ท่อ API 5L X80 ERW
ภาพรวมพื้นฐาน
ท่อ API 5L X80 ERW (รอยเชื่อมความต้านทานไฟฟ้า)เป็นเกรดความแข็งแรงสูงสุดที่มีจำหน่ายในท้องตลาดสำหรับท่อแนวเชื่อมความถี่สูง- การกำหนด "X80" บ่งบอกถึงความแข็งแรงของผลผลิตขั้นต่ำ80,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (552 เมกะปาสคาล)ทำให้เหมาะสำหรับการส่งก๊าซแรงดันสูงพิเศษ-สูง- ท่อส่งนอกชายฝั่งน้ำลึก และการบริการในอาร์กติกที่ต้องการอัตราส่วนกำลังสูงสุด-ต่อ- น้ำหนัก [citation:2, citation:6]
คำอธิบายชื่อ
| ส่วนหนึ่ง | ความหมาย |
|---|---|
| เอพีไอ | สถาบันปิโตรเลียมอเมริกัน |
| 5L | ข้อกำหนดสำหรับท่อเส้นที่ใช้ในระบบขนส่งทางท่อ |
| X80 | การกำหนดเกรด - "X" หมายถึงเกรดของไปป์ไลน์ "80" แสดงถึงความแข็งแรงของผลผลิตขั้นต่ำในหน่วย ksi (80,000 psi / 552 MPa) |
| ERW | รอยเชื่อมความต้านทานไฟฟ้า - ท่อที่สร้างจากขดลวดเหล็กและเชื่อมตามยาวโดยไม่มีโลหะเติม |
คุณสมบัติที่สำคัญ
| คุณสมบัติ | คำอธิบาย |
|---|---|
| ประเภทวัสดุ | เหล็กกล้าคาร์บอนผสมไมโคร- (C ต่ำ, Mn สูง, Nb, V, Ti พร้อมการเติม Cr, Mo) |
| ความแข็งแรงของผลผลิต (นาที) | 552-555 เมกะปาสคาล (80,000-80,500 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว)[อ้างอิง:2, อ้างอิง:8] |
| ความต้านแรงดึง (ต่ำสุด) | 621-625 เมกะปาสคาล (90,000-90,600 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว)[อ้างอิง:2, อ้างอิง:8] |
| การผลิต | การเชื่อมด้วยความต้านทานไฟฟ้า (ERW) / การเชื่อมด้วยความถี่สูง- (HFW) – กระบวนการต่อเนื่องจากขดลวดเหล็ก |
| ช่วงขนาด (ERW) | 219.1 มม. ถึง 610 มม. (ประมาณ. 8" ถึง 24") OD [อ้างอิง:1, การอ้างอิง:9] |
| ความหนาของผนัง | 4.0 มม. ถึง 19.1 มม.X80 หนาสูงสุด 12.7 มมต่อ Baosteel [อ้างอิง:1, การอ้างอิง:7] |
| ความยาว | 3 ม. ถึง 18 ม. (ปรับแต่งได้) |
| ระดับข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ | PSL1(มาตรฐาน) และPSL2(ปรับปรุงแล้ว) |
องค์ประกอบทางเคมี
PSL1 (สูงสุด %)
| องค์ประกอบ | ข้อมูลจำเพาะ | หมายเหตุ |
|---|---|---|
| คาร์บอน (ซี) | สูงสุด 0.12% | คาร์บอนต่ำพิเศษ-สำหรับการเชื่อม |
| แมงกานีส (Mn) | สูงสุด 1.85% | เสริมความแข็งแกร่ง |
| ฟอสฟอรัส (P) | สูงสุด 0.030% | ควบคุมความสามารถในการเชื่อม |
| ซัลเฟอร์ (S) | สูงสุด 0.030% | ควบคุมเพื่อความแกร่ง |
PSL2 (สูงสุด%)
| องค์ประกอบ | ข้อมูลจำเพาะ | ความสำคัญ |
|---|---|---|
| คาร์บอน (ซี) | สูงสุด 0.12% | คาร์บอนต่ำพิเศษ-สำหรับการเชื่อม |
| แมงกานีส (Mn) | สูงสุด 1.85% | |
| ฟอสฟอรัส (P) | สูงสุด 0.025% | เข้มงวดกว่า PSL1 |
| ซัลเฟอร์ (S) | สูงสุด 0.015% | ลดลง 50% จาก PSL1; สำคัญสำหรับความแข็งแกร่ง |
| ไนโอเบียม (Nb) | 0.05-0.10% | ไมโคร-อัลลอยด์สำหรับการปรับแต่งเกรน |
| วานาเดียม (V) | สูงสุด 0.10 | ไมโคร-อัลลอยด์เพื่อความแข็งแกร่ง |
| ไทเทเนียม (Ti) | สูงสุด 0.04 | ไมโคร-อัลลอยด์สำหรับการปรับแต่งเกรน |
| โครเมียม (Cr) | สูงสุด 0.30% | เสริมสร้างความเข้มแข็งเพิ่มเติม |
| โมลิบดีนัม (Mo) | สูงสุด 0.30% | เสริมสร้างความเข้มแข็งเพิ่มเติม |
*หมายเหตุ: เหล็กกล้า X80 เป็นเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ แมงกานีสสูง โลหะผสมไมโคร-ที่มีโครงสร้างจุลภาคที่เป็นกรดซึ่งได้มาจากเคมีควบคุมและอัตราการทำความเย็นสูงหลังจากการรีดร้อน*
คุณสมบัติทางกล
| คุณสมบัติ | ข้อกำหนด PSL1 | ข้อกำหนด PSL2 |
|---|---|---|
| ความแข็งแรงของผลผลิต (นาที) | 552-555 MPa (80,000 psi) [อ้างอิง:2, การอ้างอิง:8] | 552-555 เมกะปาสคาล (80,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) |
| ความแข็งแรงของผลผลิต (สูงสุด) | ไม่ระบุ | 690-705 เมกะปาสคาล (100,000-102,300 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) |
| ความต้านแรงดึง (ต่ำสุด) | 621-625 MPa (90,000 psi) [อ้างอิง:2, การอ้างอิง:8] | 621-625 เมกะปาสคาล (90,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) |
| ความต้านแรงดึง (สูงสุด) | ไม่ระบุ | 825 เมกะปาสคาล (119,700 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) |
| อัตราผลตอบแทน-ต่อ-อัตราส่วนแรงดึง | ไม่ระบุ | สูงสุด 0.90-0.93 |
| การยืดตัว | มากกว่าหรือเท่ากับ 20% (ขึ้นอยู่กับความหนาของผนัง) | มากกว่าหรือเท่ากับ 20% |
| ชาร์ปีอิมแพ็ค | ไม่จำเป็น | บังคับที่อุณหภูมิที่กำหนด (มักจะ -20 องศาถึง -45 องศา) |
การเปรียบเทียบเกรด
| ระดับ | ความแข็งแรงของผลผลิต (นาที) | ความต้านแรงดึง (ต่ำสุด) | ความแรงสัมพัทธ์เทียบกับ X80 | การใช้งานทั่วไป |
|---|---|---|---|---|
| X60 | 414 MPa (60 กิโลไซ) | 517 MPa (75 ksi) | -25% | การส่งผ่านแรงดันสูง- |
| X65 | 448 MPa (65 กิโลปอนด์/ตารางนิ้ว) | 531 MPa (77 ksi) | -19% | ความกดอากาศสูง-นอกชายฝั่ง |
| X70 | 483 MPa (70 ksi) | 565 เมกะปาสคาล (82 กิโลปอนด์/ตารางนิ้ว) | -12% | การส่งก๊าซทางไกล- |
| X80 | 552 เมกะปาสคาล (80 กิโลปอนด์/ตารางนิ้ว) | 621 MPa (90 ksi) | พื้นฐาน | ความกดอากาศสูง-สูงพิเศษ- อาร์กติก น้ำลึก |
X80 ให้ผลผลิตสูงกว่า X70 ประมาณ 14% และสูงกว่า X60 . ประมาณ 33%
ความคลาดเคลื่อนมิติ
| พารามิเตอร์ | ช่วงขนาด | ความอดทน | แหล่งที่มา |
|---|---|---|---|
| เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (219.1-273.1 มม.) | - | +1.6มม., -0.4มม | |
| เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (274-320 มม.) | - | +2.4มม., -0.8มม | |
| เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (323.9-457 มม.) | - | +2.4มม., -0.8มม | |
| เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (508-610 มม.) | - | +2.4มม., -0.8มม | |
| ความหนาของผนัง (508-610มม.) | - | +19.5%, -8% |
ขนาดที่มีจำหน่าย:
โดยทั่วไปกระบวนการ ERW จะสร้างท่อ X80 ได้ถึงOD 24 นิ้ว (610 มม.)[อ้างอิง:1, อ้างอิง:9]
ความหนาของผนังสูงสุดสำหรับ X80 ERW คือ12.7 มมต่อ Baosteel [อ้างอิง:1, การอ้างอิง:7]
เจเอฟอี สตีล ได้พัฒนารายแรกของโลกท่อ X80 ERW หนาหนึ่ง-นิ้ว (25.4 มม.)สำหรับการใช้งานปลอกตัวนำ
ข้อกำหนดการทดสอบ
| ประเภทการทดสอบ | วัตถุประสงค์ | การบังคับใช้ |
|---|---|---|
| การวิเคราะห์ทางเคมี | ตรวจสอบองค์ประกอบตามขีดจำกัด API 5L | ต่อความร้อน |
| การทดสอบแรงดึง | ยืนยันผลผลิตและความต้านทานแรงดึง | ต่อล็อต |
| การทดสอบการทำให้เรียบ | ตรวจสอบความเหนียว | ที่จำเป็น |
| การทดสอบการโค้งงอ | ตรวจสอบความสมบูรณ์ของการเชื่อม | ที่จำเป็น |
| การทดสอบอุทกสถิต | การตรวจสอบความสมบูรณ์ของแรงดัน | แต่ละท่อ |
| NDT (กระแสอัลตราโซนิก/กระแสวน) | การตรวจสอบรอยเชื่อม | การปฏิบัติมาตรฐาน |
| การทดสอบการกระแทก (รอยบาก Charpy V-) | ความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ- | PSL2 เท่านั้น– ค่าความเหนียวสูงที่อุณหภูมิต่ำมาก |
| การทดสอบความแข็ง | การตรวจสอบบริการเปรี้ยว | PSL2 (บริการเปรี้ยว) |
PSL1 กับ PSL2: ความแตกต่างที่สำคัญสำหรับ X80
| คุณสมบัติ | PSL1 | PSL2 | ความสำคัญ |
|---|---|---|---|
| คาร์บอน (C) สูงสุด | 0.12% | 0.12% | เชื่อมได้ต่ำมาก- |
| ซัลเฟอร์ (S) สูงสุด | 0.030% | 0.015% | ลด 50% สำหรับความแข็งแกร่ง |
| ความแข็งแรงของผลผลิต | มินเท่านั้น. | ต่ำสุดและสูงสุด (552-705 MPa) | ป้องกันวัสดุที่มีความแข็งแรงสูงเกินไป- |
| อัตราผลตอบแทน (มี/ที) | ไม่ระบุ | สูงสุด 0.90-0.93 | รับประกันความเหนียวที่เพียงพอ |
| การทดสอบแรงกระแทก | ไม่จำเป็น | บังคับ | รับประกันความทนทานต่ออุณหภูมิต่ำ- |
| ข้อกำหนด NDT | มาตรฐาน | เข้มงวดยิ่งขึ้น | การตรวจจับข้อบกพร่องที่ดีขึ้น |
| การใช้งานทั่วไป | บริการทั่วไป | บริการที่สำคัญ บริการเปรี้ยว อาร์กติก น้ำลึก |
การใช้งานทั่วไป
| แอปพลิเคชัน | คำอธิบาย |
|---|---|
| ระบบส่งก๊าซแรงดันสูง-สูง-เป็นพิเศษ | ท่อส่งก๊าซทางไกล-ที่ต้องการอัตราส่วนความแรงสูงสุด-ต่อ-น้ำหนัก |
| ท่อส่งน้ำลึกนอกชายฝั่ง | ท่อใต้ทะเลในสภาพแวดล้อมที่มีแรงกดดันภายนอกสูง |
| ท่อส่งก๊าซอาร์กติก/เย็น | การใช้งานที่อุณหภูมิต่ำ-ซึ่งต้องการความเหนียวสูง |
| ปลอกตัวนำ | บ่อใต้ทะเลลึกที่ต้องการผนังหนาและมีความแข็งแรงสูง |
| การรวบรวมน้ำมันแรงดันสูง- | ท่อเก็บน้ำมันดิบและระบบรวบรวม |
| บริการเปรี้ยว | สภาพแวดล้อม H₂S ที่มีความต้านทาน HIC/SSC (เมื่อระบุ) |
ข้อควรพิจารณาในการผลิต
ความเป็นมาการพัฒนา
ท่อ X80 ERW แสดงถึงความสำเร็จทางเทคโนโลยีที่สำคัญ TenarisConfab และ Usiminas พัฒนาท่อ X80 ERW ที่มีโครงสร้างจุลภาคแบบแอคคูลาร์ผ่าน:
คาร์บอนต่ำ แมงกานีสสูง เหล็กผสมไมโคร- (Nb, V, Ti)
การเติมโครเมียมและโมลิบดีนัมเพื่อเพิ่มคุณสมบัติ
ควบคุมอัตราการทำความเย็นหลังจากการรีดร้อน
ความหนาของผนัง-
เจเอฟอี สตีล พัฒนารายแรกของโลกท่อ X80 ERW หนาหนึ่ง-นิ้ว (25.4 มม.)สำหรับการใช้งานปลอกตัวนำโดยใช้เทคโนโลยีการขึ้นรูปที่เป็นเอกสิทธิ์ ทำให้สามารถใช้ในสภาพแวดล้อมใต้ทะเลลึกที่มีแรงดันภายนอกสูง
ข้อจำกัดด้านขนาด
โดยทั่วไปการผลิต ERW สำหรับ X80 จะถูกจำกัดให้มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน24 นิ้ว (610 มม.)โดยมีความหนาของผนังสูงสุดที่12.7 มมสำหรับการใช้งานท่อเส้นมาตรฐาน [อ้างอิง:1, การอ้างอิง:7] มีผนังหนา (สูงสุด 25.4 มม.) สำหรับการใช้งานปลอกตัวนำ
การกำหนดการรักษาความร้อน (PSL2)
PSL2 X80 อาจมีส่วนต่อท้ายที่ระบุถึงการบำบัดความร้อน:
X80M: รีดด้วยกลไกความร้อน (TMCP – เพื่อเพิ่มความเหนียวและความสามารถในการเชื่อม)
X80Q: ดับและอบคืนตัว (เพื่อความสม่ำเสมอของความแข็งแรงสูงสุด)
เทียบเท่ามาตรฐานสากล
| มาตรฐาน | เกรดเทียบเท่า |
|---|---|
| ISO 3183 | L555 |
| ระบบปฏิบัติการ DNV-F101 | เกรด 485 / 555 |
| ซีเอสเอ Z245 | เกรด 550 |
| กิกะไบต์/ที 9711 | L555 |
| AS 2885 | L555 |
ข้อได้เปรียบที่สำคัญ
| ข้อได้เปรียบ | คำอธิบาย |
|---|---|
| ความแข็งแกร่งสูงสุด | อัตราผลตอบแทน 80,000 psi ทำให้ผนังบางที่สุดสำหรับแรงดันที่กำหนด – มีความแข็งแรงสูงกว่า X60 ถึง 33% |
| ความเหนียวที่ดีเยี่ยม | ค่าความเหนียวสูงที่อุณหภูมิต่ำมาก เหมาะสำหรับงานอาร์กติก |
| การประหยัดวัสดุ | ความหนาของผนังที่ลดลงช่วยลดน้ำหนักวัสดุและค่าขนส่ง |
| ความสามารถน้ำลึก | มีจำหน่ายในรุ่นผนังหนา-สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีแรงกดดันภายนอกสูง |
| ต้นทุน-มีประสิทธิผล | ERW ดำเนินการประหยัดกว่าแบบไม่มีรอยต่อหรือ LSAW สำหรับขนาดสูงสุด 24" |
| ประสิทธิภาพที่พิสูจน์แล้ว | ใช้ในโครงการไปป์ไลน์ที่สำคัญทั่วโลก [อ้างอิง: 1, การอ้างอิง: 7] |
ตัวเลือกการเคลือบ
ท่อ X80 ERW โดยทั่วไปจะมาพร้อมกับ:
| ประเภทการเคลือบ | แอปพลิเคชัน |
|---|---|
| สีดำ (ผิวโรงสีเปลือย) | มาตรฐานในร่ม/เหนือพื้นดิน |
| 3LPE (โพลีเอทิลีน 3 ชั้น) | พบมากที่สุดสำหรับท่อฝัง |
| FBE (อีพ็อกซี่ฟิวชั่นบอนด์) | ป้องกันการกัดกร่อน |
| อีพ็อกซี่ทาร์ถ่านหิน | การป้องกันงานหนัก- |
| การเคลือบน้ำหนักคอนกรีต (CWC) | ท่อนอกชายฝั่ง (ทุ่นลอยน้ำเชิงลบ) |
ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ
1. ข้อจำกัดด้านขนาดและความหนาของผนัง
ท่อเส้นมาตรฐาน ERW X80 มีจำนวนจำกัดOD 24 นิ้ว (610 มม.)และความหนาของผนัง 12.7 มม[อ้างอิง:1, อ้างอิง:7]
มีผนังหนา (สูงถึง 25.4 มม.) สำหรับการใช้งานปลอกตัวนำ
2. การเลือก PSL1 กับ PSL2
PSL1: มีจำนวนจำกัด; PSL2 เป็นมาตรฐานสำหรับ X80 ในแอปพลิเคชันที่สำคัญ
PSL2: จำเป็นสำหรับบริการที่อุณหภูมิต่ำ- บริการเปรี้ยว ท่อที่มีการควบคุม และการใช้งานในอาร์กติก
3. ความสามารถด้านอุณหภูมิต่ำ-
X80 PSL2 แสดงค่าความเหนียวสูงที่อุณหภูมิต่ำมาก
เหมาะสำหรับท่อส่งก๊าซอาร์กติกและอากาศเย็น
4. ความสามารถในการเชื่อม
ต้องมีขั้นตอนการเชื่อมที่ผ่านการรับรองและมีการควบคุมความร้อนเข้าอย่างเข้มงวด
ปริมาณคาร์บอนต่ำ (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.12%) ช่วยให้มั่นใจในการเชื่อมที่ดีแม้จะมีความแข็งแรงสูงก็ตาม
5. ใบรับรองการทดสอบโรงงาน
โดยปกติแล้วจะมีให้เป็นEN 10204 ประเภท 3.1Bพร้อมผลการทดสอบเต็มรูปแบบ
มีการตรวจสอบโดยบุคคลที่สาม-โดย SGS, BV, Lloyds
6. แอปพลิเคชันระดับโลก-จริง
ท่อใต้ทะเล: ท่อส่งใต้น้ำ CNOOC JZ25-1S
บริการเปรี้ยว: Parim Pipeline, แคนาดา
การขนส่งสารละลาย: SAMARCO Slurry Pipeline ประเทศบราซิล
การส่งก๊าซ: ท่อส่งก๊าซ APA, ออสเตรเลีย; ไปป์ไลน์ QCLNG
ปลอกตัวนำ: การขุดเจาะนอกชายฝั่งน้ำลึก
สรุป
ท่อ API 5L X80 ERWเป็นเกรดความแข็งแกร่งสูงสุดที่มีจำหน่ายในท้องตลาดสำหรับท่อแนวเชื่อมความถี่สูง- ซึ่งแสดงถึงจุดสุดยอดของเทคโนโลยีท่อ ด้วยความแข็งแรงของผลผลิตขั้นต่ำของ80,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว (552 เมกะปาสคาล)- ประมาณสูงกว่า X70 ถึง 14%และสูงกว่า X60 ถึง 33%– เป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับการส่งก๊าซแรงดันสูง-สูง-เป็นพิเศษ ท่อส่งนอกชายฝั่งน้ำลึก และบริการอาร์กติกที่อัตราส่วนกำลังสูงสุด-ต่อ-น้ำหนักเป็นสิ่งสำคัญ [citation:2, citation:6]
มีจำหน่ายขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่219 มม. ถึง 610 มม. (8" ถึง 24")โดยมีความหนาของผนังมาตรฐานถึง12.7 มมท่อ X80 ERW ผลิตขึ้นโดยใช้กระบวนการเชื่อมความถี่สูง-ด้วยเคมีของเหล็กโลหะผสมขนาดเล็ก-ขั้นสูง (C ต่ำ, Mn สูง, Nb, V, Ti พร้อมการเติม Cr, Mo) เพื่อให้ได้โครงสร้างจุลภาคแบบแอคคูลาร์และความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ-ดีเยี่ยม เจเอฟอี สตีล ยังได้พัฒนารายแรกของโลกท่อ X80 ERW หนาหนึ่ง-นิ้วสำหรับการใช้งานปลอกตัวนำน้ำลึก
ข้อมูลจำเพาะมีสองระดับคุณภาพ:
PSL1: คุณภาพขั้นพื้นฐานสำหรับการบริการทั่วไป (มีจำนวนจำกัด)
PSL2: คุณภาพที่เพิ่มขึ้นด้วยการทดสอบแรงกระแทกภาคบังคับ การควบคุมทางเคมีที่เข้มงวดมากขึ้น (S น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.015%) ขีดจำกัดความแข็งแกร่งสูงสุด (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 705 MPa) และความสามารถในการตรวจสอบย้อนกลับได้อย่างสมบูรณ์สำหรับการใช้งานที่สำคัญซึ่งต้องการความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำหรือความต้านทานต่อสภาวะเปรี้ยว [citation:2, citation:8]
คุณสมบัติที่สำคัญ ได้แก่ :
ความแข็งแกร่งสูงสุดในบรรดาเกรด API 5L มาตรฐาน
ความทนทานต่ออุณหภูมิต่ำ-ดีเยี่ยมสำหรับการใช้งานในแถบอาร์กติก
ประสิทธิภาพที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในโครงการใต้ทะเล บริการเปรี้ยว และการส่งก๊าซที่สำคัญทั่วโลก
ความสามารถของท่อนำน้ำลึกพร้อมตัวเลือกผนังหนา-
เมื่อสั่งซื้อให้ระบุ:API 5L, เกรด X80, [PSL2], ERW, ขนาด (OD x WT), ความยาว, การสิ้นสุดขั้นสุดท้าย. PSL2 เป็นระดับคุณภาพมาตรฐานสำหรับ X80 ในการใช้งานที่สำคัญ
