Cosa descrive il sistema di grado API 5L
API 5L è la specifica che disciplina i tubi in acciaio senza saldatura e saldati per la trasmissione di petrolio, gas naturale, acqua e fanghi. Ogni tubo è identificato da due designazioni collegate: un grado di resistenza come GR.B, X42, X52, X65 o X70 e la designazione ISO 3183 equivalente come L245, L290, L360, L450 o L485. I due numeri descrivono lo stesso carico di snervamento minimo, solo in unità e alfabeti diversi, quindi GR.B e L245 sono lo stesso grado, X52 e L360 sono lo stesso grado e X70 e L485 sono lo stesso grado.
La specifica separa inoltre due livelli di specifica del prodotto. PSL1 copre i tubi con requisiti chimici e meccanici di base. PSL2 aggiunge il test obbligatorio di impatto Charpy V-notch, limiti chimici più severi, un equivalente di carbonio controllato, un limite massimo di durezza e un limite superiore e inferiore di resistenza allo snervamento.
Tabella comparativa dei voti
| Grado API 5L | Grado ISO 3183 | minimo forza di snervamento | minimo resistenza alla trazione | Servizio tipico |
|---|---|---|---|---|
| GR.B | L245 | 245 MPa/35.500 PSI | 415 MPa/60.200 PSI | Linee idriche e di pubblica utilità a bassa-pressione |
| X42 | L290 | 290 MPa/42.100 PSI | 415 MPa/60.200 PSI | Linee standard di raccolta di petrolio e gas |
| X46 | L320 | 320 MPa/46.400 PSI | 435 MPa/63.100 PSI | Trasmissione a media-pressione |
| X52 | L360 | 360 MPa/52.200 PSI | 460 MPa/66.700 PSI | Trasmissione principale, lavori generali di esportazione |
| X56 | L390 | 390 MPa/56.600 PSI | 490 MPa/71.100 PSI | Trasmissione con limiti di peso moderati |
| X60 | L415 | 415 MPa/60.200 PSI | 520 MPa/75.400 PSI | Trasmissione di gas ad alta-pressione |
| X65 | L450 | 450 MPa/65.300 PSI | 535 MPa/77.600 PSI | Linee di servizio ad alta-pressione e inadeguate |
| X70 | L485 | 485 MPa/70.300 PSI | 570 MPa/82.700 PSI | Condotte ad alta-pressione a lunga distanza |
| X80 | L555 | 555 MPa/80.500 PSI | 625 MPa/90.600 PSI | Linee onshore e offshore di grande-diametro |
Nelle specifiche sono presenti gradi superiori a X80, fino a X100 e X120, ma vengono ordinati solo per progetti specifici e solitamente richiedono procedure di saldatura qualificate e test di tenacità aggiuntivi.
Come il grado cambia lo spessore della parete
Per i tubi a parete sottile- la relazione tra pressione interna, diametro, spessore della parete e sollecitazione ammissibile segue la classica forma di Barlow P=2 S t / D, dove S è la sollecitazione circolare ammissibile derivata dal carico di snervamento minimo specificato. Poiché S aumenta con la pendenza, lo spessore di parete richiesto diminuisce quando il diametro e la pressione di progetto rimangono invariati.
Un confronto illustrativo di due tubi con lo stesso diametro e pressione di progetto mostra la portata dell'effetto:
Un tubo X42 potrebbe richiedere uno spessore della parete di circa 12,7 mm (0,500 pollici).
Un tubo X80 può soddisfare la stessa pressione nominale con uno spessore della parete di circa 9,0 mm (0,354 pollici).
Questa riduzione dello spessore delle pareti si traduce direttamente in un peso inferiore dei tubi per metro, volumi di saldatura più piccoli, costi di trasporto inferiori e un minor consumo di acciaio. Il vantaggio è maggiore nel caso di condotte di grande-diametro e nei progetti offshore, dove ogni chilogrammo di tubo influisce sulle attrezzature di installazione e sulle strutture di supporto. Il compromesso- è che i gradi più elevati richiedono un controllo più rigoroso dei prodotti chimici, una laminazione controllata o un raffreddamento accelerato, procedure di saldatura più impegnative e ispezioni più rigorose, quindi il costo totale di installazione raramente è determinato solo dal prezzo del tubo.
Punti di selezione e ordinazione
Abbinare innanzitutto il grado al codice di progettazione vigente: le condotte di trasmissione sono normalmente progettate secondo ASME B31.4 o ASME B31.8, che fissano il fattore di progettazione e la sollecitazione ammissibile.
Indicare esplicitamente PSL1 o PSL2. PSL2 è la scelta normale per il servizio ad alta-pressione e bassa-temperatura poiché si applicano test di impatto e limiti di carbonio equivalente.
Specificare il suffisso della condizione di consegna per il tubo PSL2: R (come-laminato), N (normalizzato), M (laminato termomeccanicamente) o Q (bonificato).
Fissare la temperatura della prova d'urto e l'energia assorbita con l'ordine, non successivamente.
Confermare le tolleranze dimensionali, la finitura finale, la pressione di prova idrostatica e il rivestimento esterno in fase di richiesta.
Domande frequenti
D: Quale grado API 5L è uguale a X52?
X52 è identico a ISO 3183 L360. Entrambe le denominazioni descrivono un carico di snervamento minimo di 360 MPa e i due nomi compaiono insieme nella stessa marcatura del tubo.
D: Un grado superiore è sempre più economico?
Non necessariamente. Un grado superiore riduce lo spessore e il peso delle pareti, ma aumenta il costo per tonnellata e richiede saldature e ispezioni più controllate, quindi è necessario un confronto completo del progetto.
D: Qual è la differenza tra PSL1 e PSL2?
PSL1 copre i requisiti chimici e meccanici di base, mentre PSL2 aggiunge test di impatto obbligatori, limiti più severi di fosforo e zolfo, un limite di carbonio equivalente, un limite massimo di durezza e un limite superiore di snervamento.
D: X70 può sostituire X52 in una linea esistente?
Solo dopo una revisione tecnica completa. Il tubo sostituito deve soddisfare il codice di progettazione, la procedura di saldatura deve essere ri-qualificata e i requisiti di resistenza e chimica del progetto devono essere comunque soddisfatti.
D: Quanto spessore è possibile risparmiare con un aggiornamento del grado?
Il risparmio dipende dal diametro, dalla pressione di progetto e dal fattore di progettazione. Nell'esempio precedente, il passaggio da X42 a X80 ha ridotto la parete da circa 12,7 mm a circa 9,0 mm alla stessa pressione nominale.
D: I gradi più alti necessitano ancora di test di impatto?
SÌ. Secondo PSL2 il test Charpy V-intaglio è obbligatorio per tutti i gradi e la temperatura del test e l'energia minima assorbita devono essere indicate nell'ordine di acquisto.
