API 5L X46 ท่อเชื่อมอาร์กจมอยู่ใต้น้ำตามยาว (LSAW)
ภาพรวมพื้นฐาน
ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับท่อเหล็กเชื่อมอาร์กจมอยู่ใต้น้ำตามยาว-ตามยาวภายใต้เอพีไอ 5 ลิตรข้อกำหนดเกรด X46คือเหล็กท่อกำลังปานกลาง-อยู่ระหว่าง X42 และ X52 โดยมีกำลังรับผลผลิตขั้นต่ำ46,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (317 เมกะปาสคาล). มีการผสมผสานที่สมดุลระหว่างความแข็งแรงและความสามารถในการเชื่อมสำหรับการส่งน้ำมันและก๊าซที่มีแรงดันปานกลาง-
คำอธิบายชื่อ
| ส่วนหนึ่ง | ความหมาย |
|---|---|
| เอพีไอ | สถาบันปิโตรเลียมอเมริกัน |
| 5L | ข้อกำหนดสำหรับท่อเส้น |
| X46 | การกำหนดเกรด –X= เกรดไปป์ไลน์46= กำลังรับผลผลิตขั้นต่ำในหน่วย ksi (46,000 psi) |
| การเชื่อมอาร์คใต้น้ำตามยาว (LSAW) | กระบวนการผลิต – แผ่นเหล็กขึ้นรูปและเชื่อมตามตะเข็บยาวตรงเส้นเดียวโดยใช้การเชื่อมอาร์คแบบจุ่มและเติมโลหะฟิลเลอร์ |
คุณสมบัติที่สำคัญของท่อ API 5L X46 LSAW
| คุณสมบัติ | คำอธิบาย |
|---|---|
| ประเภทวัสดุ | เหล็กกล้าคาร์บอนผสมไมโคร-– อาจมีการเติมไนโอเบียม วาเนเดียม หรือไทเทเนียมเล็กน้อยเพื่อเพิ่มความประณีตและความแข็งแรงของเมล็ดพืช |
| การผลิต | LSAW (การเชื่อมอาร์คใต้น้ำตามยาว)– แผ่นที่สร้างโดยกระบวนการ UOE, JCOE หรือ RBE จากนั้นเชื่อมด้วยส่วนโค้งที่จมอยู่ใต้น้ำทั้งภายในและภายนอก |
| ระดับข้อมูลจำเพาะผลิตภัณฑ์ | PSL1หรือPSL2(PSL2 กำหนดให้ต้องมีการทดสอบแรงกระแทกและการควบคุมทางเคมีที่เข้มงวดยิ่งขึ้น) |
| ความแข็งแรงของผลผลิต | ขั้นต่ำ 317 MPa (46,000 psi) |
| ความต้านแรงดึง | ขั้นต่ำ 434 MPa (63,000 psi) |
| ข้อได้เปรียบที่สำคัญ | มีความแข็งแรงสูงกว่า X42(317 MPa เทียบกับ. 290 MPa) ในขณะที่ยังคงความสามารถในการเชื่อมได้ดีเยี่ยม |
| เส้นผ่านศูนย์กลางทั่วไป | 219 มม. ถึง 1820 มม(8" ถึง 72") – กระบวนการ LSAW ช่วยให้สามารถผลิตเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ได้ |
| ความหนาของผนังทั่วไป | 5.0 มม. ถึง 60 มม(สูงสุด 80 มม. จากผู้ผลิตบางราย) |
| ความยาว | 6 ม. ถึง 18 มมาตรฐาน; โดยทั่วไป 6-12.3 ม |
องค์ประกอบทางเคมี (API 5L X46)
| องค์ประกอบ | PSL1 (สูงสุด %) | PSL2 (สูงสุด%) | หมายเหตุ |
|---|---|---|---|
| คาร์บอน (ซี) | 0.26 | 0.22 | PSL2 มีการควบคุมการเชื่อมที่เข้มงวดยิ่งขึ้น |
| แมงกานีส (Mn) | 1.40 | 1.30-1.40 | PSL2 อาจมีขีดจำกัดล่าง |
| ฟอสฟอรัส (P) | 0.030 | 0.025 | เข้มงวดมากขึ้นใน PSL2 |
| ซัลเฟอร์ (S) | 0.030 | 0.015 | PSL2 มีความเข้มงวดมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัดเพื่อความแข็งแกร่ง |
| ซิลิคอน (ศรี) | - | สูงสุด 0.45 | ระบุไว้ใน PSL2 |
บันทึก:สำหรับการลดปริมาณคาร์บอนสูงสุดแต่ละครั้งลง 0.01% อนุญาตให้เพิ่มปริมาณแมงกานีสสูงสุดที่ระบุได้ 0.05% สูงสุด 1.65% สำหรับเกรดที่มากกว่าหรือเท่ากับ X52 .
คุณสมบัติทางกล
| คุณสมบัติ | PSL1 | PSL2 |
|---|---|---|
| ความแข็งแรงของผลผลิต (นาที) | 317 เมกะปาสคาล | 317 เมกะปาสคาล |
| ความแข็งแรงของผลผลิต (สูงสุด) | ไม่ระบุ | 495 เมกะปาสคาล(สำหรับบางขนาด) |
| ความต้านแรงดึง (นาที) | 434 เมกะปาสคาล | 434 เมกะปาสคาล |
| ความต้านแรงดึง (สูงสุด) | ไม่ระบุ | 758 เมกะปาสคาล |
| การยืดตัว | 21-27% (แตกต่างกันไปตามความหนาของผนัง) | 21-27% |
| พลังงานกระแทก (รอยบาก Charpy V-) | ไม่จำเป็น | เฉลี่ย 41 J (27 ฟุต-lbf) ที่อุณหภูมิที่กำหนด |
บันทึก:X46 จัดให้ความแข็งแรงของผลผลิตสูงขึ้นประมาณ 9%กว่า X42 (290 MPa เทียบกับ . 317 MPa)
PSL1 กับ PSL2 สำหรับท่อ X46 LSAW
| ด้าน | PSL1 | PSL2 |
|---|---|---|
| เคมี | ขีดจำกัดมาตรฐาน (C น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.26%, S น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.030%) | การควบคุมที่เข้มงวดยิ่งขึ้น(C น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.22%, S น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.015%) |
| ความแข็งแกร่ง | มินระบุเท่านั้น | ต่ำสุดและสูงสุดระบุ (ป้องกันความแรงเกิน-) |
| การทดสอบแรงกระแทก | ไม่จำเป็น | บังคับที่อุณหภูมิที่กำหนด |
| เทียบเท่าคาร์บอน | ไม่จำเป็น | คำนวณและควบคุม |
| ข้อกำหนด NDT | มาตรฐาน | เข้มงวดยิ่งขึ้น |
| การใช้งานทั่วไป | บริการทั่วไปสายน้ำ | บริการวิกฤต บริการเปรี้ยว อุณหภูมิต่ำ |
กระบวนการผลิต LSAW
วิธีการขึ้นรูป
| วิธี | คำอธิบาย | เส้นผ่านศูนย์กลางทั่วไป |
|---|---|---|
| ยูโออี/ยูโออี | แผ่นกดเป็นรูปตัว U- จากนั้นกดเป็นรูป O- และขยายออกหลังการเชื่อม | 508-1118 มม. (20"-44") |
| เจซีโออี/เจซีโออี | ขั้นตอนการขึ้นรูป J-C-O แบบก้าวหน้า (รูปร่าง J- รูปร่าง → รูปร่าง C- → รูปร่าง O-) ขยายออกหลังการเชื่อม | 406-1626 มม. (16"-64") |
| อาร์บีอี/อาร์บีอี | กระบวนการดัดแบบม้วน | หลากหลาย |
ขั้นตอนกระบวนการ
การเตรียมจาน:แผ่นเหล็กรีดร้อน-ได้รับการตรวจสอบขาเข้า (การทดสอบอัลตราโซนิกสำหรับการเคลือบ) การกัดขอบเพื่อให้ได้มุมเอียงที่แม่นยำ
การจีบแผ่น:ขอบทั้งสองของเพลตโค้งงอก่อน-เพื่อให้โค้งใกล้กับท่อที่เสร็จแล้ว (เครื่องกดย้ำ)
การขึ้นรูป:การกดไฮดรอลิกแบบก้าวหน้า (JCO หรือ UOE) สร้างความกลมสม่ำเสมอ
การเชื่อมเบื้องต้น- (การเชื่อมแบบแทค):ยึดตะเข็บชั่วคราว
การเชื่อมอาร์คแบบจมอยู่ใต้น้ำ:เลื่อยลวดหลาย-ใช้การเชื่อมภายใน จากนั้นจึงเชื่อมภายนอกเพื่อการเจาะเต็มภายใต้ฟลักซ์ สำหรับท่อขนาดเล็ก อาจใช้ลวดเดี่ยวด้านใน + ลวดคู่ด้านนอกก็ได้
การขยายทางกล:ท่อขยายเป็นขนาดที่แม่นยำ (สำหรับกระบวนการ UOE/JCOE) เพื่อให้ได้พิกัดความเผื่อที่แคบ ขั้นตอนนี้ยังช่วยลดความเค้นตกค้างและปรับปรุงความแข็งแรงของผลผลิตอีกด้วย
NDT และการทดสอบ:การทดสอบรอยเชื่อมด้วยคลื่นอัลตราโซนิก 100% การตรวจด้วยภาพรังสีเมื่อระบุ การทดสอบอุทกสถิต
จบ:การบากปลาย (ตาม ANSI B16.25) การใช้งานการเคลือบตามที่ระบุ
ขนาดที่มีจำหน่าย
| พารามิเตอร์ | พิสัย | หมายเหตุ |
|---|---|---|
| เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก | 219 มม. ถึง 1820 มม(8" ถึง 72") | มีจำหน่ายสูงสุด 2134 มม. (84") จากผู้ผลิตบางราย |
| ความหนาของผนัง | 5.0 มม. ถึง 60 มม | ผู้ผลิตบางรายมีจำหน่ายสูงสุด 80 มม |
| ความยาว | 6 ม. ถึง 12.3 มมาตรฐาน;สูงถึง 18 มมีอยู่ | กระบวนการ JCOE โดยทั่วไป 8-12.2 ม |
| สิ้นสุด เสร็จสิ้น | ปลายธรรมดา ปลายเอียงตาม ANSI B16.25 | เอียงตามมาตรฐานการเชื่อม |
ความหนาของผนังทั่วไปตามขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง (X46)
| OD (นิ้ว) | OD (มม.) | ช่วงความหนาของผนัง (มม.) |
|---|---|---|
| 16" | 406 | 6.0 - 13.0 |
| 20" | 508 | 6.0 - 15.0 |
| 24" | 610 | 6.0 - 17.0 |
| 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 |
ข้อกำหนดในการทดสอบและตรวจสอบ
| ประเภทการทดสอบ | วัตถุประสงค์ |
|---|---|
| การวิเคราะห์ทางเคมี | ตรวจสอบว่าองค์ประกอบตรงตามขีดจำกัด API 5L |
| การทดสอบแรงดึง | ยืนยันผลผลิตและความต้านทานแรงดึง (โลหะฐานและงานเชื่อม) |
| การทดสอบการทำให้เรียบ | ตรวจสอบความเหนียว |
| การทดสอบการโค้งงอ | ตรวจสอบความสมบูรณ์ของการเชื่อมและความเหนียว |
| การทดสอบแรงกระแทก (รอยบาก Charpy V-) | จำเป็นสำหรับ PSL2ที่อุณหภูมิที่กำหนด |
| การทดสอบอุทกสถิต | หลักฐานการรั่ว-ความแน่น – แต่ละท่อผ่านการทดสอบแยกกัน |
| การตรวจอัลตราโซนิก | 100%ของรอยเชื่อมสำหรับข้อบกพร่องภายใน |
| การตรวจด้วยรังสี (เอ็กซ์-รังสี) | เมื่อกำหนดโดยข้อกำหนดเสริม |
| DWTT (การทดสอบการฉีกขาดของน้ำหนักตก) | สำหรับการตรวจสอบความทนทานต่อการแตกหักเมื่อระบุ |
| การตรวจสอบมิติ | ตรวจสอบ OD ความหนาของผนัง ความตรง ความเหลี่ยมด้านท้าย |
| การตรวจสอบด้วยสายตา | สภาพพื้นผิว ลักษณะรอยเชื่อม |
ใบรับรองการทดสอบโรงงาน:โดยทั่วไปแล้ว EN 10204 / 3.1B สำหรับ PSL2
ตัวเลือกการเคลือบและการป้องกัน
ท่อ API 5L X46 LSAW มักมาพร้อมกับ:
| ประเภทการเคลือบ | แอปพลิเคชัน |
|---|---|
| สีดำ(เปลือย) | ผิวสีมาตรฐาน ใช้ภายในอาคาร |
| น้ำมันเคลือบเงา /-ป้องกันสนิม | การป้องกันชั่วคราวระหว่างการขนส่ง |
| ภาพวาดสีดำ | การป้องกันการกัดกร่อนขั้นพื้นฐาน |
| 3LPE (โพลีเอทิลีน 3 ชั้น) | ท่อฝัง สภาพแวดล้อมที่รุนแรง |
| FBE (อีพ็อกซี่พันธะฟิวชั่น) | ป้องกันการกัดกร่อน |
| อีพ็อกซี่ทาร์ถ่านหิน | การป้องกันงานหนัก- |
| การเคลือบน้ำมันดิน | บริการฝังศพ |
| การเคลือบน้ำหนักคอนกรีต (CWC) | ท่อนอกชายฝั่ง (ทุ่นลอยน้ำเชิงลบ) |
ตารางเปรียบเทียบ: X46 กับเกรดที่อยู่ติดกัน
| ระดับ | ความแข็งแรงของผลผลิต (MPa) นาที | ความต้านแรงดึง (MPa) นาที | ตำแหน่ง |
|---|---|---|---|
| X42 | 290 | 414 | ความแข็งแรงลดลง |
| X46 | 317 | 434 | ระดับกลาง |
| X52 | 359 | 455 | มีความแข็งแรงสูงขึ้น |
เปอร์เซ็นต์ที่เพิ่มขึ้น:X46 นำเสนอประมาณความแข็งแรงของผลผลิตสูงกว่า X42 ถึง 9%และข้อเสนอ X52ความแข็งแรงของผลผลิตสูงกว่า X46 ถึง 13% .
การใช้งานทั่วไป
ท่อ API 5L X46 LSAW ใช้กันอย่างแพร่หลายใน:
| อุตสาหกรรม | การใช้งาน |
|---|---|
| น้ำมันและก๊าซ | ท่อส่งแรงดันปานกลาง- สายรวบรวม สายไหล |
| การส่งน้ำ | ท่อส่งน้ำขนาดใหญ่- ระบบชลประทาน |
| โครงสร้างพื้นฐาน | เสาเข็มโครงสร้าง ส่วนประกอบทางวิศวกรรม |
| ปิโตรเคมี | สายการผลิต, การลำเลียงทางอุตสาหกรรม |
| การทำเหมืองแร่ | ท่อถนนลาดยางการขนส่งกากแร่ |
| การผลิตไฟฟ้า | ท่อน้ำหล่อเย็น |
| นอกชายฝั่ง | ท่อส่งใต้ทะเล (เมื่อระบุด้วยการทดสอบที่เหมาะสม) |
| การก่อสร้าง | ส่วนประกอบทางวิศวกรรม โครงสร้างอาคาร |
ความเท่าเทียมกันระหว่างประเทศ
| มาตรฐาน | เกรดที่เทียบเท่า | หมายเหตุ |
|---|---|---|
| ISO 3183 | L320 | สอดคล้องกับ API 5L |
| กิกะไบต์/ที 9711 | L320 | เทียบเท่าของจีน |
| ซีเอสเอ Z245 | เกรด 290 | มาตรฐานแคนาดา (ใกล้กับ X42) |
| ระบบปฏิบัติการ DNV-F101 | เกรด 415 | มาตรฐานนอกชายฝั่ง (ความแรงสูงกว่า) |
| อีเอ็น 10217 | P265GH / P355N | ค่าเทียบเท่าโดยประมาณ (ระดับความแรงต่างกัน) |
ข้อดีของเกรด X46 มากกว่าเกรดที่ต่ำกว่า
| ข้อได้เปรียบ | คำอธิบาย |
|---|---|
| ความแข็งแกร่งที่สูงขึ้น | ความแข็งแรงของผลผลิตที่สูงขึ้น 9%มากกว่า X42 (317 MPa เทียบกับ . 290 MPa) |
| การลดความหนาของผนัง | สามารถใช้ผนังที่บางกว่าเพื่อให้ได้แรงดันเท่ากัน – ช่วยลดต้นทุนและน้ำหนักวัสดุ |
| ความสามารถในการเชื่อม | คงความสามารถในการเชื่อมได้ดีเยี่ยมแม้จะมีความแข็งแรงสูงกว่าก็ตาม |
| ตัวเลือกระดับกลาง | เติมเต็มช่องว่างระหว่าง X42 และ X52 เพื่อการออกแบบที่ดีที่สุด |
| ต้นทุน-ประสิทธิผล | มีความสมดุลระหว่างความแข็งแกร่งและราคาวัสดุ |
| ตัวเลือกความเหนียว | PSL2 ใช้งานได้กับบริการที่อุณหภูมิต่ำ-พร้อมรับประกันคุณสมบัติการกระแทก |
ข้อดีของการผลิต LSAW สำหรับ X46
| ข้อได้เปรียบ | คำอธิบาย |
|---|---|
| ความสามารถเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ | สามารถผลิตท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 8" ถึง 72"+ ซึ่งใหญ่กว่าความสามารถของท่อไร้รอยต่อหรือ ERW มาก |
| กำแพงหนา | เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความหนาของผนังมาก (สูงสุด 80 มม.) |
| ความสมบูรณ์ของโครงสร้างสูง | ตะเข็บเดี่ยวตามยาวให้ความแข็งแรงและต้านทานแรงกดที่เหนือกว่า พร้อมการเชื่อมทะลุ-เต็ม ทำให้มั่นใจได้ว่ามีความเสี่ยงต่อข้อบกพร่องน้อยที่สุด |
| ความแม่นยำของมิติที่ดีเยี่ยม | ค่าพิกัดความเผื่อ OD, การตกไข่ และความตรงที่แน่นหนา (โดยทั่วไป ±0.5%) ช่วยลดปัญหาในการติดตั้ง |
| การควบคุมความเครียดตกค้าง | ขั้นตอนการขยายเชิงกลจะช่วยลดความเค้นตกค้างและปรับปรุงความแข็งแรงของผลผลิต |
| ความเหนียวที่เพิ่มขึ้น | ตัวเลือก PSL2 พร้อมการทดสอบ Charpy V- สำหรับบริการที่อุณหภูมิต่ำ- |
| การประกันคุณภาพ | การเชื่อมอัตโนมัติพร้อมพารามิเตอร์ที่บันทึกไว้ การติดตาม NDT เต็มรูปแบบ |
หมายเหตุการเลือกที่สำคัญ
1. X46 เทียบกับเกรดสูง/ต่ำ
X46เหมาะสำหรับสายส่งแรงดันปานกลาง-โดยที่ความแข็งแกร่งของ X42 ไม่เพียงพอเล็กน้อย
สำหรับแรงกดดันที่สูงขึ้น ให้พิจารณาX52(ผลผลิต 52 ksi)X60(60 ksi) หรือเกรดที่สูงกว่า (X65, X70)
X46 เสนอ aตัวเลือกระดับกลางที่มีประสิทธิภาพ-ระหว่าง X42 และ X52
2. การเลือก PSL1 กับ PSL2
PSL1:เพียงพอสำหรับบริการทั่วไปส่วนใหญ่-การใช้งานที่ไม่สำคัญ ท่อส่งน้ำ
PSL2: แนะนำสำหรับ:
บริการที่อุณหภูมิต่ำ- (ต้องมีการทดสอบแรงกระแทก)
บริการเปรี้ยว (สภาพแวดล้อม H₂S)
เส้นแรงดันสูง-วิกฤต
โครงการที่มีความต้องการความเหนียวเฉพาะ
การปฏิบัติตามกฎระเบียบ (สาย DOT, FEMSA)
3. การเลือกกระบวนการผลิต
แอลเอสเอเป็นที่ต้องการสำหรับ:
เส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ ( มากกว่าหรือเท่ากับ 16")
สายส่งแรงดันปานกลาง-
เมื่อกำหนดตะเข็บตรงเพื่อให้ NDT ง่ายขึ้น
การใช้งานกับผนังหนา (สูงสุด 80 มม.)
4. การทดสอบและการรับรอง
การรับรองมาตรฐาน:TH 10204 3.1(การทดสอบอิสระของผู้ผลิต)
สำหรับโครงการที่สำคัญ:TH 10204 3.2(บุคคลที่สาม-เป็นพยานในการทดสอบ)
ตรวจสอบให้แน่ใจว่าใบรับรองการทดสอบโรงงานประกอบด้วย: องค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติทางกล ผลลัพธ์ NDT ผลการทดสอบอุทกสถิต
5. แอปพลิเคชันพอดี
การส่งน้ำมันและก๊าซ:X46 PSL2 พร้อมการทดสอบแรงกระแทกเพื่อความปลอดภัย
สายส่งน้ำ:X46 PSL1 เป็นเรื่องธรรมดาและประหยัด
บริการเปรี้ยว:ระบุ X46 PSL2 ตามมาตรฐาน NACE
การใช้งานโครงสร้าง:X46 LSAW เหมาะสำหรับงานตอกเสาเข็มและงานก่อสร้าง
ประเด็นสุดท้าย: ท่อ API 5L X46 LSAWคือท่อเชื่อมขนาด-กำลังปานกลาง เส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่-ครอบครองตำแหน่งกลางระหว่าง X42 และ X52 ในบันไดเกรด API 5L ด้วยความแข็งแรงของผลผลิตขั้นต่ำของ46,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (317 เมกะปาสคาล)ก็มีประมาณนี้ความแข็งแกร่งสูงกว่า X42 ถึง 9%ในขณะที่ยังคงความสามารถในการเชื่อมได้ดีเยี่ยม มันถูกระบุไว้สำหรับการส่งผ่านน้ำมันและก๊าซแรงดันปานกลาง ท่อจ่ายน้ำหลัก และการใช้งานทางอุตสาหกรรมโดยที่ X42 ต่ำกว่า-ความแข็งแกร่งเล็กน้อย แต่ X52 เกินกว่า-กำหนด กระบวนการผลิต LSAW ช่วยให้สามารถผลิตท่อจากเส้นผ่านศูนย์กลาง 8" ถึง 72"โดยมีความหนาของผนังสูงสุดถึง80 มม. สำหรับบริการที่สำคัญซึ่งต้องการความเหนียวที่เพิ่มขึ้นหรือความต้านทานต่อบริการที่มีรสเปรี้ยว ให้ระบุPSL2ด้วยการทดสอบแรงกระแทกแบบชาร์ปี วี-และการควบคุมทางเคมีที่เข้มงวดยิ่งขึ้น
