Tuyaux en acier API 5L PSL1 Grade X42 double-soudage à l'arc submergé (DSAW)
Aperçu de base
Tuyaux en acier API 5L PSL1 Grade X42 DSAW (soudage à l'arc submergé double face)est un tube de canalisation-en acier au carbone de résistance moyenne fabriqué selon les spécifications de l'American Petroleum Institute pour les systèmes de transport par pipeline. La désignation « X42 » indique une limite d'élasticité minimale de42 000 psi (290 MPa), ce qui représente une augmentation significative de la résistance par rapport au grade B (35 000 psi).
X42 est le niveau d'entrée-"X-grade" de la famille API 5L, offrant environLimite d'élasticité 17 % supérieure à celle du grade B. Il est largement utilisé pour le transport de pétrole et de gaz à moyenne pression-, les conduites de collecte et les conduites d'eau où une résistance supérieure au grade B est requise mais où les propriétés améliorées du PSL2 ne sont pas nécessaires.
Le processus de fabrication DSAW-également connu sous le nom de LSAW (Soudage longitudinal à l'arc submergé)-est une méthode de soudage à haute-méthode de soudage dans laquelle des soudures intérieures et extérieures sont appliquées, formant unun seul pépite de soudure de haute-qualité. Ce processus est spécialement conçu pourtuyaux à paroi-de grand-diamètre et à paroi épaisse-utilisé dans le transport de pétrole et de gaz, les conduites d'eau et les applications structurelles.
Explication du nom
| Partie | Signification |
|---|---|
| API | Institut américain du pétrole |
| 5L | Spécification pour les tuyaux de canalisation utilisés dans les systèmes de transport par pipeline |
| PSL1 | Spécification du produit niveau 1 – niveau de qualité standard avec exigences de base (pas de test d'impact obligatoire) |
| X42 | Désignation de la qualité : « X » indique la qualité du pipeline, « 42 » représente la limite d'élasticité minimale en ksi (42 000 psi / 290 MPa) |
| DSW | Soudage à l'arc submergé double- : des soudures intérieures et extérieures sont appliquées ; l'arc de soudage est immergé dans un flux granulaire pendant le soudage |
| Également connu sous le nom | LSAW (Soudage longitudinal à l’arc submergé) – lorsque le cordon de soudure s’étend longitudinalement le long du tuyau |
Spécifications clés
| Attribut | Description |
|---|---|
| Standard | API 5L (46e édition, alignée sur la norme ISO 3183) |
| Niveau de spécification du produit | PSL1 – niveau de qualité standard |
| Grade | X42 (L290 en notation ISO) |
| Limite d'élasticité minimale | 290 MPa (42 000 psi) |
| Résistance à la traction minimale | 414 MPa (60 000 psi) |
| Processus de fabrication | DSAW (soudage à l'arc submergé double-face) / LSAW (soudage longitudinal à l'arc submergé) |
| Méthodes de formage | JCOE(formation progressive de J-C-O) ouUOE(U-ing, O-ing, Expansion) |
| Gamme de tailles (DSAW/LSAW) | 406 mm à 1829 mm(16" à 72") OD – typique pour DSAW ; jusqu'à 84" disponible |
| Épaisseur de paroi | 6,0 mm à 50 mm (jusqu'à 75 mm pour les applications spéciales) |
| Longueur | norme 6 m à 12 m ; jusqu'à 18 m disponibles |
| Finitions finales | Extrémités simples, extrémités biseautées (angle de biseau de 30 degrés) |
| Options de revêtement | Peinture noire, vernis, huile antirouille-, FBE, 3LPE, époxy de goudron de houille |
Composition chimique (tuyau soudé API 5L PSL1 Grade X42)
| Élément | % maximum | Remarques |
|---|---|---|
| Carbone (C) | 0.26% | Faible teneur en carbone pour une bonne soudabilité |
| Manganèse (Mn) | 1.30% | Fournit de la force ; supérieur au grade B |
| Phosphore (P) | 0.030% | Contrôlé pour la soudabilité |
| Soufre (S) | 0.030% | Contrôlé pour la ténacité |
| Silicium (Si) | Non spécifié pour PSL1 | Généralement inférieur ou égal à 0,40 % |
Remarque : PSL1 n'exige aucune limite d'élasticité maximale, équivalent carbone ou essai d'impact obligatoire. Pour chaque réduction de 0,01 % en dessous de la teneur maximale en carbone spécifiée, une augmentation de 0,05 % au-dessus de la teneur maximale en manganèse spécifiée est autorisée, jusqu'à un maximum de 1,65 %.
Propriétés mécaniques (API 5L PSL1 Grade X42)
| Propriété | Exigence |
|---|---|
| Limite d'élasticité (min) | 290 MPa (42 000 psi) |
| Limite d'élasticité (max) | Non spécifié pour PSL1 |
| Résistance à la traction (min) | 414 MPa (60 000 psi) |
| Résistance à la traction (max) | Non spécifié pour PSL1 |
| Élongation | Selon la formule API 5L (varie selon l'épaisseur de la paroi) |
| Impact Charpy | Non requis pour PSL1– seul PSL2 nécessite des tests d’impact obligatoires |
Comparaison entre X42 et qualités adjacentes
| Grade | Limite d'élasticité (min) | Résistance à la traction (min) | Force relative par rapport au X42 | Application typique |
|---|---|---|---|---|
| Catégorie B | 241 MPa (35 ksi) | 414 MPa (60 ksi) | -17% | Service général de canalisation |
| X42 | 290 MPa (42 ksi) | 414 MPa (60 ksi) | Référence | Transmission à moyenne-pression |
| X46 | 320 MPa (46 ksi) | 435 MPa (63 ksi) | +10% | Transmission de pression-plus élevée |
| X52 | 359 MPa (52 ksi) | 455 MPa (66 ksi) | +24% | Transmission générale |
*Le X42 offre une limite d'élasticité environ 17 % supérieure à celle du grade B, ce qui en fait une mise à niveau-rentable pour les applications à moyenne-pression où la résistance du grade B est insuffisante.*
Spécifications dimensionnelles
| Paramètre | Plage / Tolérance |
|---|---|
| Diamètre extérieur | 406 mm à 1829 mm(16" à 72") – gamme DSAW typique |
| Épaisseur de paroi | 6,0 mm à 50 mm (jusqu'à 75 mm pour les applications spéciales) |
| Tolérance de diamètre (corps de tuyau) | ±0,75 % de la DO spécifiée |
| Tolérance de diamètre (extrémités de tuyaux, 219,1-273,1 mm) | +1.6 mm/-0,4 mm |
| Tolérance de diamètre (extrémités de tuyaux, 274-457 mm) | +2.4 mm/-0,8 mm |
| Tolérance d'épaisseur de paroi (508-610 mm) | +19.5% / -8% |
| Tolérance d'épaisseur de paroi (219,1-457 mm) | +15% / -12.5% |
| Longueur | norme 6 m à 12 m ; jusqu'à 18 m disponibles |
| Hors-de-rondeur | Inférieur ou égal à 1 % de la DO spécifiée |
Disponibilité de taille typique (API 5L Grade X42 DSAW) :
| DE (pouces) | Diamètre extérieur (mm) | Plage d'épaisseur de paroi (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 |
Processus de fabrication DSAW/LSAW
Le soudage à l'arc submergé double-(DSAW), également connu sous le nom de soudage à l'arc submergé longitudinal (LSAW), est un processus à haute-efficacité utilisé principalement pour les tuyaux en acier-de grand diamètre.
Description du processus
L'arc de soudage est immergé dans un flux granulairependant le soudage, protégeant la soudure de la contamination atmosphérique
Des soudures intérieures et extérieures sont nécessaires, généralement accompli dans des processus distincts
Les soudures séparées consomment une partie de l'autre, ce qui entraîne unun seul pépite de soudure de haute-qualité
Méthodes de formage
| Méthode | Description | Diamètres typiques |
|---|---|---|
| JCOE | Étapes progressives de formage J-C-O (forme J- → forme C - → forme O -), élargies après soudage | 406-1626 mm (16"-64") |
| UOE | Plaque pressée en forme de U-, puis en forme de O-, expansée après soudage | 508-1118 mm (20"-44") |
Étapes du processus
Sélection des assiettes– Plaques d’acier répondant aux exigences API 5L PSL1 X42
Préparation des bords– Les bords sont biseautés pour créer une rainure en forme de V-
Formation– Les tôles d'acier sont façonnées en formes cylindriques à l'aide de presses JCOE ou UOE
Soudage par pointage– Les plaques formées sont-soudées pour conserver leur forme
Soudage à double arc submergé– Joint de tuyau soudé sur les surfaces intérieures et extérieures
Expansion à froid– Le tuyau peut être élargi jusqu'à 1,5 % pour atteindre la dimension OD finale
Inspection par ultrasons– Couture inspectée par détection automatique continue des défauts par ultrasons
Test de pression hydrostatique– Chaque tuyau est soumis à des tests de pression hydrostatique (lorsque spécifié)
Finition– Traitement des extrémités, chanfreinage, revêtement et marquage selon spécifications
Exigences en matière de tests et d'inspection (PSL1)
| Type d'essai | Exigence | Remarques |
|---|---|---|
| Analyse chimique | Par lot de chaleur | Vérifie les limites de composition selon API 5L PSL1 |
| Essai de traction | Par lot | Vérifie l’élasticité et la résistance à la traction |
| Test d'aplatissement | Requis | Vérifie la ductilité et l’intégrité de la soudure |
| Essai de pliage | Requis | Vérifie l’intégrité de la soudure |
| Essai de choc Charpy | Non requis pour PSL1 | Seule PSL2 nécessite des tests d'impact obligatoires |
| Essai hydrostatique | Chaque tuyau (lorsque spécifié) | Vérification de l'intégrité de la pression |
| Inspection par ultrasons | 100 % du cordon de soudure | Pratique standard pour DSAW |
| Inspection aux rayons X- | Pour joints en "T" | Là où les soudures bout à bout en bande croisent les joints en spirale |
| Contrôle dimensionnel | 100% | Selon les tolérances standard |
| Certificat d'essai en usine | EN 10204 Type 3.1B | Fourni avec les résultats complets des tests |
Comparaison PSL1 et PSL2 pour X42
| Fonctionnalité | PSL1 X42 | PSL2 X42 | Importance |
|---|---|---|---|
| Carbone (C) maximum | 0.26% | 0.22-0.24% | PSL2 a un contrôle plus strict pour une meilleure soudabilité |
| Soufre (S) max | 0.030% | 0.015% | PSL2 a une réduction de 50 % – essentiel pour la ténacité |
| Phosphore (P) maximum | 0.030% | 0.025% | PSL2 a des limites plus strictes |
| Limite d'élasticité | 290 MPa min seulement | Plage de 290 à 495 MPa | PSL2 spécifie un maximum pour éviter-la surrésistance des matériaux |
| Résistance à la traction | 414 MPa min seulement | Plage de 414 à 655 MPa | PSL2 spécifie un maximum pour la cohérence |
| Rendement-à-Rapport de traction | Non spécifié | Inférieur ou égal à 0,93 | PSL2 assure une ductilité adéquate |
| Tests d'impact | Non requis | Obligatoire | PSL2 garantit une résistance aux basses-températures |
| Équivalent carbone | Non requis | Calculé et contrôlé | PSL2 assure une bonne soudabilité sur le terrain |
| Exigences CND | Standard | Plus strict | PSL2 offre une meilleure détection des défauts |
| Utilisation typique | Service général, conduites d'eau, non-critique | Service critique, service acide, basse température |
Applications courantes
| Application | Description |
|---|---|
| Transport de pétrole et de gaz | Pipelines à moyenne-pression pour le pétrole brut, le gaz naturel et les produits raffinés |
| Conduites de collecte de gaz naturel | Connecter les puits aux installations de traitement |
| Conduite de transport d'eau | Conduites d'eau municipales et industrielles-de grand diamètre |
| Lignes de collecte et de flux | Opérations pétrolières et gazières en amont |
| Applications structurelles | Pieux, supports de pont, construction |
| Tuyauterie de processus industriel | Raffineries, usines chimiques, production d'électricité |
Avantages clés
| Avantage | Description |
|---|---|
| Résistance supérieure à celle du grade B | Une limite d'élasticité 17 % plus élevée permet des pressions de fonctionnement plus élevées ou une épaisseur de paroi réduite |
| Rentable- | PSL1 est plus économique que PSL2 – adapté aux applications de service général |
| Excellente soudabilité | La faible teneur en carbone garantit une bonne soudabilité sur site |
| Capacité de grand diamètre | DSAW produit des tuyaux de 16" à 72" OD – idéal pour les applications de grand-diamètre |
| Intégrité élevée des soudures | Le soudage double-face crée un seul pépite de soudure de haute-qualité avec une inspection UT à 100 % |
| Large disponibilité | Couramment stocké par les fabricants du monde entier |
| Formation JCOE/UOE | Précision dimensionnelle précise grâce à des méthodes de formage avancées |
Approximations internationales
| Standard | Note équivalente | Remarques |
|---|---|---|
| OIN 3183 | L290 | Équivalent à la norme internationale |
| GB/T9711 | L290 | équivalent chinois |
| EN 10208-2 | L290MB | équivalent européen |
| ASTMA53 | Grade B (force similaire) | L'A53 Grade B a un rendement de 35 ksi contre 42 ksi pour le X42. |
Options de revêtement
Le tuyau API 5L PSL1 X42 DSAW peut être fourni avec différents revêtements pour la protection contre la corrosion :
| Type de revêtement | Idéal pour | Principales fonctionnalités |
|---|---|---|
| 3LPE (polyéthylène 3 couches) | Pipelines enterrés | Le plus courant ; excellente protection contre la corrosion, haute résistance aux chocs |
| FBE (époxy lié par fusion) | Oléoducs et gazoducs | Forte adhérence, résistance chimique |
| Époxy de goudron de houille | Milieux marins | Protection robuste- |
| Vernis / Huile antirouille- | Protection temporaire | Protection contre la corrosion à court-terme pendant le transport |
| Revêtement bitume | Service enterré | Une protection-efficace |
| Revêtement d'huile noire | Finition de moulin standard | Protection temporaire |
Finitions finales
Les traitements finaux disponibles incluent :
Extrémités lisses (PE)– standard pour la plupart des applications
Extrémités biseautées (BE)– pour le soudage sur site (angle de biseau de 30 degrés)
Extrémités filetées– pour les connexions mécaniques
Considérations importantes
1. Sélection PSL1 vs PSL2
PSL1 : Convient aux applications générales, aux conduites d'eau et aux applications non-critiques où la résistance aux basses-températures n'est pas requise.
PSL2 : requis pour le service à basse-température (inférieure à 0 degré), le service acide (environnements H₂S), les pipelines réglementés (FERC, DOT) et les applications critiques
2. Sélection X42 vs Grade B
X42 : Choisissez quand une résistance supérieure au grade B est nécessaire pour les applications à moyenne-pression.
Catégorie B: Choix standard pour le service général de pipeline où un rendement de 35 ksi est suffisant
3. Limites de taille du DSAW
La fabrication DSAW pour X42 est généralement disponible auprès de16" à 72" DE
Les diamètres plus petits (moins de 16") sont généralement produits par des restes explosifs de guerre ou par des méthodes sans soudure.
4. Tests d'impact
PSL1 faitpasexiger des tests d'impact Charpy selon la norme. Si un service à basse-température est prévu, envisagez :
Spécification des tests d'impact comme exigence supplémentaire
Mise à niveau vers PSL2 (qui impose des tests d'impact)
5. Limites de température
Température de service maximale recommandée :350 degrés (662 degrés F)
Aucune résistance garantie aux basses-températures selon PSL1 – ne convient pas aux applications en dessous-de zéro sans évaluation
6. Inspection par un tiers-
Les services d'inspection disponibles incluent SGS, BV, Lloyds
7. Certificat d'essai en usine
Généralement fourni sous formeEN 10204 Type 3.1Bavec les résultats complets des tests
Inspection tierce-disponible sur demande
8. Soudabilité
La faible teneur en carbone (inférieure ou égale à 0,26 %) assure une excellente soudabilité
Convient à toutes les méthodes de soudage standards (SMAW, GTAW, GMAW, SAW)
Aucun traitement thermique après-soudage requis pour la plupart des épaisseurs
Résumé
Tuyaux en acier API 5L PSL1 Grade X42 double-soudés à l'arc submergé (DSAW/LSAW)est le tube de canalisation d'entrée de gamme-"X-grade" pour les applications de pipelines à moyenne-pression. Avec une limite d'élasticité minimale de42 000 psi (290 MPa)- environ17 % de plus que le grade B– et la résistance à la traction de60 000 psi (414 MPa), ce matériau offre une mise à niveau rentable-pour les applications nécessitant une résistance supérieure au grade B sans passer à des grades X-plus élevés.
Principales caractéristiques :
Norme matérielle : API 5L PSL1 X42 – niveau d'entrée-X-grade pour service à moyenne-pression
Limite d'élasticité: 290 MPa (42 000 psi) minimum – 17 % plus élevé que le grade B
Résistance à la traction: 414 MPa (60 000 psi) minimum
Niveau de qualité PSL1: Pas de test d'impact obligatoire ; exigences standard pour le service général
Fabrication de DSAWproduit des tuyaux à partir de16" à 72" DEavec une épaisseur de paroi allant jusqu'à50 millimètres
Soudage double-facecrée un seul pépite de soudure de haute-qualité
Formation JCOE ou UOEles méthodes garantissent une précision dimensionnelle précise
Inspection 100% par ultrasonsdu cordon de soudure garantit la qualité
Excellente soudabilitéà faible teneur en carbone (inférieur ou égal à 0,26%)
Rentable-mise à niveau du grade B pour les applications-pression moyenne
Les applications courantes incluent :
Pipelines de transport de pétrole et de gaz à moyenne-pression
Réseaux de collecte et de distribution de gaz naturel
Conduites de transport d'eau
Lignes de collecte et de flux
Applications structurelles (pieux, supports de pont)
Tuyauterie de processus industriel
Lors de votre commande, précisez :API 5L PSL1 Grade X42, DSAW/LSAW (soudé à l'arc submergé double face/longitudinal), taille (OD x WT), longueur, finition d'extrémité (uni/biseautée), exigences de revêtement et certificat de test d'usine selon EN 10204 Type 3.1B.
Pour les applications nécessitant une résistance garantie à basse température, des contrôles chimiques plus stricts ou une capacité de service acide, spécifiezAPI 5L PSL2 Qualité X42plutôt . Pour la plupart des applications à moyenne-pression, le X42 PSL1 offre un excellent équilibre entre résistance et économie.
