Tubo de aço API 5L PSL2 X70 ERW
Visão geral básica
Tubo de aço API 5L PSL2 grau X70 ERW (soldado por resistência elétrica)é um tubo de linha micro{1}ligado de alta-resistência projetado para aplicações exigentes de transmissão de petróleo e gás [citação:7, citação:10]. A designação "X70" indica um limite de escoamento mínimo de70.000 psi (483 MPa), representando aproximadamente8% maior resistência que X65e17% maior que X60. PSL2 adiciona requisitos de qualidade aprimorados, incluindo controles químicos mais rígidos, testes de impacto obrigatórios, limites máximos de resistência e rastreabilidade total [citação:4, citação:9].
A designação divide-se da seguinte forma:
API 5L: Especificação do American Petroleum Institute para tubos de linha
PSL2: Especificação de Produto Nível 2 (qualidade aprimorada com testes obrigatórios)
X70: Grau indicando limite de escoamento mínimo de 70 ksi (483 MPa)
ERW: Resistência Elétrica Soldada – tubo formado por bobina de aço e soldado longitudinalmente sem metal de adição
Especificações principais
| Parâmetro | Especificação |
|---|---|
| Padrão | API 5L (46ª edição, alinhada com ISO 3183) |
| Nível de especificação do produto | PSL2 [citação:1, citação:7] |
| Nota | X70 (L485 em notação ISO) [citação:7, citação:10] |
| Força de rendimento mínima | 483-485 MPa (70.000-70.300 psi) [citação:4, citação:5, citação:7] |
| Força máxima de rendimento | 621-635 MPa (90.000-92.100 psi)– PSL2 especifica mínimo e máximo [citação:3, citação:9, citação:10] |
| Resistência Mínima à Tração | 565-570 MPa (82.000-82.700 psi) [citação:4, citação:5, citação:7] |
| Resistência Máxima à Tração | 760-758 MPa (110.000-110.200 psi)[citação:3, citação:9] |
| Rendimento-para-Relação de tração (máx.) | 0.93[citação:9, citação:10] |
| Tipo de fabricação | ERW (resistência elétrica soldada) / HFW [citação:1, citação:6] |
| Faixa de tamanho (ERW) | 14" a 24" (355,6 mm a 609,6 mm) de diâmetro externo; também 1/2" a 26" disponível [citação:1, citação:2, citação:6] |
| Espessura da Parede | Cronograma 10 a 160, STD, XS, XXS; até 1.000" (25,4 mm) [citação:2, citação:7, citação:10] |
| Comprimento | 3m a 18m; SRL, DRL; Padrão de 5,8 m, 6 m, 11,8 m, 12 m [citação: 2, citação: 6] |
| Acabamentos finais | Extremidades lisas, extremidades chanfradas, extremidades roscadas |
Composição Química (Tubo Soldado PSL2)
| Elemento | % máximo | Comparação PSL1 |
|---|---|---|
| Carbono (C) | 0.12-0.22% | 0,26-0,28% (controle significativamente mais rígido) [citação:3, citação:5, citação:7, citação:9] |
| Silício (Si) | 0.45% | Não especificado para PSL1 [citação:3, citação:7] |
| Manganês (Mn) | 1.40-1.85% | 1,65% (maior para força) [citação:3, citação:5, citação:9] |
| Fósforo (P) | 0.025% | 0,030% (mais rigoroso) [citação:3, citação:7, citação:9] |
| Enxofre (S) | 0.015% | 0,030% (redução de 50%) [citação:3, citação:7, citação:9] |
| Vanádio (V) | 0,07-0,10% máx. | Micro-liga opcional [citation:3, citation:7, citation:10] |
| Nióbio (Nb) | 0,05-0,06% máx. | Micro-liga opcional [citation:7, citation:10] |
| Titânio (Ti) | 0,04% no máximo | Micro-liga opcional [citation:7, citation:10] |
| Nb+V+Ti (Total) | 0,15% no máximo | Refinamento de grãos [citação:7, citação:10] |
Nota: PSL2 requer cálculo e controle de equivalente de carbono (CE) para garantir boa soldabilidade em campo [citação:4, citação:7]. Para aplicações de serviços ácidos, o teor de enxofre pode ser ainda limitado a menos ou igual a 0,002%.
Propriedades Mecânicas
| Propriedade | Requisito PSL2 | Comparação PSL1 |
|---|---|---|
| Força de rendimento (min) | 483-485 MPa (70.000-70.300 psi) [citação:4, citação:5, citação:7] | Mesmo mínimo |
| Força de rendimento (máx.) | 621-635 MPa (90.000-92.100 psi)[citação:3, citação:9, citação:10] | Não especificado |
| Resistência à tração (min) | 565-570 MPa (82.000-82.700 psi) [citação:4, citação:5, citação:7] | Mesmo mínimo |
| Resistência à tração (máx.) | 760-758 MPa (110.000-110.200 psi)[citação:3, citação:9] | Não especificado |
| Rendimento-para-Relação de tração | 0,93 máx.[citação:9, citação:10] | Não especificado |
| Alongamento | Maior ou igual a 17-22% (por fórmula API 5L) [citação:5, citação:7] | Mesma fórmula |
| Impacto Charpy (CVN) | Obrigatóriona temperatura especificada [citação: 4, citação: 9] | Não obrigatório |
| Dureza (máx.) | 250 HV10 (serviço ácido: 248 HV10) | Não especificado |
Tolerâncias Dimensionais (API 5L)
| Parâmetro | Faixa de tamanho | Tolerância | Fonte |
|---|---|---|---|
| DE do corpo do tubo | 219,1-457 milímetros | ±0.75% | |
| DE do corpo do tubo | 508-610 milímetros | ±0.75% | |
| Extremidades do tubo (219,1-273,1 mm) | - | +1.6 mm/-0,4 mm | |
| Extremidades de tubo (274-320 mm) | - | +2.4 mm/-0,8 mm | |
| Extremidades do tubo (323,9-457 mm) | - | +2.4 mm/-0,8 mm | |
| Espessura da Parede (508-610 mm) | - | +19.5% / -8% | |
| Espessura da Parede (219,1-457 mm) | - | +15% / -12.5% | |
| Retidão | Comprimento total | Menor ou igual a 0,15% do comprimento total |
Processo de fabricação de ERW
O tubo de aço ERW é um tubo soldado por resistência elétrica com costura reta produzido através de um processo contínuo:
Desenrolamento– A bobina de aço é desenrolada e nivelada
Preparação de Borda– As bordas das tiras são fresadas para soldagem adequada
Formando– A tira de aço é formada-a frio em formato cilíndrico
Soldagem por indução elétrica– Soldagem de alta-frequência une bordas sem metal de adição
Tratamento térmico de costura– A costura de solda é normalizada para refinar a estrutura do grão e eliminar constituintes frágeis
Dimensionamento– O tubo passa por rolos calibradores para atingir as dimensões finais
END– 100% de testes não{1}}destrutivos (ultrassônicos ou correntes parasitas) de costura de solda
Teste Hidrostático– Cada tubo testado individualmente quanto à integridade da pressão
Acabamento final– Extremidades preparadas (lisas ou chanfradas)
Requisitos de teste (PSL2)
| Tipo de teste | Exigência | Notas |
|---|---|---|
| Análise química | Por lote de calor | Limites PSL2 mais rígidos [citação: 4, citação: 9] |
| Teste de tração | Por lote | Verifica os limites mínimo e máximo |
| Rendimento-para-Relação de tração | Menor ou igual a 0,93 | Verificação obrigatória |
| Teste de Impacto Charpy (CVN) | Obrigatório | Obrigatório para todas as notas PSL2 [citação:4, citação:9] |
| Teste de achatamento | Necessário para tubo ERW | Verifica a ductilidade |
| Teste de dobra/Teste de dobra guiado- | Obrigatório | Verifica a integridade da solda |
| Teste Hidrostático | Cada tubo | Verificação de integridade de pressão; 100% dos tubos [citação:7, citação:10] |
| END (ultrassônico/corrente parasita) | 100% da costura de solda | Obrigatório para PSL2 [citação:4, citação:9] |
| DWTT (teste de rasgo por peso de queda) | Para aplicações críticas | Verificação de resistência à fratura |
| Teste de dureza | Para serviço azedo | Mapeamento de dureza necessário quando especificado |
| Teste HIC/SSC | Para serviço azedo | De acordo com NACE MR0175/ISO 15156 |
Comparação de notas: X70 vs. notas adjacentes
| Nota | Força de rendimento (min) | Força de rendimento (máx.) | Resistência à tração (min) | Aplicação Típica |
|---|---|---|---|---|
| X52 | 359-360 MPa (52 ksi) | 531 MPa (77 ksi) | 455-460 MPa (66 ksi) | Transmissão geral |
| X56 | 386-390 MPa (56 ksi) | 545 MPa (79 ksi) | 490 MPa (71 ksi) | Transmissão-de pressão mais alta |
| X60 | 414-415 MPa (60 ksi) | 565 MPa (82 ksi) | 517-520 MPa (75 ksi) | Transmissão de alta-pressão |
| X65 | 448-450 MPa (65 ksi) | 600 MPa (87 ksi) | 531-535 MPa (77 ksi) | Alta-pressão, offshore |
| X70 | 483-485 MPa (70 ksi) | 621-635 MPa (90-92 ksi) | 565-570 MPa (82 ksi) | Longa-alta pressão-de longa distância, offshore, ártico[citação:4, citação:7] |
| X80 | 552-555 MPa (80 ksi) | 690-705 MPa (100-102 ksi) | 621-625 MPa (90 ksi) | Linhas troncais de ultra-alta-pressão |
X70 oferece resistência ao escoamento aproximadamente 8% maior que X65, 17% maior que X60 e 35% maior que X52 [citação:4, citação:7].
Comparação PSL1 vs. PSL2 para X70
| Recurso | PSL1 X70 | PSL2 X70 | Significado |
|---|---|---|---|
| Carbono (C) máx. | 0,26-0,28% [citação:5, citação:6] | 0.12-0.22%[citação:3, citação:7, citação:9] | Redução de 54%– melhor soldabilidade, menor dureza HAZ |
| Enxofre (S) máx. | 0,030% [citação:5, citação:6] | 0.015%[citação:3, citação:7, citação:9] | Redução de 50%– crítico para tenacidade e resistência HIC |
| Fósforo (P) máx. | 0,030% [citação:5, citação:6] | 0.025%[citação:3, citação:7, citação:9] | Melhor tenacidade e soldabilidade |
| Manganês (Mn) máx. | 1,65% [citação:5, citação:6] | 1.40-1.85%[citação:3, citação:5, citação:9] | Maior para otimização de força |
| Força de rendimento | 485 MPa min apenas [citação:5, citação:6] | Faixa de 483-635 MPa[citação:3, citação:9, citação:10] | Evita materiais-com excesso de resistência |
| Resistência à tracção | 570 MPa min apenas [citação:5, citação:6] | Faixa de 565-760 MPa[citação:3, citação:9] | Garante propriedades mecânicas consistentes |
| Rendimento-para-Relação de tração | Não especificado | Menor ou igual a 0,93[citação:9, citação:10] | Garante ductilidade adequada |
| Teste de Impacto Charpy | Não obrigatório | Obrigatório[citação:4, citação:9] | Garante resistência-a baixas temperaturas |
| Carbono Equivalente (CE) | Não obrigatório | Calculado e controlado [citação:4, citação:7] | Garante boa soldabilidade em campo |
| Requisitos de END | Padrão | Mais rigoroso [citação:4, citação:9] | Melhor detecção de defeitos |
| Rastreabilidade | Nível de lote | Rastreabilidade completa tubo{0}}por{1}}tubo[citação:4, citação:9] | Documentação completa de qualidade |
| Uso típico | Serviço geral | Serviço crítico, serviço ácido, baixa temperatura, offshore[citação:4, citação:7] |
Sufixos de Tratamento Térmico (PSL2)
PSL2 X70 pode ser fornecido com sufixos indicando a condição do tratamento térmico:
| Sufixo | Doença | Aplicação Típica |
|---|---|---|
| X70N | Normalizado | Transmissão geral, estrutura de grãos melhorada |
| X70Q | Temperado e temperado | Uniformidade de força máxima [citação:7, citação:10] |
| X70M | Laminados termomecânicos (TMCP) | Resistência e soldabilidade aprimoradas [citação: 7, citação: 10] |
| X70QS | Serviço temperado e temperado + Sour | Ambientes H₂S |
| X70MS | Laminados termomecânicos + serviço Sour | Ambientes H₂S com resistência aprimorada |
Observação: o sufixo "S" indica aplicação Sour Service de acordo com NACE MR0175 .
Aplicativos comuns
| Aplicativo | Descrição |
|---|---|
| Transmissão de gás de longa-alta pressão-de longa distância | Principais linhas troncais que exigem altas pressões operacionais [citação:7, citação:10] |
| Dutos Offshore e Submarinos | Pipelines submarinos que exigem alta relação resistência-por{1}}peso |
| Oleodutos do Ártico e de Clima Frio | Ambientes-de baixa temperatura que exigem resistência garantida ao impacto [citação:7, citação:10] |
| Linhas troncais de petróleo bruto | Principais linhas de transmissão para transporte de petróleo bruto |
| 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 |
| Serviço Azedo | Ambientes H₂S (com classes X70MS/X70QS) |
| Transmissão de Água | Adutoras de água de grande-diâmetro e alta-pressão |
| Tubulação da estação de dutos | Aplicações de alta-pressão em terminais de pipeline |
Principais vantagens
| Vantagem | Descrição |
|---|---|
| Alta resistência | Rendimento de 70.000 psi – 8% maior que X65, 17% maior que X60, 35% maior que X52 [citação:4, citação:7] |
| Resistência Garantida | O teste de impacto Charpy obrigatório garante desempenho-em baixas temperaturas [citação:4, citação:9] |
| Química mais rigorosa | Teor de enxofre 50% menor (0,015% vs{2}}%) melhora a soldabilidade e a resistência HIC [citação:3, citação:7] |
| Força Controlada | A resistência máxima ao escoamento (635 MPa) evita materiais-com excesso de resistência que podem causar problemas de soldagem [citação:3, citação:9] |
| Rastreabilidade total | Rastreabilidade tubo{0}}por{1}}tubo para documentação de qualidade completa [citação:4, citação:9] |
| END aprimorado | Requisitos de testes não{0}}destrutivos mais rigorosos [citação:4, citação:9] |
| Microestrutura | Estrutura de ferrita acicular de ultra{0}}baixo carbono com discordâncias de alta-densidade interagindo com fases finas de precipitação |
| Alta resistência ao rasgo dinâmico | Excelentes propriedades de resistência à fratura |
| Temperatura de transição baixa dúctil-frágil | Adequado para aplicações-de baixa temperatura |
| Adequação para serviços ácidos | Disponível para aplicações de serviços ácidos com conformidade NACE |
| Tratamento térmico de costura | O processo ERW avançado inclui tratamento térmico localizado para refinar a microestrutura da zona de solda |
| Custo-econômico | O processo ERW proporciona produção econômica para tamanhos de até 24" |
Opções de revestimento
| Tipo de revestimento | Melhor para | Principais recursos |
|---|---|---|
| 3LPE (polietileno de 3 camadas) | Dutos enterrados | Mais comum; excelente proteção contra corrosão, alta resistência ao impacto [citação:2, citação:6] |
| FBE (epóxi ligado por fusão) | Oleodutos e gasodutos | Forte adesão, resistência química [citação:2, citação:6] |
| 3LPP (polipropileno de 3 camadas) | Dutos offshore | Resistência a altas temperaturas (até 140 graus) |
| Epóxi de alcatrão de carvão | Ambientes marinhos | Proteção-para serviços pesados [citação:2, citação:6] |
| Preto (nu) | Acabamento de fresagem padrão | Proteção temporária [citação:2, citação:6] |
| Verniz/óleo-antiferrugem | Proteção temporária | Proteção-contra corrosão de curto prazo durante o transporte |
| Revestimento de Peso de Concreto (CWC) | Dutos offshore/submarinos | Flutuabilidade negativa e proteção mecânica |
| Galvanizado | Aplicações estruturais | Galvanização-por imersão a quente para resistência à corrosão |
Considerações importantes
1. Limitações de tamanho
A fabricação de ERW para X70 está normalmente disponível em14" a 24" (355,6 mm a 609,6 mm) DE
Diâmetros menores até 1/2" estão disponíveis em alguns fabricantes
Diâmetros maiores (acima de 24") requerem fabricação LSAW ou SSAW [citação:1, citação:10]
2. Seleção PSL1 vs. PSL2
PSL2: necessário para serviços-de baixa temperatura (especialmente abaixo de 0 graus), serviços ácidos (ambientes H₂S), pipelines regulamentados (FERC, DOT), aplicações offshore e infraestrutura crítica [citação:4, citação:7]
PSL1: adequado para serviços gerais, linhas de água e aplicações não{0}}críticas onde a resistência a baixas-temperaturas não é necessária
3. Temperatura de teste de impacto
O teste de impacto Charpy padrão está em0 graucom requisitos mínimos de energia
Para aplicações mais frias (Ártico, águas profundas), testes de impacto em-20 grausou-45 grauspode ser especificado
4. Capacidade de serviço ácido
PSL2 X70 com requisitos adicionais pode ser usado para serviço ácido (ambientes H₂S):
X70MS/X70QSclasses projetadas especificamente para serviços ácidos
Teste de dureza (menor ou igual a 248 HV10)
Testes HIC e SSC de acordo com NACE TM0284 e NACE TM0177
O teor de enxofre pode ser ainda limitado a menos ou igual a 0,002%
5. Notas Equivalentes
ISO 3183: L485 [citação:7, citação:10]
GB/T 9711: L485
SO DNV-F101: Grau 485 (nível de força semelhante)
6. Condições de entrega
PSL2 X70 pode ser fornecido nas seguintes condições:
Conforme-lançado (R)
Normalizado (N)
Normalizado e temperado
Temperado e revenido (Q)
Laminado termomecânico (TMCP) (M) [citação:7, citação:10]
7. Certificado de teste de moinho
Normalmente fornecido comoEN 10204 Tipo 3.1com resultados completos dos testes
Inspeção-de terceiros (SGS, BV, Lloyds, TUV, ABS) disponível mediante solicitação
8. Microestrutura e Metalurgia
O tubo de aço X70 apresenta uma estrutura composta porferrita acicular e bainita. Seu excelente desempenho se deve a:
Estrutura de ferrita acicular com ultra{0}}baixo carbono
Luxações de alta densidade interagindo com fases de precipitação fina
Elementos de micro{0}liga (Nb, V, Ti) para refinamento de grãos
Conteúdo total de micro-ligas Menor ou igual a 0,15% [citação:7, citação:10]
Resumo
Tubo de aço API 5L PSL2 Grau X70 ERWé um tubo de linha-micro{1}ligado de alta resistência projetado para aplicações exigentes de transmissão de petróleo e gás. Com limite de escoamento mínimo de70.000 psi (483 MPa)– aproximadamente8% maior que X65, 17% maior que X60, e35% maior que X52– e requisitos aprimorados de qualidade PSL2, este tubo é a escolha preferida para transmissão de gás de longa-alta pressão-de longa distância, tubulações offshore e aplicações árticas onde a relação resistência máxima-por{4}}peso é crítica [citação:4, citação:7, citação:10].
Principais recursos:
Disponível emPSL2nível de qualidade com requisitos de teste aprimorados
Fabricado porProcesso ERW– tamanhos de 14" a 24" de diâmetro externo
Teste de impacto Charpy obrigatóriogarante desempenho-em baixas temperaturas [citation:4, citation:9]
Conteúdo de enxofre 50% menor(0,015% vs{1}}%) melhora a tenacidade e a resistência HIC [citação:3, citação:7]
Força máxima de rendimento(635 MPa) evita materiais-com excesso de resistência [citação:3, citação:9]
Micro-ligacom Nb/V/Ti para propriedades aprimoradas (total menor ou igual a 0,15%) [citação:7, citação:10]
Razão de rendimento-para-tração menor ou igual a 0,93garante ductilidade adequada [citação: 9, citação: 10]
Microestrutura acicular de ferrita e bainitafornece alta resistência ao rasgo dinâmico
Rastreabilidade totalda siderurgia ao tubo acabado [citação:4, citação:9]
Compatível com NACE MR0175/ISO 15156para aplicações de serviço ácido (classes X70MS/X70QS)
As aplicações comuns incluem:
Gasodutos de transmissão de gás-alta{1}}pressão de longa distância
Dutos offshore e submarinos
Oleodutos do Ártico e de clima frio
Linhas troncais de petróleo bruto
Tubulação de estação e coletor
Aplicações de serviços ácidos (com classes X70MS/X70QS)
Dutos regulamentados pela FERC, DOT ou outras autoridades
Ao fazer o pedido, especifique:Tubo de aço API 5L PSL2 grau X70 ERW, tamanho (OD x WT), comprimento, acabamento final (liso/chanfrado), condição de tratamento térmico (N/Q/M se necessário), requisitos de revestimento (3LPE/FBE/nu) e quaisquer requisitos suplementares (temperatura de teste de impacto, serviço ácido). O certificado de teste de moinho conforme EN 10204 Tipo 3.1 é padrão. Para aplicativos de serviço ácido, especifiqueX70MS ou X70QScom conformidade NACE MR0175.
