تعریف سریع: API 5L PSL1 در مقابل. لوله بدون درز PSL2: مقایسه الزامات فنی و عملکرد میدانی API 5L PSL1 و PSL2 اساساً در متالورژی و کیفیت آزمایش تحت استاندارد API 5L متفاوت هستند. PSL1 یک مشخصات ضعیف برای کاربردهای استاندارد ساختاری یا آب کم فشار است، در حالی که PSL2 محدودیتهای سختی را در مورد کربن معادل، چقرمگی شکست و استحکام تسلیم برای خدمات گاز پرفشار و ترش الزامی میکند. خرابی های میدانی عمدتاً زمانی رخ می دهد که PSL1 در محیط های سرد (شکستگی شکننده) یا خطوط گاز ترش (ترک استرس سولفید) به اشتباه اعمال شود.
در حالی که لولههای بدون درز API 5L PSL1 و PSL2 ممکن است در گزارش استاندارد تست آسیاب (MTR) از نظر ابعاد و استحکام کششی اولیه یکسان به نظر برسند، آنها از نظر متالورژی محصولات متمایز هستند. PSL1 (مشخصات محصول سطح 1) برای محیط های خوش خیم طراحی شده است، در حالی که PSL2 (مشخصات محصول سطح 2) برای کنترل شکستگی، خدمات ترش و جوش پذیری قابل پیش بینی مهندسی شده است.
1. چقرمگی شکست: قاتل هوای سرد
مهمترین تفاوت بین این دو سطح، آزمایش ضربه اجباری است. در انتقال گاز با فشار بالا، توانایی فولاد در مهار ترک در حال انتشار بسیار مهم است.
ویژگی
API 5L PSL1
API 5L PSL2
فیلد
Charpy V-Notch (CVN)
مورد نیاز نیست
اجباری (همه نمرات)
لوله PSL1 می تواند در دمای انجماد 'شیشه شکننده' باشد.
تست دما
N/A
معمولاً 32 درجه فارنهایت (0 درجه سانتیگراد) یا کمتر
PSL2 شکل پذیری را تضمین می کند. PSL1 یک قمار است.
کنترل شکستگی
هیچ کدام
منطقه برشی ارزیابی شده است
PSL2 در برابر انتشار ترک مقاومت می کند. PSL1 ممکن است از حالت فشرده خارج شود.
اگر در حال مهندسی خطی در مناطقی هستید که دماهای زیر صفر دارند (به عنوان مثال، داکوتای شمالی، آلبرتای شمالی)، PSL1 یک غیر شروع کننده است. شیمی فولاد از نظر چقرمگی کنترل نمی شود، به این معنی که یک نقطه سخت می تواند باعث شکستگی شکننده فاجعه بار در طول آزمایش هیدرولیک یا سرویس شود.
شفاف کننده فنی: چرا PSL1 در هوای سرد از کار می افتد؟ بدون آزمایش اجباری Charpy V-Notch (CVN)، دمای انتقال فولاد ناشناخته است. در دماهای پایین، فولاد PSL1 ممکن است از حالت انعطاف پذیر به رفتار شکننده تبدیل شود و باعث شود که در اثر ضربه یا فشار به جای تغییر شکل، خرد شود.
2. شیمی و جوش پذیری: تله 'کربن معادل'.
PSL2 ماکزیممهای بسیار پایینتری را برای عناصر شیمیایی که باعث سردردهای جوشکاری میشوند، به ویژه نقاط سخت و ترکهای هیدروژنی را الزامی میکند. مهمترین عامل تمایز، کنترل معادل کربن (CE) است.
کربن (حداکثر): PSL1 تا 0.28٪ (Gr B) اجازه می دهد، در حالی که PSL2 آن را به 0.24٪ محدود می کند.
فسفر و گوگرد: PSL2 این ناخالصی ها را در مقایسه با PSL1 تقریباً به نصف کاهش می دهد.
سناریوی لوله 'غیر قابل جوش': شما می توانید به طور قانونی لوله PSL1 را با معادل کربن (CE) بیش از 0.50% خریداری کنید. جوشکاری این ماده بدون پیش گرمای عظیم (300 درجه فارنهایت +) تقریباً ترک خوردگی هیدروژنی تاخیری (ترک سرد) را در منطقه متاثر از گرما (HAZ) تضمین می کند. PSL2 CE را می پوشاند (معمولاً 0.43% برای Gr B)، و آن را با روش های استاندارد قابل جوش نگه می دارد.
شفاف کننده فنی: چه چیزی باعث 'Arc Blow' در لوله PSL1 می شود؟ ضربه قوس و نقاط سخت در PSL1 اغلب ناشی از
جداسازی باندها هستند - مناطقی که غلظتهای کربن و منگنز بالا به دلیل شیوههای ذوب ضعیفتر در آنها جمع میشود. PSL2 به روش های ذوب دانه ریز نیاز دارد که این تفکیک را به حداقل می رساند.
3. تحمل آسیاب و 'فرار قدرت عملکرد'
این یک موضوع فراگیر 'دانش قبیله ای' است که منجر به خرابی جوش می شود. PSL1 حداقل قدرت تسلیم را تعیین می کند اما حداکثر را تعیین نمی کند . PSL2 حداقل و حداکثر را تعیین می کند.
سناریوی شکست میدانی
یک آسیاب گرمای فولاد X60 (بازده 60 ksi) تولید می کند. آنها مازاد دارند، بنابراین آن را در لوله میغلطانند و روی آن مهر میزنند 'Grade B PSL1'. این قانونی است زیرا X60 حداقل شرط درجه B را برآورده می کند (60 ksi > 35 ksi).
با این حال، هنگامی که خدمه میدانی این لوله 'گرید B' را با استفاده از الکترود E6010 (طراحی شده برای کشش 60 ksi) جوش می دهند، بدنه لوله از فلز جوش قوی تر است. این عدم تطابق باعث موضعی شدن کرنش در جوش می شود که منجر به ترک عرضی می شود. علاوه بر این، شیمی مورد نیاز برای دستیابی به استحکام X60 احتمالاً نیاز به پیش گرمای متفاوتی نسبت به استاندارد درجه B WPS دارد.
هشدار: PSL1 در کاربردهای سازهای حیاتی از لوله PSL1 برای شمعها یا رایزرهای سازهای که محاسبات لرزهای یا بار به سقف تسلیم خاصی بستگی دارد، استفاده نکنید. 'Yield Strength Runaway' به این معنی است که لوله ممکن است به طور قابل توجهی سفت تر از حد محاسبه شده باشد و بار بیش از حد را به اتصالات یا پایه ها منتقل کند.
4. خدمات ترش و محدودیت H2S
لوله API 5L PSL1 اساساً برای سرویس ترش (محیط های حاوی H2S) که توسط NACE MR0175 / ISO 15156 تعریف شده است، نامناسب است.
ترک ناشی از هیدروژن (HIC) زمانی اتفاق میافتد که اتمهای هیدروژن در فولاد پخش میشوند و در محلهای انکلوژن دوباره ترکیب میشوند و تاولهایی ایجاد میکنند. PSL1 اجازه می دهد تا گوگرد بالاتری (0.030%) وجود داشته باشد، که ترکیبات سولفید منگنز (MnS) را تشکیل می دهد - 'پنکیک' مسطح که به عنوان محل شروع HIC عمل می کند.
راه حل: برای سرویس ترش، مشخصات باید برای API 5L PSL2 + Annex H باشد . این تضمین می کند:
گوگرد بسیار کم (اغلب <0.002٪).
درمان کلسیم برای کروی کردن انکلوژن ها.
آزمایش HIC اجباری (NACE TM0284).
شفاف کننده فنی: آیا تمام سرویس های ترش لوله PSL2 آماده است؟ شماره PSL2 نیاز
پایه است ، اما استاندارد PSL2 آزمایش HIC را الزامی نمی کند. برای تضمین مقاومت HIC باید 'Annex H' یا 'Sour Service' را در سفارش خرید مشخص کنید.
سوالات میدانی رایج درباره API 5L PSL1 در مقابل لوله بدون درز PSL2: مقایسه الزامات فنی و عملکرد میدانی
آیا می توانم لوله PSL1 را با انجام آزمایش های یکپارچه به PSL2 ارتقا دهم؟
به طور کلی، نه. در حالی که میتوانید کوپنها را بهصورت فیزیکی برش دهید و آزمایشهای ضربه چارپی یا آنالیز شیمیایی را انجام دهید، نمیتوانید روش ذوب مورد استفاده در ریختهگری را تغییر دهید. اگر لوله با سولفور بالا یا بدون عمل دانه ریز تولید شده باشد، هیچ آزمایشی آن را با هدف متالورژیکی PSL2 مطابقت نخواهد داد. علاوه بر این، الزامات قابلیت ردیابی برای PSL2 در مرحله شمش فولادی شروع می شود، که اغلب با موجودی PSL1 خارج از قفسه از بین می رود.
چرا NDT (تست غیر مخرب) برای انتخاب PSL2 حیاتی است؟
برای لوله بدون درز API 5L PSL1، NDT بدنه لوله اجباری نیست. فقط هیدروتست مورد نیاز است. یک لوله میتواند با وجود لایهبندیهای دیواره میانی یا آخالهایی که آب را نشت نمیکنند، آزمایش هیدرولیک را پشت سر بگذارد، اما تحت بارگذاری چرخهای، ترکها را منتشر میکند. PSL2 100% NDT (التراسونیک یا الکترومغناطیسی) را برای تشخیص این عیوب داخلی الزام می کند.
اگر من یک خط آب کم فشار را اجرا کنم، آیا PSL2 هدر دادن پول است؟
به احتمال زیاد، بله. برای خطوط استاندارد آب، هوا، یا خطوط گاز غیر ترش فشار کم که دمای آنها بالای صفر باقی می ماند، PSL1 انتخاب مهندسی مقرون به صرفه است. چقرمگی شکست عالی و کنترل های شیمیایی PSL2 سربار مهندسی غیر ضروری برای محیط های استاتیک و خوش خیم است.
راه حل های مهندسی برای API 5L PSL1 در مقابل لوله بدون درز PSL2: مقایسه الزامات فنی و عملکرد میدانی
انتخاب گرید صحیح لوله برای جلوگیری از خرابی میدان فاجعه بار حیاتی است. ZC Pipe موجودی جامعی از لولههای خط API 5L و محصولات لولهای مرتبط با آن را فراهم میکند و از قابلیت ردیابی کامل و انطباق با مشخصات دقیق PSL2 و NACE اطمینان میدهد.
پرسشهای متداول: تفاوتهای فنی API 5L PSL1 در مقابل PSL2
حداکثر قدرت تسلیم مجاز برای PSL1 درجه B چقدر است؟
API 5L PSL1 حداکثر قدرت تسلیم را برای درجه B تعریف نمی کند. فقط حداقل 35000 psi (241 MPa) را تعیین می کند. این می تواند منجر به 'فرار قدرت تسلیم' شود، که در آن لوله تحویلی به طور قابل توجهی سخت تر و قوی تر از آنچه در طراحی پیش بینی شده است، به طور بالقوه از قدرت ماده مصرفی جوش فراتر می رود.
آیا API 5L PSL2 انطباق NACE MR0175 را الزامی می کند؟
به صورت خودکار نیست. در حالی که محدودیت های شیمیایی PSL2 به الزامات NACE نزدیکتر از PSL1 است، پیروی دقیق از NACE MR0175 / ISO 15156 مستلزم سفارش لوله PSL2 با پیوست H است . این امر آزمایش HIC خاص و کنترلهای گوگردی را تضمین میکند که استاندارد PSL2 کاملاً تضمین نمیکند.
معادل کربن (CE) بین PSL1 و PSL2 چه تفاوتی دارد؟
PSL1 به طور دقیق معادل کربن (CE) را محدود نمی کند، اجازه می دهد تا محتوای کربن و آلیاژ بالاتری داشته باشد که می تواند جوشکاری را پیچیده کند. PSL2 حداکثر CE را تحمیل می کند (به عنوان مثال، 0.43٪ برای درجه B بدون درز)، اطمینان حاصل می کند که مواد با استفاده از روش های استاندارد بدون خطر بیش از حد ترک خوردگی هیدروژن قابل جوش هستند.
چرا تست Charpy V-Notch در PSL1 حذف شده است؟
مشخصات PSL1 برگرفته از استانداردهای قدیمی تر است که برای انتقال مایعات همه منظوره در آب و هوای معتدل در نظر گرفته شده است. فرض بر این است که محیط عملیاتی مواد را تا حد شکست شکننده تحت فشار قرار نمیدهد و آزمایش ضربه را برای آن کاربردهای خاص و غیر بحرانی هزینهای غیرضروری میکند.
