تعریف سریع: API 5L PSL1 VS PSL2 LINE PIPE COMPARISON API 5L PSL1 در مقابل PSL2 سطوح کیفیت لوله خط تعریف شده توسط موسسه نفت آمریکا را متمایز می کند، جایی که PSL1 یک درجه استاندارد برای سیالات کم استرس است و PSL2 یک مشخصات دقیق برای گاز فشار بالا است. در حالی که PSL1 معمولاً در آب و زهکشی استفاده می شود، در محیط های سرد یا خدمات ترش به طور فاجعه آمیزی به دلیل عدم آزمایش اجباری چقرمگی شکست و معادل های کربن کنترل نشده، از کار می افتد.
برای متخصصان تدارکات و مهندسان خط لوله، تمایز بین مشخصات محصول API 5L سطح 1 (PSL1) و سطح 2 (PSL2) صرفاً یک موضوع کاغذبازی نیست. این یک واگرایی اساسی در مدیریت حالت شکست است . در برگه داده، Grade B PSL1 و Grade B PSL2 ممکن است از نظر شیمیایی مشابه به نظر برسند. در مزرعه، به ویژه تحت فشار بالا یا دمای پایین، آنها مانند متالورژی های کاملاً متفاوت رفتار می کنند.
این راهنما فراتر از داده های جدولی استاندارد حرکت می کند تا خطرات عملیاتی، دانش قبیله ای و محدودیت های منفی را توضیح دهد که تعیین می کند چه زمانی باید به PSL2 ارتقا دهید.
1. چقرمگی شکست: اولین دفاع در برابر پارگی
مهم ترین تفاوت عملیاتی بین PSL1 و PSL2، چقرمگی شکست (تست ضربه Charpy V-Notch) است. در انتقال گاز با فشار بالا، پارگی لوله منجر به فشرده سازی سریع می شود که فوراً فولاد را خنک می کند. اگر فولاد فاقد چقرمگی باشد، یک ترک کوچک می تواند با سرعت صوت منتشر شود و زیپ خط لوله را برای مایل ها باز کند.
PSL1: بدون تست ضربه اجباری. آسیاب نیازی به بررسی شکننده بودن فولاد ندارد. در آب و هوای سرد، لوله PSL1 می تواند مانند شیشه در اثر ضربه یا استرس شکسته شود.
PSL2: آزمایش CVN اجباری (Charpy V-Notch) برای هر گرما. برای گریدهای X80 و پایین تر، بدنه لوله و جوش معمولاً باید حداقل 27 ژول (20 فوت پوند) را در دمای 0 درجه سانتی گراد (32 درجه فارنهایت) جذب کنند.
بینش میدانی: چرا درجه B همیشه 'ایمن' نیست؟ مهندسان اغلب فرض می کنند فولادهای کم بازده (گرید B، X42) به طور طبیعی انعطاف پذیر هستند. این دروغ است. بدون روش های فولاد تمیز که توسط PSL2 (گاز زدایی خلاء، کنترل گنجاندن) الزامی شده است، حتی فولاد درجه پایین نیز می تواند در دمای محیط دچار شکستگی شکننده شود.
2. جوش پذیری و معادل کربن (CE)
شکستهای جوشکاری میدانی اغلب به خرید لوله PSL1 برای کاربردهایی که به روشهای پیچیده جوشکاری نیاز دارند، بازمیگردد. علت اصلی معادل کربن (CE) است..
PSL1 سقف حداکثری را برای معادل کربن تعیین نمی کند. برای برآورده کردن الزامات استحکام عملکرد ارزان، آسیاب ها ممکن است کربن یا منگنز اضافی اضافه کنند. هنگامی که یک جوشکار یک قوس بر روی این فولاد 'کثیف' در مزرعه برخورد می کند، خنک شدن سریع یک منطقه متاثر از حرارت مارتنزیتی سخت و شکننده ایجاد می کند که ایجاد ترک سرد ناشی از هیدروژن می شود. چند روز پس از اتمام جوش منجر به
PSL2 سقف های شیمیایی سختگیرانه ای را اعمال می کند (مثلاً حداکثر کربن 0.24٪ برای لوله های جوش داده شده) تا اطمینان حاصل شود که لوله بدون پیش گرمایش بیش از حد قابل جوش است.
بینش میدانی: نقاط سخت 'مخفی' PSL2
تعمیرات بدنه لوله توسط کارخانه را به شدت ممنوع می کند. در PSL1، اگر نقصی در صفحه یافت شود، آسیاب می تواند آن را آسیاب کرده و آن را جوش دهد. این جوشهای تعمیری اغلب دارای مقادیر سختی متفاوتی نسبت به فلز پایه هستند و باعث ایجاد افزایشدهنده تنش میشوند که تحت بارگذاری چرخهای از کار میافتند.
محدودیت های منفی: زمانی که از PSL1 استفاده نکنید
از PSL1 استفاده نکنید (سیالات تراکم پذیر انرژی را ذخیره می کنند که باعث انتشار ترک می شود). برای انتقال گاز
از PSL1 برای خدمات ترش استفاده نکنید (مگر اینکه از ترک خوردگی ناشی از استرس لذت ببرید؛ PSL1 استاندارد هیچ کنترل گوگردی ندارد).
از PSL1 برای رایزرهای دریایی استفاده نکنید (عمر خستگی به دلیل تعمیرات مجاز غیرقابل پیش بینی است).
سوالات میدانی رایج درباره مقایسه API 5L PSL1 در مقابل PSL2 Line Pipe
چرا لوله PSL1 من در بازرسی NACE MR0175 شکست می خورد؟
سفارش 'API 5L PSL2' مطابقت با NACE را تضمین نمی کند. در حالی که PSL2 دارای شیمی تمیزتر (حداکثر 0.015٪ گوگرد) نسبت به PSL1 است، برای محیط های ترش شدید به اندازه کافی سختگیرانه نیست. برای انطباق با NACE MR0175/ISO 15156، باید API 5L Annex H را مشخص کنید . استاندارد PSL1 هیچ محدودیتی در مورد گوگرد یا فسفر ندارد و آن را به شدت در برابر ترک ناشی از هیدروژن (HIC) و ترک استرس سولفیدی (SSC) حساس می کند.
آیا می توانم لوله PSL1 را با آزمایش پس از تحویل به PSL2 ارتقا دهم؟
به طور کلی، نه . در حالی که میتوانید کوپنها را به صورت فیزیکی برش دهید و آزمایشهای ضربه چارپی را انجام دهید، نمیتوانید مشکل ردیابی را بهطور عطف به ماسبق حل کنید. PSL2 به قابلیت ردیابی برای تکمیل تشکیل لوله نیاز دارد، در حالی که PSL1 اغلب فقط به لات ردیابی می شود. علاوه بر این، اگر کارخانه تعمیرات بدنه را انجام دهد (مجاز در PSL1، ممنوعیت در PSL2)، لوله برای همیشه از وضعیت PSL2 صرف نظر از نتایج آزمایش ضربه محروم میشود.
آیا PSL2 حداکثر قدرت تسلیم را محدود می کند؟
بله، و این برای طراحی خط لوله حیاتی است. PSL1 فقط حداقل قدرت تسلیم را الزامی می کند. یک کارخانه میتواند لوله X70 را زمانی که درجه B را سفارش دادهاید، تامین کند، به شرطی که حداقل آن را برآورده کند. این لوله 'بیش از حد مقاومت' می تواند باعث خرابی جوش میدانی شود زیرا مواد مصرفی جوش اکنون با هم مطابقت ندارند. PSL2 حداکثر استحکام تسلیم را الزامی می کند و اطمینان می دهد که لوله در طول خمش و جوشکاری به طور قابل پیش بینی عمل می کند.
راه حل های مهندسی برای مقایسه API 5L PSL1 در مقابل PSL2 Line Pipe
انتخاب صحیح لوله خط نیاز به متعادل کردن چقرمگی مکانیکی با خلوص شیمیایی دارد. برای کاربردهایی که شامل فشار بالا، گاز ترش یا محیطهای دریایی میشوند، استفاده از مواد تایید شده PSL2 یا Annex H غیرقابل مذاکره است.
PSL1 نیازی به تست ضربه ندارد. PSL2 آزمایش Charpy V-Notch (CVN) را بر روی هر گرمای فولاد و دسته لوله الزامی میکند، که معمولاً به حداقل 27 ژول انرژی جذب شده در دمای 0 درجه سانتی گراد برای جلوگیری از شکستگی شکننده نیاز دارد.
آیا لوله PSL2 همیشه بدون درز است؟
شماره API 5L PSL2 انواع تولید بدون درز (SMLS) و جوش داده شده (ERW، LSAW، SSAW) را پوشش می دهد. با این حال، کنترل های جوشکاری و الزامات NDT (تست غیر مخرب) برای لوله های جوش داده شده PSL2 به طور قابل توجهی دقیق تر از PSL1 هستند.
آیا می توان از لوله PSL2 برای سرویس ترش بدون انکس H استفاده کرد؟
مخاطره آمیز است. استاندارد PSL2 گوگرد را به 0.015% محدود می کند که بهتر از PSL1 است اما ممکن است از ترک خوردن در محیط های مرطوب H2S جلوگیری نکند. ضمیمه H این موضوع را بیشتر سخت تر می کند و آزمایش HIC/SSC را الزامی می کند.
چرا قابلیت ردیابی بین PSL1 و PSL2 متفاوت است؟
PSL2 نیاز به قابلیت ردیابی کامل نسبت به گرمای ویژه فولاد و تکمیل ساخت لوله دارد. PSL1 عموماً فقط به قابلیت ردیابی به لات یا دسته نیاز دارد و در صورت خرابی تجزیه و تحلیل علت اصلی را دشوار می کند.
