API 5L مشخصات حاکم برای خط لوله مورد استفاده در سیستم های حمل و نقل خط لوله در سراسر جهان است. چه انتقال نفت خام از یک میدان تولید در غرب آفریقا، گاز طبیعی از طریق یک شبکه انتقال قاره ای، یا آب از طریق یک سیستم توزیع زیرساخت، این لوله تقریباً به طور قطع بر اساس API 5L ساخته می شود. این استانداردترین استاندارد لوله در صنعت نفت و گاز جهانی است.
این راهنما مشخصات فنی کامل لوله خط API 5L را پوشش می دهد: آنچه استاندارد پوشش می دهد، تفاوت PSL1 و PSL2، محدوده درجه کامل از A25 تا X80، الزامات ابعادی، جداول خواص شیمیایی و مکانیکی، و معیارهای انتخاب عملی که مهندسان و تیم های تدارکات هنگام تعیین لوله خط برای پروژه های واقعی استفاده می کنند. ZC Steel Pipe تولید می کند لوله خطی API 5L در فرآیندهای بدون درز، ERW، LSAW و SSAW در محدوده درجه مشترک، با تجربه صادرات در آفریقا، خاورمیانه و آمریکای جنوبی.
مطالب
لوله API 5L چیست؟
PSL1 در مقابل PSL2: تفاوت های کلیدی
محدوده درجه API 5L و خواص مکانیکی
الزامات ترکیب شیمیایی
مشخصات ابعادی: OD و ضخامت دیوار
فرآیندهای تولید
پایان پایان و گزینه های اتصال
انتخاب نمره بر اساس برنامه
سوالات متداول
1. لوله API 5L چیست؟
لوله API 5L لوله فولادی است که مطابق با مشخصات API 5L - 'مشخصات برای خط لوله' - توسط موسسه نفت آمریکا منتشر شده است. این استاندارد الزامات لوله های مورد استفاده در سیستم های حمل و نقل خط لوله حامل نفت، گاز طبیعی و آب را تعریف می کند. ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، تحمل ابعادی، الزامات آزمایش، و علامت گذاری برای هر درجه و سطح مشخصات محصول را مشخص می کند.
مشخصات API 5L — SCOPE API 5L لوله های فولادی بدون درز و جوش داده شده را پوشش می دهد که برای استفاده در انتقال گاز، آب و نفت در صنایع گاز طبیعی و نفت مناسب است. این استاندارد برای لوله های خط با OD از 0.405 اینچ (NPS 1/8) تا 80 اینچ، در دو سطح مشخصات محصول (PSL1 و PSL2) و در درجه های مختلف از A25 (بازده ksi 25) تا X80 (بازده ksi 80) اعمال می شود. نسخه فعلی همچنین شامل الزاماتی است که قبلاً توسط ISO 3183 برای همسویی بازار بین المللی پوشش داده شده بود.
نام 'X' در نامهای درجه API 5L مخفف 'متقاطع' یا 'اضافی' است و عدد نشاندهنده حداقل قدرت تسلیم مشخص شده در هزاران psi (ksi) است. بنابراین لوله X65 دارای حداقل قدرت تسلیم 65000 psi (65 ksi) است. این قرارداد نامگذاری مقایسه درجه را ساده می کند: X70 درجه استحکام بالاتری نسبت به X65 است و برای دستیابی به شرایط جوشکاری دقیق تر و کنترل عملیات حرارتی نیاز دارد.
نکته تدارکات - API 5L در مقابل ISO 3183 برای پروژه های بین المللی، API 5L و ISO 3183 از نظر فنی معادل هستند - استانداردها هماهنگ شده و مستقیماً به یکدیگر ارجاع داده می شوند. اکثر پروژه های خط لوله بین المللی یکی یا دیگری را مشخص می کنند. اگر مشخصات پروژه شما دارای ISO 3183 Grade L450 (PSL2) باشد، این همان API 5L X65 PSL2 است. نام L در ISO 3183 از قدرت تسلیم MPa استفاده می کند: L360 = X52، L415 = X60، L450 = X65، L485 = X70، L555 = X80. هنگام سفارش از تولیدکنندگان چینی مانند ZC، تأیید اینکه آیا مشخصات پروژه API 5L یا ISO 3183 است - و کدام نسخه - از عدم تطابق اسناد جلوگیری می کند.
2. PSL1 در مقابل PSL2: تفاوت های کلیدی
سطح مشخصات محصول (PSL) مهمترین تصمیم در سطح کیفیت در هر خرید API 5L است. PSL1 خط پایه است. PSL2 الزامات قابل توجهی را برای شیمی، چقرمگی شکست، NDE و مستندات اضافه می کند. تفاوت هزینه واقعی است - لوله PSL2 معمولاً 5 تا 15٪ بیشتر از PSL1 برای همان درجه، اندازه و فرآیند هزینه دارد - اما توجیه مهندسی برای برنامه هایی که به آن نیاز دارند به همان اندازه واقعی است.
مورد نیاز
PSL1
PSL2
معادل کربن (CE)
مشخص نشده است
محدودیت اجباری (کنترل جوش پذیری)
تست ضربه چارپی (CVN)
لازم نیست
اجباری - حداقل انرژی جذب شده مشخص شده است
نسبت تسلیم به کشش (Rt0.5/Rm)
محدود نشده است
حداکثر 0.93 (از استحکام بیش از حد شکننده جلوگیری می کند)
حداکثر قدرت تسلیم
محدود نشده است
کلاهک 120 ksi (از مشکلات قدرت بیش از حد جلوگیری می کند)
خدمات ترش (HIC/SSC)
بدون گزینه ترش
گزینه خدمات PSL2 Sour موجود است
NDE (اولتراسونیک/رادیوگرافی)
الزامات محدود
برنامه جامع NDE اجباری
در دسترس بودن درجه
A25 تا X70
B تا X80 (فقط X70 و X80 PSL2)
قابلیت ردیابی / الزامات MTR
اساسی
زنجیره اسناد پیشرفته
بینش مهندسی - وقتی PSL2 غیر قابل مذاکره است PSL2 مشخصات پیشفرض برای تمام خطوط لوله انتقال گاز، همه برنامههای کاربردی دریایی و زیر دریا، همه خطوط لوله خدمات ترش (گزینه HIC/SSC) و هر پروژهای است که کنترل شکستگی یک الزام اساسی طراحی است. نیاز ضربه Charpy محرک کلیدی است - داده های چقرمگی شکست برای محاسبات مکانیک شکست در طراحی خط لوله مورد نیاز است. PSL1 برای انتقال آب، خطوط جمع آوری غیر بحرانی، و خطوط نفت خشکی که مشخصات شرکت عامل اجازه آن را می دهد، قابل قبول است. اگر شک دارید، PSL2 را مشخص کنید - حق بیمه هزینه نسبت به عواقب خرابی خط لوله متوسط است.
3. محدوده درجه API 5L و خواص مکانیکی
درجه های API 5L با حداقل استحکام تسلیم، حداقل استحکام کششی و (در PSL2) حداکثر استحکام تسلیم و نسبت تسلیم به کشش تعریف می شوند. جدول زیر نمرات مهم تجاری برای کاربردهای خط لوله نفت و گاز را پوشش می دهد.
درجه
ISO 3183 Equiv.
حداقل بازده (ksi)
حداکثر. بازده PSL2 (ksi)
حداقل. کشش (ksi)
حداکثر. نسبت Y/T PSL2
برنامه معمولی
ب
L245
35
65
60
0.93
خطوط آب، تجمع کم فشار
X42
L290
42
72
60
0.93
جمع آوری نفت/گاز کم فشار
X46
L320
46
76
63
0.93
جمع آوری روغن، انتقال فشار کم
X52
L360
52
77
66
0.93
انتقال نفت، خطوط گاز با فشار متوسط
X56
L390
56
79
71
0.93
انتقال گاز خشکی، پروژه های آفریقا / خاورمیانه
X60
L415
60
82
75
0.93
انتقال گاز خشکی، خطوط صادرات نفت
X65
L450
65
87
77
0.93
خطوط لوله دریایی و زیر دریا، انتقال گاز
X70
L485
70
90
82
0.93
انتقال گاز فشار بالا، خطوط مسافت طولانی
X80
L555
80
102
90
0.93
انتقال فشار فوق العاده بالا (فقط PSL2)
نقطه مهندسی بحرانی - الزامات جوشکاری X70 و X80 نمرات با استحکام بالاتر (X70 و X80) به روشهای جوشکاری دقیق نیاز دارند. معادل کربن بالاتر و میکروآلیاژ مورد نیاز برای دستیابی به استحکام تسلیم 70-80 ksi، این گریدها را مستعد نرم شدن منطقه متاثر از حرارت (HAZ) میکند، اگر پارامترهای جوشکاری به شدت کنترل نشود. جوش های دور میدان برای X70 و X80 به WPS از پیش واجد شرایط با ورودی گرمای کنترل شده نیاز دارند و الزامات پیش گرمایش سخت تر از X52 یا X60 است. تیم های تدارکاتی که X70 یا X80 را مشخص می کنند باید قبل از سفارش، وضعیت صلاحیت روش جوشکاری پیمانکار را تأیید کنند.
4. الزامات ترکیب شیمیایی
الزامات ترکیب شیمیایی API 5L به تدریج با افزایش استحکام درجه کنترل می شود و PSL2 محدودیت های معادل کربن را اضافه می کند. عناصر کلیدی حاکم بر شیمی لوله های خط عبارتند از کربن (استحکام و جوش پذیری)، منگنز (استحکام و چقرمگی)، و افزودنی های میکروآلیاژی نیوبیم، وانادیم و تیتانیوم که استحکام با درجه بالاتر را بدون کربن بیش از حد بالا ممکن می کند.
حداکثر درجه
C (%)
حداکثر منگنز (%)
حداکثر P (%)
حداکثر S (%)
حداکثر CE (PSL2, IIW)
یادداشتها
X42
0.28 (SW) / 0.26 (EW)
1.30
0.030
0.030
0.43
SW = بدون درز / جوش داده شده. EW = برق جوش داده شده
X52
0.28 / 0.26
1.40
0.030
0.030
0.43
X60
0.24 / 0.22
1.40
0.025
0.015
0.43
P & S فشرده تر در PSL2
X65
0.22 / 0.18
1.45
0.025
0.015
0.43
میکروآلیاژ (Nb، V، Ti) معمولی است
X70
0.18 / 0.18
1.65
0.025
0.015
0.43
فرآیند TMCP معمولاً مورد نیاز است
X80
0.18 / 0.18
1.85
0.025
0.015
0.46
فقط PSL2؛ TMCP پیشرفته مورد نیاز است
فرمول معادل کربن (CE) مورد استفاده در API 5L PSL2 از فرمول IIW (موسسه بین المللی جوشکاری) پیروی می کند: CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15. مقدار CE کمتر نشاندهنده جوشپذیری بهتر است - خطر کمتر ترکخوردگی سرد ناشی از هیدروژن در جوشهای دور میدان. محدودیتهای CE در PSL2 تضمین میکند که لولهای که در مسیر مستقیم به خط لوله میرسد را میتوان با روشهای استاندارد میدانی بدون نیاز به پیش گرمای بیش از حد جوش داد.
5. مشخصات ابعادی: OD و ضخامت دیوار
API 5L لوله خط از NPS 1/8 (0.405 اینچ OD) تا 80 اینچ OD را پوشش می دهد. در عمل، محدوده تجاری قابل توجه خطوط لوله انتقال نفت و گاز از NPS 4 (4.500 اینچ OD) تا NPS 48 (48 اینچ OD) است. انتخاب ضخامت دیوار بر اساس معادله فشار طراحی (فرمول بارلو یا کد طراحی خط لوله قابل اجرا)، با اضافه شدن مجاز خوردگی و تحمل تولید کنترل می شود.
NPS
OD (in)
محدوده ضخامت دیوار معمولی (in)
درجات رایج
کاربرد معمولی
4
4.500
0.237 - 0.531
X42–X65
خطوط جمع آوری، توزیع کوچک
6
6.625
0.280 - 0.562
X42–X65
تجمع، خطوط جریان
8
8.625
0.277 - 0.906
X52–X70
خطوط انتقال، صادرات
10
10.750
0.307 - 1.000
X52–X70
خطوط انتقال نیرو
12
12.750
0.330 - 1.000
X52–X70
انتقال، صادرات دریایی
16
16.000
0.375 - 1.000
X60–X80
انتقال گاز با فشار بالا
20
20.000
0.375 - 1.125
X60–X80
انتقال عمده، خطوط اصلی زیر دریا
24
24.000
0.375 - 1.250
X65–X80
انتقال گاز قاره ای
30
30.000
0.375 - 1.250
X65–X80
خطوط اصلی گاز و نفت خام
36
36.000
0.406 - 1.500
X65–X80
انتقال گاز از راه دور
بینش مهندسی — ضخامت دیوار و کاهش درجه برای فشار کاری ثابت و OD لوله، استفاده از درجه استحکام بالاتر امکان عملکرد دیوار نازکتر را فراهم میکند. یک خط X70 که برای MAOP 1200 psi طراحی شده است، می تواند از ضخامت دیواره تقریباً 8 درصد نازک تر از طراحی مشابه X65 و تقریباً 17 درصد نازک تر از X52 استفاده کند. در طول یک خط لوله 500 کیلومتری، این کاهش ضخامت دیواره مستقیماً به کاهش تناژ فولاد و کاهش هزینههای نصب منجر میشود. به همین دلیل است که پروژههای بزرگ انتقال گاز قارهای علیرغم حق بیمه نسبت به درجههای پایینتر به X70 یا X80 پیشفرض میشوند - صرفهجویی در فولاد در طول کامل خط لوله معمولاً بسیار بیشتر از حق بیمه قیمت آسیاب است.
6. فرآیندهای تولید
لوله API 5L توسط چهار فرآیند اصلی تولید می شود که هر کدام برای محدوده های مختلف OD، الزامات ضخامت دیواره و حجم تولید مناسب است. برای مقایسه دقیق، راهنمای ما در مورد را ببینید لوله های جوش داده شده ERW، LSAW و SSAW . این فرآیند نه تنها بر دقت ابعاد و محدوده اندازه قابل دستیابی بلکه بر ویژگی های درز جوش، الزامات بازرسی و مناسب بودن برای کاربردهای خاص تأثیر می گذارد.
نکته تدارکات - قابلیت پذیرش SSAW بسته به پروژه متفاوت است لوله جوش مارپیچی (SSAW) به طور جهانی برای انتقال هیدروکربن پذیرفته نیست - برخی اپراتورها و کدهای خط لوله ملی استفاده از آن را به خدمات آب یا کاربردهای ثانویه محدود می کنند. قبل از مشخص کردن SSAW برای یک خط لوله گاز یا نفت خام، قابل قبول بودن را با استاندارد مهندسی خط لوله شرکت عامل تأیید کنید. LSAW به طور کلی برای خطوط انتقال گاز ترجیح داده می شود که در آن هندسه طولی جوش رفتار شکست قابل پیش بینی بیشتری را در آزمایش ترکیدگی در مقیاس کامل ارائه می دهد.
7. پایان پایان و گزینه های اتصال
لوله خط API 5L با یکی از سه شرایط انتهایی که در زمان سفارش مشخص شده است عرضه می شود. شرایط پایانی روش اتصال میدان و الزامات صلاحیت روش جوش را تحت تأثیر قرار می دهد.
نوع پایان
مخفف
شرح
روش پیوستن
استفاده معمولی
انتهای ساده
PE
انتهای مربع برش، بدون اریب یا نخ
جوش دور میدان (نیاز به آماده سازی اریب دارد)
کلیه برنامه های کاربردی خط لوله انتقال
انتهای اریب
BE
اریب 37.5 درجه در هر API 5L
جوش دور میدان (آماده جوش)
ترجیح داده شده برای خطوط لوله جوش داده شده
رشته و جفت شده
T&C
رزوه لوله خط API، کوپلینگ عرضه شده است
آرایش مکانیکی
توزیع، خدمات غیر بحرانی، تعمیر
برای لوله خط پوشش داده شده - از جمله 3LPE (پلی اتیلن سه لایه)، 3LPP (پلی پروپیلن سه لایه)، FBE (اپوکسی با پیوند همجوشی)، و پوشش وزن بتن برای کاربردهای زیر دریا - انتهای اریب همیشه به عنوان شرایط پایه قبل از اعمال پوشش خارجی ارائه می شود. طول های برش در هر انتهای لوله (معمولاً 100 تا 150 میلی متر) بدون پوشش باقی می مانند تا امکان جوشکاری در اطراف بدون آسیب پوشش فراهم شود.
8. انتخاب نمره بر اساس برنامه
انتخاب درجه در API 5L یک بهینهسازی اقتصادی مهندسی است: لولههای درجه بالاتر به ازای هر تن هزینه بیشتری دارند اما دیوارههای نازکتر و وزن کل لوله سبکتر را میدهند. درجه بهینه به فشار عملیاتی، OD، طول خط لوله، روش نصب، و هزینه صلاحیت جوشکاری نسبت به صرفه جویی در فولاد بستگی دارد.
برنامه
محدوده درجه پیشنهادی
PSL
پروسه ترجیحی
ملاحظات
انتقال آب
X42 - X52
PSL1 قابل قبول است
ERW / SSAW
SSAW معمولاً برای شبکه های آب بزرگ OD استفاده می شود
جمع آوری نفت (خشکی)
X42 - X60
PSL1 یا PSL2
بدون درز / ERW
درجه بندی توسط MAOP و OD. کمک هزینه خوردگی مهم است
جمع آوری گاز / خطوط جریان
X52 - X65
PSL2
بدون درز / ERW
CVN مورد نیاز؛ در صورت وجود H2S سرویس ترش را بررسی کنید
انتقال گاز در خشکی
X60 - X70
PSL2
LSAW / ERW
پیش فرض X70 PSL2 برای خطوط لوله اصلی قاره ای
خطوط لوله دریایی / زیر دریا
X65 - X70
PSL2
بدون درز / LSAW
پیش فرض صنعت X65 PSL2; دیوار در اثر فشار خارجی / فروریختن
خطوط لوله خدمات ترش
X42 - X65 (PSL2 SS)
سرویس ترش PSL2
بدون درز / ERW
تست HIC مورد نیاز؛ CE و گوگرد به شدت کنترل می شود
گاز پرفشار (فوق العاده عمیق)
X70 - X80
PSL2
LSAW
فقط X80 PSL2؛ صلاحیت جوشکاری حیاتی است
9. سوالات متداول
لوله API 5L چیست؟
لوله API 5L لوله خطی است که مطابق با API Specification 5L، استاندارد حاکم برای لوله فولادی مورد استفاده در سیستم های حمل و نقل خط لوله نفت، گاز و آب تولید می شود. این در دو سطح مشخصات محصول - PSL1 (کیفیت استاندارد) و PSL2 (کیفیت بهبود یافته با چقرمگی شکست و الزامات شیمی سختتر) - و در گریدهای A25 تا X80 موجود است، که در آن عدد در نام درجه نشاندهنده حداقل قدرت تسلیم در ksi است. API 5L فرآیندهای تولید بدون درز، ERW، LSAW و SSAW را پوشش می دهد.
تفاوت بین PSL1 و PSL2 در API 5L چیست؟
PSL1 سطح مشخصات پایه است که حداقل شیمی، خواص مکانیکی و تحمل ابعادی را پوشش می دهد. PSL2 آزمایش ضربه اجباری Charpy را برای تأیید چقرمگی شکست، حد معادل کربن (CE) برای کنترل جوشپذیری، حداکثر نسبت تسلیم به کشش 0.93، الزامات NDE جامعتر و تعیین خدمات ترش اختیاری اضافه میکند. PSL2 برای تمام خطوط لوله انتقال گاز، برنامه های کاربردی دریایی و خطوط خدمات ترش مورد نیاز است. حق بیمه هزینه نسبت به PSL1 برای همان درجه و اندازه معمولاً 5-15٪ است.
چه درجه هایی در API 5L موجود است؟
درجات API 5L از A25 (25 ksi حداقل بازده) تا X80 (80 ksi حداقل بازده) متغیر است. گریدهایی که بیشترین استفاده را در انتقال نفت و گاز دارند X42، X46، X52، X56، X60، X65، X70 و X80 هستند. X65 و X70 PSL2 موتورهای کار ساخت خط لوله انتقال گاز مدرن در سطح جهان هستند. توجه داشته باشید که X70 و X80 فقط به عنوان PSL2 در دسترس هستند - هیچ نسخه PSL1 از این درجه ها وجود ندارد.
لوله API 5L X65 برای چه مواردی استفاده می شود؟
API 5L X65 مشخصات استاندارد برای سیستم های خط لوله دریایی و زیر دریا است و یکی از پرکاربردترین گریدها در انتقال گاز بین المللی است. حداقل استحکام تسلیم 65 ksi آن عملکرد خوبی را از نظر استحکام به وزن در سختی جوش متوسط ارائه می دهد، و آن را به عنوان پیش فرض برای خطوط جریان آب عمیق، سیستم های بالابر و خطوط لوله بین میدانی تبدیل می کند. X65 PSL2 برای اکثر پروژه های خط لوله زیر دریا در دریای شمال، غرب آفریقا و آسیای جنوب شرقی مشخص شده است.
آیا API 5L همان ASTM A106 است؟
شماره API 5L و ASTM A106 بر محصولات مختلف برای کاربردهای مختلف حاکم است. API 5L برای خط لوله در سیستم های حمل و نقل خط لوله است. ASTM A106 لوله فولادی کربن بدون درز را برای خدمات لوله کشی فرآیند در دمای بالا - در پالایشگاه ها، نیروگاه ها و کارخانه های شیمیایی پوشش می دهد. آنها دارای درجه بندی متفاوت، الزامات شیمی، و جداول خواص مکانیکی هستند. این دو استاندارد بدون بررسی مهندسی که تأیید می کند جایگزین تمام الزامات مشخصات اولیه برای شرایط خدمات مورد نظر را برآورده می کند، قابل تعویض نیستند.
مشخصات و قیمت لوله خط API 5L را درخواست کنید
ZC Steel Pipe لوله های خط API 5L را در فرآیندهای بدون درز، ERW، LSAW و SSAW در سطوح X42 تا X80 در هر دو PSL1 و PSL2 تولید می کند. ما لوله های پوشش داده شده و لخت را برای پروژه های خط لوله در سراسر آفریقا، خاورمیانه و آمریکای جنوبی با گزارشات آزمایش کامل آسیاب و پشتیبانی بازرسی شخص ثالث در دسترس قرار می دهیم.
الزامات لوله خط خود را ارائه دهید - درجه، PSL، OD، ضخامت دیوار، وضعیت انتهایی، پوشش، مقدار و مقصد تحویل - و تیم فنی ما با مشخصات و قیمت رقابتی پاسخ خواهد داد.
