OCTG 파이프의 등급은 무엇입니까?

OCTG(Oil Country Tubular Goods)는 모든 석유 및 가스정을 구성하는 케이싱, 튜브 및 드릴 파이프를 다룹니다. 모든 부품은 American Petroleum Institute의 관리 사양인 API 5CT에 의해 정의된 등급에 따라 제조됩니다. 등급에 따라 항복 강도, 열처리, 경도 한계, 그리고 황화수소(H2S)가 존재하는 곳에 파이프를 사용할 수 있는지 여부가 결정됩니다.

ZC Steel Pipe는 케이싱 및 튜빙 응용 분야를 위한 심리스 및 ERW 형태의 API 5CT 등급 전체(H40~Q125)에 걸쳐 OCTG 파이프를 제조 및 수출합니다. 이 가이드는 엔지니어와 조달 관리자를 위한 실무 참고 자료입니다. 각 등급이 무엇을 제공하는지, 어디에 지정되어 있는지, 등급 사이에서 선택하는 방법이 나와 있습니다.

1. API 5CT: OCTG 등급을 관리하는 표준

API 5CT는 등급을 4가지 제품 사양 수준(PSL1 및 PSL2)으로 구성하며, PSL2는 화학적 조성, 기계적 특성 일관성 및 NDE에 대한 보다 엄격한 요구 사항을 추가합니다. HPHT, 사워 서비스, 심해 등 주요 유정에 대한 대부분의 프로젝트 사양에는 PSL2가 필요합니다. 일상적인 유정 건설의 경우 PSL1이 표준입니다.

각 등급 지정은 등급의 최소 항복 강도를 수천 psi 단위로 인코딩합니다. P110은 최소 생산량 110,000psi(758MPa)를 의미합니다. L80은 최소 생산량 80,000psi(552MPa)를 의미합니다. 문자 접두어에는 아래 등급별 섹션에 설명된 제한된 항복 범위, 열처리 유형 또는 내식성 카테고리와 같은 추가 의미가 있습니다.

2. 성적 참고표 작성

아래 표에는 모든 표준 API 5CT 등급이 포함되어 있습니다. 항복 및 인장 값은 MPa 단위입니다(psi 등가치는 다음과 같습니다). 파이프 본체에는 경도 제한이 적용됩니다. 'Sour' 아래에 ✓ 표시가 있는 등급은 NACE MR0175/ISO 15156에 따라 H2S 서비스에 대해 승인되었습니다.

S = 이음매 없음; W = 용접(ERW). API 5CT 최신 버전당 항복/인장 최소값. 경도 제한은 파이프 본체별로 적용됩니다. 커플링 경도 제한은 다릅니다. 사워 컬럼의 '제한 없음'은 해당 등급이 0.05psia 이상의 H2S 환경에 대해 승인되지 않음을 의미합니다.

3. 학년별 구분

H40 — 얕은 저압 표면 케이싱

H40은 최소 수율이 276MPa(40,000psi)에 불과한 가장 낮은 강도의 API 5CT 등급입니다. 특별한 열처리가 필요하지 않습니다. 이는 주로 얕은 저압 육지 유정의 표면 케이싱 스트링(연질 구조물의 도체 파이프, 규제 요구 사항이 압력 설계가 아닌 깊이를 설정하는 표면 케이싱)에 사용됩니다. H40은 표면 문자열 이외의 항목에 대한 조달 사양에서 거의 볼 수 없습니다. J55에 비해 비용상의 이점은 대부분의 시장에서 미미합니다.

J55 및 K55 — 얕은 유정부터 중간 유정까지의 작업대

J55와 K55는 동일한 최소 항복 강도(379MPa/55,000psi)를 공유하지만 최소 인장 강도는 다릅니다. J55에는 517MPa(75,000psi)가 필요하고 K55에는 655MPa(95,000psi)가 필요합니다. 열처리도 필요하지 않습니다. J55는 적당한 깊이와 압력의 육상 유정의 표면 및 중간 케이싱에 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 등급입니다. K55는 N80으로 이동하지 않고 더 높은 인장 강도가 필요한 커플링 및 응용 분야에 사용됩니다. 두 등급 모두 신맛 등급이 아닙니다.

N80 — 고용량, 중간 깊이 케이스

N80은 가장 널리 생산되는 고강도 API 5CT 등급으로 최소 생산량이 552MPa(80,000psi)입니다. N80 유형 1(N80-1)과 N80Q의 두 가지 하위 유형으로 제공되며 기계적 특성 요구 사항은 동일하지만 열처리가 다릅니다.

• N80-1:  정규화 또는 열간 가공. 담금질 및 성미가 필요하지 않습니다. 더욱 경제적이며 널리 사용 가능합니다. 일상적인 유정 설계에서 대부분의 N80 케이싱에 사용됩니다.

• N80Q:  담금질 및 템퍼링. 보다 일관된 미세 구조, 더 나은 인성 분포, 더 엄격한 경도 제어. 균일성이 중요하거나 중간 정도의 신맛이 나는 조건에서 경도 조절이 필요한 경우에 지정됩니다.

N80은 신맛이 없습니다. 넓은 항복 범위(552–758 MPa / 80,000–110,000 psi)는 경도가 제어되지 않음을 의미하며, 이는 H2S 환경에서 황화물 응력 균열에 취약합니다. N80 전체 사양 가이드 →

L80 — 사워 서비스 표준 등급

L80은 OCTG 계열에서 이해해야 할 가장 중요한 등급입니다. N80(552MPa/80,000psi)과 동일한 최소 수율을 갖지만 최대 수율(655MPa/95,000psi)이 제한되어 있으며 필수 경도 상한선은 23HRC(241HBW)입니다. 담금질 및 템퍼링은 필수입니다. 이러한 제어를 통해 L80은 NACE MR0175/ISO 15156에 따라 신맛이 나는 서비스를 받을 수 있습니다. 제한된 강도 및 경도 제한으로 인해 황화물 응력 균열에 대한 민감성이 줄어듭니다.

L80은 세 가지 야금 변형으로 제공됩니다.

• L80 유형 1:  탄소-망간강. 중간 정도의 H2S 환경을 위한 표준 신맛 서비스 케이싱 등급입니다. 이음새가 없고 용접되었습니다.

• L80 9Cr:  9% 크롬강. Type 1에 비해 CO2 내식성이 향상되었습니다. Type 1이 과도하게 부식되지만 전체 13Cr이 아직 필요하지 않은 CO2가 풍부한 환경에서 사용됩니다.

• L80 13Cr:  13% 크롬 스테인레스 스틸. CO2 및 H2S에 대한 저항성이 우수합니다. 이음새가 없습니다. CO2를 생성하는 많은 유정의 기본 튜빙 등급입니다. 비용이 더 많이 들고 연결 구성을 위한 특정 용접 절차가 필요합니다. L80-13Cr 야금 가이드 →

N80 대 L80 — 전체 등급 비교 →

C90 — L80과 T95 사이의 신 서비스

C90은 항복 범위 621~724MPa(90,000~105,000psi)와 경도 한계 25.4HRC로 L80과 T95 사이의 간격을 채웁니다. 이음새가 없고 Q&T가 필수이며 신맛이 없습니다. C90은 L80 및 T95보다 재고가 덜 일반적이며 L80의 항복 강도는 불충분하지만 T95의 전체 강도는 필요하지 않은 특정 유정 설계에 지정되는 경향이 있습니다.

T95 — 고강도 신맛 서비스

T95는 최고 강도의 신 등급 API 5CT 등급(Q125는 신 등급이 아님)으로, 항복 범위는 655~758 MPa(95,000~110,000 psi)이고 경도 한계는 25.4 HRC입니다. H2S가 존재하지만 설계 압력이 L80이 지원할 수 있는 수준을 초과하는 유정에 대한 L80의 표준 업그레이드 경로이자 원활한 필수 Q&T입니다. T95는 L80에 비해 상당한 가격 프리미엄을 갖고 있으며 사워 서비스 인증을 위해 SSC 및 HIC 테스트가 필요합니다. L80 vs N80Q vs T95 신 서비스 결정 매트릭스 →

P110 — 깊은 우물을 위한 고강도

P110은 최소 생산량이 758MPa(110,000psi)인 깊은 고압 유정을 위한 표준 고강도 등급입니다. 필수 Q&T이며 이음매 없는 용접 형태로 제공됩니다. P110은 신등급이 아닙니다. 경도 범위가 넓어 H2S 환경에서 SSC에 취약합니다. H2S 부분 압력이 0.05psia 미만으로 유지되는 경우 N80/L80 하의 붕괴 및 파열 계산이 설계 요소를 충족할 수 없는 깊은 유정의 중간 및 생산 케이싱에 선택되는 등급입니다.

P110 경제성 및 운영 제약에 대한 전체 검토: API 5CT P110 케이싱 파이프 — 사양 및 적용 가이드 →

Q125 — HPHT, 최대 강도

Q125는 최소 수율이 862MPa(125,000psi)인 최고 강도의 표준 API 5CT 등급입니다. 이음매 없이 필수 Q&T이며, 신맛이 나지 않습니다. Q125는 P110이 붕괴 또는 파열 설계 요구 사항을 충족할 수 없는 초심도, 초고압(HPHT) 유정에만 거의 독점적으로 지정됩니다. 다른 등급보다 엄격한 화학 관리가 필요하며 Q125 연결부의 용접 또는 열처리에는 적격 절차가 필요합니다. Q125는 재고가 있는 상품 등급이 아닙니다. 표준 등급보다 더 긴 리드 타임으로 주문 생산됩니다.

4. 사워 서비스 등급 및 H2S 한도

5. 등급 선정 결정 가이드

이 결정 프레임워크를 사용하여 특정 케이싱 또는 튜브 스트링에 대한 올바른 API 5CT 등급의 범위를 좁혀보세요. 4가지 주요 입력 사항은 H2S 부분 압력, 유정 깊이/압력, 온도 및 CO2 함량입니다.

설계 예시가 포함된 자세한 등급 선택 작업 흐름: OCTG 재료 선택 방법 - 전체 등급 선택 가이드 →

6. 등급별 연결 유형

연결 유형은 OCTG 사양의 일부이며 등급 및 애플리케이션과 일치해야 합니다. API 5CT는 케이싱에 대한 세 가지 표준 연결 유형과 프리미엄 연결에 대한 일반 범주를 정의합니다.

프리미엄 연결은 API 스레드가 달성할 수 없는 금속 간 밀봉을 제공합니다. 이는 누출 경로가 허용되지 않는 기밀 응용 분야 및 사워 웰에 중요합니다. ZC Steel Pipe는 OCTG 케이싱 및 튜브의 프리미엄 연결 설계에 대한 독립적인 특허를 보유하고 있습니다.

자세한 연결 지침은 다음을 참조하세요. BTC 케이싱 설명 →  |  프리미엄 연결 — 사용 조건 및 장점 →  |  OCTG 연결 TCO 가이드 →

7. 케이싱 및 튜브 길이 범위

API 5CT는 케이싱 및 튜브에 대한 세 가지 표준 길이 범위를 정의합니다. 이는 파이프 본체의 범위 지정입니다. 커플링을 포함한 조인트 길이가 약간 더 깁니다. 주문하기 전에 우물 디자인에 필요한 범위를 항상 확인하십시오.

R3은 연결부가 길어지면 구성할 연결 수가 적어지고 장비 시간과 잠재적인 누출 지점 수가 줄어들기 때문에 연안 및 심해 유정에 선호되는 범위입니다. R2는 육상 애플리케이션에서 가장 일반적입니다. API 5CT 케이싱 길이 사양 - 전체 가이드 →

8. 자주 묻는 질문