Tubo de aço API 5L PSL1 Grau X60 de dupla-face para soldagem por arco submerso (DSAW)
Visão geral básica
Tubo de aço API 5L PSL1 Grau X60 DSAW (soldagem por arco submerso de dupla face-)é um tubo de aço carbono de alta-resistência fabricado de acordo com as especificações do American Petroleum Institute para sistemas de transporte por dutos. A designação "X60" indica um limite de escoamento mínimo de60.000 psi (414 MPa), representando o ponto de entrada em materiais de pipeline de "alta{0}}resistência" .
X60 é um-grau de alta resistência que oferece aproximadamenteResistência ao escoamento 15% maior que X52(414 MPa versus. 359 MPa) e71% superior ao Grau B(414 MPa versus. 241 MPa). Geralmente é especificado para tubulações de transmissão de alta-pressão, aplicações offshore e condições de serviço exigentes onde graus mais baixos exigiriam espessura de parede excessiva .
O processo de fabricação DSAW-também conhecido como LSAW (soldagem por arco submerso longitudinal)-é um método de soldagem de alta-integridade em que soldas internas e externas são aplicadas, formando umpepita de solda única-de alta qualidade. Este processo é projetado especificamente paratubos de-diâmetro grande e paredes-espessasusado em transmissão de petróleo e gás de alta-pressão, adutoras de água e tubulações offshore .
Explicação do nome
| Papel | Significado |
|---|---|
| API | Instituto Americano de Petróleo |
| 5L | Especificação para tubulação usada em sistemas de transporte por dutos |
| PSL1 | Especificação do Produto Nível 1 – nível de qualidade padrão com requisitos básicos (sem testes de impacto obrigatórios) |
| X60 | Designação de grau: "X" indica o grau da tubulação, "60" representa o limite de escoamento mínimo em ksi (60.000 psi/414 MPa) |
| DSAW | Soldagem-de arco submerso dupla face – são aplicadas soldas internas e externas; o arco de soldagem é submerso em fluxo granular durante a soldagem |
| Também conhecido como | LSAW (soldagem por arco submerso longitudinal) – quando a costura de solda corre longitudinalmente ao longo do tubo |
Especificações principais
| Atributo | Descrição |
|---|---|
| Padrão | API 5L (46ª edição, alinhada com ISO 3183) |
| Nível de especificação do produto | PSL1 – nível de qualidade padrão |
| Nota | X60 (L415 em notação ISO) |
| Força de rendimento mínima | 414-415 MPa (60.000-60.200 psi) |
| Resistência Mínima à Tração | 517-520 MPa (75.000-75.400 psi) |
| Processo de Fabricação | DSAW (soldagem-de arco submerso de dupla face) / LSAW (soldagem por arco submerso longitudinal) |
| Métodos de formação | JCOE(formação progressiva de J-C-O) ouUOE(U-ing, O-ing, Expanding) |
| Faixa de tamanho (DSAW/LSAW) | 406 mm a 1829 mm(16" a 72") DE – típico para DSAW; até 84" disponível |
| Espessura da Parede | 6,0 mm a 50 mm (até 75 mm para aplicações especiais) |
| Comprimento | Padrão de 6 m a 12 m; até 18 m disponíveis |
| Acabamentos finais | Extremidades lisas, extremidades chanfradas (ângulo de chanfro de 30 graus) |
| Opções de revestimento | Tinta preta, verniz,-óleo antiferrugem, FBE, 3LPE, epóxi de alcatrão de carvão, CWC |
Composição Química (Tubo Soldado API 5L PSL1 Grau X60)
Com base nos requisitos API 5L PSL1 para tubos soldados:
| Elemento | % máximo | Notas |
|---|---|---|
| Carbono (C) | 0.26% | Baixo carbono para boa soldabilidade |
| Manganês (Mn) | 1.40% | Fornece força |
| Fósforo (P) | 0.030% | Controlado para soldabilidade |
| Enxofre (S) | 0.030% | Controlado para resistência |
| Silício (Si) | Não especificado para PSL1 | Normalmente menor ou igual a 0,45% |
| Vanádio (V) | Conforme acordado | Micro-liga para refinamento de grãos |
| Nióbio (Nb) | Conforme acordado | Micro-liga para maior resistência |
| Titânio (Ti) | Conforme acordado | Micro-liga para refinamento de grãos |
Nota: Para cada redução de 0,01% abaixo do teor máximo de carbono especificado, é permitido um aumento de 0,05% acima do teor máximo de manganês especificado, até um máximo de 1,65%. PSL1 não exige limite de escoamento máximo, equivalente de carbono ou testes de impacto obrigatórios.
Propriedades Mecânicas (API 5L PSL1 Grau X60)
| Propriedade | Exigência |
|---|---|
| Força de rendimento (min) | 414-415 MPa (60.000-60.200 psi) |
| Força de rendimento (máx.) | Não especificado para PSL1 |
| Resistência à tração (min) | 517-520 MPa (75.000-75.400 psi) |
| Resistência à tração (máx.) | Não especificado para PSL1 |
| Alongamento | Pela fórmula API 5L (varia de acordo com a espessura da parede) |
| Impacto Charpy | Não é necessário para PSL1– apenas PSL2 requer testes de impacto obrigatórios |
| Rendimento-para-Relação de tração | Não especificado para PSL1 |
Comparação entre X60 e notas adjacentes
| Nota | Força de rendimento (min) | Resistência à tração (min) | Força relativa vs. X60 | Aplicação Típica |
|---|---|---|---|---|
| Grau B | 241 MPa (35 ksi) | 414 MPa (60 ksi) | -42% | Coleta-de baixa pressão, serviços públicos |
| X42 | 290 MPa (42 ksi) | 414 MPa (60 ksi) | -30% | Linhas de coleta, distribuição |
| X46 | 317 MPa (46 ksi) | 434 MPa (63 ksi) | -23% | Coleta de-pressão média |
| X52 | 359 MPa (52 ksi) | 455-460 MPa (66 ksi) | -13% | Transmissão geral |
| X56 | 386-390 MPa (56 ksi) | 490 MPa (71 ksi) | -6% | Transmissão-de pressão mais alta |
| X60 | 414 MPa (60 ksi) | 517-520 MPa (75 ksi) | Linha de base | Transmissão de alta-pressão, offshore |
| X65 | 448 MPa (65 ksi) | 531 MPa (77 ksi) | +8% | Alta-pressão, offshore |
| X70 | 483 MPa (70 ksi) | 565 MPa (82 ksi) | +17% | Pressão-alta{1}}de longa distância |
*X60 representa o ponto de entrada em materiais de pipeline de "alta-resistência", oferecendo resistência ao escoamento aproximadamente 15% maior que X52 .*
Especificações dimensionais
| Parâmetro | Faixa/Tolerância |
|---|---|
| Diâmetro externo | 406 mm a 1829 mm(16" a 72") – faixa DSAW típica; até 84" disponível |
| Espessura da Parede | 6,0 mm a 50 mm (até 75 mm para aplicações especiais) |
| Tolerância de diâmetro (corpo do tubo) | ±0,75% do DO especificado |
| Tolerância de diâmetro (extremidades do tubo, 219,1-273,1 mm) | +1.6 mm/-0,4 mm |
| Tolerância de diâmetro (extremidades de tubo, 274-457 mm) | +2.4 mm/-0,8 mm |
| Tolerância de espessura de parede (508-610 mm) | +19.5% / -8% |
| Tolerância de espessura de parede (219,1-457 mm) | +15% / -12.5% |
| Comprimento | Padrão de 6 m a 12 m; até 18 m disponíveis |
| Fora-da{1}}redondeza | Menor ou igual a 1% do DO especificado |
Disponibilidade de tamanho típico (API 5L Grau X60 DSAW):
| DE (polegada) | DE (mm) | Faixa de espessura de parede (mm) |
|---|---|---|
| 16" | 406 | 6.0 - 14.0 |
| 20" | 508 | 6.0 - 16.0 |
| 24" | 610 | 6.0 - 18.0 |
| 30" | 762 | 7.0 - 21.0 |
| 36" | 914 | 8.0 - 24.0 |
| 40" | 1016 | 8.0 - 26.0 |
| 48" | 1219 | 9.0 - 28.0 |
| 56" | 1422 | 10.0 - 29.0 |
| 60" | 1524 | 10.0 - 29.0 |
| 64" | 1626 | 10.0 - 30.0 |
| 72" | 1829 | 10.0 - 30.0 |
Fonte: Baseado em dados dos fabricantes do setor.
Processo de fabricação DSAW/LSAW
A soldagem-de arco submerso de dupla face (DSAW), também conhecida como soldagem de arco submerso longitudinal (LSAW), é um processo de alta-eficiência usado principalmente para tubos de aço de grande-diâmetro.
Descrição do Processo
O arco de soldagem está submerso em fluxo granulardurante a soldagem, protegendo a solda da contaminação atmosférica
São necessárias soldas internas e externas, geralmente realizado em processos separados
As soldas separadas consomem uma parte da outra, resultando em umpepita de solda única-de alta qualidade
Métodos de formação
| Método | Descrição | Diâmetros típicos |
|---|---|---|
| JCOE | Etapas progressivas de formação de J-C-O (formato J-→formato C-→formato O-), expandidas após a soldagem | 406-1626 mm (16"-64") |
| UOE | Placa pressionada em forma de U-, depois em forma de O-, expandida após a soldagem | 508-1118 mm (20"-44") |
Etapas do processo
Seleção de Placa– Placas de aço atendendo aos requisitos API 5L PSL1 X60
Preparação de Borda– As bordas são chanfradas para criar uma ranhura em formato de V-
Formando– Placas de aço são formadas em formas cilíndricas usando prensas JCOE ou UOE
Soldagem por pontos– As placas formadas são soldadas-para manter a forma
Soldagem por arco submerso duplo– Costura de tubo soldada em superfícies internas e externas
Expansão Fria– O tubo pode ser expandido em até 1,5% para atingir a dimensão DE final
Inspeção Ultrassônica– Costura inspecionada por detecção automática ultrassônica contínua de falhas
Teste de pressão hidrostática– Cada tubo passa por testes de pressão hidrostática (quando especificado)
Acabamento– Processamento final, chanfro, revestimento e marcação de acordo com as especificações
Requisitos de teste e inspeção (PSL1)
| Tipo de teste | Exigência | Notas |
|---|---|---|
| Análise química | Por lote de calor | Verifica os limites de composição por API 5L PSL1 |
| Teste de tração | Por lote | Verifica o rendimento e a resistência à tração |
| Teste de achatamento | Obrigatório | Verifica a ductilidade e a integridade da solda |
| Teste de dobra | Obrigatório | Verifica a integridade da solda |
| Teste de Impacto Charpy | Não é necessário para PSL1 | Apenas PSL2 exige testes de impacto obrigatórios |
| Teste Hidrostático | Cada tubo (quando especificado) | Verificação de integridade de pressão |
| Inspeção Ultrassônica | 100% da costura de solda | Prática padrão para DSAW |
| Inspeção-de raios X | Para juntas em "T" | Onde as tiras de solda cruzam as costuras espirais |
| Inspeção Dimensional | 100% | Por tolerâncias padrão |
| Certificado de teste de moinho | EN 10204 Tipo 3.1B | Fornecido com resultados de testes completos |
Comparação PSL1 vs. PSL2 para X60
| Recurso | PSL1 X60 | PSL2 X60 | Significado |
|---|---|---|---|
| Carbono (C) máx. | 0.26% | 0.12% | PSL2 temRedução de 54%– melhor soldabilidade, menor dureza HAZ |
| Enxofre (S) máx. | 0.030% | 0.015% | PSL2 tem redução de 50% – crítico para resistência |
| Fósforo (P) máx. | 0.030% | 0.025% | PSL2 tem limites mais rígidos |
| Manganês (Mn) máx. | 1.40% | 1.40-1.60% | Maior para força |
| Força de rendimento | 414 MPa min apenas | Faixa de 414-565 MPa | PSL2 especifica o máximo para evitar-materiais com excesso de resistência |
| Resistência à tracção | 520 MPa min apenas | Faixa de 520-760 MPa | PSL2 especifica o máximo de consistência |
| Rendimento-para-Relação de tração | Não especificado | Menor ou igual a 0,93 | PSL2 garante ductilidade adequada |
| Teste de impacto | Não obrigatório | Obrigatório | PSL2 garante resistência-a baixas temperaturas |
| Carbono Equivalente | Não obrigatório | Calculado e controlado | PSL2 garante boa soldabilidade em campo |
| Requisitos de END | Padrão | Mais rigoroso | PSL2 fornece melhor detecção de defeitos |
| Uso típico | Serviços gerais, linhas de água, não{0}}críticas | Serviço crítico, serviço ácido, baixa temperatura |
Aplicativos comuns
| Aplicativo | Descrição |
|---|---|
| Transmissão de gás-de alta pressão | Gasodutos-de gás natural de longa distância que exigem altas pressões operacionais |
| Linhas troncais de petróleo bruto | Principais linhas de transmissão para transporte de petróleo bruto |
| Oleodutos offshore | Pipelines submarinos que exigem alta relação resistência-por{1}}peso |
| Redes de coleta onshore | Sistemas troncais regionais que conectam áreas de produção ao processamento |
| Tubulação de estação e coletor | Estações de compressores, estações de bombeamento, instalações de medição |
| Transmissão de Água | Adutoras de água de grande-diâmetro e alta-pressão |
| Tubulação de Processo Industrial | Refinarias, fábricas de produtos químicos, geração de energia |
| Serviço Azedo | Ambientes H₂S (com PSL2 e requisitos NACE suplementares) |
Principais vantagens
| Vantagem | Descrição |
|---|---|
| Alta resistência | Rendimento de 60.000 psi – 15% maior que o X52, permitindo espessura de parede reduzida ou pressões operacionais mais altas |
| Custo-econômico | PSL1 é mais econômico que PSL2 – adequado para aplicações de serviços gerais |
| Excelente soldabilidade | Baixo teor de carbono garante boa soldabilidade em campo |
| Capacidade de Grande Diâmetro | A DSAW produz tubos de 16" a 72" de diâmetro externo – ideal para aplicações de grande-diâmetro |
| Alta integridade de solda | A soldagem-dupla face cria uma única pepita de solda-de alta qualidade com 100% de inspeção UT |
| Ampla disponibilidade | Geralmente estocados por fabricantes em todo o mundo |
| Formação JCOE/UOE | Precisão dimensional precisa através de métodos avançados de conformação |
| Desempenho comprovado | Amplamente utilizado em transmissão de gás de alta-pressão, tubulações offshore e aplicações exigentes |
Aproximações Internacionais
| Padrão | Nota Equivalente | Notas |
|---|---|---|
| ISO 3183 | L415 | Equivalente ao padrão internacional |
| GB/T 9711 | L415 | Equivalente chinês |
| SO DNV-F101 | Grau 450 | Padrão offshore (nível de resistência semelhante) |
| EN 10208-2 | L415MB | Equivalente europeu |
Opções de revestimento
O tubo API 5L PSL1 X60 DSAW pode ser fornecido com vários revestimentos para proteção contra corrosão:
| Tipo de revestimento | Melhor para | Principais recursos |
|---|---|---|
| 3LPE (polietileno de 3 camadas) | Dutos enterrados | Mais comum; excelente proteção contra corrosão, alta resistência ao impacto |
| FBE (epóxi ligado por fusão) | Oleodutos e gasodutos | Adesão forte, resistência química |
| Epóxi de alcatrão de carvão | Ambientes marinhos | Proteção-para serviços pesados |
| CWC (Revestimento de Peso de Concreto) | Dutos offshore/submarinos | Flutuabilidade negativa e proteção mecânica |
| Verniz/óleo-antiferrugem | Proteção temporária | Proteção-contra corrosão de curto prazo durante o transporte |
| Revestimento de betume | Serviço enterrado | Proteção-de baixo custo |
| Revestimento de óleo preto | Acabamento de fresagem padrão | Proteção temporária |
Acabamentos finais
Os tratamentos finais disponíveis incluem:
Extremidades lisas (PE)– padrão para a maioria das aplicações
Extremidades chanfradas (BE)– para soldagem em campo (ângulo de bisel de 30 graus)
Extremidades roscadas– para conexões mecânicas
Considerações importantes
1. Seleção PSL1 vs. PSL2
PSL1: adequado para serviços gerais, linhas de água e aplicações não{0}}críticas onde a resistência a baixas-temperaturas não é necessária
PSL2: necessário para serviços-de baixa temperatura (abaixo de 0 graus), serviços ácidos (ambientes H₂S), pipelines regulamentados (FERC, DOT) e aplicativos críticos
2. X60 vs. notas inferiores/superiores
X52: Transmissão geral (rendimento de 52 ksi)
X56: Transmissão-de pressão mais alta (rendimento de 56 ksi)
X60: Transmissão de alta-pressão, offshore(rendimento de 60 ksi)
X65/X70: Pressão mais alta, offshore, longa-distância
3. Limitações de tamanho DSAW
A fabricação DSAW para X60 está normalmente disponível em16" a 72" DE
Diâmetros menores (abaixo de 16") são normalmente produzidos por ERW ou métodos sem costura
4. Teste de impacto
PSL1 faznãoexigem testes de impacto Charpy pelo padrão. Se houver previsão de serviço-com baixa temperatura, considere:
Especificando testes de impacto como requisito complementar
Atualizando para PSL2 (que exige testes de impacto)
5. Limitações de temperatura
Temperatura máxima de serviço recomendada:350 graus (662 graus F)
Não há resistência garantida a baixas-temperaturas sob PSL1 – não é adequado para aplicações abaixo de-zero sem avaliação
6. Inspeção-de terceiros
Os serviços de inspeção disponíveis incluem SGS, BV, Lloyds
7. Certificado de teste de moinho
Normalmente fornecido comoEN 10204 Tipo 3.1Bcom resultados completos dos testes
Inspeção-de terceiros disponível mediante solicitação
8. Soldabilidade
Baixo teor de carbono (menor ou igual a 0,26%) garante excelente soldabilidade
Adequado para todos os métodos de soldagem padrão (SMAW, GTAW, GMAW, SAW)
Não é necessário tratamento térmico pós{0}}soldagem para a maioria das espessuras
Para aplicações de serviços ácidos com PSL2, são necessárias práticas de baixo teor de hidrogênio
Resumo
Tubo de aço soldado por arco submerso de dupla face (DSAW/LSAW) API 5L PSL1 grau X60é um tubo de linha-de alta resistência que serve como ponto de entrada para materiais de pipeline premium. Com limite de escoamento mínimo de60.000 psi (414 MPa)– aproximadamente15% maior que X52– e resistência à tração de75.000 psi (517 MPa), esse material é a escolha preferida para tubulações de transmissão de alta-pressão, aplicações offshore e condições de serviço exigentes onde o X52 exigiria espessura de parede excessiva .
Principais recursos:
Padrão de materiais: API 5L PSL1 X60 – alto-grau de resistência para serviços gerais
Força de rendimento: 414 MPa (60.000 psi) mínimo – 15% maior que X52
Resistência à tracção: 517 MPa (75.000 psi) mínimo
Nível de qualidade PSL1: Não há testes de impacto obrigatórios; requisitos padrão para serviço geral
Fabricação DSAWproduz tubos de16" a 72" DEcom espessura de parede até50mm
Soldagem-dupla facecria uma única pepita de solda-de alta qualidade
Formação JCOE ou UOEmétodos garantem precisão dimensional precisa
Inspeção ultrassônica 100%da costura de solda garante qualidade
Excelente soldabilidadecom baixo teor de carbono (menor ou igual a 0,26%)
Custo-efetivo– escolha mais econômica para tubos de alta-pressão e grande-diâmetro
As aplicações comuns incluem:
Tubulações de transmissão de gás de alta-pressão
Linhas troncais de petróleo bruto
Dutos offshore e submarinos
Tubulação de estação e coletor
Rede de transmissão de água
Tubulação de processo industrial
Ao fazer o pedido, especifique:API 5L PSL1 Grau X60, DSAW/LSAW (dupla-face/arco submerso longitudinal soldado), tamanho (OD x WT), comprimento, acabamento final (liso/chanfrado), requisitos de revestimento e certificado de teste de moinho de acordo com EN 10204 tipo 3.1B.
Para aplicações que exigem resistência garantida a baixas-temperaturas, controles químicos mais rígidos ou capacidade de serviço ácido, especifiqueAPI 5L PSL2 Grau X60em vez de . Para a maioria das aplicações de transmissão de alta-pressão, o X60 PSL1 oferece um excelente equilíbrio entre resistência e economia .
