API 5L X65 درجه لوله خط غالب برای خطوط لوله نفت و گاز دریایی و سیستم های انتقال گاز فشار بالا در سراسر جهان است. ترکیبی از استحکام تسلیم بالا (حداقل 448 مگاپاسکال)، چقرمگی عالی در دماهای زیر صفر، و جوش پذیری اثبات شده در شرایط مزرعه، آن را به عنوان مشخصات پیش فرض برای خطوط جریان زیردریایی، بالابرهای آب های عمیق و خطوط تنه دریایی در فواصل طولانی تبدیل کرده است که در آن دیوارهای نازک تری برای کاهش بار نصب و هزینه مواد مورد نیاز است.
ZC Steel Pipe لوله های خط API 5L X65 را به شکل های بدون درز، ERW، LSAW و SSAW در هر دو PSL1 و PSL2 تولید و صادر می کند - از جمله صلاحیت خدمات ترش ضمیمه H. با پروژه های تکمیل شده X65 در سراسر آفریقا، خاورمیانه و آمریکای جنوبی، ما اسناد کامل MTC، پشتیبانی بازرسی شخص ثالث، و مشاوره فنی در مورد انتخاب درجه و ضخامت دیوار را ارائه می دهیم. این راهنما همه چیزهایی را که مدیران تدارکات و مهندسان خط لوله برای تعیین صحیح X65 نیاز دارند را پوشش می دهد.
مطالب
X65 خواص مکانیکی و شیمی
الزامات PSL1 در مقابل PSL2
فرآیندهای تولید و محدوده اندازه
انتخاب ضخامت دیوار
X65 در مقابل X60 در مقابل X70 - مقایسه نمره
برنامه های کاربردی توسط محیط خدمات
سرويس ترش: X65 + Annex H
سوالات متداول
1. API 5L X65 Mechanical Properties & Chemistry
API 5L X65 — GRADE DEFINITION X65 یک نوع لوله API 5L با مقاومت بالا با حداقل استحکام تسلیم مشخص (SMYS) 448 MPa (65000 psi) و حداقل استحکام کششی 531 MPa (77000 psi) است. این بر اساس API 5L / ISO 3183 در هر دو PSL1 و PSL2 تولید شده است. پیشوند 'X' نشان دهنده درجه استحکام بالا است. عدد نشان دهنده حداقل بازده در ksi است. X65 با پسوندهای عملیات حرارتی موجود است: N (نرمال شده)، Q (کوئنچ شده و تمپر شده)، یا M (نورد حرارتی مکانیکی) بسته به فرآیند آسیاب و منبع صفحه/کویل.
خواص مکانیکی - X65 PSL1 و PSL2
دارایی
X65 PSL1
X65 PSL2
یادداشت های
حداقل قدرت تسلیم (SMYS)
448 مگا پاسکال (65 ksi)
448 مگا پاسکال (65 ksi)
یک طبقه برای هر دو PSL
حداکثر قدرت تسلیم
بدون حداکثر
600 MPa (87 ksi) - بدون درز 635 MPa (92 ksi) - جوش داده شده
کلاهک های PSL2 برای اطمینان از شکل پذیری تسلیم می شوند
حداقل مقاومت کششی (SMTS)
531 مگا پاسکال (77 ksi)
531 مگا پاسکال (77 ksi)
-
حداکثر مقاومت کششی
بدون حداکثر
760 مگاپاسکال (110 ksi)
فقط PSL2
حداقل کشیدگی
بر اساس فرمول
بر اساس فرمول
بستگی به ضخامت دیوار دارد
حداکثر نسبت Y/T
مشخص نشده است
0.93
برای طراحی مبتنی بر کرنش حیاتی است
تست ضربه CVN
لازم نیست
اجباری
PSL2 به نتایج Charpy V-notch نیاز دارد
تست HIC
لازم نیست
لازم نیست (استاندارد)
فقط در صورت سفارش پیوست H الزامی است
الزامات شیمی - X65 PSL2
عنصر
PSL2 Max (بدون درز)
PSL2 Max (جوش داده شده)
ضمیمه H (سرویس ترش)
کربن (C)
0.24٪
0.22٪
حداکثر 0.22٪
منگنز (Mn)
1.65٪
1.65٪
حداکثر 1.45٪
فسفر (P)
0.025٪
0.025٪
حداکثر 0.020٪
گوگرد (S)
0.015٪
0.015٪
حداکثر 0.002٪
سیلیکون (Si)
0.45٪
0.45٪
حداکثر 0.45٪
معادل کربن (CE IIW)
حداکثر 0.43٪
حداکثر 0.43٪
حداکثر 0.43٪
PCM (شاخص جوش پذیری)
حداکثر 0.25٪
حداکثر 0.25٪
به طور معمول ≤0.22٪
2. PSL1 در مقابل PSL2 - تفاوت در عمل به چه معناست
تمایز PSL (سطح مشخصات محصول) فقط یک ارتقاء کاغذبازی نیست - PSL2 الزامات تولید و آزمایش متفاوتی را تحمیل میکند که مستقیماً بر عملکرد مواد در سرویسهای سخت تأثیر میگذارد.
مورد نیاز
PSL1
PSL2
حد معادل کربن
مشخص نشده است
اجباری (جوش پذیری را کنترل می کند)
حداکثر قدرت تسلیم
بدون سقف
درپوش (تضمین شکل پذیری)
حداکثر نسبت Y/T
مشخص نشده است
حداکثر 0.93 (طراحی مبتنی بر کرنش)
تست ضربه CVN Charpy
لازم نیست
اجباری - بدنه لوله و جوش
حداکثر استحکام کششی
بدون سقف
حداکثر 760 مگاپاسکال
چقرمگی شکست (DWT)
لازم نیست
فقط برای OD ≥ 508mm
تحمل ابعادی
استاندارد
سفت تر - به خصوص OD و دیوار
حق بیمه هزینه معمولی
پایه
+ 5-15٪ بسته به آسیاب
نکته تدارکات - وقتی PSL1 X65 هرگز قابل قبول نیست PSL1 X65 نباید برای: خطوط لوله دریایی یا زیر دریا، هر برنامه کاربردی تحت کدهای طراحی فراساحلی DNV-ST-F101 یا ASME B31.8، خطوط لوله که در دمای کمتر از 0 درجه سانتیگراد کار می کنند، انتقال گاز در فاکتورهای طراحی بالا، یا هر گونه قوانین ایمنی خط لوله مشمول مقررات نظارتی مشخص شود. در عمل، اکثر تیمهای جدی تدارکات، بدون در نظر گرفتن کاربرد، PSL2 را برای همه X65 پیشفرض میکنند - حق بیمه هزینه کم است و اسناد و بسته آزمایشی برای ممیزیهای شخص ثالث و اهداف بیمه بهطور قابلتوجهی قابل دفاعتر است.
3. فرآیندهای تولید و محدوده اندازه
API 5L X65 توسط چهار مسیر تولید اصلی تولید می شود. فرآیند صحیح برای یک پروژه معین به OD مورد نیاز، ضخامت دیوار و محیط سرویس بستگی دارد.
بدون درز (SMLS)
محدوده OD:
21.3 میلی متر - 508 میلی متر (¾' - 20')
ضخامت دیوار:
حداکثر 50 میلی متر
استفاده معمولی:
خطوط جریان زیر دریا، رایزرها، HPHT، خم ها
مزیت:
بدون درز جوش - بالاترین یکپارچگی برای خدمات حیاتی
بینش مهندسی – چرا Offshore X65 تقریباً همیشه LSAW یا Seamless DNV-ST-F101 (کد حاکم برای سیستمهای خط لوله زیردریایی) است مستلزم آن است که لوله ERW مورد استفاده در خدمات دریایی از صلاحیت چقرمگی درز جوش اضافی برخوردار باشد. در عمل، اکثر پیمانکاران خطوط لوله دریایی، LSAW یا X65 بدون درز را مشخص میکنند تا از بار اضافی صلاحیت اجتناب کنند، حتی برای قطرهایی که ERW از نظر فنی در دسترس است. برای خطوط لوله قرقره شده در آبهای عمیق - جایی که لوله به طور مکرر روی یک قرقره خم می شود و در حین نصب صاف می شود - بدون درز ترجیح داده می شود زیرا درزهای جوش LSAW یک محل بالقوه شروع خستگی تحت خمش چرخه ای هستند.
4. انتخاب ضخامت دیوار
ضخامت دیوار برای خط لوله X65 از فشار طراحی، OD لوله و ضریب طراحی قابل اجرا با استفاده از فرمول تنش حلقه بارلو محاسبه می شود. کد طراحی (ASME B31.4 برای خطوط لوله مایع، B31.8 برای گاز، DNV-ST-F101 برای فراساحل) فاکتور طراحی و هرگونه الزامات اضافی را برای کلاس مکان و حالت خرابی مشخص می کند.
فرمول بارلو (طراحی فشار داخلی)
فرمول تنش حلقه بارلو t = (P × D) / (2 × S × F × E × T)
جایی که: t = حداقل ضخامت دیواره (mm)، P = فشار طراحی (MPa)، D = قطر خارجی (mm)، S = SMYS از X65 = 448 MPa، F = ضریب طراحی (معمولا 0.70 / 0.50-Oonshore = 0.70 / 0.50 onshore). ضریب اتصال طولی (1.0 برای بدون درز و LSAW)، T = ضریب کاهش دما (1.0 زیر 120 درجه سانتیگراد برای فولاد کربنی)
ضخامت دیوار نشان دهنده - X65 PSL2 در فشارهای طراحی معمول
OD (mm)
OD (اینچ)
فشار طراحی 7 مگاپاسکال (1015 psi) F=0.72
فشار طراحی خشکی 15 مگاپاسکال (2175 psi) F=0.60 فشار طراحی فراساحل
20 مگاپاسکال (2900 psi) F=0.50 آب های عمیق
219.1
8⅝'
4.7 میلی متر
12.2 میلی متر
19.5 میلی متر
323.9
12¾'
6.9 میلی متر
18.1 میلی متر
28.8 میلی متر
406.4
16'
8.7 میلی متر
22.6 میلی متر
36.1 میلی متر
508.0
20'
10.9 میلی متر
28.3 میلی متر
45.1 میلی متر
762.0
30 '
16.3 میلی متر
42.4 میلی متر
-
1,016.0
40'
21.8 میلی متر
-
-
نکته فیلد - هرگز X65 را در Nominal Wall Only API 5L سفارش ندهید، تحمل ضخامت دیواره کمتر از -12.5٪ برای لوله بدون درز و -0٪ تا + برای لوله جوش داده شده را می دهد. برای X65 بدون درز، لولهای که با دیواره اسمی 20.0 میلیمتر سفارش داده میشود، ممکن است به صورت قانونی با حداقل 17.5 میلیمتر عرضه شود - کاهش 12.5 درصدی ظرفیت ترکیدگی و فروریختگی. برای اهداف طراحی فشار، همیشه دیوار مورد نیاز را در TMIN (حداقل دیوار سفارش داده شده) محاسبه کنید، نه اسمی، و دیوار سفارش را مشخص کنید تا حاشیه کافی پس از تحمل کمتر باشد. در خطوط لوله آبهای عمیق که در آن فروپاشی حاکم است، این امر به ویژه حیاتی است.
5. X65 در مقابل X60 در مقابل X70 - کدام درجه را باید مشخص کنید؟
محدوده X60–X65–X70 نقطه شیرین خط لوله با استحکام بالا را برای اکثر پروژههای نفت و گاز پوشش میدهد. هر درجه افزایش دیواره نازکتر را در فشار کاری یکسان امکانپذیر میکند، اما در جوشپذیری، در دسترس بودن و مناسب بودن برای روشهای نصب که کرنش خمشی بالایی را تحمیل میکند، با هم تفاوت دارد.
املاک
X60
X65
X70
حداقل بازده (SMYS)
414 مگاپاسکال (60 ksi)
448 مگا پاسکال (65 ksi)
483 مگاپاسکال (70 ksi)
کشش حداقل (SMTS)
517 مگا پاسکال (75 ksi)
531 مگا پاسکال (77 ksi)
565 مگاپاسکال (82 ksi)
ضخامت دیوار در مقابل X65
8% ضخیم تر
پایه
~ 7% نازک تر
قابلیت جوشکاری
راحت ترین
خوب
نیاز به مراقبت دارد
استفاده فراساحلی / زیر دریا
معمول برای OD کوچکتر
درجه غالب
در خطوط اصلی تنه استفاده می شود
نصب قرقره
خوب
خوب
نیاز به تأیید فشار دارد
سرویس ترش (پیوست H)
موجود است
موجود است
موجود اما CE بالاتر
در دسترس بودن آسیاب
گسترده
گسترده
گسترده
کاربرد معمولی
نفت خشکی، جمع آوری، گاز با فشار متوسط
خطوط تنه دریایی، زیر دریا، گاز پرفشار
انتقال گاز اصلی در خشکی، قطب شمال
بینش مهندسی - چرا X65 بر خطوط دریایی تسلط دارد و X70 بر خطوط تنه خشکی تسلط دارد. برای خطوط تنه با قطر بزرگ خشکی (قطر 24 '+، صدها کیلومتر)، دیوار نازک تر X70 تناژ فولاد را در مقایسه با X65 تقریباً 7٪ کاهش می دهد - در یک خط لوله 500 کیلومتری 36 ' که می تواند ده ها هزار تن فولاد و ده ها میلیون دلار صرفه جویی کند. صلاحیت روش جوش برای X70 برای پیمانکاران با تجربه بیشتر اما قابل کنترل است. برای نصب در خارج از ساحل - به ویژه S-lay و J-lay - لوله در طول تخمگذار کرنش های خمشی بالایی را تحمل می کند، و نسبت Y/T پایین تر و رفتار پلاستیک قابل پیش بینی تر X65 آن را ترجیح می دهد. Reel-lay کرنش چرخه ای حتی بیشتر را تحمیل می کند و X65 تقریباً به طور جهانی مشخص شده است. صرفه جویی در مواد X70 خطر نصب در خارج از ساحل را جبران نمی کند.
6. برنامه های کاربردی توسط محیط خدمات
کاربرد
محدوده OD
ضخامت دیوار درایور
نوع لوله
الزامات ویژه
خط تنه دریایی - آب کم عمق
16 '–36'
فشار داخلی + مجاز خوردگی
LSAW
پوشش PSL2، DNV-ST-F101، 3LPE
خط تنه دریایی - آبهای عمیق
8 '–24'
فروپاشی خارجی + فشار داخلی
SMLS یا LSAW
PSL2، دیوار D/t بالا، پوشش + CWC
خط جریان زیردریایی (بازدید)
4 '–16'
فشار داخلی، انبساط حرارتی
SMLS
PSL2، سازگار با حلقه، FBE یا 3LPE
گاز پرفشار خشکی
20 '–48'
فشار داخلی در فاکتور طراحی
LSAW یا SSAW
پوشش PSL2، ASME B31.8، 3LPE یا FBE
جمع آوری گاز ترش
4 '–16'
فشار داخلی
SMLS یا ERW
PSL2 + ضمیمه H، آزمایش HIC، NACE MR0175
خط لوله صادرات نفت (خشکی)
16 '–40'
فشار داخلی
LSAW یا SSAW
اپوکسی PSL2، ASME B31.4، 3LPE یا قطران زغال سنگ
7. سرویس ترش: X65 + API 5L Annex H
استاندارد API 5L X65 PSL2 برای خطوط لوله حامل H2S مرطوب مناسب نیست - میزان گوگرد مجاز تحت استاندارد (0.015٪ حداکثر) به اندازه ای بالا است که در حضور H2S و آب باعث ایجاد ترک ناشی از هیدروژن (HIC) شود. برای واجد شرایط بودن X65 برای خدمات ترش، سفارش خرید باید به صراحت API 5L Annex H را فراخوانی کند..
الزامات کلیدی ضمیمه H برای سرویس X65 Sour
پارامتر
استاندارد PSL2
ضمیمه H (سرویس ترش)
چرا مهم است
حداکثر گوگرد (S)
0.015٪
0.002٪
اجزای MnS را که شروع کننده HIC هستند حذف می کند
منگنز (Mn) حداکثر
1.65٪
1.45٪
جداسازی خط مرکزی - مسیر HIC را کاهش می دهد
نسبت Ca/S
مشخص نشده است
≥ 1.5 (درمان کلسیم)
رشته های MnS را به اجزای کروی تبدیل می کند
تست HIC
لازم نیست
اجباری - NACE TM0284
صلاحیت مستقیم مقاومت در برابر ترک
تست SSC
لازم نیست
بر اساس مشخصات پروژه
ترک خوردگی تنشی تحت H2S
حداکثر سختی
محدود نشده است
≤ 250 HV10
سختی بالا = حساسیت SSC
حداکثر CEIIW
0.43٪
0.43٪ (یا کمتر در هر پروژه)
سختی ریزساختار را کنترل می کند
نقطه حیاتی تدارکات — 'مطابق با NACE' کافی نیست سفارش X65 PSL2 با یادداشت 'منطبق با NACE MR0175' به طور خودکار الزامات ضمیمه H را احضار نمی کند. NACE MR0175 بر انتخاب مواد برای تجهیزات در سرویس H2S نظارت میکند، اما کنترلهای شیمیایی خاص، آزمایش HIC و تیمار کلسیم که از ترکخوردگی ناشی از هیدروژن در لوله خط جلوگیری میکند، تنها با استناد صریح API 5L Annex H در آیتم خط سفارش خرید الزامی است. تعیین 'API 5L X65 PSL2 در ضمیمه H' زبان خرید صحیح است. اگر ضمیمه H در سفارش خرید نباشد، کارخانه آن را اعمال نخواهد کرد.
API 5L X65 یک خط لوله فولادی کربنی با مقاومت بالا است که توسط مشخصات API 5L / ISO 3183 موسسه نفت آمریکا تعریف شده است. '65' حداقل استحکام تسلیم مشخص شده 65000 psi (448 MPa) را تعیین می کند. این به طور گسترده مشخص شده برای خطوط لوله نفت و گاز دریایی و سیستم های انتقال گاز فشار بالا است، که ترکیبی از استحکام بالا با جوش پذیری قابل اعتماد و عملکرد چقرمگی زیر صفر در هنگام سفارش به PSL2 است.
تفاوت بین API 5L X65 PSL1 و PSL2 چیست؟
PSL1 الزامات اولیه شیمی و مکانیکی را بدون سقف در استحکام تسلیم و بدون آزمایش ضربه اجباری فراهم می کند. PSL2 حداکثر درپوش استحکام تسلیم، حداکثر نسبت Y/T 0.93، آزمایش ضربه اجباری Charpy CVN روی بدنه لوله و جوش، محدودیتهای معادل کربن سختتر، و تحملهای ابعادی فشردهتر را اضافه میکند. برای همه برنامه های کاربردی خطوط لوله دریایی، زیر دریا و خشکی تنظیم شده، PSL2 مورد نیاز است. PSL1 X65 به خدمات غیر بحرانی و غیرقابل تنظیم خشکی محدود می شود. مقایسه کامل را ببینید: API 5L PSL1 در مقابل PSL2 →
تفاوت بین لوله خط X65 و X70 چیست؟
X65 دارای حداقل بازده 448 مگاپاسکال است. X70 دارای 483 مگاپاسکال است - تقریباً 7٪ بیشتر. X70 اجازه می دهد تا حدود 7٪ دیوار نازک تر در فشار کاری یکسان، که باعث صرفه جویی در هزینه در خطوط تنه با قطر بزرگ می شود که در آن تناژ مواد قابل توجه است. X65 برای کاربردهای فراساحلی و زیردریایی ترجیح داده می شود زیرا محدوده عملکرد پایین تر آن تحت کرنش های خمشی زیاد ناشی از نصب قرقره و S-lay قابل پیش بینی تر است. X70 در خطوط لوله اصلی انتقال گاز در خشکی که کاهش ضخامت دیواره باعث صرفه جویی مستقیم در هزینه مواد و مزایای بار نصب می شود، رایج تر است.
آیا می توان از API 5L X65 برای سرویس ترش استفاده کرد؟
به شکل استاندارد نیست. استاندارد X65 PSL2 دارای سقف گوگردی 0.015 درصد است که به اندازه کافی بالا است که باعث ایجاد ترک ناشی از هیدروژن در محیط های مرطوب H2S می شود. برای سرویس ترش، X65 باید به سفارش داده شود API 5L Annex H ، که گوگرد را زیر 0.002٪، محدودیت های منگنز سخت تر، درمان کلسیم برای کنترل شکل گنجاندن، و آزمایش HIC اجباری برای NACE TM0284 را الزامی می کند. 'سازگار NACE MR0175' به تنهایی این الزامات را احضار نمی کند - پیوست H باید به صراحت در سفارش خرید فراخوانی شود.
چه ضخامت دیوار برای API 5L X65 موجود است؟
محدوده ضخامت دیوار به فرآیند ساخت بستگی دارد: X65 بدون درز از حدود 6.4 میلی متر تا 50+ میلی متر در دسترس است. ERW از 4.8 میلی متر تا 25.4 میلی متر؛ LSAW از 6.4 میلی متر تا 50+ میلی متر؛ و SSAW از 6.4 میلی متر تا 25.4 میلی متر. ضخامت دیوار خاص برای یک پروژه از فشار طراحی، OD و ضریب طراحی با استفاده از فرمول بارلو محاسبه می شود. همیشه حداقل ضخامت دیوار را به جای اسمی مشخص کنید و 12.5% کمترین تحمل مجاز برای لوله بدون درز را هنگام تنظیم دیوار سفارش خود در نظر بگیرید.
چه فرآیندهای تولیدی برای لوله خط X65 استفاده می شود؟
X65 به صورت بدون درز (SMLS) برای قطرهای کوچک تا متوسط و کاربردهای با بالاترین یکپارچگی تولید می شود. ERW برای قطرهای متوسط در خدمات خشکی با فشار متوسط؛ LSAW برای کاربردهای دریایی با دیواره سنگین و فشار بالا با قطر بزرگ؛ و SSAW برای کاربردهای خشکی با فشار کمتر با قطر زیاد. پروژه های فراساحلی و زیر دریا معمولاً LSAW یا بدون درز را مشخص می کنند. برای لولهکشی قرقرهای، بدون درز به دلیل عدم وجود درز جوش طولی تحت خمش چرخهای، انتخاب استاندارد است.
منبع API 5L X65 Line Pipe از ZC Steel Pipe
ZC Steel Pipe لوله خطی API 5L X65 را به صورت بدون درز، ERW، LSAW و SSAW تولید و صادر می کند که در صلاحیت خدمات ترش PSL1، PSL2 و Annex H موجود است. ما X65 را برای خطوط تنه دریایی، خطوط جریان زیر دریا، و خطوط لوله گاز و نفت پرفشار خشکی - با پروژه های تکمیل شده در آفریقا، خاورمیانه، و آمریکای جنوبی عرضه می کنیم. اسناد کامل MTC، بازرسی شخص ثالث توسط SGS یا Bureau Veritas، و پشتیبانی فنی برای ضخامت دیوار و انتخاب درجه استاندارد با هر سفارش است.
