Cev API 5L X80 za vzdolžno varjenje pod praškom (LSAW).
Osnovni pregled
Standardna specifikacija zavzdolžno potopljena{0}}obločno varjena jeklena cevpodAPI 5Lspecifikacija.Razred X80predstavljavrhunsko jeklo za-cevovode visoke trdnostiuporablja se pri najzahtevnejših-projektih prenosa plina na velike razdalje, globokomorskih cevovodih na morju in arktičnih storitvah. Z minimalno mejo tečenja80.000 psi (552 MPa), X80 omogoča najvišje delovne tlake in znatne prihranke materiala v primerjavi z nižjimi razredi.
Ime Razlaga
| del | Pomen |
|---|---|
| API | Ameriški naftni inštitut |
| 5L | Specifikacija za cevovod za cevovodne transportne sisteme |
| X80 | Oznaka ocene –X= kakovost cevovoda,80= najmanjša meja tečenja v ksi (80.000 psi / 552 MPa) |
| Vzdolžno varjenje pod praškom (LSAW) | Postopek izdelave – jeklene plošče so oblikovane in zvarjene vzdolž enega ravnega vzdolžnega šiva z obločnim varjenjem pod praškom z dodatkom polnilne kovine. Znan tudi kot SAWL (vzdolžno varjeno potopljeno obločno) |
Ključne značilnosti cevi API 5L X80 LSAW
| Funkcija | Opis |
|---|---|
| Vrsta materiala | Visoko{0}}trdno nizko{1}}legirano jeklo (HSLA).z mikro-legiranjem (Nb, V, Ti) in napredno TMCP (termo-mehansko nadzorovana obdelava) za ultra-drobnozrnato strukturo |
| Proizvodnja | LSAW (vzdolžno varjenje pod praškom)– plošče, oblikovane s postopki UOE ali JCOE, nato zvarjene s potopljenim oblokom znotraj in zunaj (oboje{0}}stransko) |
| Ravni specifikacij izdelka | PSL1 ali PSL2– PSL2 jeobvezno za X80v kritični uporabi, ki zahteva preskus udarca po Charpyju, strožji nadzor kemije in določene najvišje meje trdnosti |
| Moč tečenja | najmanj 552 MPa (80.000 psi).(razpon PSL2: 552-705 MPa) |
| Natezna trdnost | najmanj 621 MPa (90.000 psi).(razpon PSL2: 621–827 MPa) |
| Raztezek | Najmanjša21-22%odvisno od debeline stene |
| Ključna prednost | Največje razmerje med-močjo in-težo– omogoča najtanjše stene za določen pritisk, kar zmanjša stroške materiala, transportno težo in čas varjenja na terenu |
| Tipični premeri | 406 mm do 1524 mm(16" do 60") – postopek LSAW omogoča velike premere |
| Tipična debelina stene | 6,0 mm do 40 mm(do 50 mm na voljo za posebne projekte) |
| Dolžina | 6 m do 12,3 mstandard;do 18,3 mna voljo |
Kemična sestava (API 5L X80 PSL2)
| Element | Tipični največji % | Opombe |
|---|---|---|
| Ogljik (C) | 0,22 maks | Ultra-nizka vsebnost ogljika za varljivost |
| Mangan (Mn) | 1,90 maks | Več mangana za moč |
| fosfor (P) | 0,020 maks | Strog nadzor za trdnost |
| Žveplo (S) | 0,015 maks | Zelo strog nadzor za HIC odpornost |
| Niobij (Nb) | 0.05-0.10 | Mikro{0}}legiranje za prečiščevanje zrn |
| vanadij (V) | 0,10 maks | Mikro{0}}legiranje za precipitacijsko utrjevanje |
| Titan (Ti) | 0,04 maks | Tvori TiN za prečiščevanje zrn med TMCP |
| Ekvivalent ogljika (CE) | Običajno 0,22-0,25 | Izračunano in kontrolirano za varljivost na terenu |
Opomba:Dejanske vrednosti se lahko razlikujejo glede na zasnovo procesa TMCP. Drugi projekt West-East Gas Pipeline je za optimalne lastnosti uporabil izjemno-nizko vsebnost ogljika z visoko vsebnostjo mangana in niobija.
Mehanske lastnosti (PSL2)
| Lastnina | Razpon vrednosti | Opombe |
|---|---|---|
| Meja tečenja (min.) | 552 MPa (80 ksi) | Minimalna zahteva po API 5L |
| Meja tečenja (maks.) | 705 MPa (102 ksi) | Največja omejitev preprečuje prekomerno-moč |
| Natezna trdnost (min) | 621 MPa (90 ksi) | Minimalna zahteva |
| Natezna trdnost (maks.) | 827 MPa (120 ksi) | Največja omejitev |
| Razmerje-proti -natezni trdnosti (maks.) | 0.93 | Zagotavlja duktilnost |
| Raztezek | 22% najmanj | Odvisno od debeline stene |
| Charpy V-zarezni udarec | 40-100 J minimalno povprečje | Temperatura, določena s projektom (pogosto -20 stopinj do -45 stopinj) |
Dejanski rezultati preskusa (cev X80 LSAW JCOE):Testiranje cevi X80 (ø1016 × 18,4 mm) kitajske-izdelave je pokazalo:
Območje tečenja:555-625 MPa
Natezna trdnost:645-720 MPa
Raztezek:38-40%(precej nad 22 % najmanj)
Razmerje-proti-teznosti:0.82-0.87(pod največ 0,93)
Energija udarca pri -20 stopinjah:298 J povprečno(navadna kovina)
DWTT strižno območje pri -5 stopinjah:95% povprečje
Metode izdelave LSAW za X80
Metode oblikovanja
| Metoda | Opis | Primerno za X80 |
|---|---|---|
| UOE | Plošča stisnjena v obliko U-, nato v obliko O-, mehansko razširjena po varjenju | Prednostno za -serijsko proizvodnjo X80– Baosteel je proizvedel 322.000 ton cevi X80 UOE za drugi zahodni-vzhodni plinovod |
| JCOE | Stopnice oblikovanja progresivnih J-C-O, razširjene po varjenju | Primerno za X80– Kitajski proizvajalci so uspešno izdelali cev X80 po postopku JCOE |
| Pregib- | Plošča se postopoma zvije v valj | Primerno za debelejše stene, manjše naklade |
Koraki postopka
Izbira plošče:Visoko-kakovostne jeklene plošče, izdelane s TMCP (termo-mehansko nadzorovana obdelava) z ultra-drobnozrnato strukturo
Priprava plošče:Rezkanje robov za natančne poševne robove, ultrazvočno testiranje za laminacije
Oblikovanje:Progresivno hidravlično stiskanje (JCOE ali UOE) ustvari enotno okroglost; za JCOE se robovi plošče najprej zavihajo, nato pa se oblikujejo v postopnih korakih
Varjenje:Začasno zavaruje šiv
Varjenje pod praškom:Več{0}}žična žaga uporablja notranji zvar, nato zunanji zvar (DSAW) za popolno penetracijo pod talilom. Testiranje potrjuje odlično celovitost zvara
Mehansko raztezanje:Cev je razširjena na natančne dimenzije za doseganje ozkih toleranc in zmanjšanje preostale napetosti
NDT in testiranje:100% ultrazvočno testiranje, radiografski pregled, hidrostatično testiranje
Končna obdelava:Poševni rob (po ANSI B16.25), nanos premaza, kot je določeno
Razpoložljivost velikosti
| Parameter | Razpon | Opombe |
|---|---|---|
| Zunanji premer | 406 mm do 1524 mm(16" do 60") | Standardni obseg LSAW |
| Debelina stene | 6,0 mm do 40 mm | Do 50 mm za posebne projekte |
| Dolžina | 6 m do 12,3 mstandard;do 18,3 mna voljo | Večje dolžine zmanjšajo varjenje na terenu |
| Konec Konec | Gladi konci, poševni konci po ANSI B16.25 | Poševno za standardno varjenje |
Primer-projekta iz resničnega sveta:Uporabljen drugi zahodno-vzhodni plinovod na Kitajskem1219 mm (48") premerCevi X80 UOE z debelino stene za delovni tlak 12 MPa.
PSL1 v primerjavi s PSL2 za cev X80 LSAW
| Vidik | PSL1 | PSL2 |
|---|---|---|
| Običajna uporaba za X80 | Redko – samo za-nekritične storitve | Standard za X80 – obvezen za prenos po cevovodu |
| kemija | Standardne omejitve | Poostren nadzor(C manj kot ali enako 0,22 %, S manj kot ali enako 0,015 %) |
| Moč | Določeno je samo najmanj | Min in maksnavedeno (preprečuje prekomerno-moč) |
| Preizkušanje udarcev | Ni potrebno | Obveznopri določeni temperaturi |
| Ekvivalent ogljika | Ni potrebno | Izračunano in kontrolirano |
| Zahteve NDT | Standardno | Strožji – obvezen neporušitveni pregled |
| Razmerje med-tekom in-natezno trdnostjo | Ni določeno | 0,93 maks |
| Sledljivost | Omejeno | Popolna sledljivostpo zaključku testov |
Opomba:Za X80 je učinkovit PSL2obvezno za vse aplikacije prenosa po cevovodih. PSL1 X80 je redko naveden.
Zahteve za testiranje in inšpekcijo za X80 PSL2
| Vrsta testa | Namen | Tipični rezultati |
|---|---|---|
| Kemijska analiza | Preverite, ali sestava ustreza omejitvam API 5L | Ultra-nizek C, strog nadzor S |
| Natezni preskus | Potrdite tečenje in natezno trdnost (osnovna kovina in zvar) | Base: 555-625 MPa; Weld tensile >680 MPa |
| Test sploščenja | Preverite duktilnost | Pass |
| Bend Test | Preverite celovitost in duktilnost zvara | 28 od 29 vzorcev je uspelo |
| Preizkus udarca (Charpy V-zareza) | Obveznopri določeni temperaturi | Osnova: 298 J povprečno pri -20 stopinjah; Zvar: 215 J povpr |
| DWTT (preizkus trganja pri padcu) | Za preverjanje lomne žilavosti | 85-100 % strižna površina @ -5 stopinj |
| Hidrostatični preskus | Dokaz o-tesnosti | Vsaka cev posebej testirana |
| Ultrazvočni pregled | 100%zvarnih šivov za notranje napake | Celotna dolžina, obe strani |
| Testiranje trdote | Prepričajte se, da ni pretirana trdota | <275 HV10 |
Potrdilo o preskusu mlina:EN 10204 / standard 3.1B; 3.2 za kritične projekte
Možnosti premazov in zaščite
| Vrsta premaza | Aplikacija |
|---|---|
| Črna(goli) | Standardna obdelava mlina, uporaba v zaprtih prostorih |
| Lak / olje proti-rji | Začasna zaščita med prevozom |
| 3LPE (3-slojni polietilen) | Najpogostejšiza vkopane cevovode X80 |
| FBE (Fusion Bonded Epoxy) | Zaščita pred korozijo |
| Obtežilni premaz za beton (CWC) | Cevovodi na morju (negativni vzgon) |
| Notranji pretočni premazi | Epoksi premaz za učinkovitost pretoka |
Primerjalna tabela: X80 proti nižjim razredom
| Ocena | Meja tečenja (MPa) min | Natezna trdnost (MPa) min | Relativna moč |
|---|---|---|---|
| X60 | 414 | 517 | Izhodišče |
| X65 | 448 | 531 | +8 % nad X60 |
| X70 | 483 | 565 | +17 % nad X60 |
| X80 | 552 | 621 | +33% nad X60, +14% nad X70 |
Odstotek povečanja:X80 ponuja približno14 % višja meja tečenja kot X70(552 MPa proti . 483 MPa) .
Kje X80 ustreza razredom API 5L
| Ocena | Izkoristek (min, MPa) | Tipična uporaba |
|---|---|---|
| B | 241 | Zbiranje-nizkega tlaka, pripomočki |
| X42 | 290 | Zbirne linije, distribucija |
| X52 | 359 | Prenos srednjega{0}}tlaka |
| X60 | 414 | Visokotlačni-prenos |
| X65 | 448 | Visokotlačni-prenos, na morju |
| X70 | 483 | Visok-tlak na velike-razdalje, globokomorsko morje |
| X80 | 552 | Ultra{0}}magistralni-tlačni vodi, glavni-čezmejni plinovodi |
| X100 | 690 | Eksperimentalni, omejeni projekti |
X80 je najvišji razred v široki komercialni uporabi za cevovodni prenos .
Pogoste aplikacije
| Industrija | Aplikacije |
|---|---|
| Prenos plina-na velike razdalje | Glavni{0}}čezmejni plinovodi– npr. drugi zahodno-vzhodni plinovod (Kitajska) je uporabil 1219 mm X80 |
| Offshore | Globokovodni podmorski cevovodi, dvižne ploščadi |
| Visok{0}}tlačni plin | Cevovodi, ki delujejo na10–15 MPa (1450–2175 psi)konstrukcijski tlak |
| Arctic Service | Cevovodi za-nizke temperature, ki zahtevajo izjemno žilavost (-45 stopinj) |
| Projekti CCUS | Cevovodi za transport CO₂ zahtevajo visoko trdnost |
| LNG izvoz/uvoz | Priključne cevi, visoko{0}}prenosne cevi |
Primer velikega projekta: Drugi zahod-vzhodni plinovod
Drugi zahodno-vzhodni plinovod na Kitajskem predstavljaprva obsežna-uporaba cevi X80 na Kitajskem :
| Parameter | Podrobnosti |
|---|---|
| Specifikacija cevi | API 5L X80, premer 1219 mm (48") |
| Proizvodni proces | UOE LSAW |
| Proizvajalec jekla | Baosteel |
| Obseg proizvodnje | 322.000 tonjeklenih cevi X80 UOE do junija 2010 |
| Delovni tlak | 10-12 MPa (1450-1740 psi) |
| Pomen | Zapolnil vrzel v zmogljivosti proizvodnje cevi X80 UOE velikega-premera na Kitajskem |
Prednosti razreda X80
| Prednost | Opis |
|---|---|
| Ultra{0}}visoka trdnost | Najmanjši izkoristek 552 MPa – omogoča najvišje delovne tlake |
| Prihranki materiala | Tanjše steneza enak tlak – zmanjša tonažo jekla za 10-20 % v primerjavi z X70 |
| Zmanjšano varjenje na terenu | Tanjše stene=manj zvara in hitrejše varjenje |
| Nižji stroški prevoza | Lažje cevi zmanjšajo stroške pošiljanja in manipulacije |
| Dokazana učinkovitost | Uspešno uveden v velike projekte (West-East Pipeline, Nord Stream, TC Energy) |
| Odlična trdnost | PSL2 zahteva preskus udarca po Charpyju; dejanska zmogljivost daleč presega minimume |
Prednosti izdelave LSAW za X80
| Prednost | Opis |
|---|---|
| Zmogljivost velikega premera | Lahko proizvaja cevi s premerom od 16" do 60"+ – idealno za glavne vode |
| Debele stene | Primerno za visoko{0}}tlačne aplikacije, ki zahtevajo precejšnjo debelino stene |
| Visoka strukturna celovitost | En sam vzdolžni šiv zagotavlja vrhunsko trdnost, dvostransko-varjenje s polno-penetracijo zagotavlja minimalna tveganja napak |
| Odlična dimenzijska natančnost | Ozke tolerance glede OD, ovalnosti in ravnosti |
| Nadzor preostalega stresa | Mehanska razširitvena stopnja zmanjša preostalo napetost in izboljša mejo tečenja |
| Izboljšana žilavost | TMCP plates provide exceptional HAZ toughness; actual tests show >200 J udarna energija zvara |
| Zagotavljanje kakovosti | Avtomatsko varjenje z zabeleženimi parametri; popolna NDT sledljivost |
Dimenzijska toleranca (API 5L)
Za cevi X80 LSAW API 5L določa naslednje tolerance:
| Parameter | Strpnost |
|---|---|
| Zunanji premer (telo cevi) | ±0.75%določenega OD |
| Zunanji premer (konci cevi) | +1.6 mm / -0,4 mmza 219-273 mm;+2.4 mm / -0,8 mmza 274-610 mm |
| Debelina stene | +19.5% / -8%za razred X80, 508-610 mm OD |
| Dolžina | +100 mm / -0 mm |
| Naravnost | 0,15 % dolžine |
Mednarodni ekvivalenti
| Standardno | Enakovredni razred | Opombe |
|---|---|---|
| ISO 3183 | L555MEozX80ME | Usklajeno z API 5L; "E" označuje primerno za morje/Arktiko |
| GB/T 9711 | L555 | Kitajski ekvivalent |
| CSA Z245 | Ocena 550 | Kanadski standard |
| DNV OS-F101 | Stopnja 450 / Stopnja 485 / Stopnja 555 | Offshore standard vključuje dodatne zahteve |
Pomembne opombe pri izbiri
1. X80 proti nižjim razredom
X80je določeno zaultra{0}}visokotlačni-magistralni vodi, glavni-čezmejni plinovodi in globokomorski projekti na morjukjer je potrebna največja moč
Za nižje pritiske,X70 ali X65morda bolj{0}}stroškovno učinkovito
X80 ponujanajvišje razmerje med-močjo in-težomed komercialno dostopnimi razredi
2. PSL2 je obvezen za X80
PSL2 je dejansko potrebenza vse aplikacije cevovoda X80
Obvezne zahteve vključujejo:
Charpyjev V-preizkus udarca z zarezo
Meje največjega tečenja in natezne trdnosti
Nadzor ekvivalenta ogljika
Popolna sledljivost
3. Dodatne zahteve za kritične storitve
DWTT (preizkus trganja pri padcu):Za preverjanje lomne žilavosti
HAZ Žilavost:Prepričajte se, da območje,-prizadeto zaradi toplote zvara, izpolnjuje zahteve glede udarca
CTOD (odpiranje konice razpoke):Za offshore in kisle storitve
Skladnost NACE:Za kislo storitev (okolja H₂S)
Testiranje SSC/HIC:Za kisle servisne aplikacije
4. Izbira proizvodnega procesa
UOE:Prednostno za -serijsko proizvodnjo X80
JCOE:Primerno za X80; dokazano uspešen v kitajski proizvodnji
Oba postopka zahtevataTMCP ploščez ultra-drobnozrnato strukturo
5. Testiranje in certificiranje
Standardni certifikat:EN 10204 3.1(neodvisno testiranje proizvajalca)
Za kritične projekte:EN 10204 3.2(testiranje-priče tretje osebe)
Zagotovite, da potrdilo o preskusu mlina vključuje: kemično sestavo, mehanske lastnosti, rezultate NDT, rezultate hidrostatičnega preskusa,rezultate preskusa udarca pri določeni temperaturi
Pregled-tretje osebe s straniSGS, BV, Lloydssplošno sprejeto
Končni zaključek: Cev API 5L X80 LSAWpredstavljanajvišji razred trdnosti v široki komercialni uporabiza prenos po cevovodu, z minimalno mejo tečenja80.000 psi (552 MPa) – 14 % višje od X70. Omogoča najzahtevnejše projekte prenosa plina-na velike razdalje, globokomorske cevovode na morju in arktične instalacije, kjer sta zahtevana najvišji delovni tlak in najmanjša debelina stene. Proizvodni proces LSAW (UOE ali JCOE) z naprednimi ploščami TMCP proizvaja cevi izPremer od 16" do 60".z izjemno žilavostjo – dejanski testi kažejo udarno energijo navadne kovine298 J pri -20 stopinjahin prekoračitev udarne energije zvara200 J. Veliki projekti, kot je drugi zahodno-vzhodni plinovod na Kitajskem, so bili uspešno postavljeni322.000 toncevi X80 UOE. Za vse kritične aplikacije,PSL2s Charpyjevim V-zareznim preskusom udarcev in popolno sledljivostjoobvezno. X80 predstavlja-najbolj--tehnologijo cevovodov, ki omogoča višje pritiske, zmanjšano porabo materiala in nižje skupne stroške projekta za največje prenosne cevovode na svetu.
