Tub de línia API 5L Grau X60 (L415): composició, propietats i ús

Què significa la designació X60

L'API 5L X60 és una qualitat de canonada en la qual la lletra X va seguida del límit elàstic mínim especificat en milers de lliures per polzada quadrada, de manera que X60 indica un límit elàstic mínim de 60 000 psi, igual a 415 MPa. En el sistema de designació ISO 3183, el mateix grau s'escriu L415. El grau s'emet en dos nivells d'especificació del producte: PSL1, que cobreix un conjunt bàsic de requisits, i PSL2, que afegeix límits químics obligatoris, control d'equivalent de carboni, tenacitat a l'osca i una prova hidrostàtica necessària. Quan un projecte especifica X60 sense indicar el nivell, l'ordre normalment es resol com a PSL2 per al servei de canonades i PSL1 per a la transmissió general de baixa pressió. La distinció importa perquè els dos nivells no són intercanviables en una revisió de disseny o en una qualificació de procediment de soldadura.

Composició química

Per a la canonada sense soldadura PSL2, els límits API 5L són de carboni 0,24% màxim, manganès 1,40% màxim, fòsfor 0,025% màxim i sofre 0,015% màxim, amb una addició combinada de niobi, vanadi i titani de 0,15% màxim. L'equivalent de carboni es controla com a màxim del 0,43 per cent per la fórmula IIW, que s'aplica quan el contingut de carboni és del 0,12 per cent o inferior, o com a màxim del 0,25 per cent per la fórmula de Pcm quan el carboni supera el 0,12 per cent. Els límits PSL1 són més fluixos per al fòsfor i el sofre i no imposen un requisit d'equivalent de carboni. Els límits PSL2 més estrictes existeixen per protegir la soldabilitat de camp: un equivalent de carboni més baix permet soldar sense escalfar-se en molts gruixos de paret i redueix el risc d'esquerdes en fred a les soldadures de circumferència d'una canonada estesa.

Propietats mecàniques

La canonada fabricada a X60 normalment es subministra en condicions-enrotllades, normalitzades o laminats termomecànicament. La laminació termomecànica amb refrigeració accelerada és la via habitual per a diàmetres més grans perquè aconsegueix la resistència i la tenacitat requerides sense un tractament normalitzador separat.

Prova i inspecció

La canonada PSL2 requereix una prova hidrostàtica a cada llargada, mantinguda a la pressió especificada per la norma per al diàmetre i el gruix de la paret, i una prova d'impacte Charpy V-al cos de la canonada. Es requereix una inspecció no destructiva de la costura de soldadura mitjançant mètodes ultrasònics o radiogràfics per a la canonada soldada, i es pot especificar una inspecció completa del cos-per a les línies crítiques. Els controls dimensionals cobreixen el diàmetre exterior, el gruix de la paret, l'ovalitat, la rectitud i la perpendicularitat dels extrems, i els extrems de les canonades es subministren llisos, bisellats, roscats o amb un acoblament segons la comanda. Es poden afegir requisits addicionals, com ara una prova de llàgrima de caiguda-pes, una especificació de servei agre o un límit de duresa quan la línia travessa una zona sísmica o transporta gas àcid humit.

Aplicacions típiques

X60 s'utilitza per a línies de transmissió de gas i petroli a través de-país, línies de recollida, canalitzacions de transmissió d'aigua i línies de flux en alta mar on la combinació de resistència, tenacitat i soldabilitat està equilibrada. Com que es troba per sota de X70 i X80 de resistència, permet utilitzar parets més pesades sense un excessiu equivalent de carboni, la qual cosa és un avantatge en línies d'alta pressió de petit diàmetre i en canonades que han de ser provades hidrostàticament pel contractista de construcció amb equips portàtils. També és comú per a la recol·lecció del lloc de pou, per a captadors de llimacs i per a canonades d'estacions dins d'estacions de compressor on la classe de pressió és alta però el diàmetre és moderat.

Preguntes freqüents

Q:Quina és la resistència a la fluència de la canonada API 5L X60?
R: El límit elàstic mínim especificat és de 415 MPa, equivalent a 60 000 psi. Per a la canonada PSL2, el màxim és de 565 MPa, de manera que el rang acceptable és de 415 MPa a 565 MPa.

Q:Quina diferència hi ha entre X60 PSL1 i PSL2?
R: PSL2 afegeix límits químics obligatoris, control d'equivalent de carboni, proves d'impacte i una prova hidrostàtica necessària, i el seu rang de tracció està limitat a la part superior. PSL1 té límits químics més fluixos i no requereix la prova hidrostàtica tret que es demani com a requisit suplementari.

Q:X60 està sense costures o està soldat?
R: Les dues formes estan fetes. La canonada sense soldadura domina els diàmetres més petits i el servei de pressió més alta, mentre que la canonada soldada per arc submergit longitudinal o helicoïdal s'utilitza per a línies de transmissió de gran diàmetre amb el mateix grau i nivell d'especificació.

Q:Com es compara X60 amb X65 i X70?
R: Cada grau successiu augmenta el límit elàstic mínim de 35 MPa a 40 MPa, sent X65 450 MPa i X70 sent 485 MPa. Els graus més alts permeten parets més primes amb la mateixa pressió de disseny, però exigeixen un control més estricte de la soldadura i una gestió més acurada de l'equivalent de carboni i la duresa.

Q:Quina norma de soldadura s'aplica?
R: La soldadura de camp de canonades normalment està qualificada i controlada segons l'API 1104, mentre que la soldadura a la botiga de canonades de l'estació segueix el codi de canonada de pressió ASME aplicable. El procediment de soldadura ha de demostrar les propietats mecàniques requerides per al grau que s'uneix.

Q:Es pot subministrar la canonada X60 amb un equivalent de carboni específic?
A: Sí. Per a la canonada PSL2, el límit d'equivalent de carboni del 0,43 per cent per la fórmula IIW o del 0,25 per cent de Pcm s'aplica per la pròpia norma, i es pot acordar un límit específic del projecte-per a parets pesades o soldadura a baixa temperatura.