Tubo de aço API 5L PSL2 X80 ERW
Visão geral básica
Tubo de aço API 5L PSL2 grau X80 ERW (soldado por resistência elétrica)é o grau de resistência mais alto disponível comercialmente para tubos soldados de alta-frequência [citação:1, citação:2, citação:5]. A designação "X80" indica um limite de escoamento mínimo de80.000 psi (552 MPa), representando o ápice dos graus de tubulação de linha API 5L para transmissão de gás de ultra{1}}alta-pressão, tubulações offshore em águas profundas e serviço no Ártico, onde a relação resistência máxima-por{4}}peso é crítica [citação:1, citação:3, citação:7].
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) [citação:3, citação:8]
X80: Grau indicando limite de escoamento mínimo de 80 ksi (552 MPa) [citação:3, citação:5]
ERW: Resistência Elétrica Soldada - tubo formado a partir de bobina de aço e soldado longitudinalmente sem metal de adição [citação:2, citação:8]
Especificações principais
| Parâmetro | Especificação |
|---|---|
| Padrão | API 5L (46ª edição, alinhada com ISO 3183) [citação:3, citação:8] |
| Nível de especificação do produto | PSL2 [citação:1, citação:2, citação:5] |
| Nota | X80 (L555 em notação ISO) [citação:3, citação:5] |
| Força de rendimento mínima | 552-555 MPa (80.000-80.500 psi) [citação:3, citação:5] |
| Força máxima de rendimento | 690-705 MPa (100.000-102.300 psi)– PSL2 especifica mínimo e máximo [citação:5, citação:9] |
| Resistência Mínima à Tração | 621-625 MPa (90.000-90.600 psi) [citação:3, citação:5] |
| Resistência Máxima à Tração | 825 MPa (119.700 psi) |
| Rendimento-para-Relação de tração (máx.) | 0.90-0.93[citação:5, citação:9] |
| Tipo de fabricação | ERW (resistência elétrica soldada) / HFW [citação:1, citação:2, citação:8] |
| Faixa de tamanho (ERW) | 1/2" a 24" (21,3 mm a 609,6 mm) de diâmetro externo; ERW típico de até 24" [citação:1, citação:2, citação:8] |
| Espessura da Parede | Cronograma 10 a 160, STD, XS, XXS; até 1.000" (25,4 mm) [citação:5, citação:8] |
| Comprimento | SRL, DRL; 6 m, padrão de 12 m; comprimentos personalizados disponíveis [citação:5, citação:8] |
| Acabamentos finais | Extremidades lisas, extremidades chanfradas, extremidades roscadas [citação:5, citação:8] |
Composição Química (Tubo Soldado PSL2)
| Elemento | % máximo | Significado |
|---|---|---|
| Carbono (C) | 0.10-0.12% | Carbono ultra{0}}baixo para excelente soldabilidade e resistência |
| Silício (Si) | 0.45% | Desoxidante |
| Manganês (Mn) | 1.85% | Fornece força |
| Fósforo (P) | 0.025% | Controle rigoroso de soldabilidade [citação:3, citação:5] |
| Enxofre (S) | 0.015% | Redução de 50%– crítico para tenacidade e resistência HIC [citação:3, citação:5] |
| Vanádio (V) | Menor ou igual a 0,07% | Micro-liga para refinamento de grãos |
| Nióbio (Nb) | Menor ou igual a 0,06% | Micro-liga para maior resistência |
| Titânio (Ti) | Menor ou igual a 0,04% | Micro-liga para refinamento de grãos |
| Nb+V+Ti (Total) | 0,15% no máximo | Refinamento de grãos e fortalecimento de precipitação |
| Carbono Equivalente (CE IIW) | Calculado e controlado | Garante boa soldabilidade em campo |
Nota: PSL2 requer cálculo e controle de equivalente de carbono (CE) para garantir boa soldabilidade em campo. 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 |
|---|---|
| Força de rendimento (min) | 552-555 MPa (80.000-80.500 psi) [citação:3, citação:5] |
| Força de rendimento (máx.) | 690-705 MPa (100.000-102.300 psi)[citação:5, citação:9] |
| Resistência à tração (min) | 621-625 MPa (90.000-90.600 psi) [citação:3, citação:5] |
| Resistência à tração (máx.) | 825 MPa (119.700 psi) |
| Rendimento-para-Relação de tração | 0,90-0,93 máx.[citação:5, citação:9] |
| Alongamento | Maior ou igual a 20% (por fórmula API 5L) |
| Impacto Charpy (CVN) | Obrigatóriona temperatura especificada |
| Dureza (máx.) | 250 HV10 (serviço ácido: 248 HV10) |
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 por meio de um processo contínuo [citação: 2, citação: 7, citação: 8]:
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 |
| Teste de tração | Por lote | Verifica os limites mínimo e máximo |
| Rendimento-para-Relação de tração | Menor ou igual a 0,93 | Verificação obrigatória [citação:3, citação:5] |
| Teste de Impacto Charpy (CVN) | Obrigatório | Obrigatório para todas as classes PSL2 |
| Teste de achatamento | Necessário para tubo ERW | Verifica a ductilidade |
| Teste de dobra | Obrigatório | Verifica a integridade da solda |
| Teste Hidrostático | Cada tubo | Verificação de integridade de pressão; 100% dos tubos |
| END (ultrassônico/corrente parasita) | 100% da costura de solda | Obrigatório para PSL2 |
| 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 |
| PMI (Identificação Positiva de Material) | 100% para classes de liga | Verifica a composição da liga |
Comparação de notas: X80 vs. notas adjacentes
| Nota | Força de rendimento (min) | Força de rendimento (máx.) | Resistência à tração (min) | Aplicação Típica |
|---|---|---|---|---|
| X60 | 414 MPa (60 ksi) | 565 MPa (82 ksi) | 517 MPa (75 ksi) | Transmissão de alta-pressão |
| X65 | 448 MPa (65 ksi) | 600 MPa (87 ksi) | 531 MPa (77 ksi) | Alta-pressão, offshore |
| X70 | 483 MPa (70 ksi) | 635 MPa (92 ksi) | 565 MPa (82 ksi) | Pressão-alta{1}}de longa distância |
| X80 | 552 MPa (80 ksi) | 690-705 MPa (100-102 ksi) | 621-625 MPa (90 ksi) | Ultra-alta-pressão, ártico, águas profundas[citação:1, citação:3, citação:5] |
X80 oferece resistência ao escoamento aproximadamente 14% maior que X70 e 33% maior que X60 [citação:3, citação:5].
Comparação PSL2 vs. PSL1 para X80
| Recurso | PSL1 X80 | PSL2 X80 | Significado |
|---|---|---|---|
| Carbono (C) máx. | 0.26% | 0.10-0.12% | Redução de 54%– melhor soldabilidade, menor dureza HAZ |
| Enxofre (S) máx. | 0.030% | 0.015% | Redução de 50%– crítico para tenacidade e resistência HIC [citação:3, citação:5] |
| Fósforo (P) máx. | 0.030% | 0.025% | Melhor tenacidade e soldabilidade [citação:3, citação:5] |
| Força de rendimento | 552 MPa min apenas | Faixa de 552-705 MPa | Evita materiais-com excesso de resistência [citation:3, citation:5] |
| Resistência à tracção | 621 MPa min apenas | Faixa de 621-825 MPa | Garante propriedades mecânicas consistentes [citação:3, citação:5] |
| Rendimento-para-Relação de tração | Não especificado | Menor ou igual a 0,93 | Garante ductilidade adequada [citação:3, citação:5] |
| Teste de Impacto Charpy | Não obrigatório | Obrigatório | Garante resistência-a baixas temperaturas |
| Requisitos de END | Padrão | Mais rigoroso | Melhor detecção de defeitos |
| Rastreabilidade | Nível de lote | Rastreabilidade completa tubo{0}}por{1}}tubo | Documentação completa de qualidade |
| Uso típico | Serviço geral | Serviço crítico, serviço ácido, baixa temperatura, ártico, offshore[citação:1, citação:2, citação:5] |
Sufixos de Tratamento Térmico (PSL2)
PSL2 X80 pode ser fornecido com sufixos que indicam a condição do tratamento térmico:
| Sufixo | Doença | Aplicação Típica |
|---|---|---|
| X80N | Normalizado | Transmissão geral, estrutura de grãos melhorada |
| X80Q | Temperado e temperado | Uniformidade máxima de resistência |
| X80M | Laminados termomecânicos (TMCP) | Resistência e soldabilidade aprimoradas [citação: 2, citação: 8] |
| X80QS | Serviço temperado e temperado + Sour | Ambientes H₂S |
| X80MS | 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 ultra{0}}alta-pressão | Gasodutos-de longa distância que exigem proporção máxima de resistência-por{2}}peso [citação:2, citação:5] |
| Dutos offshore em águas profundas | Dutos submarinos em ambientes de alta pressão externa [citação:1, citação:2] |
| Oleodutos do Ártico e de Clima Frio | Ambientes-de baixa temperatura que exigem alta resistência [citação:2, citação:5, citação:7] |
| Serviço Azedo | Ambientes H₂S (com graus X80MS/X80QS) [citação:1, citação:2] |
| Coleta de óleo-de alta pressão | Linhas troncais de petróleo bruto e sistemas de coleta |
| Linhas de fluxo submarinas | Transporte de hidrocarbonetos de alta-pressão em aplicações em águas profundas |
| Infraestrutura da Região Polar | Sistemas de dutos em climas extremamente frios [citação:2, citação:5] |
Principais vantagens
| Vantagem | Descrição |
|---|---|
| Maior força | Rendimento de 80.000 psi – 14% maior que X70, 33% maior que X60 [citação:3, citação:5] |
| Ultra{0}}baixo carbono | Menor ou igual a 0,12% de teor de carbono garante excelente soldabilidade e propriedades HAZ |
| Relação de resistência máxima-por{1}}peso | Permite paredes mais finas para determinada pressão – permite economia de material de 15 a 25% em comparação ao X70 |
| Resistência Garantida | Testes de impacto Charpy obrigatórios garantem desempenho em baixas-temperaturas |
| Química mais rigorosa | Conteúdo de enxofre 50% menor (0,015% vs{2}}%) melhora a tenacidade e a resistência HIC [citação:3, citação:5] |
| Força Controlada | A resistência máxima ao escoamento (705 MPa) evita materiais-com excesso de resistência que podem causar problemas de soldagem |
| Rastreabilidade total | Rastreabilidade tubo{0}}por{1}}tubo para documentação de qualidade completa |
| END aprimorado | Requisitos de testes não{0}}destrutivos mais rigorosos |
| Estrutura micro-ligada | Estrutura-de ferrite acicular de granulação fina com alta resistência ao rasgo dinâmico |
| Capacidade de serviço azedo | Disponível em conformidade com NACE MR0175/ISO 15156 (graus X80MS/X80QS) [citação:1, citação:2] |
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 |
| FBE (epóxi ligado por fusão) | Oleodutos e gasodutos | Adesão forte, resistência química |
| 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 |
| Preto (nu) | Acabamento de fresagem padrão | Proteção temporária |
| 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 |
Considerações importantes
1. Limitações de tamanho
A fabricação de ERW para X80 está normalmente disponível em1/2" a 24" (21,3 mm a 609,6 mm) DE[citação:1, citação:2, citação:8]
Diâmetros maiores (acima de 24") requerem fabricação LSAW ou SSAW [citação:1, citação:8]
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:1, citação:2, citação:3]
PSL1: Disponibilidade limitada para X80; PSL2 é o padrão para X80 em aplicações críticas
3. Temperatura de teste de impacto
O teste de impacto Charpy padrão está em0 graucom requisitos mínimos de energia
Para aplicações árticas (regiões polares), testes de impacto em-45 grauspode ser especificado [citação:2, citação:5]
4. Capacidade de serviço ácido
PSL2 X80 com requisitos adicionais pode ser usado para serviço ácido (ambientes H₂S):
X80MS/X80QSnotas projetadas especificamente para serviços ácidos [citação:1, citação:2]
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: L555
GB/T 9711: L555
SO DNV-F101: Grau 485/555 (nível de força semelhante)
6. Condições de entrega
PSL2 X80 pode ser fornecido nas seguintes condições:
Conforme-lançado (R)
Normalizado (N)
Temperado e revenido (Q)
Laminado termomecânico (TMCP) (M) [citação:2, citação:8]
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. Aplicações em Grandes Projetos
O X80 é um tipo de aço convencional para tubulações de transmissão de petróleo e gás de ultra-alta-pressão e longa distância-de longa distância. É amplamente utilizado em:
Transmissão de gás na região polar (requer alta resistência em baixas temperaturas) [citação:2, citação:5]
Sistemas de dutos offshore em águas profundas [citação:1, citação:2]
Linhas troncais de gás natural-de alta pressão
Resumo
Tubo de aço API 5L PSL2 Grau X80 ERWé o tipo de tubo de linha de maior resistência disponível comercialmente, representando o auge da tecnologia de dutos. Com limite de escoamento mínimo de80.000 psi (552 MPa)– aproximadamente14% maior que X70e33% maior que X60– e requisitos aprimorados de qualidade PSL2, este tubo é a escolha preferida para transmissão de gás de pressão ultra-alta-, tubulações offshore em águas profundas, serviço no Ártico e outras aplicações exigentes onde a relação resistência máxima-para-peso é crítica [citação:1, citação:2, citação:5].
Principais recursos:
Disponível emPSL2nível de qualidade com requisitos de teste aprimorados
Fabricado porProcesso ERW– tamanhos de 1/2" a 24" DE [citação:1, citação:2, citação:8]
Teor-de carbono ultrabaixo(menor ou igual a 0,12%) garante excelente soldabilidade e resistência a baixas-temperaturas
Teste de impacto Charpy obrigatóriogarante desempenho-em baixas temperaturas para aplicações no Ártico
Conteúdo de enxofre 50% menor(0,015% vs{1}}%) melhora a tenacidade e a resistência HIC [citação:3, citação:5]
Força máxima de rendimento(705 MPa) evita materiais-com excesso de resistência
Micro-ligacom Nb/V/Ti para propriedades aprimoradas (total menor ou igual a 0,15%)
Razão de rendimento-para-tração menor ou igual a 0,93garante ductilidade adequada [citação: 3, citação: 5]
Rastreabilidade totalda siderurgia ao tubo acabado
Compatível com NACE MR0175/ISO 15156para aplicações de serviços ácidos (graus X80MS/X80QS) [citação:1, citação:2]
As aplicações comuns incluem:
Tubulações de transmissão de gás de ultra{0}}alta-pressão
Dutos offshore e submarinos em águas profundas
Oleodutos do Ártico e de clima frio [citação:2, citação:5]
Aplicações de serviços ácidos (com classes X80MS/X80QS) [citação:1, citação:2]
Dutos regulamentados pela FERC, DOT ou outras autoridades
Infraestrutura da região polar que exige alta resistência em baixas temperaturas [citação:2, citação:5]
Ao fazer o pedido, especifique:Tubo de aço API 5L PSL2 grau X80 ERW, tamanho (OD x WT), comprimento, acabamento final (liso/chanfrado), condição de tratamento térmico (M/Q 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, especifiqueX80MS ou X80QScom conformidade com NACE MR0175 [citação:1, citação:2].
