ШВИДКЕ ВИЗНАЧЕННЯ: API 5L PSL1 ПРОТИВ. БЕЗШОВНА ТРУБА PSL2: ПОРІВНЯННЯ ТЕХНІЧНИХ ВИМОГ ТА ПОЛЬОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ API 5L PSL1 і PSL2 принципово відрізняються металургією та якістю випробувань за стандартом API 5L. PSL1 — це вільна специфікація для стандартних конструкційних застосувань або застосувань води під низьким тиском, тоді як PSL2 передбачає суворі обмеження на вуглецевий еквівалент, міцність на руйнування та межу текучості для газу під високим тиском і кислих речовин. Збої в польових умовах в основному виникають, коли PSL1 неправильно використовується в холодному середовищі (крихке руйнування) або в газопроводах з кислим газом (сульфідне розтріскування).
Незважаючи на те, що безшовні труби API 5L PSL1 і PSL2 можуть виглядати ідентичними в стандартному протоколі прокатних випробувань (MTR) щодо розмірів і базової міцності на розрив, вони є металургійно різними продуктами. PSL1 (рівень специфікації продукту 1) розроблено для безпечних середовищ, тоді як PSL2 (рівень специфікації продукту 2) розроблено для контролю руйнування, роботи в кислих умовах і передбачуваної зварюваності.
1. Тривалість руйнування: вбивця від холодної погоди
Найважливішою відмінністю між двома рівнями є обов’язкове тестування на вплив. У транспортуванні газу під високим тиском здатність сталі зупиняти тріщину, що поширюється, є найважливішою.
| Функція |
API 5L PSL1 |
API 5L PSL2 |
Наслідки поля |
| Шарпі V-образний виріз (CVN) |
Не обов'язково |
Обов'язковий (усі класи) |
Труба PSL1 може бути 'склокрихкою' при температурах замерзання. |
| Температура тестування |
N/A |
Зазвичай 32°F (0°C) або нижче |
PSL2 гарантує пластичність; PSL1 - це азартна гра. |
| Контроль переломів |
Жодного |
Оцінена площа зсуву |
PSL2 протистоїть поширенню тріщин; PSL1 може розпакувати. |
Якщо ви проектуєте лінію в регіонах з мінусовою температурою (наприклад, Північна Дакота, Північна Альберта), PSL1 не можна запускати. Хімічний склад сталі не контролюється на міцність, тобто одна тверда точка може спричинити катастрофічний крихкий руйнування під час гідровипробувань або обслуговування.
Технічне пояснення: чому PSL1 виходить з ладу в холодну погоду?
Без обов’язкового випробування за Шарпі V-Notch (CVN) температура переходу сталі невідома. При низьких температурах сталь PSL1 може перейти від пластичності до крихкості, що призведе до розбивання під ударом або тиском, а не до деформації.
2. Хімія та зварюваність: пастка 'вуглецевого еквівалента'.
PSL2 вимагає суворо нижчих максимальних хімічних елементів, які викликають головний біль під час зварювання, зокрема твердих плям і водневих тріщин. Найважливішою відмінністю є контроль вуглецевого еквівалента (CE).
Вуглець (макс.): PSL1 дозволяє до 0,28% (Gr B), тоді як PSL2 обмежує його до 0,24%.
Фосфор і сірка: PSL2 скорочує ці домішки майже вдвічі порівняно з PSL1.
Сценарій 'незварювальної' труби: Ви можете легально придбати трубу PSL1 з вуглецевим еквівалентом (CE) понад 0,50%. Зварювання цього матеріалу без значного попереднього нагрівання (300°F+) майже гарантує уповільнене водневе розтріскування (холодне розтріскування) у зоні теплового впливу (ЗТВ). PSL2 обмежує CE (зазвичай ~0,43% для групи B), зберігаючи його придатним для зварювання за стандартними процедурами.
Технічне пояснення: що спричиняє 'дугу' у трубі PSL1?
Роздуття дуги та тверді плями в PSL1 часто є результатом
сегрегаційних смуг — регіонів, де концентрація вуглецю та марганцю зосереджена через більш слабку практику плавлення. PSL2 вимагає методів дрібнозернистого плавлення, які мінімізують цю сегрегацію.
3. Допуски фрези та 'перевищення межі текучості'
Це поширена проблема 'племінних знань', яка призводить до збоїв зварювання. PSL1 встановлює мінімальну межу текучості, але не максимальну . PSL2 встановлює як мінімум, так і максимум.
Сценарій відмови на полі
Млин виробляє жар сталі X60 (вихід 60 ksi). У них є надлишок, тому вони згортають його в трубу і штампують 'Grade B PSL1'. Це законно, оскільки X60 відповідає мінімальним вимогам класу B (60 ksi > 35 ksi).
Однак, коли польова бригада зварює цю трубу класу B за допомогою електрода E6010 (розрахованого на міцність на розтяг 60 фунтів на квадратний дюйм), корпус труби міцніший за метал шва. Це недостатнє узгодження спричиняє локалізацію напруги в зварному шві, що призводить до поперечних тріщин. Крім того, хімічний склад, необхідний для досягнення міцності X60, ймовірно, потребує попереднього нагрівання, відмінного від того, яке вказує стандарт WPS класу B.
ПОПЕРЕДЖЕННЯ: PSL1 у критичних конструкційних застосуваннях.
Не використовуйте трубу PSL1 для конструкційних паль або стояків, де розрахунки сейсмічних показників або навантаження залежать від конкретної межі продуктивності. 'Розбій межі текучості' означає, що труба може бути значно жорсткішою, ніж розраховано, передаючи надмірне навантаження на з'єднання або фундамент.
4. Обслуговування кислоти та обмеження H2S
Труба API 5L PSL1 принципово непридатна для використання в кислих середовищах (середовище, що містить H2S), як визначено NACE MR0175 / ISO 15156.
Водневе розтріскування (HIC) виникає, коли атоми водню дифундують у сталь і рекомбінуються в місцях включень, утворюючи пухирі. PSL1 допускає більший вміст сірки (0,030%), який утворює включення сульфіду марганцю (MnS) — сплющені «млинці», які діють як місця ініціації HIC.
Рішення: для кислих продуктів специфікації повинні передбачати API 5L PSL2 + Додаток H. Це забезпечує:
Наднизький вміст сірки (часто <0,002%).
Обробка кальцієм для сфероїдізації включень.
Обов'язкове тестування HIC (NACE TM0284).
Технічне уточнення: чи готова вся послуга для кислої труби PSL2?
Ні. PSL2 є
базовою вимогою, але стандарт PSL2 не вимагає тестування HIC. Ви повинні вказати 'Додаток H' або 'Sour Service' у замовленні на придбання, щоб гарантувати стійкість до HIC.
Поширені запитання про безшовні труби API 5L PSL1 проти PSL2: порівняння технічних вимог і робочих характеристик
Чи можу я оновити канал PSL1 до PSL2, виконавши ретротестування?
Загалом ні. Хоча ви можете фізично вирізати купони та виконувати випробування на удар за Шарпі або хімічний аналіз, ви не можете змінити практику плавлення, яка використовується на ливарному цеху. Якщо труба була виготовлена з високим вмістом сірки або без дрібнозернистої практики, жодні випробування не зроблять її сумісною з металургійним призначенням PSL2. Крім того, вимоги щодо відстеження для PSL2 починаються на стадії сталевої заготовки, яка часто втрачається з готовими запасами PSL1.
Чому NDT (неруйнівний контроль) є критичним для вибору PSL2?
Для безшовної труби API 5L PSL1 НК тіла труби не є обов’язковим; потрібно лише гідровипробування. Труба може пройти гідровипробування, незважаючи на те, що в середині стінки є шари або включення, які не пропускають воду, але поширюють тріщини під час циклічного навантаження. PSL2 вимагає 100% НК (ультразвукового або електромагнітного) для виявлення цих внутрішніх дефектів.
Якщо я використовую водопровід низького тиску, чи є PSL2 марною тратою грошей?
Ймовірно, так. Для стандартних трубопроводів води, повітря або некислих газів низького тиску, де температура залишається вище точки замерзання, PSL1 є економічно ефективним інженерним вибором. Висока міцність на руйнування та хімічний контроль PSL2 є непотрібними інженерними витратами для доброякісних, статичних середовищ.
Інженерні рішення для API 5L PSL1 проти PSL2 безшовної труби: порівняння технічних вимог і польових характеристик
Вибір правильного сорту труб має вирішальне значення для запобігання катастрофічним поломкам. ZC Pipe надає повний перелік лінійних труб API 5L і відповідних трубних виробів, забезпечуючи повну відстежуваність і відповідність строгим специфікаціям PSL2 і NACE.
Рекомендовані лінії продуктів:
FAQ: Технічні нюанси API 5L PSL1 проти PSL2
Яка максимальна межа текучості, дозволена для PSL1 Grade B?
API 5L PSL1 не визначає максимальну межу текучості для класу B. Він вимагає лише мінімум 35 000 psi (241 МПа). Це може призвести до «перевищення межі текучості», коли поставлена труба є значно твердішою та міцнішою, ніж передбачено проектом, потенційно перевищуючи міцність зварювального матеріалу.
Чи вимагає API 5L PSL2 відповідність NACE MR0175?
Не автоматично. Хоча хімічні обмеження PSL2 ближчі до вимог NACE, ніж PSL1, сувора відповідність NACE MR0175 / ISO 15156 вимагає замовлення труби PSL2 з Додатком H. Це забезпечує специфічне тестування HIC і контроль вмісту сірки, які стандарт PSL2 суворо не гарантує.
Чим відрізняється вуглецевий еквівалент (CE) між PSL1 і PSL2?
PSL1 не обмежує строго вуглецевий еквівалент (CE), допускаючи більш високий вміст вуглецю та сплавів, що може ускладнити зварювання. PSL2 встановлює суворий максимальний CE (наприклад, 0,43% для безшовних матеріалів класу B), що гарантує, що матеріал можна зварювати за допомогою стандартних процедур без надмірного ризику водневого розтріскування.
Чому тестування Шарпі V-Notch пропущено в PSL1?
Специфікації PSL1 походять від старих стандартів, призначених для транспортування рідин загального призначення в помірному кліматі. Він припускає, що робоче середовище не буде навантажувати матеріал до точки крихкого руйнування, що робить випробування на удар непотрібними витратами для тих конкретних, некритичних застосувань.
