Què signifiquen els requisits de servei PSL2 i Sour?
L'API 5L X52, designat L360 en unitats SI, es subministra a dos nivells d'especificació del producte. El PSL1 cobreix els requisits bàsics de la química i la tracció, mentre que el PSL2 afegeix proves d'impacte obligatòries Charpy V-, límits més estrictes de carboni, sofre i fòsfor, control d'equivalent de carboni i un examen complet no-destructiu de la soldadura. Quan la mateixa canonada està destinada al servei àcid humit, el comprador afegeix un requisit que el material compleixi la norma ISO 15156, Indústries de petroli i gas natural, Materials per a ús en entorns que contenen sulfur d'hidrogen en la producció de petroli i gas. Els documents de projecte més antics fan referència al mateix marc sota la designació NACE MR0175, que és el predecessor del document ISO per a entorns de producció de petroli i gas.
Els límits de duresa i química
| Requisit | Control típic per a canonades d'acer al carboni |
|---|---|
| Màxima duresa de la soldadura i zona afectada per calor | Un límit controlat, generalment 22 HRC, aplicat a la soldadura, la zona afectada per la calor i el metall matriu |
| Interval de força de fluència | Els acers al carboni estan qualificats a nivells de resistència controlats; L360 a 360 MPa el límit elàstic mínim es troba dins del rang que es pot produir fins al límit |
| Química | Carboni, manganès i sofre limitats, amb control d'equivalents de carboni per mantenir baixa la tempabilitat de la zona afectada per la calor |
| Tractament tèrmic | Microestructura uniforme, amb les condicions de lliurament acordades en l'etapa de la comanda |
| Prova | Estudis de duresa a la canonada i a la soldadura, a més de les proves d'impacte i de tracció necessàries per a PSL2 |
El principi subjacent és que el craqueig induït per l'hidrogen i el craqueig per tensió de sulfur en els acers al carboni són impulsats per la duresa i per la presència d'una microestructura susceptible, no pel nom del grau nominal. Una canonada que compleix el límit elàstic mínim especificat, però conté una banda dura a la zona de soldadura o calor afectada no ha complert el requisit de servei àcid, per això les proves de duresa en lloc de les proves de tracció són la comprovació decisiva.
Com s'estableix realment la temperatura màxima de funcionament
La temperatura màxima de funcionament d'una canonada no és una propietat única del grau d'acer. És el més baix de diversos límits independents:
El sistema de recobriment extern. Un recobriment de polietilè de tres capes normalment es limita a temperatures de funcionament moderades, mentre que els sistemes de polipropilè i epoxi units per fusió s'utilitzen quan la temperatura de disseny és més alta.
El codi de disseny. ASME B31.4 per a canonades de líquids i ASME B31.8 per a canonades de transmissió de gas defineixen els límits de temperatura i, si escau, la reducció de la tensió admissible amb la temperatura, de manera que el càlcul del gruix de la paret es veu afectat.
El mitjà intern. Els productes que polimeritzen, dipositen o es tornen corrosius a la temperatura poden imposar un límit més estricte que el material de la canonada.
El disseny mecànic de la línia, incloses les disposicions d'ancoratge i expansió, perquè el moviment tèrmic està restringit pel sòl i per les connexions finals.
De vegades es cita una xifra de 538 graus centígrads com a màxim per a la canonada API 5L. Aquest valor és un punt de referència relacionat amb el codi i no una temperatura de funcionament per a una canonada revestida i soterrada. Correspon a la temperatura més alta a la qual es tabulen determinades taules d'esforços d'acer al carboni als codis de canonades, i fins i tot allà la tensió permesa es redueix substancialment, amb la fluència i l'oxidació convertint-se en consideracions de disseny. Per a un tub de línia amb un recobriment de polímer i un sistema de protecció catòdica, el pràctic sostre és molt més baix i normalment es fixa amb el recobriment. Les declaracions que la canonada X52 PSL2 pot funcionar a diversos centenars de graus centígrads no s'han d'utilitzar per al disseny; l'enfocament segur és prendre el límit rector de la fitxa de dades del recobriment i del codi de disseny, i indicar-lo a la comanda de compra.
Punts de comanda i verificació
Indiqueu explícitament el requisit de servei agre i anomeneu la ISO 15156, amb la referència NACE MR0175 només quan la documentació del projecte encara l'utilitzi.
Indiqueu la duresa màxima que s'ha de complir i la ubicació dels estudis de duresa, incloent la soldadura, la zona afectada per la calor i el metall matriu.
Confirmeu si es requereix PSL2 amb control d'equivalent de carboni, ja que la química és el que manté baixa la tempabilitat de la zona afectada per la calor.
Indiqueu el sistema de recobriment amb la seva classificació de temperatura de manera que el límit de funcionament de la canonada sigui coherent amb la canonada subministrada.
Exigir que la temperatura de la prova d'impacte estigui per sota de la temperatura de servei esperada més baixa i mantenir els registres amb la canonada.
Preguntes freqüents
P: És 538 graus centígrads la temperatura màxima de funcionament de la canonada API 5L X52?
No. Aquesta xifra apareix en algunes descripcions publicades com a punt de referència relacionat amb el codi per a les taules de tensió de canonades d'acer al carboni, no com a temperatura de funcionament permesa per a una canonada de línia recoberta. El límit de govern normalment s'estableix pel recobriment i pel codi de disseny.
P: Com es relaciona la NACE MR0175 amb la ISO 15156?
Cobreixen el mateix tema per als entorns de producció de petroli i gas. ISO 15156 és l'estàndard internacional actual i MR0175 es coneix com a NACE MR0175 en moltes especificacions de projectes anteriors.
P: Quin límit de duresa s'aplica a la canonada X52 en servei àcid?
S'aplica una duresa màxima controlada, habitualment 22 HRC, a la soldadura, la zona afectada per la calor i el metall matriu, i es verifica mitjançant estudis de duresa com a part dels requisits d'alliberament.
P: Quina diferència hi ha entre PSL1 i PSL2 per al servei àcid?
PSL2 aporta proves d'impacte obligatòries, límits químics més estrictes i control d'equivalent de carboni, que junts redueixen el risc d'una microestructura dura i susceptible d'esquerdes. PSL1 sol no es pot utilitzar per al servei àcid sense requisits addicionals.
P: Quin recobriment es pot utilitzar a temperatures més altes de canonades?
Els sistemes de tres capes basats en polipropilè i els recobriments epoxi units per fusió s'utilitzen per sobre del rang de sistemes estàndard de polietilè, i la fitxa de dades del recobriment indica la temperatura de funcionament permesa.
P: Una temperatura de funcionament més alta afecta el gruix de la paret del disseny?
Sí. Quan el codi de disseny redueix la tensió permesa a una temperatura elevada, el càlcul del gruix de la paret utilitza aquest valor reduït, de manera que el límit de temperatura té un efecte directe sobre l'especificació de la canonada.
