Линейная труба API 5L класса X60 (L415): состав, свойства и использование

Что означает обозначение X60

API 5L X60 — это марка трубопроводных труб, в которой за буквой X следует указанный минимальный предел текучести в тысячах фунтов на квадратный дюйм, поэтому X60 обозначает минимальный предел текучести 60 000 фунтов на квадратный дюйм, равный 415 МПа. В системе обозначения ISO 3183 эта же марка обозначается L415. Марка выдается на двух уровнях спецификации продукта: PSL1, который охватывает базовый набор требований, и PSL2, который добавляет обязательные химические ограничения, контроль углеродного эквивалента, ударную вязкость и необходимые гидростатические испытания. Если в проекте указано X60 без указания уровня, заказ обычно определяется как PSL2 для обслуживания трубопровода и PSL1 для общей передачи низкого-давления. Это различие имеет значение, поскольку эти два уровня не являются взаимозаменяемыми при анализе конструкции или аттестации процедуры сварки.

Химический состав

Для бесшовных труб PSL2 ограничения API 5L составляют максимум 0,24 процента углерода, максимум 1,40 процента марганца, максимум 0,025 процента фосфора и максимум 0,015 процента серы, с комбинированной добавкой ниобия, ванадия и титана максимум 0,15 процента. Углеродный эквивалент контролируется либо на уровне максимум 0,43 процента по формуле IIW, который применяется, когда содержание углерода составляет 0,12 процента или ниже, либо на уровне максимум 0,25 процента по формуле Pcm, когда содержание углерода превышает 0,12 процента. Ограничения PSL1 более мягкие в отношении фосфора и серы и не налагают требований по углеродному эквиваленту. Более жесткие ограничения PSL2 существуют для защиты свариваемости в полевых условиях: более низкий углеродный эквивалент позволяет выполнять сварку без предварительного нагрева при различной толщине стенок и снижает риск образования холодных трещин в кольцевых сварных швах участка трубопровода.

Механические свойства

Трубы, изготовленные по стандарту X60, обычно поставляются в-прокатном, нормализованном или термомеханически прокатанном состоянии. Термомеханическая прокатка с ускоренным охлаждением является обычным способом прокатки больших диаметров, поскольку при этом достигается необходимая прочность и вязкость без отдельной нормализующей обработки.

Тестирование и проверка

Труба PSL2 требует гидростатических испытаний на каждой длине под давлением, указанным в стандарте для диаметра и толщины стенки, а также испытания на удар по Шарпи с V-надрезом на корпусе трубы. Для сварных труб требуется неразрушающий контроль сварного шва ультразвуковыми или радиографическими методами, а для критических линий может быть назначен полный-контроль тела. Габаритные проверки охватывают наружный диаметр, толщину стенки, овальность, прямолинейность и прямоугольность концов, а концы труб поставляются гладкими, со скошенными кромками, с резьбой или с муфтой в соответствии с заказом. Дополнительные требования, такие как испытание на разрыв-падающим грузом, условия эксплуатации в кислой среде или предел твердости, могут быть добавлены в тех случаях, когда линия пересекает сейсмическую зону или несет влажный, кислый газ.

Типичные применения

X60 используется для меж-магистральных газо- и нефтепроводов, сборных линий, водопроводных магистралей и морских выкидных трубопроводов, где сбалансировано сочетание прочности, ударной вязкости и свариваемости. Поскольку его прочность ниже X70 и X80, он позволяет использовать более тяжелые стены без чрезмерного углеродного эквивалента, что является преимуществом на линиях высокого давления небольшого диаметра и на трубопроводах, которые должны подвергаться гидростатическим испытаниям строительным подрядчиком с помощью портативного оборудования. Это также распространено для сбора на буровых площадках, для пробкоуловителей и для станционных трубопроводов внутри компрессорных станций, где класс давления высокий, но диаметр средний.

Часто задаваемые вопросы

Q:Каков предел текучести трубы API 5L X60?
A: Указанный минимальный предел текучести составляет 415 МПа, что эквивалентно 60 000 фунтам на квадратный дюйм. Для трубы PSL2 максимальное значение составляет 565 МПа, поэтому приемлемый диапазон составляет от 415 МПа до 565 МПа.

Q:В чем разница между X60 PSL1 и PSL2?
О: PSL2 добавляет обязательные химические пределы, контроль углеродного эквивалента, испытания на удар и необходимые гидростатические испытания, а диапазон растяжения ограничен верхней стороной. PSL1 имеет более мягкие ограничения по химическому составу и не требует гидростатических испытаний, если только они не заказаны в качестве дополнительного требования.

Q:X60 бесшовный или сварной?
A: Обе формы созданы. Бесшовные трубы преобладают в трубах меньшего диаметра и для работы с более высоким давлением, в то время как продольные или винтовые трубы, сваренные под флюсом, используются для линий электропередачи большого диаметра того же класса и уровня технических характеристик.

Q:Чем X60 отличается от X65 и X70?
Ответ: Каждая последующая марка повышает минимальный предел текучести на 35 МПа до 40 МПа, при этом X65 составляет 450 МПа, а X70 — 485 МПа. Более высокие марки позволяют сделать стенки более тонкими при том же расчетном давлении, но требуют более жесткого контроля сварки и более тщательного управления углеродным эквивалентом и ударной вязкостью.

Q:Какой стандарт сварки применяется?
Ответ: Кольцевая сварка трубопроводов в полевых условиях обычно квалифицируется и контролируется в соответствии со стандартом API 1104, тогда как заводская сварка станционных трубопроводов соответствует применимым нормам ASME для трубопроводов под давлением. Процедура сварки должна демонстрировать механические свойства, необходимые для соединяемой марки.

Q:Могут ли трубы X60 поставляться с определенным углеродным эквивалентом?
А: Да. Для труб PSL2 предел углеродного эквивалента составляет 0,43 процента по формуле IIW или 0,25 процента Pcm по самому стандарту, а для толстостенной или низкотемпературной сварки можно согласовать более низкий предел,-специфичный для проекта.