Tubería de acero para soldadura por arco sumergido (DSAW) de doble cara API 5L PSL1 grado X42
Descripción básica
Tubería de acero API 5L PSL1 Grado X42 DSAW (soldadura por arco sumergido de doble -cara)es una tubería de acero al carbono de resistencia media-fabricada según las especificaciones del Instituto Americano del Petróleo para sistemas de transporte por tuberías. La designación "X42" indica un límite elástico mínimo de42.000 psi (290 MPa), lo que representa un aumento significativo de la resistencia con respecto al Grado B (35 000 psi).
X42 es el nivel de entrada-grado "X-" en la familia API 5L y ofrece aproximadamente17% mayor límite elástico que el Grado B. Se usa ampliamente para transmisión de petróleo y gas de media-presión, líneas de recolección y tuberías de agua donde se requiere una resistencia mayor que la de Grado B pero no son necesarias las propiedades mejoradas de PSL2.
El proceso de fabricación DSAW-también conocido como LSAW (soldadura por arco sumergido longitudinal)-es un método de soldadura de alta-integridad en el que se aplican soldaduras tanto internas como externas, formando unapepita de soldadura única de alta-calidad. Este proceso está diseñado específicamente paratubos de pared-gruesos y de gran-diámetroSe utiliza en transmisión de petróleo y gas, redes de agua y aplicaciones estructurales.
Explicación del nombre
| Parte | Significado |
|---|---|
| API | Instituto Americano del Petróleo |
| 5L | Especificación para tuberías utilizadas en sistemas de transporte por tuberías. |
| PSL1 | Nivel de especificación de producto 1: nivel de calidad estándar con requisitos básicos (sin pruebas de impacto obligatorias) |
| X42 | Designación de grado: "X" indica el grado de la tubería, "42" representa el límite elástico mínimo en ksi (42,000 psi / 290 MPa) |
| DSAW | Soldadura por arco sumergido de doble cara: se aplican soldaduras tanto interiores como exteriores; El arco de soldadura se sumerge en un fundente granular durante la soldadura. |
| También conocido como | LSAW (soldadura por arco sumergido longitudinal): cuando la costura de soldadura corre longitudinalmente a lo largo de la tubería |
Especificaciones clave
| Atributo | Descripción |
|---|---|
| Estándar | API 5L (edición 46, alineada con ISO 3183) |
| Nivel de especificación del producto | PSL1 – nivel de calidad estándar |
| Calificación | X42 (L290 en notación ISO) |
| Límite elástico mínimo | 290 MPa (42.000 psi) |
| Resistencia mínima a la tracción | 414 MPa (60.000 psi) |
| Proceso de fabricación | DSAW (soldadura por arco sumergido de doble-cara)/LSAW (soldadura por arco sumergido longitudinal) |
| Métodos de formación | JCOE(formación progresiva de J-C-O) oUOE(U-ing, O-ing, Expandiendo) |
| Rango de tamaño (DSAW/LSAW) | 406 mm a 1829 mm(16" a 72") DE: típico de DSAW; hasta 84" disponibles |
| Espesor de la pared | 6,0 mm a 50 mm (hasta 75 mm para aplicaciones especiales) |
| Longitud | estándar de 6 ma 12 m; hasta 18 m disponibles |
| Acabados finales | Extremos lisos, extremos biselados (ángulo de bisel de 30 grados) |
| Opciones de recubrimiento | Pintura negra, barniz, aceite antioxidante, FBE, 3LPE, epoxi de alquitrán de hulla |
Composición química (tubería soldada API 5L PSL1 grado X42)
| Elemento | % máximo | Notas |
|---|---|---|
| Carbono (C) | 0.26% | Bajo contenido de carbono para una buena soldabilidad |
| Manganeso (Mn) | 1.30% | Proporciona fuerza; superior al grado B |
| Fósforo (P) | 0.030% | Controlado para soldabilidad |
| Azufre (S) | 0.030% | Controlado por su dureza |
| Silicio (Si) | No especificado para PSL1 | Normalmente menor o igual al 0,40% |
Nota: PSL1 no tiene requisitos de límite elástico máximo, equivalente de carbono ni pruebas de impacto obligatorias. Por cada reducción de 0,01% por debajo del contenido máximo de carbono especificado, se permite un aumento de 0,05% por encima del contenido máximo de manganeso especificado, hasta un máximo de 1,65%.
Propiedades mecánicas (API 5L PSL1 Grado X42)
| Propiedad | Requisito |
|---|---|
| Límite elástico (mín.) | 290 MPa (42.000 psi) |
| Límite elástico (máx.) | No especificado para PSL1 |
| Resistencia a la tracción (mín.) | 414 MPa (60.000 psi) |
| Resistencia a la tracción (máx.) | No especificado para PSL1 |
| Alargamiento | Según fórmula API 5L (varía según el espesor de la pared) |
| Impacto Charpy | No requerido para PSL1– sólo PSL2 requiere pruebas de impacto obligatorias |
Comparación de X42 y grados adyacentes
| Calificación | Límite elástico (mín.) | Resistencia a la tracción (mín.) | Fuerza relativa frente a X42 | Aplicación típica |
|---|---|---|---|---|
| Grado B | 241 MPa (35 ksi) | 414 MPa (60 ksi) | -17% | Servicio general de oleoductos |
| X42 | 290 MPa (42 ksi) | 414 MPa (60 ksi) | Base | Transmisión de presión-media |
| X46 | 320 MPa (46 ksi) | 435 MPa (63 ksi) | +10% | Mayor-transmisión de presión |
| X52 | 359 MPa (52 ksi) | 455 MPa (66 ksi) | +24% | transmisión general |
*X42 ofrece aproximadamente un 17 % más de límite elástico que el Grado B, lo que lo convierte en una actualización rentable-efectiva para aplicaciones de media-presión donde la resistencia del Grado B es insuficiente.*
Especificaciones dimensionales
| Parámetro | Rango / Tolerancia |
|---|---|
| Diámetro externo | 406 mm a 1829 mm(16" a 72") – rango típico de DSAW |
| Espesor de la pared | 6,0 mm a 50 mm (hasta 75 mm para aplicaciones especiales) |
| Tolerancia de diámetro (cuerpo de tubería) | ±0,75 % del diámetro exterior especificado |
| Tolerancia de diámetro (extremos de tubería, 219,1-273,1 mm) | +1.6 mm / -0,4 mm |
| Tolerancia de diámetro (extremos de tubería, 274-457 mm) | +2.4 mm / -0,8 mm |
| Tolerancia del espesor de pared (508-610 mm) | +19.5% / -8% |
| Tolerancia del espesor de la pared (219,1-457 mm) | +15% / -12.5% |
| Longitud | estándar de 6 ma 12 m; hasta 18 m disponibles |
| Fuera de-redondez- | Menos o igual al 1% de la OD especificada |
Disponibilidad de tamaño típico (API 5L grado X42 DSAW):
| DE (pulgadas) | DE (mm) | Rango de espesor de pared (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 |
Proceso de fabricación DSAW/LSAW
La soldadura por arco sumergido de doble cara (DSAW), también conocida como soldadura por arco sumergido longitudinal (LSAW), es un proceso de alta-eficiencia que se utiliza principalmente para tuberías de acero de gran-diámetro.
Descripción del proceso
El arco de soldadura está sumergido en un fundente granular.durante la soldadura, protegiendo la soldadura de la contaminación atmosférica
Se requieren soldaduras tanto interiores como exteriores., generalmente logrado en procesos separados
Las soldaduras separadas consumen una parte de la otra, lo que resulta en unapepita de soldadura única de alta-calidad
Métodos de formación
| Método | Descripción | Diámetros típicos |
|---|---|---|
| JCOE | Pasos progresivos de formación de J-C-O (forma de J-→ forma de C-→ forma de O-), expandidos después de la soldadura | 406-1626 milímetros (16"-64") |
| UOE | Placa prensada en forma de U-, luego de O-, expandida después de soldar | 508-1118 milímetros (20"-44") |
Pasos del proceso
Selección de plato– Placas de acero que cumplen con los requisitos API 5L PSL1 X42
Preparación de bordes– Los bordes están biselados para crear una ranura en forma de V-
formando– Las placas de acero se forman en formas cilíndricas utilizando prensas JCOE o UOE.
Soldadura por puntos– Las placas formadas están soldadas por puntos-para mantener la forma.
Soldadura por arco sumergido doble– Costura de tubería soldada tanto en superficies interiores como exteriores.
Expansión en frío– La tubería se puede expandir hasta un 1,5% para lograr la dimensión OD final
Inspección ultrasónica– Costura inspeccionada mediante detección automática de defectos por ultrasonidos continuos.
Prueba de presión hidrostática– Cada tubería se somete a pruebas de presión hidrostática (cuando se especifica)
Refinamiento– Tratamiento final, biselado, revestimiento y marcado según especificaciones.
Requisitos de prueba e inspección (PSL1)
| Tipo de prueba | Requisito | Notas |
|---|---|---|
| Análisis químico | Por lote de calor | Verifica los límites de composición según API 5L PSL1 |
| Prueba de tracción | Por lote | Verifica el rendimiento y la resistencia a la tracción. |
| Prueba de aplanamiento | Requerido | Comprueba la ductilidad y la integridad de la soldadura. |
| Prueba de flexión | Requerido | Verifica la integridad de la soldadura. |
| Prueba de impacto Charpy | No requerido para PSL1 | Sólo PSL2 requiere pruebas de impacto obligatorias |
| Prueba hidrostática | Cada tubería (cuando se especifica) | Verificación de integridad de presión |
| Inspección ultrasónica | 100% de la costura de soldadura | Práctica estándar para DSAW |
| Inspección por rayos X- | Para juntas en "T" | Donde las soldaduras a tope se cruzan con las uniones en espiral |
| Inspección dimensional | 100% | Por tolerancias estándar |
| Certificado de prueba de molino | EN 10204 Tipo 3.1B | Se entrega con los resultados completos de las pruebas. |
Comparación de PSL1 y PSL2 para X42
| Característica | PSL1 X42 | PSL2 X42 | Significado |
|---|---|---|---|
| Carbono (C) máx. | 0.26% | 0.22-0.24% | PSL2 tiene un control más estricto para una mejor soldabilidad |
| Azufre (S) máx. | 0.030% | 0.015% | PSL2 tiene una reducción del 50 %: fundamental para la dureza |
| Fósforo (P) máx. | 0.030% | 0.025% | PSL2 tiene límites más estrictos |
| Fuerza de producción | 290 MPa mín. solamente | Rango de 290-495 MPa | PSL2 especifica un máximo para evitar materiales excesivamente-resistentes |
| Resistencia a la tracción | 414 MPa mín. solamente | Rango de 414-655 MPa | PSL2 especifica el máximo de coherencia |
| Relación rendimiento-a-tensión | No especificado | Menor o igual a 0,93 | PSL2 garantiza una ductilidad adecuada |
| Pruebas de impacto | No requerido | Obligatorio | PSL2 garantiza resistencia a bajas-temperaturas |
| Equivalente de carbono | No requerido | Calculado y controlado | PSL2 garantiza una buena soldabilidad en campo |
| Requisitos de END | Estándar | Más estricto | PSL2 proporciona una mejor detección de defectos |
| Uso típico | Servicio general, líneas de agua, no-críticas | Servicio crítico, servicio amargo, baja temperatura. |
Aplicaciones comunes
| Solicitud | Descripción |
|---|---|
| Transmisión de petróleo y gas | Tuberías de media-presión para petróleo crudo, gas natural y productos refinados |
| Líneas de recolección de gas natural | Conexión de pozos a instalaciones de procesamiento. |
| Redes de transmisión de agua | Tuberías de agua municipales e industriales de gran-diámetro |
| Líneas de reunión y flujo | Operaciones upstream de petróleo y gas |
| Aplicaciones estructurales | Pilotes, soportes de puentes, construcción. |
| Tuberías de procesos industriales | Refinerías, plantas químicas, generación de energía. |
Ventajas clave
| Ventaja | Descripción |
|---|---|
| Mayor resistencia que el grado B | Un límite elástico un 17% mayor permite presiones operativas más altas o un espesor de pared reducido |
| Costo-Efectivo | PSL1 es más económico que PSL2: adecuado para aplicaciones de servicios generales |
| Excelente soldabilidad | El bajo contenido de carbono garantiza una buena soldabilidad en campo |
| Capacidad de gran diámetro | DSAW produce tuberías de 16" a 72" de diámetro exterior, ideales para aplicaciones de gran-diámetro |
| Alta integridad de soldadura | La soldadura de doble-cara crea una única pepita de soldadura de alta-calidad con una inspección UT 100 % |
| Amplia disponibilidad | Comúnmente almacenado por fabricantes a nivel mundial. |
| Formación JCOE/UOE | Precisión dimensional precisa a través de métodos de conformado avanzados |
Aproximaciones internacionales
| Estándar | Grado equivalente | Notas |
|---|---|---|
| ISO 3183 | L290 | Equivalente estándar internacional |
| GB/T 9711 | L290 | equivalente chino |
| EN 10208-2 | L290MB | equivalente europeo |
| ASTM A53 | Grado B (resistencia similar) | A53 Grado B tiene un rendimiento de 35 ksi frente a los 42 ksi del X42 |
Opciones de recubrimiento
La tubería API 5L PSL1 X42 DSAW se puede suministrar con varios recubrimientos para protección contra la corrosión:
| Tipo de revestimiento | Mejor para | Características clave |
|---|---|---|
| 3LPE (polietileno de 3 capas) | Tuberías enterradas | Más común; excelente protección contra la corrosión, alta resistencia al impacto |
| FBE (epoxi adherido por fusión) | Oleoductos y gasoductos | Fuerte adhesión, resistencia química. |
| Epoxi de alquitrán de hulla | Ambientes marinos | Protección-de alta resistencia |
| Barniz/aceite antioxidante- | Protección temporal | Protección-contra la corrosión a corto plazo durante el transporte |
| Recubrimiento bituminoso | servicio enterrado | Protección-rentable |
| Recubrimiento de aceite negro | Acabado de fábrica estándar | Protección temporal |
Acabados finales
Los tratamientos finales disponibles incluyen:
Extremos lisos (PE)– estándar para la mayoría de las aplicaciones
Extremos biselados (BE)– para soldadura en campo (ángulo de bisel de 30 grados)
Extremos roscados– para conexiones mecánicas
Consideraciones importantes
1. Selección de PSL1 frente a PSL2
PSL1: Adecuado para servicios generales, líneas de agua y aplicaciones no-críticas donde no se requiere resistencia a bajas-temperaturas.
PSL2: Requerido para servicios de baja-temperatura (por debajo de 0 grados), servicio amargo (entornos H₂S), tuberías reguladas (FERC, DOT) y aplicaciones críticas.
2. Selección X42 vs. Grado B
X42: elija cuando se necesita una resistencia mayor que la de grado B para aplicaciones de presión media-
Grado B: Opción estándar para servicios generales de tuberías donde un rendimiento de 35 ksi es suficiente
3. Limitaciones de tamaño de DSAW
La fabricación de DSAW para X42 normalmente está disponible en16" a 72" de diámetro exterior
Los diámetros más pequeños (menos de 16 pulgadas) generalmente se producen mediante ERW o métodos sin costura.
4. Pruebas de impacto
PSL1 hacenoRequiere pruebas de impacto Charpy según la norma. Si se prevé un servicio de baja-temperatura, considere lo siguiente:
Especificar las pruebas de impacto como requisito complementario
Actualización a PSL2 (que exige pruebas de impacto)
5. Limitaciones de temperatura
Temperatura máxima de servicio recomendada:350 grados (662 grados F)
No se garantiza resistencia a bajas-temperaturas bajo PSL1; no es adecuado para aplicaciones bajo-cero sin evaluación
6. Inspección de terceros-
Los servicios de inspección disponibles incluyen SGS, BV, Lloyds
7. Certificado de prueba de fábrica
Normalmente se proporciona comoEN 10204 Tipo 3.1Bcon resultados completos de la prueba
Inspección de terceros-disponible previa solicitud
8. Soldabilidad
El bajo contenido de carbono (menor o igual al 0,26%) garantiza una excelente soldabilidad
Adecuado para todos los métodos de soldadura estándar (SMAW, GTAW, GMAW, SAW)
No se requiere tratamiento térmico posterior-a la soldadura para la mayoría de los espesores
Resumen
Tubería de acero API 5L PSL1 Grado X42 de doble cara soldada por arco sumergido (DSAW/LSAW)es la tubería de nivel básico-de "grado X-" para aplicaciones de tuberías de media-presión. Con un límite elástico mínimo de42.000 psi (290 MPa)- aproximadamente17% superior al Grado B– y resistencia a la tracción de60.000 psi (414 MPa), este material ofrece una actualización rentable-para aplicaciones que requieren mayor resistencia que el Grado B sin pasar a grados X-más altos.
Características clave:
Estándar de materiales: API 5L PSL1 X42: grado básico-nivel X-para servicio de presión-media
Fuerza de producción: 290 MPa (42 000 psi) mínimo: 17 % más que el Grado B
Resistencia a la tracción: 414 MPa (60.000 psi) mínimo
Nivel de calidad PSL1: No hay pruebas de impacto obligatorias; requisitos estándar para el servicio general
Fabricación de DSAWproduce tubos de16" a 72" de diámetro exteriorcon espesores de pared de hasta50mm
Soldadura por ambas caras-crea una única pepita de soldadura de alta-calidad
Formación JCOE o UOELos métodos garantizan una precisión dimensional precisa.
Inspección 100% ultrasónicade costura de soldadura garantiza la calidad
Excelente soldabilidadcon bajo contenido de carbono (Inferior o igual a 0,26%)
Rentable-efectivaActualización desde Grado B para aplicaciones de presión media-
Las aplicaciones comunes incluyen:
Tuberías de transmisión de petróleo y gas de media-presión
Redes de captación y distribución de gas natural.
Redes de transmisión de agua
Líneas de reunión y flujo.
Aplicaciones estructurales (pilones, soportes de puentes)
Tuberías de procesos industriales
Al realizar el pedido, especifique:API 5L PSL1 Grado X42, DSAW/LSAW (soldadura por arco sumergido de doble cara/longitudinal), tamaño (OD x WT), longitud, acabado final (liso/biselado), requisitos de revestimiento y certificado de prueba de fábrica según EN 10204 tipo 3.1B.
Para aplicaciones que requieren resistencia garantizada a bajas-temperaturas, controles químicos más estrictos o capacidad de servicio amargo, especifiqueAPI 5L PSL2 Grado X42en cambio . Para la mayoría de las aplicaciones de presión media-, X42 PSL1 ofrece un excelente equilibrio entre resistencia y economía.
