1. Especificação principal: API 5L
Padrão: API 5L "Especificação para tubulação de linha"- A referência global para tubos de aço usados em sistemas de transporte por dutos para petróleo, gás e água.
Nível de Especificação do Produto (PSL): PSL1representa o nível básico de requisitos. Ele se concentra em propriedades mecânicas e dimensionais essenciais com limites de composição química relativamente flexíveis.
Processo de Fabricação: SERRA Espiral/Helicoidal(Soldagem por Arco Submerso). O tubo é formado enrolando e soldando continuamente uma bobina de aço (skelp) em um ângulo específico.
2. Explicação do processo SAW espiral/helicoidal (SSAW)
Ao contrário do LSAW (costura longitudinal), o SSAW cria umacostura espiralque corre ao redor do tubo como uma hélice.
Desenrolamento e nivelamento: Uma bobina de aço com largura especificada é alimentada no moinho e nivelada.
Preparação de Borda: As bordas da bobina são aparadas e chanfradas.
Conformação e Soldagem: A tira é continuamente formada em formato espiral/helicoidal. As costuras internas e externas são soldadas simultaneamente usandoSoldagem por Arco Submerso (SAW).
Corte e dimensionamento: O tubo contínuo é cortado no comprimento certo e as extremidades podem ser expandidas ou dimensionadas para maior precisão.
Ponto Geométrico Chave: O diâmetro do tubo é determinado pelalargura da bobinae oformando ângulo(D=Largura da faixa/sin(Ângulo de formação)). Isto permite grande flexibilidade no diâmetro a partir de uma única largura de bobina.
3. Notas e requisitos principais para API 5L PSL1 SSAW
Notas Comuns: A25, A, B, X42, X46, X52, X56, X60. (Graus mais altos como X70 são possíveis, mas menos comuns para PSL1 SSAW).
Composição Química: Os limites são especificados para carbono, manganês, fósforo, enxofre, etc., mas sãodependente da nota-e mais tolerante que o PSL2. Não há requisitos de equivalente de carbono (CE) ou craqueamento induzido por hidrogênio (HIC)para PSL1.
Propriedades Mecânicas:
Resistência à tração e resistência ao escoamento: Deve atender aos mínimos da nota especificada.
Alongamento: Mínimo necessário.
Teste de dureza: Não obrigatório para PSL1.
Teste de impacto (Charpy V-Notch): NÃO OBRIGATÓRIOpara PSL1. Esta é uma distinção crítica do PSL2.
Tolerâncias Dimensionais: Governado pela API 5L, geralmente mais solto que tubos de precisão, mas adequado para construção de tubulações.
Teste: Cada tubo sofretestes hidrostáticosa 90% do limite de rendimento mínimo especificado (SMYS) por pelo menos 5 segundos. São necessários testes não{3}}destrutivos (END) da solda (normalmenteTestes radiográficos (raios-X/gama) ou ultrassônicos).
4. Vantagens do tubo SSAW (vs. LSAW/ERW)
Grande diâmetro em tiras estreitas: Pode produzir diâmetros muito grandes (por exemplo, 20" a 100"+ DE) a partir de uma única largura de bobina, oferecendo grande flexibilidade econômica.
Força Uniforme: A costura em espiral distribui a tensão de forma diferente; alguns argumentam que oferece força circunferencial mais uniforme.
Alta eficiência de produção: processo contínuo adequado para execuções de produção-longas.
Flexibilidade na espessura da parede: Pode acomodar uma ampla variedade de espessuras de parede, muitas vezes a um custo menor para diâmetros grandes em comparação com LSAW.
5. Limitações e considerações do SSAW PSL1
Costura de solda em espiral mais longa: O comprimento total da solda é maior que um tubo LSAW equivalente, aumentando teoricamente a probabilidade de defeitos de solda (embora os END modernos mitiguem isso).
Estresse residual: O processo de formação em espiral pode introduzir tensões residuais complexas.
Tolerâncias Geométricas: A circularidade e a retilineidade podem ser um pouco mais difíceis de controlar do que em tubos UOE LSAW, especialmente em paredes mais finas.
Garantia de resistência sem impacto (PSL1): não pode ser usado em ambientes onde é necessária ductilidade em baixas-temperaturas ou controle de propagação de fraturas.
Não para "Serviço Azedo" Offshore: A química não especificada e a falta de testes HIC o impedem de ambientes corrosivos (H₂S).
6. Aplicações comuns para tubo SSAW API 5L PSL1
Usado principalmente emaplicações onshore de baixa-a{1}}pressão, não{2}}críticas:
Transmissão e Drenagem de Água: Redes de grande-diâmetro, irrigação e sistemas de controle de enchentes.
Linhas de coleta-de petróleo e gás de baixa pressão: Redes de coleta em terra dentro dos campos.
Estacas e suportes estruturais: Como estacas de fundação ou colunas estruturais (onde API 5L às vezes é especificado por suas propriedades mecânicas).
Polpa e Transporte Industrial: Para materiais-corrosivos e abrasivos.
Postes e revestimento de cerca: Onde são necessários grandes diâmetros e resistência.
7. Principais comparações: PSL1 vs. PSL2 SSAW Pipe
| Recurso | API 5L PSL1 SSAW | API 5L PSL2 SSAW |
|---|---|---|
| Teste de impacto | Não obrigatório | Obrigatório(Controle de tenacidade à fratura) |
| Máx. Conteúdo de carbono | Limites mais altos | Limites mais rígidos |
| Carbono Equivalente (CE) | Não obrigatório | Limites máximos especificados (melhor soldabilidade) |
| Teste HIC/SSC | Não obrigatório | Pode ser especificado para serviço ácido |
| Teste de dureza | Não obrigatório | Obrigatório (máx. 248 HV10 para solda/HAZ comum) |
| Faixa de limite de rendimento | Tolerância mais ampla (± 15 MPa por minuto) | Tolerância mais rigorosa (varia de acordo com o grau) |
| Aplicativo | Ambientes não{0}}críticos e benignos | Alta-pressão, crítica, baixa-temperatura ou serviço ácido |
8. Diretrizes de Aquisição e Especificação
Ao solicitar tubo SSAW API 5L PSL1, o pedido de compra deve especificar claramente:
Padrão Completo: API 5L PSL1, Edição (por exemplo, 46ª Edição).
Grau e tamanho: por exemplo, X52, NPS 36", WT 9,5 mm.
Comprimento: Aleatório simples ou duplo.
Fim do acabamento: Extremidade lisa, chanfrada (para soldagem) ou extremidades especiais.
Revestimento/Proteção: Especificações de revestimento nu (preto), envernizado (para armazenamento) ou revestimento externo/interno.
Requisitos Suplementares (SRs): Embora o PSL1 seja básico, certos SRs opcionais podem ser invocados:
Teste de entalhe SR5 - Charpy V-(Se os valores de impacto forem repentinamente necessários).
Teste de6 - queda-de ruptura de peso (DWTT).
SR11 - END da Placa/Bobina.
Marcação e Certificação: Requer estêncil adequado e umCertificado de teste de moinho (MTC) em conformidade com API 5L.
Nota Final
O tubo API 5L PSL1 SSAW é uma escolha robusta e econômica para tubos de grande-diâmetro em aplicações onshore não-críticas.Sua principal limitação é a falta de resistência à fratura garantida. Para qualquer aplicação que envolva baixas temperaturas, tensões dinâmicas ou ambientes ácidos,PSL2ou especificações de grau-superiores (com requisitos complementares) devem ser especificadas.
