبعد الانتهاء من الاختبارات |
| الاستخدام النموذجي | خدمات عامة، خطوط مياه | الخدمة الحرجة، الخدمة الحامضة، درجة الحرارة المنخفضة، في الخارج |
تسميات درجة PSL2
| تعيين | معنى |
|---|---|
| X65Q | مروي وخفف |
| X65M | معالج حراريًا-يتم التحكم فيه ميكانيكيًا (TMCP) – يوفر صلابة فائقة |
عملية التصنيع LSAW
طرق التشكيل
| طريقة | وصف | أقطار نموذجية |
|---|---|---|
| UOE | يتم ضغط اللوحة على شكل -شكل U، ثم شكل O-، ويتم توسيعها بعد اللحام | 508-1118 ملم (20 بوصة - 44 بوصة) |
| JCOE | خطوات تشكيل J-C-O التقدمية، يتم توسيعها بعد اللحام | 406-1626 ملم (16 بوصة - 64 بوصة) |
| RBE | عملية ثني اللف | متنوع |
خطوات العملية
اختيار اللوحة:يتم اختيار ألواح فولاذية عالية الجودة-وفقًا للمواصفات المطلوبة. بالنسبة إلى X65، غالبًا ما يتم إنتاج الألواح باستخدام TMCP (المعالجة الحرارية-الميكانيكية الخاضعة للتحكم) مع إضافات السبائك الدقيقة-
تحضير اللوحة:طحن الحواف للحصول على حواف دقيقة، واختبار الموجات فوق الصوتية للتصفيح
تشكيل:الضغط الهيدروليكي التدريجي (JCOE أو UOE) يخلق استدارة موحدة
لحام تك:يؤمن التماس مؤقتا
اللحام بالقوس المغمور:يستخدم المنشار متعدد الأسلاك - اللحام الداخلي، ثم اللحام الخارجي للاختراق الكامل تحت التدفق. بالنسبة للتطبيقات المهمة، يتم استخدام معادن الحشو المتقدمة مع السبائك الدقيقة Ni-Mo-Ti
التوسع الميكانيكي:تم توسيع الأنابيب إلى أبعاد دقيقة لتحقيق تفاوتات مشددة وتقليل الضغط المتبقي
الاختبارات غير التدميرية والاختبار:اختبار بالموجات فوق الصوتية بنسبة 100%، 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 | 323.9 ملم إلى 1820 ملم(12 "إلى 72") | تتيح عملية LSAW أقطارًا كبيرة؛ النطاق القياسي: 14 "-60" |
| سمك الجدار | 6.0 ملم إلى 60 ملم | ما يصل إلى 80 ملم متاح من بعض الشركات المصنعة |
| طول | 6 م إلى 12.3 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 (X65)
| التطوير التنظيمي (بوصة) | التطوير التنظيمي (مم) | نطاق سمك الجدار (مم) |
|---|---|---|
| 16" | 406 | 6.0 - 10.5 |
| 20" | 508 | 6.0 - 12.5 |
| 24" | 610 | 6.0 - 14.5 |
| 30" | 762 | 7.0 - 17.5 |
| 36" | 914 | 8.0 - 20.5 |
| 40" | 1016 | 8.0 - 22.5 |
| 48" | 1219 | 9.0 - 23.5 |
| 56" | 1422 | 10.0 - 23.8 |
| 60" | 1524 | 10.0 - 23.8 |
| 64" | 1626 | 10.0 - 24.8 |
البنية المجهرية والمعادن
تتميز الأنابيب X65 LSAW ببنية مجهرية مصممة بعناية:
| منطقة | البنية المجهرية | صفات |
|---|---|---|
| المعادن الأساسية | الفريت الناعم-الحبيبات-البرليت المتحلل | تم إنتاجه عبر TMCP؛ يحتوي على رواسب Ti(C,N) الدقيقة (حوالي 1.5 ميكرومتر) لتنقية الحبوب |
| المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) | منطقة الحبوب-خشنة مع وجود بينيت علوي صغير | يجب التحكم فيه من خلال تصميم السبائك للحفاظ على المتانة |
| منطقة الانصهار (اللحام) | في الغالب الفريت الحاد | يحتوي على رواسب كروية Ti(C,N) (~0.8 ميكرومتر)؛ كيمياء معدنية حشو محسنة حاسمة للمتانة |
تطوير X65M المتقدم:بالنسبة للتطبيقات الصعبة مثل نقل ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج، تحقق أنابيب X65M الحديثة ما يلي:
-45°C impact energy >350 J(معدن أساسي)
Weld and HAZ average impact >200 Jعند -45 درجة
DWTT FATT85%(درجة حرارة انتقال مظهر الكسر) -38 درجة
حدود حبيبية ذات زاوية عالية-.في اللحام الخارجي: 68.9%
الأوستينيت المتبقية:~2.5% لتعزيز المتانة
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 - الحد الأدنى النموذجي 41 ي |
| 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 |
| DWTT (اختبار انخفاض الوزن المسيل للدموع) | للتحقق من صلابة الكسر عند تحديده |
| 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
| 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: X65 مقابل الدرجات المجاورة
| درجة | قوة الخضوع (MPa) دقيقة | قوة الشد (MPa) دقيقة | موضع |
|---|---|---|---|
| X60 | 414 | 517 | قوة عالية |
| X65 | 448 | 531 | قوة أعلى |
| X70 | 483 | 565 | قوة فائقة- |
| X80 | 552 | 621 | قوة عالية جدا |
نسبة الزيادة:يقدم X65 تقريبًاقوة إنتاجية أعلى بنسبة 8% من X60(448 ميجا باسكال مقابل . 414 ميجا باسكال) .
حيث يتناسب X65 مع درجات API 5L
| درجة | العائد (دقيقة، ميجا باسكال) | تطبيق نموذجي |
|---|---|---|
| B | 241 | تجميع الضغط المنخفض-والمرافق |
| X42 | 290 | خطوط التجميع والتوزيع |
| X52 | 359 | انتقال الضغط المتوسط-. |
| X60 | 414 | انتقال الضغط العالي- |
| X65 | 448 | نقل الضغط العالي-، وخطوط الأنابيب البحرية، وخدمة القطب الشمالي |
| X70 | 483 | مسافة-طويلة، ضغط مرتفع-. |
| X80 | 552 | خطوط رئيسية ذات ضغط فائق-- |
X65 هو الدرجة المفضلة للتطبيقات البحرية والقطبية الصعبةحيث يلزم الجمع بين القوة العالية والمتانة الممتازة في درجات الحرارة المنخفضة-.
التطبيقات المشتركة
| صناعة | التطبيقات |
|---|---|
| النفط والغاز | خطوط أنابيب نقل الضغط العالي-وأنظمة التجميع |
| في الخارج | خطوط الأنابيب تحت سطح البحر، ورافعات المنصات، والمنشآت البحرية |
| الغاز الطبيعي | خطوط نقل الغاز لمسافات طويلة-، وشبكات توزيع الغاز |
| خدمة القطب الشمالي | تتطلب خطوط الأنابيب ذات درجات الحرارة المنخفضة-صلابة استثنائية (تم اختبارها حتى -45 درجة أو أقل) |
| نقل المياه | -أنابيب المياه ذات الضغط العالي، وأنابيب محطة تحلية المياه |
| البتروكيماويات | خطوط المعالجة والنقل الصناعي عند ضغوط مرتفعة |
| مشاريع CCUS | خطوط أنابيب نقل ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج (التطبيقات المتقدمة) |
| بنية تحتية | تتطلب المشاريع الهندسية أنابيب-عالية القوة |
مزايا الصف X65
| ميزة | وصف |
|---|---|
| قوة عالية | أعلى بكثير من X60 (448 ميجا باسكال مقابل . 414 ميجا باسكال) - يسمح بضغوط تشغيل أعلى أو جدران أرق |
| صلابة ممتازة | توفر خيارات PSL2 خصائص تأثير مضمونة للبيئات الصعبة، بما في ذلك خدمة القطب الشمالي |
| تخفيض الوزن | تعمل نسبة القوة الأعلى-إلى-الوزن على تقليل تكلفة المواد ودعم متطلبات الهيكل |
| قابلية اللحام | تضمن الكيمياء الخاضعة للرقابة والمكافئ المنخفض للكربون قابلية لحام جيدة في المجال، على الرغم من أنه يجب تحسين محتوى Ti |
| خيارات الخدمة الحامضة | متوفر مع امتثال NACE MR0175/ISO 15156 لبيئات H₂S |
| أداء خارجي مثبت | تستخدم على نطاق واسع في مشاريع خطوط الأنابيب البحرية في جميع أنحاء العالم |
| أداء فائق في درجات الحرارة المنخفضة- | تحقق درجات X65M المتقدمة صلابة استثنائية عند -45 درجة وأقل |
مزايا تصنيع LSAW لـ X65
| ميزة | وصف |
|---|---|
| قدرة القطر الكبير | يمكنها إنتاج أنابيب يتراوح قطرها من 12 بوصة إلى 72 بوصة + - مثالية لخطوط نقل الضغط العالي- |
| جدران سميكة | مناسب لتطبيقات الضغط العالي- التي تتطلب سمكًا كبيرًا للجدار (يصل إلى 60-80 مم) |
| سلامة هيكلية عالية | يوفر التماس الطولي الفردي قوة فائقة، مع -لحام كامل الاختراق يضمن الحد الأدنى من مخاطر العيوب |
| دقة الأبعاد ممتازة | إن التفاوتات الصارمة على OD، والبيضاوية، والاستقامة تقلل من مشكلات التثبيت |
| السيطرة على الإجهاد المتبقي | تعمل خطوة التوسيع الميكانيكية على تقليل الضغط المتبقي وتحسين قوة الخضوع |
| تعزيز المتانة | خيارات PSL2 مع اختبار Charpy V-درجة الحرارة المنخفضة-والخدمة البحرية؛ توفر لوحات TMCP المتقدمة صلابة HAZ استثنائية |
| ضمان الجودة | اللحام الآلي مع المعلمات المسجلة؛ التتبع الكامل للاختبارات غير الإتلافية |
المعادل الدولي
| معيار | الدرجة المعادلة | ملحوظات |
|---|---|---|
| ايزو 3183 | L450 | متناغم مع API 5L |
| غيغابايت / تي 9711 | L450 | يعادل الصينية |
| سي اس ايه Z245 | الصف 448 | المعيار الكندي |
| نظام تشغيل DNV-F101 | الصف 450 | المعيار البحري |
ملاحظات اختيار هامة
1. X65 مقابل الدرجات الدنيا/العليا
X65مناسب لخطوط نقل الضغط العالي-، وخطوط الأنابيب البحرية، وخدمة القطب الشماليحيث تكون هناك حاجة إلى تعزيز المتانة
بالنسبة للضغوط المنخفضة، فكر في ذلكX60 أو X52لتحسين التكلفة
بالنسبة للضغوط العالية جدًا-أو تطبيقات المياه العميقة، فكر في ذلكX70 أو X80
يقدم X65التوازن الأمثل للقوة والمتانةللعديد من التطبيقات الصعبة
2. تحديد PSL1 مقابل PSL2
بسل1:يكفي للخدمات العامة وخطوط المياه -والتطبيقات غير الحرجة في درجات حرارة معتدلة
بسل2: الموصى بها ل:
خدمة درجة حرارة منخفضة- (تتطلب اختبار التأثير)
الخدمة الحامضة (بيئات H₂S المتوافقة مع NACE)
خطوط الضغط العالي-الحرجة
التطبيقات البحرية وتحت سطح البحر
منشآت القطب الشمالي والمناخ البارد
الامتثال التنظيمي (خطوط DOT، FERC، 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
تتطلب تطبيقات الجدران السميكة قوة عالية
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
بالنسبة للخدمة الحامضة: حدد التوافق مع NACE MR0175/ISO 15156
يُقبل عادةً-الفحص بواسطة طرف ثالث بواسطة SGS وBV وLloyds للمشروعات المهمة
5. صالح التطبيق
خطوط الأنابيب البحرية:X65 PSL2 مع المتطلبات الإضافية (DWTT، CTOD، HAZ المتانة)
خدمة القطب الشمالي:حدد PSL2 مع اختبار التأثير عند -45 درجة أو أقل
خدمة الحامض:حدد X65 PSL2 مع التوافق مع NACE MR0175/ISO 15156
نقل الغاز عالي الضغط-:X65 PSL2 مع اختبار تأثير شاربي
خطوط إمداد المياه:يعتبر X65 PSL1 شائعًا واقتصاديًا لأنابيب الضغط العالي-.
مشاريع CCUS:الطراز X65M المتقدم يتميز بمتانة استثنائية في درجات الحرارة المنخفضة-.
الوجبات الجاهزة النهائية: API 5L X65 LSAW الأنابيبهو أأنبوب خط ملحوم عالي القوة-وقطره-كبيرمصمم خصيصًا للتطبيقات الصعبة التي تتطلب التوازن الأمثل بين القوة والمتانة. مع الحد الأدنى من قوة العائد65000 رطل لكل بوصة مربعة (448 ميجا باسكال)، فهو يقدم تقريبًاقوة أعلى بنسبة 8% من X60مع الحفاظ على قابلية اللحام الممتازة وأداء درجات الحرارة المنخفضة-. وهي الدرجة المفضلة لخطوط الأنابيب البحرية، والمنشآت القطبية الشمالية، وأنظمة نقل الضغط العالي-الحرجةحيث تكون المتانة المعززة ضرورية. تمكن عملية التصنيع LSAW من إنتاج الأنابيب منقطر 12 إلى 72 بوصةمع سمك الجدار يصل إلى80 ملم، مما يجعلها مثالية لأنظمة خطوط الأنابيب ذات القطر الكبير-والضغط العالي-في جميع أنحاء العالم. بالنسبة للتطبيقات الصعبة، حددبسل2مع اختبار التأثير على درجة Charpy V-في درجة حرارة الخدمة المطلوبة. متقدمX65M (TMCP)يمكن للدرجات تحقيق صلابة استثنائية تتجاوز350 ي عند -45 درجة، مناسب للبيئات الأكثر تحديًا بما في ذلك نقل ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج.
