АПИ 5Л спирално заварене цеви: Комплетан водич за спецификације, класе и примене

Овај водич покрива процес производње, стандардни оквир АПИ 5Л, избор квалитета челика, могућности димензија, контролу квалитета, апликације и како се АПИ 5Л пореди са алтернативним стандардима. Написан је за инжењере, стручњаке за набавку и менаџере пројеката који раде у областима нафте и гаса, преноса воде и инфраструктуре.

1. Шта је АПИ 5Л спирално заварена цев?

АПИ 5Л спирално заварена цев почиње као топло-ваљана челична трака, која се доводи у јединицу за формирање под контролисаним углом. Трака се непрекидно намотава у цев, а спирални шав је заварен - изнутра и споља - коришћењем заваривања под водом (САВ). У САВ, лук је заштићен слојем гранулисаног флукса, који држи атмосферу даље од завареног базена.

Три ствари раздвајају спирално заварене цеви од уздужно заварених цеви:

Спирални заварени шав: Завар се одвија у непрекидној спирали дуж тела цеви. Под унутрашњим притиском и оптерећењима савијањем, напон се равномерније распоређује дуж спирале од правог уздужног шава.

Ефикасност материјала: Ужи челични котур може да произведе цеви много већег{0}}пречника. Подесите угао формирања и једна ширина намотаја може дати више пречника.

Опсег пречника: Спирално заваривање доминира за цеви спољних пречника од 219,1 мм (8,625 ин) до 3500 мм (138 ин). Код ових величина, уздужна заварена цев постаје економски непрактична.

АПИ 5Л - формалноАПИ спецификација 5Л, "Лине Пипе"- је међународни стандард за цевне цеви које се користе у транспорту нафте и природног гаса. Објављено од стране Америчког института за нафту, актуелно 46. издање (ступа на снагу 1. новембра 2018.) наводи хемијски састав, механичка својства, испитивање без-разарања, испитивање хидростатичким притиском и толеранције димензија и за бешавне и за заварене цеви.

2. Врсте челика и механичка својства

АПИ 5Л покрива низ врста челика, од којих је сваки идентификован по својој минималној граници течења. Ознака „Кс-граде“ (уобичајено у САД) и „Л-граде“ ознака (ИСО метрика) односе се на исте захтеве. Најчешће наведене класе за спирално заварене цеви су:

Напомена о ПСЛ2: Сви ПСЛ2 разреди такође одређују максималну границу течења и максимални однос развлачења-према-затезању (И/Т мање од или једнако 0,93 за ОД > 323,9 мм). Ова горња граница спречава млин да производи цев која је сувише тврда за заваривање на терену. ПСЛ1 нема такав поклопац - цев ПСЛ1 разреда Б би могла да покаже границу течења од 400 МПа и да и даље буде у потпуности усаглашена, што има стварне импликације на интегритет ободног завара ако дизајнер то није узео у обзир.

Захтевајте техничку понуду и преглед спецификација

3. Димензионалне спецификације

АПИ 5Л спирално заварене цеви нуди најшири опсег пречника било које методе заварене цеви. Табела у наставку приказује типичне производне могућности, а не строга стандардна ограничења - појединачни капацитети млина могу се разликовати.

3.1 Уобичајене комбинације дебљине пречника до зида

4. Процес производње: Како се производи ССАВ цев

ССАВ процес се одвија на континуираној производној линији са пет главних фаза:

4.1 Припрема челичног намотаја

Вруће{0}}ваљани челични котур стиже из квалификованих фабрика са пуним сертификатима о испитивању материјала (ЕН 10204 тип 3.1 или еквивалентан). Намотај је одмотан и нивелисан. Долазна инспекција проверава хемијски састав - укључујући еквивалент угљеника (ЦЕ) - у односу на наручени ниво и ниво ПСЛ. Рубови намотаја су обрезани и закошени за заваривање.

4.2 Формирање спирале

Нивелисана трака улази у машину за формирање под прецизно контролисаним углом помака. Тај угао одређује однос између ширине траке и пречника готове цеви: ужа трака под стрмијим углом производи већу цев. Модерне јединице за обликовање држе овалност унутар 1% номиналног ОД за цеви до 1422 мм, испуњавајући толеранције димензија АПИ 5Л.

4.3 Двострано заваривање под водом (ДСАВ)

Прво долази унутрашње заваривање, а одмах затим спољно заваривање. Ова секвенца обезбеђује пуну пенетрацију и смањује ризик од непотпуне фузије. Процес потопљеног лука напаја континуалну жичану електроду под гранулисаним флуксом. Кључни параметри - струја заваривања, напон лука, брзина кретања, унос топлоте - се прате и бележе у реалном времену. Зона{6}}захваћена топлотом (ХАЗ) се контролише да би се одржала механичка својства нарученог квалитета.

4.4 Завршна обрада и сечење

Континуирано заварена цев се сече на наручене дужине (обично 6-18 м, са 24 м на захтев). Крајеви цеви су закошени до стандардних АПИ 5Л углова за обимно заваривање. Спољашња арматура вара се држи унутар 0,5-2,5 мм, у зависности од дебљине зида.

4.5 Инспекција и тестирање

Сваки метар завара се подвргава онлајн ултразвучном тестирању (УТ). Поврх тога, крајеви цеви добијају радиографско тестирање (РТ) или рендгенски{1}}снимак. Свака цев је хидростатски испитана. Узорци из сваке производне серије пролазе кроз деструктивно механичко испитивање - на затезање, савијање и испитивање удара по Шарпи В-зарезу у складу са ПСЛ нивоом.

5. Стандардни оквир АПИ 5Л: ПСЛ1 наспрам ПСЛ2

АПИ 5Л дефинише два нивоа спецификације производа: ПСЛ1 и ПСЛ2. Важно је да ово исправите у фази набавке. Цев наручена као „АПИ 5Л Граде Б“ без навођења ПСЛ2 подразумеваних вредности на ПСЛ1 -, а ПСЛ1 цев не може да се надогради на ПСЛ2 додатним тестирањем накнадно.

Када треба навести ПСЛ2: Било који цевовод под високим притиском, у насељеним подручјима (АСМЕ Б31.8 Класа 2 или више), у киселој служби, на мору или где се примењује дизајн заснован на напрезању-. ПСЛ1 је у реду за водове ниског{5}}притиска, умерени-пренос воде под притиском и не-некритичне апликације са малим ризиком.

6. АПИ 5Л наспрам АСТМ А252: Избор правог стандарда за спирално заварене цеви

И АПИ 5Л и АСТМ А252 могу да покрију спирално заварене цеви направљене истим поступком, али служе суштински различитим сврхама. Бркање ова два може значити да се цев инсталира тамо где није квалификована.

Практично упутство: Ако цев носи течност под притиском, наведите АПИ 5Л. Ако иде у земљу као структурална гомила, наведите АСТМ А252. Неки пројекти користе АПИ 5Л за конструкцијске радове где су потребна додатна жилавост и документована својства материјала - сеизмичке зоне, на пример -, али за то је потребно експлицитно оправдање у спецификацији пројекта. АСТМ А252 цев никада не треба заменити АПИ 5Л сервисом под притиском без потпуне поновне-цертификације; ретко је вредно трошкова.

7. Примене АПИ 5Л спирално заварене цеви

Велики пречници, високе{0}}врсте чврстоће и ригорозна контрола квалитета чине АПИ 5Л спирално заварене цеви стандардним избором за:

Пренос нафте и гаса: -Магистралне линије које превозе сирову нафту, рафинисане производе и природни гас под средњим до високим притиском. Кс52 до Кс70 доминирају преносом гаса на копну; Кс80 је одређен за линије ултра{5}}високог-притиска где уштеда дебљине зида оправдава додатну квалификацију поступка заваривања.

Пренос и дистрибуција воде: Водовод великог{0}}пречника, водови за унос сирове воде, системи расхладне воде за електране. Степен Б и Кс42 су типични за воду под умереним{3}}притиском.

Оморски и подморски цјевоводи: АПИ 5Л ПСЛ2 са додатним захтевима према Анексу Ј (услуга на мору) за успоне, изводне водове и подморске{2}}површине.

Кисела услуга: ПСЛ2 са захтевима Анекса Х за Х₂С окружења, плус тестирање тврдоће и верификацију отпорности ССЦ према НАЦЕ МР0175/ИСО 15156.

Конструкцијски и шипови: Где је АПИ 5Л изабран за конструкцијске радове (темељне шипове, морске конструкције, стубове мостова) због своје документоване жилавости и заварљивости, често у комбинацији са АСТМ А252 механичким захтевима.

Муљ и рударски цевоводи: Минерални муљ, јаловина, материјали за багере - великих пречника са унутрашњим премазима отпорним на хабање-.

8. Предности АПИ 5Л спирално заварене цеви

Неколико фактора објашњава зашто спирално заварене цеви доминирају у конструкцији цевовода великог{0}}пречника:

Шири опсег пречника: Једна производна линија може произвести цеви од 219 мм до преко 3000 мм ОД подешавањем угла формирања. Уздужна заварена цев (ЛСАВ) је ограничена доступном ширином плоче.

Материјална и трошковна ефикасност: Уска трака производи цев великог-пречника, смањујући трошкове сировина. Спирално заварене цеви су обично 10-15% јефтиније по тони од ЛСАВ еквивалентног пречника и класе.

Флексибилна производња: Пребацивање са једног пречника на други захтева само подешавање угла - без потребе за поновним алатом. Ово чини производњу малих{2}}серијских и прилагођених-величина ефикасним.

Структурне перформансе: спирални заварени шав равномерно распоређује напон под унутрашњим притиском, а континуирани процес формирања даје одличну округлост и уједначеност дебљине зида при великим пречникима.

Флексибилност дужине: Континуирана производња омогућава дужине до 24 м, што значи мање заваривања обима поља током изградње цевовода - стварна предност у погледу трошкова и распореда.

9. Заштита површине и опције премаза

АПИ 5Л покрива цев у свом голом стању. Спољни премаз и унутрашња облога потпадају под одвојене стандарде, али се рутински примењују као део комплетног пакета снабдевања:

Треба вам решење за спољни премаз и унутрашње облоге?Затражите комплетну спецификацију премаза

10. Контрола квалитета и захтеви за испитивање

АПИ 5Л намеће темељан оквир за осигурање квалитета. За спирално заварене цеви у раду под притиском, о следећим фазама се не може преговарати-. Тачан обим - посебно за НДТ и испитивање на удар - зависи од нивоа ПСЛ-а и свих додатних захтева у наруџбини.

10.1 Верификација сировина

Сваки калем мора бити следљив до топлотног броја са сертификатом о испитивању материјала (МТЦ) који документује хемијски састав. Долазна инспекција обично укључује независну верификацију еквивалента угљеника (ЦЕИИВ или ЦЕПцм) да би се потврдила заварљивост. За ПСЛ2 цеви које се крећу у киселу употребу, примењују се додатна ограничења сумпора (С мање од или једнако 0,002–0,005%) и контроле микро-легирања према АПИ 5Л Анексу Х.

10.2 Испитивање без разарања (НДТ)

100% спиралног завареног шава пролази кроз аутоматизовано ултразвучно испитивање (УТ) на производној линији. УТ хвата унутрашње недостатке - недостатак фузије, инклузије шљаке, порозност, пукотине - у реалном времену. Крајеви цеви (отприлике 200 мм са сваког краја) такође се подвргавају радиографском тестирању (РТ) или рендгенском{6}}зраку, а слике се чувају за преглед корисника. За ПСЛ2, НДТ је обавезан; за ПСЛ1 се помиње као опција за купца, иако већина савремених спецификација набавке то укључује без обзира на то.

10.3 Хидростатичко испитивање

Свака цев је хидростатски испитана. Испитни притисак се израчунава да би се произвео обручни напон једнак одређеном проценту СМИС -, обично 60% до 95%, у зависности од степена, пречника и примене. Притисак се одржава најмање 5 до 10 секунди са аутоматским регистратором притиска. Није дозвољено цурење или видљива деформација.

10.4 Механичка испитивања разарања

Узорци се узимају из сваке испитне серије (обично по топлоти, по дебљини зида, на 100 цеви) и пролазе кроз:

Тест затезања (попречно тело цеви): Проверава границу течења, затезну чврстоћу, издужење

Испитивање затезања завара: Проверава да заварени шав задовољава или премашује минималну затезну чврстоћу основног материјала

Вођени тест савијања (савијање лица и корена): Проверава дуктилност завара - нема пукотина веће од 3 мм у било ком смеру дозвољено

Цхарпи В-тест на удар (само ПСЛ2): На наведеној испитној температури (обично 0 степени, −10 степени, −20 степени или ниже за арктички-разред). Минималне вредности апсорбоване енергије зависе од степена{5}}, обично почињу од 27 Ј у просеку по АПИ 5Л Табела 17

Металографско испитивање: Макро-преглед попречног пресека шава- како би се проверило продирање, фузионисање и одсуство штетних микроструктура у ХАЗ-у

АПИ 5Л цеви МТЦ

Захтевате потпуну МТЦ ЕН10204 3.1 / инспекцију сведока треће стране?Реците нам своје захтеве за инспекцију

11. ФАК

П1: Шта значи АПИ 5Л?

АПИ 5Л је спецификација 5Л од Америчког института за нафту (АПИ). То је глобални стандард за бешавне и заварене челичне цеви које се користе за транспорт нафте, природног гаса и воде у индустрији нафте и природног гаса. Актуелно издање је 46., објављено априла 2018. године, од 1. новембра 2018.

П2: Која је разлика између ССАВ и ЛСАВ цеви?

ССАВ (Спирал Субмергед Арц Велдед) цев се формира ваљањем челичног котура под завојним углом и заваривањем дуж спиралног шава. ЛСАВ (Лонгитудинал Субмергед Арц Велдед) се формира савијањем челичне плоче у цилиндар и заваривањем једног правог уздужног шава. ССАВ може да произведе веће пречнике од уже сировине, флексибилније управља променама пречника и кошта 10–15% мање по тони. ЛСАВ је пожељнији за цеви са -стинама (изнад 25 мм) и класе Кс70 и више, где је металургија плоча доследнија од металургије котура.

П3: Која је разлика између ПСЛ1 и ПСЛ2 у АПИ 5Л?

ПСЛ2 прихвата све што ПСЛ1 захтева и додаје: максимална ограничења попуштања и затезне чврстоће, максимални И/Т однос од 0,93, обавезно испитивање удара по Шарпи В-у зарезима при свакој топлоти, обавезно 100% НДТ завареног шава, строже хемијске границе (укључујући обавезну концентрацију угљеника и еквивалент угљеника). ПСЛ2 је неопходан за цевоводе под високим-притиском, киселе услуге, на мору и било коју примену где су отпорност на лом и доследна својства-критични за безбедност. ПСЛ1 је у реду за апликације са ниским-притиском и ниским{12}} последицама.

П4: Који је максимални пречник доступан за спирално заварене цеви АПИ 5Л?

Главни произвођачи могу произвести до 3500 мм (138 ин) ОД. Већина стандардне производне опреме носи до 2540 мм (100 инча). Пречнике изнад 3000 мм обично су потребне специјализоване млинове за обликовање - потврдите код произвођача током упита.

П5: Да ли се АПИ 5Л спирално заварене цеви могу користити за структуралне шипове?

Да, ако спецификација пројекта то изричито дозвољава и цев испуњава захтевана механичка својства. Али АСТМ А252 је наменски-направљен за шипове од челичних цеви, а коришћење АПИ 5Л за шипове може повећати трошкове кроз хемијске контроле, хидростатичка испитивања и НДТ који не додају вредност структурално. Замена делује боље у једном правцу: АПИ 5Л за структуралне је у реду; АСТМ А252 за рад под притиском није - који захтева потпуну поновну-квалификацију.

П6: Које је типично време испоруке за спирално заварене цеви АПИ 5Л?

Стандардне величине и класе (Гр.Б до Кс52, стандардне дебљине зидова) обично се испоручују у року од 30–60 дана од потврде поруџбине. Виши разреди (Кс65–Кс70), ПСЛ2 са додатним тестирањем, не{8}}нестандардне димензије и пакети премаза/облога могу да продуже рок испоруке на 60–120 дана. За поруџбине Кс80 или киселе услуге (Анекс Х) потребно је додатно време квалификације - дозволити 90–150 дана.

П7: Које НДТ методе се користе за спирално заварене цеви АПИ 5Л?

Примарне методе су аутоматизовано ултразвучно тестирање (УТ) за 100% завареног шава на производној линији - којим се откривају унутрашњи недостаци као што су недостатак фузије, инклузије шљаке, порозност и пукотине - и радиографско тестирање (РТ/Кс-зрака) на крајевима цеви и било којој локацији означеној УТ. За ПСЛ2, НДТ је обавезан. Инспекција магнетним честицама (МПИ) и испитивање пенетрантима боје (ПТ) могу да допуне површинску инспекцију поправки завара.

П8: Како да проверим да цев испоручена као АПИ 5Л заиста испуњава стандард?

Затражите сертификате произвођача о испитивању материјала (МТЦ) према ЕН 10204 тип 3.1, који документују резултате хемијских и механичких испитивања по топлоти и тестној серији. Инспекција треће стране од стране Буреау Веритас-а, СГС-а или ТУВ-а може да присуствује тестирању млина и сертификатима. За критичне пројекте наведите произвођаче са АПИ{5}}лиценцом (програм АПИ Монограм) и затражите важећи АПИКР сертификат.

П9: Да ли АПИ 5Л покрива премаз и облогу?

Бр. АПИ 5Л покрива голу цев. Спољни антикорозивни премази (3ПЕ, ФБЕ, 3ПП) су покривени стандардима ИСО 21809, ДИН 30670 и АВВА. Унутрашње облоге (цементни малтер, течни епоксид) су прекривене АВВА Ц205 и АВВА Ц210. Премаз и облога морају бити посебно специфицирани у наруџбини, са важећим стандардом, дебљином премаза, захтевима за испитивање адхезије и критеријумима за детекцију празника.

П10: Колика је тежина АПИ 5Л спирално заварене цеви по метру?

Називна тежина: В=(ОД − ВТ) × ВТ × 0,02466, где је ОД у мм, ВТ у мм, резултат у кг/м. Пример: 610 мм ОД × 12 мм ВТ → (610 − 12) × 12 × 0,02466 ≈ 177,0 кг/м. Стварна тежина може да варира унутар толеранције -3,5% / +10% масе коју дозвољава АПИ 5Л.

12. Закључак

АПИ 5Л спирално заварене цеви су радни коњ инфраструктуре цевовода-великог пречника. Његова флексибилна производња, широк распон пречника, добро-дефинисане класе челика и оквир квалитета АПИ спецификације 5Л (46. издање) чине га подразумеваним - и често јединим практичним избором - за-пренос нафте и гаса у различитим државама, велике-дистрибуције воде и пројекте индустријских цевовода4 којима су потребни пречници већи од 2.

Исправна набавка се своди на три ствари: навођење тачне оцене и нивоа ПСЛ, разумевање тестирања и документације која долази са нарученим ПСЛ-ом и разликовање АПИ 5Л од структурних стандарда као што је АСТМ А252. Посебно је разлика између ПСЛ1/ПСЛ2 чест извор грешака у спецификацији - и погрешно поступање у притиску-критичне услуге има стварне последице за безбедност и усклађеност.

Приликом набавке, уверите се да произвођач поседује важећу лиценцу АПИ монограма, затражите и прегледајте пуне МТЦ-ове за сваку пошиљку и размислите о инспекцији треће стране за критичне или велике-поруџбине. Трошкови ревизије фабрике или независног тестирања су занемарљиви поред трошкова замене или поправке не-неусаглашене цеви након инсталације.

Одрицање од одговорности: Овај чланак је технички референтни водич. Увек консултујте пун текст АПИ спецификације 5Л, 46. издање (2018) и важећи инжењерски код (АСМЕ Б31.4, АСМЕ Б31.8 или еквивалентан) за ваш конкретни пројекат. Спецификације цеви, доступне величине и рокови испоруке треба да буду потврђени са појединачним произвођачима.

Popularne oznake: апи 5л спирално заварене цеви, Кина апи 5л спирално заварене цеви произвођачи, добављачи