Tubería de acero API 5L PSL1 grado X60 de doble cara para soldadura por arco sumergido (DSAW)
Descripción básica
Tubería de acero API 5L PSL1 Grado X60 DSAW (soldadura por arco sumergido de doble-cara)es una tubería de acero al carbono de alta-resistencia fabricada según las especificaciones del Instituto Americano del Petróleo para sistemas de transporte por tuberías. La designación "X60" indica un límite elástico mínimo de60.000 psi (414 MPa), que representa el punto de entrada a los materiales para tuberías de "alta-resistencia".
X60 es un grado de alta-resistencia que ofrece aproximadamente15% mayor límite elástico que X52(414 MPa frente a . 359 MPa) y71% superior al Grado B(414 MPa frente a . 241 MPa). Se especifica comúnmente para tuberías de transmisión de alta-presión, aplicaciones costa afuera y condiciones de servicio exigentes donde grados más bajos requerirían un espesor de pared excesivo.
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 paratuberías-de gran-diámetro y{1}}paredes gruesasSe utiliza en transmisiones de petróleo y gas a alta-presión, tuberías principales de agua y tuberías en alta mar.
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) |
| X60 | Designación de grado: "X" indica el grado de la tubería, "60" representa el límite elástico mínimo en ksi (60,000 psi / 414 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 | X60 (L415 en notación ISO) |
| Límite elástico mínimo | 414-415 MPa (60 000-60 200 psi) |
| Resistencia mínima a la tracción | 517-520 MPa (75 000-75 400 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 biselado de 30 grados) |
| Opciones de recubrimiento | Pintura negra, barniz, aceite antioxidante, FBE, 3LPE, epoxi de alquitrán de hulla, CWC |
Composición química (tubería soldada API 5L PSL1 grado X60)
Basado en los requisitos API 5L PSL1 para tuberías soldadas:
| Elemento | % máximo | Notas |
|---|---|---|
| Carbono (C) | 0.26% | Bajo contenido de carbono para una buena soldabilidad |
| Manganeso (Mn) | 1.40% | Proporciona fuerza |
| 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 0,45% |
| Vanadio (V) | Según lo acordado | Micro-aleación para el refinamiento de granos |
| Niobio (Nb) | Según lo acordado | Micro-aleación para mayor resistencia |
| Titanio (Ti) | Según lo acordado | Micro-aleación para el refinamiento de granos |
Nota: 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%. PSL1 no tiene requisitos de límite elástico máximo, equivalente de carbono ni pruebas de impacto obligatorias.
Propiedades mecánicas (API 5L PSL1 Grado X60)
| Propiedad | Requisito |
|---|---|
| Límite elástico (mín.) | 414-415 MPa (60 000-60 200 psi) |
| Límite elástico (máx.) | No especificado para PSL1 |
| Resistencia a la tracción (mín.) | 517-520 MPa (75 000-75 400 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 |
| Relación rendimiento-a-tensión | No especificado para PSL1 |
Comparación de grados X60 y grados adyacentes
| Calificación | Límite elástico (mín.) | Resistencia a la tracción (mín.) | Fuerza relativa frente a X60 | Aplicación típica |
|---|---|---|---|---|
| Grado B | 241 MPa (35 ksi) | 414 MPa (60 ksi) | -42% | Recolección de baja-presión, servicios públicos |
| X42 | 290 MPa (42 ksi) | 414 MPa (60 ksi) | -30% | Líneas de recolección, distribución. |
| X46 | 317 MPa (46 ksi) | 434 MPa (63 ksi) | -23% | Acumulación de presión-media |
| X52 | 359 MPa (52 ksi) | 455-460 MPa (66 ksi) | -13% | transmisión general |
| X56 | 386-390 MPa (56 ksi) | 490 MPa (71 ksi) | -6% | Mayor-transmisión de presión |
| X60 | 414 MPa (60 ksi) | 517-520 MPa (75 ksi) | Base | Transmisión de alta-presión, en alta mar |
| X65 | 448 MPa (65 ksi) | 531 MPa (77 ksi) | +8% | Alta-presión, en alta mar |
| X70 | 483 MPa (70 ksi) | 565 MPa (82 ksi) | +17% | Alta-presión-distancia larga |
*X60 representa el punto de entrada a materiales para tuberías de "alta-resistencia", y ofrece un límite elástico aproximadamente un 15 % mayor que X52 .*
Especificaciones dimensionales
| Parámetro | Rango / Tolerancia |
|---|---|
| Diámetro externo | 406 mm a 1829 mm(16" a 72") – rango típico de DSAW; hasta 84" disponibles |
| 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 X60 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 |
Fuente: Basado en datos de fabricantes de la industria.
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 X60
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 en superficies interiores y 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 X60
| Característica | PSL1X60 | PSL2 X60 | Significado |
|---|---|---|---|
| Carbono (C) máx. | 0.26% | 0.12% | PSL2 tiene54% de reducción– mejor soldabilidad, menor dureza HAZ |
| 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 |
| Manganeso (Mn) máx. | 1.40% | 1.40-1.60% | Más alto para la fuerza |
| Fuerza de producción | 414 MPa mín. solamente | Rango de 414-565 MPa | PSL2 especifica un máximo para evitar materiales excesivamente-resistentes |
| Resistencia a la tracción | 520 MPa mínimo solamente | Rango de 520-760 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 gas a alta-presión | Tuberías de gas natural-de larga distancia que requieren altas presiones operativas |
| Líneas troncales de petróleo crudo | Principales líneas de transmisión para el transporte de crudo. |
| Tuberías costa afuera | Tuberías submarinas que requieren una alta relación resistencia-a-peso |
| Redes de reunión en tierra | Sistemas troncales regionales que conectan las áreas de producción con el procesamiento. |
| Tubería de estación y cabecera | Estaciones de compresión, estaciones de bombeo, instalaciones de medición. |
| Transmisión de agua | Tuberías principales de agua-de gran-diámetro y alta-presión |
| Tuberías de procesos industriales | Refinerías, plantas químicas, generación de energía. |
| Servicio amargo | Entornos H₂S (con requisitos PSL2 y NACE complementarios) |
Ventajas clave
| Ventaja | Descripción |
|---|---|
| Alta resistencia | Rendimiento de 60 000 psi: 15 % más que X52, lo que permite un espesor de pared reducido o presiones operativas más altas |
| 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 |
| Rendimiento probado | Ampliamente utilizado en transmisión de gas a alta-presión, gasoductos marinos y aplicaciones exigentes. |
Aproximaciones internacionales
| Estándar | Grado equivalente | Notas |
|---|---|---|
| ISO 3183 | L415 | Equivalente estándar internacional |
| GB/T 9711 | L415 | equivalente chino |
| SO DNV-F101 | Grado 450 | Estándar offshore (nivel de resistencia similar) |
| EN 10208-2 | L415MB | equivalente europeo |
Opciones de recubrimiento
La tubería API 5L PSL1 X60 DSAW se puede suministrar con varios revestimientos 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 |
| CWC (Recubrimiento de peso para concreto) | Tuberías costa afuera/submarinas | Flotabilidad negativa y protección mecánica. |
| 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. X60 versus grados inferiores/superiores
X52: Transmisión general (rendimiento de 52 ksi)
X56: Mayor-transmisión de presión (rendimiento de 56 ksi)
X60: Transmisión de alta-presión, en alta mar(rendimiento de 60 ksi)
X65/X70: presión más alta, alta mar, larga-distancia
3. Limitaciones de tamaño de DSAW
La fabricación de DSAW para X60 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
Para aplicaciones de servicio amargo con PSL2, se requieren prácticas de bajo contenido de hidrógeno
Resumen
Tubería de acero API 5L PSL1 grado X60 de doble cara soldada por arco sumergido (DSAW/LSAW)es una tubería de alta-resistencia que sirve como punto de entrada a materiales de tubería de primera calidad. Con un límite elástico mínimo de60.000 psi (414 MPa)- aproximadamente15% más alto que X52– y resistencia a la tracción de75.000 psi (517 MPa), este material es la opción preferida para tuberías de transmisión de alta-presión, aplicaciones costa afuera y condiciones de servicio exigentes donde X52 requeriría un espesor de pared excesivo.
Características clave:
Estándar de materiales: API 5L PSL1 X60: grado de alta-resistencia para servicio general
Fuerza de producción: 414 MPa (60 000 psi) mínimo: 15 % más que X52
Resistencia a la tracción: 517 MPa (75.000 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-efectiva– la opción más económica para tuberías de alta-presión y gran-diámetro
Las aplicaciones comunes incluyen:
Tuberías de transmisión de gas de alta-presión
Líneas troncales de petróleo crudo
Tuberías marinas y submarinas
Tubería de estación y cabecera
Redes de transmisión de agua
Tuberías de procesos industriales
Al realizar el pedido, especifique:API 5L PSL1 Grado X60, 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 X60en cambio . Para la mayoría de las aplicaciones de transmisión de alta-presión, X60 PSL1 ofrece un excelente equilibrio entre resistencia y economía.
