Dónde encaja el tubo soldado en espiral X60
La tubería de soldadura por arco sumergido en espiral API 5L X60, comúnmente llamada SSAW, es una tubería de gran diámetro con una costura helicoidal y un límite elástico mínimo especificado de 60,000 psi, que es 414 MPa, o grado L415 en la designación métrica. El grado se ubica en el segmento de alta resistencia del mercado de tuberías de transmisión, donde permite una pared más delgada y, por lo tanto, un menor costo de material y un menor peso de acero por kilómetro que X52 o Grado B para la misma presión de operación. El proceso en espiral lo hace posible en un rango de diámetro grande, porque un solo ancho de tira se puede formar en muchos diámetros cambiando el ángulo de formación, y la costura helicoidal continua evita las juntas de los extremos de las placas que de otro modo interrumpirían una costura larga.
Controles de fabricación para X60 en forma de espiral
Selección de tiras: bobina de micro-aleación baja en carbono con niobio y vanadio y, en muchos casos, titanio, producida mediante laminación controlada o enfriamiento acelerado para obtener una microestructura de grano fino.
Conformado: fresado de bordes y tensión controlada de la tira para mantener uniforme el espacio de la costura helicoidal, ya que el diámetro final está fijado por el ancho de la tira y el ángulo de formación.
Soldadura: soldadura por arco sumergido con múltiples-cables por dentro y por fuera, con combinaciones de alambre y fundente seleccionadas para que la resistencia del metal de soldadura supere la del metal base X60.
Control de entrada de calor: la corriente de soldadura, la velocidad de desplazamiento y la temperatura entre pasadas se mantienen dentro del procedimiento calificado para mantener resistente la zona afectada por el calor.
Expansión: expansión mecánica después de soldar para dimensionar la tubería, aliviar la tensión residual y mejorar la precisión dimensional.
Composición química y requisitos de propiedad.
El X60 casi siempre se ordena en PSL2, lo que refuerza el análisis y requiere pruebas de dureza. La norma limita el fósforo al 0,025 por ciento y el azufre al 0,015 por ciento, restringe el contenido combinado de niobio, vanadio y titanio al 0,15 por ciento e impone un equivalente máximo de carbono para que la tubería pueda soldarse circunferencialmente en el campo.
| Propiedad | Tubo soldado en espiral X60, PSL2 | Observaciones |
|---|---|---|
| Límite elástico mínimo | 414 MPa (60.000 psi) | Resistencia de diseño de la línea. |
| Máximo límite elástico | 565 MPa (82.000 psi) | Previene el exceso de-resistencia y la pérdida de soldabilidad |
| Resistencia mínima a la tracción | 517 MPa (75.000 psi) | Capacidad máxima |
| Relación entre rendimiento y tracción | Limitado de acuerdo con la norma. | Capacidad de deformación bajo movimiento del suelo. |
| Dureza al impacto | Prueba de muesca Charpy V-obligatoria | Cuerpo de tubería, metal de soldadura y zona afectada por el calor. |
| examen de costura | Ensayos no destructivos de longitud completa | Aplicado a la costura helicoidal completa. |
Dimensiones y aplicaciones típicas
El X60 soldado en espiral se produce en diámetros exteriores desde aproximadamente 406 mm hasta aproximadamente 2540 mm, con espesores de pared generalmente de hasta aproximadamente 25 mm, y en longitudes aleatorias o de proyecto con extremos cortados en escuadra o biselados. Sus principales aplicaciones son líneas de transmisión de gas y petróleo en tierra y mar, sistemas de recolección de campo, tuberías principales de agua a alta presión y tubos estructurales de gran diámetro. Los recubrimientos de epoxi adheridos por fusión y poliolefina de tres capas son la protección externa habitual para servicios enterrados, mientras que el revestimiento interno de epoxi o mortero de cemento se aplica para la transmisión de agua.
Inspección y consideraciones de campo
La costura helicoidal se examina en toda su longitud mediante métodos ultrasónicos y la soldadura se prueba adicionalmente mediante pruebas mecánicas requeridas al inicio de la producción y con la frecuencia definida por la especificación. Debido a que la costura cruza cada soldadura circunferencial en un ángulo poco profundo, la intersección se trata como un punto crítico durante la construcción y el procedimiento de soldadura está calificado para esa geometría. Los extremos de las tuberías se verifican dimensionalmente para que la alineación durante la soldadura circunferencial no introduzca niveles demasiado altos y bajos, y los cortes del revestimiento en los extremos se dejan limpios para soldar.
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es el límite elástico mínimo de la tubería soldada en espiral X60?
414 MPa, que es 60 000 psi, y la designación métrica del mismo grado es L415. Según PSL2, el límite elástico máximo es 565 MPa, por lo que la tubería entregada debe estar dentro de esa banda.
P: ¿Cómo logra el proceso en espiral las propiedades X60?
A través de tiras de micro-aleación producidas mediante laminación controlada o enfriamiento acelerado, combinadas con consumibles de soldadura por arco sumergido combinados y un control estricto de la entrada de calor. La resistencia proviene del refinamiento del grano y la precipitación en lugar del alto contenido de carbono, lo que mantiene resistentes la costura y la zona afectada por el calor.
P: ¿Se pueden utilizar tuberías soldadas en espiral a alta presión?
Sí. El X60 soldado en espiral se utiliza en servicios de transmisión de alta presión y el espesor de la pared se calcula a partir de la presión de diseño, el diámetro y la tensión permitida de la forma habitual. La ruta de fabricación no limita por sí sola la clasificación de presión.
P: ¿Qué longitud y acabado final se suministran?
La tubería se suministra en longitudes aleatorias o longitudes acordadas para el proyecto, con extremos cortados a escuadra, biselados o mecanizados especialmente como se indica en el pedido. Los extremos están dimensionados para que la soldadura circunferencial logre la alineación requerida en el sitio.
P: ¿Qué certificados de prueba se emiten?
Los certificados informan análisis de calor y producto, resultados de tracción e impacto, registros de pruebas hidrostáticas, inspección dimensional y los resultados del examen no destructivo de longitud completa de la costura, junto con los datos de marcado que identifican el grado, el tamaño y el número de calor.
P: ¿Por qué le importa al comprador el ángulo de formación?
El ángulo de formación junto con el ancho de la tira determina el diámetro final, por lo que controla qué diámetros se pueden producir a partir de la bobina disponible y cómo se orienta la costura con respecto al eje de la tubería. Se fija en producción para cada combinación de diámetro y espesor de pared.
