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Esplorare il ruolo fondamentale dei tubi in acciaio nell'esplorazione di petrolio e gas

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I. Conoscenza di base delle tubazioni per l'industria del petrolio e del gas

1. Spiegazione della terminologia

API: Abbreviazione di Istituto americano del petrolio.
OTTG: Abbreviazione di Beni tubolari dei paesi petroliferi, compreso il tubo dell'involucro dell'olio, la tubazione dell'olio, l'asta di perforazione, il collare di perforazione, le punte da trapano, l'asta della ventosa, i giunti del cucciolo, ecc.
Tubazione dell'olio: I tubi vengono utilizzati nei pozzi petroliferi per l'estrazione del petrolio, l'estrazione del gas, l'iniezione di acqua e la fratturazione di acidi.
Involucro: Tubazione che viene calata dalla superficie del terreno in un foro trivellato come rivestimento per prevenire il collasso del muro.
Asta di perforazione: Tubo utilizzato per la perforazione di pozzi.
Tubo di linea: Tubo utilizzato per il trasporto di petrolio o gas.
Accoppiamenti: Cilindri utilizzati per collegare due tubi filettati con filettatura interna.
Materiale di accoppiamento: Tubo utilizzato per la produzione di raccordi.
Thread API: Filettature di tubi specificate dallo standard API 5B, comprese filettature rotonde di tubi dell'olio, filettature rotonde corte dell'involucro, filettature rotonde lunghe dell'involucro, filettature trapezoidali parziali dell'involucro, filettature di tubi di linea e così via.
Connessione Premium: Filettature non API con proprietà di tenuta speciali, proprietà di connessione e altre proprietà.
Fallimenti: deformazione, frattura, danno superficiale e perdita della funzione originale in condizioni di servizio specifiche.
Principali forme di fallimento: schiacciamento, scivolamento, rottura, perdita, corrosione, incollaggio, usura e così via.

2. Standard relativi al petrolio

Specifica API 5B, 17a edizione – Specifiche per filettatura, misurazione e ispezione della filettatura di involucri, tubi e filettature di condotte
Specifica API 5L, 46a edizione – Specifiche per tubi di linea
API Spec 5CT, 11a edizione – Specifiche per involucro e tubi
Specifica API 5DP, 7a edizione – Specifiche per aste di perforazione
Specifica API 7-1, 2a edizione – Specifiche per gli elementi dello stelo del trapano rotante
Specifica API 7-2, 2a edizione – Specifiche per la filettatura e la misurazione delle connessioni filettate con spallamento rotante
Specifica API 11B, 24a edizione – Specifiche per aste a ventosa, aste e rivestimenti lucidati, giunti, barre platine, morsetti per aste lucidati, premistoppa e raccordi a T di pompaggio
ISO 3183:2019 – Industrie del petrolio e del gas naturale – Tubi in acciaio per sistemi di trasporto condotte
ISO11960:2020 – Industrie del petrolio e del gas naturale – Tubi in acciaio da utilizzare come involucri o tubazioni per pozzi
NACE MR0175/ISO 15156:2020 – Industrie del petrolio e del gas naturale – Materiali da utilizzare in ambienti contenenti H2S nella produzione di petrolio e gas

II. Tubazione dell'olio

1. Classificazione dei tubi dell'olio

I tubi dell'olio sono suddivisi in tubi dell'olio non rovesciati (NU), tubi dell'olio rovesciati esterni (EU) e tubi dell'olio con giunto integrale (IJ). Tubazione olio NU significa che l'estremità del tubo ha uno spessore normale e gira direttamente la filettatura e porta i giunti. Tubo ricalcato significa che le estremità di entrambi i tubi sono ricalcate esternamente, quindi filettate e accoppiate. Tubo con giunto integrale significa che un'estremità del tubo è sbalzata con filettature esterne e l'altra estremità è sbalzata con filettature interne e collegata direttamente senza giunti.

2. Funzione del tubo dell'olio

① Estrazione di petrolio e gas: dopo che i pozzi di petrolio e gas sono stati perforati e cementati, il tubo viene posizionato nell'involucro del petrolio per estrarre petrolio e gas nel terreno.
② Iniezione di acqua: quando la pressione di fondo pozzo è insufficiente, iniettare acqua nel pozzo attraverso il tubo.
③ Iniezione di vapore: nel recupero di olio caldo denso, il vapore deve essere immesso nel pozzo con un tubo dell'olio isolato.
④ Acidificazione e fratturazione: nella fase avanzata della perforazione di pozzi o per migliorare la produzione di pozzi di petrolio e gas, è necessario immettere il mezzo di acidificazione e fratturazione o il materiale di indurimento nello strato di petrolio e gas, e il mezzo e il materiale di indurimento sono trasportato attraverso il tubo dell'olio.

3. Grado di acciaio dei tubi dell'olio

I gradi di acciaio dei tubi dell'olio sono H40, J55, N80, L80, C90, T95, P110.
N80 è diviso in N80-1 e N80Q, i due hanno le stesse proprietà di trazione dello stesso, le due differenze sono lo stato di consegna e le differenze di prestazioni all'impatto, consegna N80-1 per stato normalizzato o quando la temperatura finale di laminazione è maggiore della temperatura critica Ar3 e riduzione della tensione dopo il raffreddamento ad aria e può essere utilizzato per trovare la laminazione a caldo invece che normalizzata, non sono richiesti test di impatto e non distruttivi; N80Q deve essere temperato (bonificato e temperato). Trattamento termico, la funzione di impatto deve essere in linea con le disposizioni dell'API 5CT e deve essere sottoposta a test non distruttivi.
L80 si divide in L80-1, L80-9Cr e L80-13Cr. Le loro proprietà meccaniche e lo stato di consegna sono gli stessi. Differenze nell'uso, difficoltà di produzione e prezzo, L80-1 per il tipo generale, L80-9Cr e L80-13Cr sono tubi ad alta resistenza alla corrosione, difficoltà di produzione, costosi e solitamente utilizzati in pozzi con corrosione pesante.
C90 e T95 sono divisi in 1 e 2 tipi, vale a dire C90-1, C90-2 e T95-1, T95-2.

4. Grado di acciaio comunemente utilizzato per i tubi dell'olio, nome dell'acciaio e stato di consegna

Tubi per olio NU J55 (37Mn5): laminati a caldo anziché normalizzati
Tubazione olio UE J55 (37Mn5): normalizzata a tutta lunghezza dopo il ribaltamento
Tubi per olio N80-1 (36Mn2V) NU: laminati a caldo anziché normalizzati
Tubi olio UE N80-1 (36Mn2V): normalizzati su tutta la lunghezza dopo il ribaltamento
Tubi olio N80-Q (30Mn5): 30Mn5, rinvenimento su tutta la lunghezza
Tubi olio L80-1 (30Mn5): 30Mn5, rinvenimento su tutta la lunghezza
P110 (25CrMnMo) Tubi olio: 25CrMnMo, rinvenimento su tutta la lunghezza
Accoppiamento J55 (37Mn5): Laminato a caldo in linea Normalizzato
Accoppiamento N80 (28MnTiB): rinvenimento su tutta la lunghezza
Accoppiamento L80-1 (28MnTiB): temperato a tutta lunghezza
Accoppiamento P110 (25CrMnMo): Rinvenimento su tutta la lunghezza

III. Tubo dell'involucro

1. Classificazione e ruolo dell'involucro

L'involucro è il tubo d'acciaio che sostiene la parete dei pozzi di petrolio e gas. In ciascun pozzo vengono utilizzati diversi strati di rivestimento a seconda delle diverse profondità di perforazione e condizioni geologiche. Il cemento viene utilizzato per cementare l'involucro dopo che è stato calato nel pozzo e, a differenza del tubo dell'olio e dell'asta di perforazione, non può essere riutilizzato e appartiene ai materiali di consumo usa e getta. Pertanto, il consumo di rivestimenti rappresenta oltre il 70% di tutti i tubi dei pozzi petroliferi. L'involucro può essere suddiviso in involucro del conduttore, involucro intermedio, involucro di produzione e involucro di rivestimento in base al suo utilizzo, e le loro strutture nei pozzi petroliferi sono mostrate nella Figura 1.

①Involucro del conduttore: Generalmente, utilizzando gradi API K55, J55 o H40, il rivestimento del conduttore stabilizza la testa del pozzo e isola le falde acquifere poco profonde con diametri solitamente intorno ai 20 o 16 pollici.

②Involucro intermedio: L'involucro intermedio, spesso realizzato con gradi API K55, N80, L80 o P110, viene utilizzato per isolare formazioni instabili e zone di pressione variabili, con diametri tipici di 13 3/8 pollici, 11 3/4 pollici o 9 5/8 pollici .

③Involucro di produzione: Costruito in acciaio di alta qualità come i gradi API J55, N80, L80, P110 o Q125, l'involucro di produzione è progettato per resistere alle pressioni di produzione, comunemente con diametri di 9 5/8 pollici, 7 pollici o 5 1/2 pollici.

④Involucro della fodera: I rivestimenti estendono il pozzo nel serbatoio, utilizzando materiali come i gradi API L80, N80 o P110, con diametri tipici di 7 pollici, 5 pollici o 4 1/2 pollici.

⑤Tubo: I tubi trasportano gli idrocarburi in superficie, utilizzando i gradi API J55, L80 o P110, ed sono disponibili nei diametri di 4 1/2 pollici, 3 1/2 pollici o 2 7/8 pollici.

IV. Tubo di perforazione

1. Classificazione e funzione dei tubi per utensili di perforazione

L'asta di perforazione quadrata, l'asta di perforazione, l'asta di perforazione zavorrata e il collare di perforazione negli strumenti di perforazione formano l'asta di perforazione. L'asta di perforazione è lo strumento di carotaggio che guida la punta del trapano dal terreno al fondo del pozzo ed è anche un canale dal terreno al fondo del pozzo. Ha tre ruoli principali:

① Per trasmettere la coppia per guidare la punta del trapano per forare;

② Affidarsi al proprio peso sulla punta del trapano per rompere la pressione della roccia sul fondo del pozzo;

③ Per trasportare il fluido di lavaggio, ovvero perforare il fango nel terreno attraverso le pompe del fango ad alta pressione, la colonna di perforazione nel pozzo scorre nel fondo del pozzo per eliminare i detriti rocciosi, raffreddare la punta del trapano e trasportare i detriti rocciosi attraverso la superficie esterna della colonna e la parete del pozzo tra l'anello per ritornare al suolo, per raggiungere lo scopo di perforare il pozzo.

L'asta di perforazione nel processo di perforazione può resistere a una varietà di carichi alternati complessi, come trazione, compressione, torsione, flessione e altre sollecitazioni, la superficie interna è anche soggetta a dilavamento e corrosione del fango ad alta pressione.
(1) Asta di perforazione quadrata: l'asta di perforazione quadrata ha due tipi di tipo quadrilatero e di tipo esagonale, l'asta di perforazione per petrolio cinese, ogni serie di colonne di perforazione utilizza solitamente un'asta di perforazione di tipo quadrilatero. Le sue specifiche sono 63,5 mm (2-1/2 pollici), 88,9 mm (3-1/2 pollici), 107,95 mm (4-1/4 pollici), 133,35 mm (5-1/4 pollici), 152,4 mm ( 6 pollici) e così via. Solitamente, la lunghezza utilizzata è 12~14,5 m.
(2) Tubo di perforazione: L'asta di perforazione è lo strumento principale per perforare i pozzi, collegata all'estremità inferiore dell'asta di perforazione quadrata, e man mano che il pozzo di perforazione continua ad approfondirsi, l'asta di perforazione continua ad allungare la colonna di perforazione uno dopo l'altro. Le specifiche del tubo di perforazione sono: 60,3 mm (2-3/8 pollici), 73,03 mm (2-7/8 pollici), 88,9 mm (3-1/2 pollici), 114,3 mm (4-1/2 pollici) , 127 mm (5 pollici), 139,7 mm (5-1/2 pollici) e così via.
(3) Asta di perforazione per carichi pesanti: Un'asta di perforazione zavorrata è uno strumento di transizione che collega l'asta di perforazione e il collare di perforazione, che può migliorare le condizioni di forza dell'asta di perforazione e aumentare la pressione sulla punta di perforazione. Le specifiche principali dell'asta di perforazione zavorrata sono 88,9 mm (3-1/2 pollici) e 127 mm (5 pollici).
(4) Collare per trapano: il collare di perforazione è collegato alla parte inferiore dell'asta di perforazione, che è uno speciale tubo a pareti spesse con elevata rigidità, che esercita pressione sulla punta del trapano per rompere la roccia e svolge un ruolo guida durante la perforazione di un pozzo diritto. Le specifiche comuni dei collari per trapano sono 158,75 mm (6-1/4 pollici), 177,85 mm (7 pollici), 203,2 mm (8 pollici), 228,6 mm (9 pollici) e così via.

V. Tubo di linea

1. Classificazione dei tubi di linea

Il tubo di linea viene utilizzato nell'industria petrolifera e del gas per la trasmissione di petrolio, petrolio raffinato, gas naturale e condotte idriche con l'abbreviazione di tubo d'acciaio. Il trasporto di oleodotti e gasdotti è suddiviso principalmente in condotte principali, condotte secondarie e condutture della rete di condotte urbane, tre tipi di condutture principali con le solite specifiche per ∅406 ~ 1219 mm, spessore della parete di 10 ~ 25 mm, grado di acciaio X42 ~ X80 ; le condotte di diramazione e le condutture della rete di condotte urbane sono generalmente specifiche per ∅114 ~ 700 mm, spessore della parete di 6 ~ 20 mm, grado di acciaio per X42 ~ X80. Il grado di acciaio è X42~X80. Il tubo di linea è disponibile come tipo saldato e senza saldatura. Il tubo di linea saldato viene utilizzato più del tubo di linea senza saldatura.

2. Standard del tubo di linea

Specifica API 5L – Specifiche per tubi di linea
ISO 3183 – Industrie del petrolio e del gas naturale – Tubi in acciaio per sistemi di trasporto condotte

3. PSL1 e PSL2

PSL è l'abbreviazione di Livello delle specifiche del prodotto. Il livello delle specifiche del prodotto Line Pipe è diviso in PSL 1 e PSL 2, si può anche dire che il livello di qualità è diviso in PSL 1 e PSL 2. PSL 2 è superiore a PSL 1, i 2 livelli di specifica non solo hanno requisiti di test diversi, ma i requisiti relativi alla composizione chimica e alle proprietà meccaniche sono diversi, quindi secondo l'ordine API 5L, i termini del contratto oltre a specificare le specifiche, il grado di acciaio e altri indicatori comuni, devono anche indicare il livello di specifica del prodotto, ovvero PSL 1 o PSL 2. PSL 2 nella composizione chimica, proprietà di trazione, potenza d'impatto, test non distruttivi e altri indicatori sono più severi di PSL 1.

4. Grado di acciaio per tubi, composizione chimica e proprietà meccaniche

Il grado di acciaio per tubi da basso ad alto è suddiviso in: A25, A, B, X42, X46, X52, X60, X65, X70 e X80. Per la composizione chimica dettagliata e le proprietà meccaniche, fare riferimento alla specifica API 5L, libro 46a edizione.

5. Test idrostatico sui tubi e requisiti di esame non distruttivo

Il tubo di linea deve essere sottoposto a test idraulici ramo per ramo e lo standard non consente la generazione non distruttiva di pressione idraulica, che rappresenta anche una grande differenza tra lo standard API e i nostri standard. PSL 1 non richiede test non distruttivi, PSL 2 dovrebbe essere test non distruttivo ramo per ramo.

VI. Connessioni premium

1. Introduzione delle Connessioni Premium

Premium Connection è un thread pipe con una struttura speciale diversa dal thread API. Sebbene l'attuale involucro dell'olio filettato API sia ampiamente utilizzato nello sfruttamento dei pozzi petroliferi, i suoi difetti sono chiaramente mostrati nell'ambiente speciale di alcuni giacimenti petroliferi: la colonna con tubo filettato tondo API, sebbene le sue prestazioni di tenuta siano migliori, la forza di trazione sopportata dall'involucro filettato la parte è equivalente solo a 60% fino a 80% della resistenza del corpo del tubo e quindi non può essere utilizzata nello sfruttamento di pozzi profondi; la colonna per tubi filettati trapezoidali con polarizzazione API, sebbene le sue prestazioni di trazione siano molto superiori a quelle della connessione filettata rotonda API, le sue prestazioni di tenuta non sono così buone. Sebbene le prestazioni di trazione della colonna siano molto superiori a quelle della connessione con filettatura tonda API, le sue prestazioni di tenuta non sono molto buone, quindi non possono essere utilizzate nello sfruttamento di pozzi di gas ad alta pressione; inoltre, il grasso filettato può svolgere il suo ruolo solo in ambienti con temperatura inferiore a 95 ℃, quindi non può essere utilizzato nello sfruttamento di pozzi ad alta temperatura.

Rispetto alla connessione con filettatura tonda API e con filettatura trapezoidale parziale, la connessione premium ha compiuto progressi rivoluzionari nei seguenti aspetti:

(1) Una buona tenuta, grazie all'elasticità e al design della struttura di tenuta metallica, rende la tenuta del gas del giunto resistente al raggiungimento del limite del corpo del tubo entro la pressione di snervamento;

(2) Elevata resistenza della connessione, collegamento con speciale connessione a fibbia dell'involucro dell'olio, la sua resistenza della connessione raggiunge o supera la resistenza del corpo del tubo, per risolvere fondamentalmente il problema dello slittamento;

(3) Grazie al miglioramento del processo di selezione del materiale e di trattamento della superficie, è stato sostanzialmente risolto il problema della fibbia che si attacca al filo;

(4) Attraverso l'ottimizzazione della struttura, in modo che la distribuzione delle sollecitazioni articolari sia più ragionevole e più favorevole alla resistenza alla tensocorrosione;

(5) Attraverso la struttura della spalla dal design ragionevole, in modo che l'operazione della fibbia sull'operazione sia più facile da eseguire.

Attualmente, l’industria del petrolio e del gas vanta oltre 100 connessioni premium brevettate, che rappresentano progressi significativi nella tecnologia delle tubazioni. Questi design di filettatura specializzati offrono capacità di tenuta superiori, maggiore resistenza della connessione e maggiore resistenza alle sollecitazioni ambientali. Affrontando sfide quali alte pressioni, ambienti corrosivi e temperature estreme, queste innovazioni garantiscono maggiore affidabilità ed efficienza nelle operazioni di pozzi petroliferi in tutto il mondo. La continua ricerca e sviluppo di connessioni premium sottolineano il loro ruolo fondamentale nel supportare pratiche di perforazione più sicure e produttive, riflettendo un impegno costante verso l'eccellenza tecnologica nel settore energetico.

Connessione VAM®: Conosciute per le loro robuste prestazioni in ambienti difficili, le connessioni VAM® sono dotate di tecnologia avanzata di tenuta metallo-metallo e capacità di coppia elevata, garantendo operazioni affidabili in pozzi profondi e serbatoi ad alta pressione.

Serie di cunei TenarisHydril: Questa serie offre una gamma di connessioni come Blue®, Dopeless® e Wedge 521®, note per la loro eccezionale tenuta ai gas e resistenza alle forze di compressione e tensione, migliorando la sicurezza operativa e l'efficienza.

TSH® Blu: Progettate da Tenaris, le connessioni TSH® Blue utilizzano un design brevettato a doppia spalla e un profilo di filettatura ad alte prestazioni, fornendo un'eccellente resistenza alla fatica e facilità di inserimento in applicazioni di perforazione critiche.

Connessione Grant Prideco™ XT®: Progettate da NOV, le connessioni XT® incorporano un'esclusiva tenuta metallo-metallo e una forma di filettatura robusta, garantendo capacità di coppia e resistenza all'usura superiori, prolungando così la vita operativa della connessione.

Connessione da caccia Seal-Lock®: Caratterizzata da una tenuta metallo-metallo e da un profilo filettato unico, la connessione Seal-Lock® di Hunting è rinomata per la sua resistenza alla pressione superiore e affidabilità nelle operazioni di perforazione sia onshore che offshore.

Conclusione

In conclusione, l’intricata rete di tubi cruciale per l’industria del petrolio e del gas comprende un’ampia gamma di apparecchiature specializzate progettate per resistere ad ambienti rigorosi e richieste operative complesse. Dai tubi di rivestimento fondamentali che supportano e proteggono le pareti dei pozzi alle tubazioni versatili utilizzate nei processi di estrazione e iniezione, ogni tipo di tubo ha uno scopo distinto nell'esplorazione, produzione e trasporto di idrocarburi. Standard come le specifiche API garantiscono uniformità e qualità in questi tubi, mentre innovazioni come le connessioni premium migliorano le prestazioni in condizioni difficili. Con l’evolversi della tecnologia, questi componenti critici continuano a progredire, favorendo l’efficienza e l’affidabilità nelle operazioni energetiche globali. La comprensione di questi tubi e delle loro specifiche sottolinea il loro ruolo indispensabile nelle moderne infrastrutture del settore energetico.

Perché utilizziamo tubi in acciaio per il trasporto di petrolio e gas?

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In the oil and gas industry, the safe and efficient transport of hydrocarbons from production sites to refineries and distribution centers is critical. Steel line pipes have become the material of choice for transporting oil and gas over vast distances, through challenging environments, and under extreme conditions. This blog delves into the reasons why steel line pipes are widely used for this purpose, exploring their key properties, advantages, and how they meet the demanding requirements of the oil and gas sector.

1. Introduction to Steel Line Pipes

Steel line pipes are cylindrical tubes made from carbon steel or other alloyed steels, specifically designed for transporting oil, natural gas, and other fluids in long-distance pipelines. These pipes must endure high pressures, extreme temperatures, and corrosive environments, making steel the ideal material for such applications.

Types of Steel Line Pipes:

  • Carbon Steel Line Pipes: Commonly used due to their strength, durability, and cost-effectiveness.
  • Alloy Steel Line Pipes: Used in more demanding environments, with added alloys like chromium or molybdenum for enhanced performance.
  • Stainless Steel Line Pipes: Offer excellent corrosion resistance, particularly in harsh environments.

2. Why Steel Line Pipes Are Preferred for Oil and Gas Transportation

Steel line pipes have several advantages that make them ideal for transporting oil and gas. Below are the primary reasons why the industry relies on steel for pipeline infrastructure.

2.1. Strength and Durability

Steel has unmatched strength and durability compared to alternative materials. Oil and gas pipelines need to withstand high internal pressures as well as external environmental factors such as soil movement, heavy loads, and even seismic activity. Steel’s high tensile strength ensures that the pipes can endure these forces without cracking, bursting, or deforming.

2.2. Resistenza alla corrosione

Oil and gas are often transported through corrosive environments, such as salty coastal regions, offshore platforms, or pipelines buried underground where moisture and chemicals can accelerate corrosion. Steel line pipes are manufactured with protective coatings like 3LPE (Three-Layer Polyethylene) O Resina epossidica legata per fusione (FBE) to enhance corrosion resistance. Alloyed and stainless steels provide intrinsic protection in highly corrosive environments.

2.3. High Temperature and Pressure Resistance

Pipelines carrying oil and gas frequently operate at elevated temperatures and pressures, especially in deep-water or underground pipelines where conditions are extreme. Steel has a high melting point and excellent heat resistance, enabling it to handle the high-pressure and high-temperature conditions without compromising structural integrity.

2.4. Efficienza dei costi

While steel may not always be the cheapest material, it offers excellent lifecycle cost benefits. Steel line pipes are known for their longevity, reducing the need for frequent repairs and replacements. Additionally, the strength of steel enables manufacturers to produce thinner pipes with the same pressure rating, reducing material costs without sacrificing performance.

2.5. Ease of Fabrication and Installation

Steel is relatively easy to fabricate, allowing manufacturers to produce pipes in a wide range of sizes, lengths, and wall thicknesses to meet project-specific requirements. Steel pipes can be welded, rolled, or bent to fit complex pipeline routes, and can be produced in large quantities, making them highly adaptable for both onshore and offshore installations.

2.6. Leak Prevention and Safety

Steel pipes, especially those manufactured to stringent industry standards (such as API 5L for oil and gas pipelines), have superior resistance to leakage. The seamless or high-quality welded construction of steel line pipes minimizes weak points where leaks could occur. In addition, steel pipes can withstand harsh environmental conditions and mechanical damage, which reduces the likelihood of accidental spills or explosions.

3. Key Concerns Addressed by Steel Line Pipes

The oil and gas industry has several specific concerns regarding pipeline infrastructure, many of which are effectively addressed by using steel line pipes.

3.1. Corrosion Management

One of the most significant challenges for pipelines, particularly those buried underground or used offshore, is corrosion. Even though the external environment may be highly corrosive, the internal fluids, such as sour gas (H2S-rich natural gas), can also corrode pipelines. Steel line pipes combat this with advanced coatings, cathodic protection systems, and by using alloyed steels that resist chemical reactions, ensuring long-term protection and reliability.

3.2. Environmental Impact and Regulations

Environmental concerns, such as oil spills and gas leaks, can have devastating effects on ecosystems. Steel line pipes meet stringent environmental regulations due to their strength, durability, and ability to prevent leaks. These pipelines are often subjected to rigorous testing, including hydrostatic and X-ray tests, to ensure structural integrity. Many steel pipe systems also include real-time monitoring for early detection of leaks, helping mitigate environmental risks.

3.3. Operational Efficiency and Maintenance

Steel’s durability and ability to resist both external and internal forces minimize downtime and maintenance needs. With pipelines often spanning hundreds of miles, frequent repairs are impractical. Steel line pipes require less frequent maintenance and have a longer lifespan than other materials, providing higher operational efficiency and lower long-term costs for pipeline operators.

4. Steel Line Pipes and Industry Standards

The oil and gas industry is heavily regulated to ensure the safety, reliability, and environmental protection of pipeline systems. Steel line pipes are manufactured according to various standards to meet these stringent requirements.

Key Standards:

  • API5L: Governs the manufacturing of steel line pipes for oil and natural gas transportation. It specifies material grades, sizes, and testing requirements to ensure the pipes can handle the pressures and environmental conditions of oil and gas pipelines.
  • ISO 3183: An international standard that outlines similar specifications as API 5L but focuses on pipeline materials and coatings for global applications.
  • ASTM A106: A standard for seamless carbon steel pipes used in high-temperature services, particularly in refineries and processing plants.

Adhering to these standards ensures that steel line pipes perform safely and effectively in the most demanding applications.

5. Advantages of Steel Line Pipes Over Alternative Materials

While other materials like polyethylene, PVC, or composite pipes may be used in low-pressure or small-diameter pipelines, steel remains the superior choice for large-scale oil and gas transport. Here’s why:

  • Higher Pressure Tolerance: Alternative materials typically cannot withstand the same high pressures as steel, making them unsuitable for long-distance transport of oil and gas.
  • Greater Temperature Resistance: Steel’s ability to endure extreme temperatures is unmatched by plastic or composite materials, which may become brittle or deform.
  • Longer Lifespan: Steel line pipes have an extended service life, often exceeding 50 years when properly maintained, while alternative materials may degrade more rapidly.
  • Recyclability: Steel is fully recyclable, which aligns with industry efforts to reduce environmental impact and promote sustainability.

6. Conclusion

Steel line pipes are indispensable in the oil and gas industry due to their exceptional strength, durability, corrosion resistance, and ability to withstand high-pressure and high-temperature environments. From the challenges of transporting oil and gas across vast distances to meeting stringent environmental and safety standards, steel line pipes have proven themselves as the most reliable and efficient option for pipeline infrastructure.

By choosing steel line pipes, oil and gas companies can achieve safer, more cost-effective, and long-lasting pipeline systems, ensuring the secure transportation of vital resources across the globe. The resilience and adaptability of steel continue to make it the material of choice for the industry’s ever-evolving needs.

Che tipo di tubo è Line Pipe?

La definizione di tubo di linea

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In industries where fluids like oil, gas, and water need to be transported over long distances, the choice of piping systems is critical to ensure safety, efficiency, and cost-effectiveness. One of the most commonly used components in these sectors is line pipe. This blog post provides a detailed look into what line pipe is, its key features, applications, and considerations for professionals working in the transmission of oil, gas, and water.

Cos'è il Line Pipe?

Line pipe is a type of steel pipe that is specifically designed for the transportation of liquids, gases, and sometimes solids. Typically manufactured from carbon or alloy steel, line pipe is engineered to withstand high pressure, corrosion, and extreme temperatures, making it ideal for industries such as oil and gas, where fluids need to be transported over vast distances.

Line pipe plays a pivotal role in pipelines that move oil, natural gas, water, and other fluids from production facilities to refineries, processing plants, or distribution networks. It serves as the backbone of energy infrastructure, ensuring that raw materials are efficiently and safely delivered.

Key Features of Line Pipe

Line pipes are manufactured to meet strict standards and are available in various grades, dimensions, and materials to suit the needs of specific transmission systems. Here are some critical features that make line pipe an essential component for fluid transport:

1. Material Strength and Durability

Line pipe is primarily made from carbon steel, but other alloys such as stainless steel and high-strength, low-alloy steel may be used depending on the application. These materials offer excellent tensile strength, allowing the pipe to withstand high internal pressures and the mechanical stresses of installation and operation.

2. Resistenza alla corrosione

Corrosion is a significant concern in pipelines, especially those transporting oil, gas, or water over long distances. Line pipes often undergo various coating and treatment processes, such as galvanization, epoxy coatings, or cathodic protection systems, to resist corrosion and extend their operational lifespan.

3. High Pressure and Temperature Tolerance

Line pipes are designed to operate under high-pressure conditions. Depending on the fluid being transported and the environmental conditions, the pipe must tolerate significant fluctuations in temperature. Pipeline grades, such as API 5L, specify performance standards for different pressures and temperatures.

4. Saldabilità

Since pipelines are typically constructed in sections and welded together, line pipe must possess good weldability characteristics. Weldability ensures a secure, leak-proof connection between sections of pipe, contributing to the overall integrity of the pipeline.

Types of Line Pipe

Line pipes come in several types, each suited to specific needs. Here are the two primary types used in oil, gas, and water transmission:

1. Seamless Line Pipe

Seamless line pipe is manufactured without a seam, making it ideal for high-pressure applications. It is produced by rolling solid steel into a tube form and then extruding it to the desired thickness and diameter. Seamless line pipe offers higher strength and better resistance to corrosion and stress cracking.

2. Welded Line Pipe

Welded line pipe is made by forming flat steel into a cylindrical shape and welding the edges together. Welded pipe can be produced in large diameters, making it more cost-effective for low- to medium-pressure applications. However, welded pipe is more susceptible to stress at the seam, so it is often used where operating pressures are lower.

Common Applications of Line Pipe

Line pipe is used in a wide range of industries, including:

1. Oil Transmission

In the oil industry, line pipe is used to transport crude oil from extraction sites to refineries. The pipe must withstand high pressure, corrosive materials, and abrasive conditions, ensuring safe and continuous transportation over long distances.

2. Natural Gas Transmission

Natural gas pipelines require line pipe that can handle high pressures and remain leak-proof under fluctuating environmental conditions. Line pipes in natural gas applications also undergo additional testing for toughness and resistance to brittle fracture, especially in colder climates.

3. Water Distribution

Line pipes are extensively used for the distribution of potable water, wastewater, and industrial water. In water transmission, corrosion resistance is a major concern, and coatings or linings, such as cement mortar or polyethylene, are often applied to protect the steel and extend the pipe’s lifespan.

4. Chemical Transmission

Pipelines in the chemical industry transport a variety of liquids and gases, some of which may be corrosive or hazardous. Line pipe used in these applications must meet stringent safety standards to ensure there are no leaks or failures that could lead to environmental damage or safety hazards.

Key Standards for Line Pipe

Line pipes used in the oil, gas, and water transmission industries are subject to various international standards, which ensure that the pipes meet the necessary safety, performance, and quality requirements. Some of the most widely recognized standards include:

  • API 5L (American Petroleum Institute): This is the most commonly referenced standard for line pipes used in oil and gas transmission. API 5L defines requirements for pipe material, mechanical properties, and testing methods.
  • ISO 3183 (International Organization for Standardization): This standard covers the specifications for steel line pipes for pipeline transportation systems in the petroleum and natural gas industries. ISO 3183 ensures that line pipes are manufactured according to global best practices.
  • ASME B31.8 (American Society of Mechanical Engineers): This standard focuses on gas transmission and distribution piping systems. It provides guidelines on the design, materials, construction, testing, and operation of pipelines.
  • EN 10208-2 (European Standard): This standard applies to steel pipes used in the transmission of flammable liquids or gases in European countries. It sets performance benchmarks for materials, dimensions, and testing.

Standard comune e grado di acciaio

API 5L PSL1 

PSL1 Line Pipe Proprietà meccaniche
Grado Limite di snervamento Rt0,5 Mpa(psi) Resistenza alla trazione Rm Mpa(psi) Allungamento 50 mm o 2 pollici
A25/A25P ≥175(25400） ≥310(45000) Af
UN ≥210(30500) ≥335(48600) Af
B ≥245(35500) ≥415(60200) Af
X42 ≥290(42100) ≥415(60200) Af
X46 ≥320(46400) ≥435(63100) Af
X52 ≥360(52200) ≥460(66700） Af
X56 ≥390(56600) ≥490(71100) Af
X60 ≥415(60200) ≥520(75400) Af
X65 ≥450(65300) ≥535(77600) Af
X70 ≥485(70300) ≥570(82700) Af

API 5L PSL2

Proprietà meccaniche dei tubi PSL2
Grado Limite di snervamento Rt0,5 Mpa(psi) Resistenza alla trazione Rm Mpa(psi) Rt0,5/Rm Allungamento 50 mm o 2 pollici
BR/BN/BQ 245(35500)-450(65300) 415(60200)-655(95000) ≤0,93 Af
X42R/X42N/X42Q 290(42100)-495(71800) ≥415(60200) ≤0,93 Af
X46N/X46Q 320(46400)-525(76100) 435(63100)-655(95000) ≤0,93 Af
X52N/X52Q 360(52200)-530(76900) 460(66700)-760(110200) ≤0,93 Af
X56N/X56Q 390(56600)-545(79000) 490(71100)-760(110200) ≤0,93 Af
X60N/X60Q 415(60200)-565(81900) 520(75400)-760(110200) ≤0,93 Af
X65Q 450(65300)-600(87000) 535(77600)-760(110200) ≤0,93 Af
X70Q 485(70300)-635(92100) 570(82700)-760(110200) ≤0,93 Af

Practical Considerations for Line Pipe Selection

When selecting line pipe for oil, gas, or water transmission, it is essential to consider several factors to ensure optimal performance and safety. Here are some key considerations:

1. Operating Pressure and Temperature

The pipe material and wall thickness must be chosen to handle the expected operating pressure and temperature of the fluid. Over-pressurization can lead to pipeline failure, while insufficient tolerance for high temperatures may result in weakening or deformation.

2. Corrosiveness of the Fluid

Corrosive fluids such as crude oil or certain chemicals may require specialized coatings or materials. Selecting a pipe with the appropriate corrosion resistance can significantly extend the pipeline’s service life.

3. Distance and Terrain

The length and location of the pipeline will impact the type of line pipe needed. For example, pipelines crossing mountainous regions or areas with extreme temperatures may need more durable, thicker pipes to handle the stress and environmental conditions.

4. Regulatory and Safety Compliance

Compliance with local, national, and international regulations is critical. Ensure that the line pipe meets the required standards for the region and industry in which it will be used. This is especially important in hazardous industries like oil and gas, where pipeline failures can have severe environmental and safety consequences.

Conclusione

Line pipe is a critical component in the oil, gas, and water transmission industries. Its strength, durability, and ability to withstand extreme conditions make it indispensable for transporting fluids over long distances. By understanding the different types of line pipe, their applications, and key considerations for selection, professionals in these fields can ensure the safe and efficient operation of pipelines.

Whether you are working in oil extraction, natural gas distribution, or water infrastructure, selecting the right line pipe is essential for maintaining the integrity of your transmission systems. Always prioritize quality, safety, and compliance with industry standards to optimize pipeline performance and prevent costly failures.

Cos'è il rivestimento epossidico/FBE per fusione per tubi in acciaio?

Tubo rivestito in resina epossidica fusa (FBE).

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Il tubo in acciaio anticorrosivo si riferisce a un tubo in acciaio che viene lavorato con tecnologia anticorrosiva e può prevenire o rallentare efficacemente il fenomeno della corrosione causato da reazioni chimiche o elettrochimiche nel processo di trasporto e utilizzo.
I tubi in acciaio anticorrosione vengono utilizzati principalmente nel settore petrolifero domestico, chimico, gas naturale, calore, trattamento delle acque reflue, fonti d'acqua, ponti, strutture in acciaio e altri campi di ingegneria delle condutture. I rivestimenti anticorrosivi comunemente utilizzati includono rivestimento 3PE, rivestimento 3PP, rivestimento FBE, rivestimento isolante in schiuma poliuretanica, rivestimento epossidico liquido, rivestimento epossidico in catrame di carbone, ecc.

Cosa è Rivestimento anticorrosivo in polvere epossidica fusion bonded (FBE).?

La polvere epossidica legata per fusione (FBE) è un tipo di materiale solido che viene trasportato e disperso nell'aria come vettore e applicato sulla superficie di prodotti in acciaio preriscaldati. La fusione, il livellamento e l'indurimento formano un rivestimento anticorrosivo uniforme, che si forma ad alte temperature. Il rivestimento presenta i vantaggi di facilità d'uso, assenza di inquinamento, buon impatto, resistenza alla flessione e resistenza alle alte temperature. La polvere epossidica è un rivestimento termoindurente e non tossico, che forma un rivestimento con struttura reticolata ad alto peso molecolare dopo l'indurimento. Ha eccellenti proprietà chimiche anticorrosive ed elevate proprietà meccaniche, in particolare la migliore resistenza all'usura e adesione. È un rivestimento anticorrosivo di alta qualità per tubazioni in acciaio sotterranee.

Classificazione dei rivestimenti in polvere epossidica fusa:

1) a seconda del metodo di utilizzo, può essere suddiviso in: rivestimento FBE all'interno del tubo, rivestimento FBE all'esterno del tubo e rivestimento FBE all'interno e all'esterno del tubo. Il rivestimento FBE esterno è suddiviso in rivestimento FBE a strato singolo e rivestimento FBE a doppio strato (rivestimento DPS).
2) A seconda dell'utilizzo, può essere suddiviso in: rivestimento FBE per condotte di petrolio e gas naturale, rivestimento FBE per condotte di acqua potabile, rivestimento FBE per condotte antincendio, rivestimento per condotte di ventilazione antistatiche nelle miniere di carbone, rivestimento FBE per condutture chimiche, rivestimento FBE per tubi di trivellazione petrolifera, rivestimento FBE per raccordi per tubi, ecc.
3) in base alle condizioni di stagionatura, può essere suddiviso in due tipologie: indurimento rapido e indurimento ordinario. La condizione di indurimento della polvere a indurimento rapido è generalmente di 230 ℃/0,5 ~ 2 minuti, che viene utilizzata principalmente per la spruzzatura esterna o per la struttura anticorrosiva a tre strati. Grazie al breve tempo di indurimento e all'elevata efficienza produttiva, è adatto per il funzionamento in catena di montaggio. La condizione di polimerizzazione della normale polvere polimerizzante è generalmente superiore a 230 ℃/5 min. Grazie al lungo tempo di indurimento e al buon livellamento del rivestimento, è adatto per la spruzzatura in tubazioni.

Spessore del rivestimento FBE

300-500um

Spessore del rivestimento DPS (doppio strato FBE).

450-1000um

standard di rivestimento

SY/T0315, PUÒ/CSA Z245.20,

AWWA C213,Q/CNPC38, ecc

Utilizzo

Anticorrosivo per condotte terrestri e sottomarine

Vantaggi

Eccellente forza adesiva

Elevata resistenza di isolamento

Anti età

Stripping anticatodico

Anti alta temperatura

Resistenza ai batteri

Piccola corrente di protezione del catodo (solo 1-5uA/m2)

 

Aspetto

 Indice di prestazione Metodo di prova
Caratteristiche termiche Superficie liscia, colore uniforme, senza bolle, crepe e vacanze                                                       Ispezione visuale

Distacco catodico a 24 o 48 ore (mm)

 ≤6,5

SY/T0315-2005

Caratteristiche termiche (valutazione di)

1-4

Porosità della sezione trasversale (valutazione di)

 1-4
Flessibilità di 3 gradi centigradi (temperatura minima specificata nell'ordine + 3 gradi centigradi

Nessuna traccia

Resistenza agli urti 1,5J (-30 gradi centigradi)

 Nessuna vacanza
Adesione 24 ore (valutazione di)

1-3

Tensione di rottura (MV/m)

 ≥30
Resistività di massa (Ωm)

≥1*1013

Metodo anticorrosivo della polvere epossidica legata per fusione:

I metodi principali sono la spruzzatura elettrostatica, la spruzzatura termica, l'aspirazione, il letto fluido, il rivestimento a rotolamento, ecc. Generalmente, per il rivestimento nella tubazione vengono utilizzati il metodo di spruzzatura elettrostatica per attrito, il metodo di aspirazione o il metodo di spruzzatura termica. Questi diversi metodi di rivestimento hanno una caratteristica comune, che è necessaria prima di spruzzare il pezzo preriscaldato ad una certa temperatura, sciogliere la polvere a contatto, vale a dire, il calore dovrebbe essere in grado di far sì che la pellicola continui a scorrere, un ulteriore flusso copre l'intera superficie dell'acciaio tubo, soprattutto nella cavità sulla superficie del tubo d'acciaio, e su entrambi i lati del rivestimento fuso saldato nel ponte, combinato strettamente con il rivestimento e il tubo d'acciaio, minimizza i pori e polimerizza entro il tempo prescritto, l'ultimo raffreddamento ad acqua conclusione del processo di solidificazione.

Introduzione del tubo rivestito in 3LPE

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Breve introduzione:

Il materiale di base di Tubo in acciaio con rivestimento anticorrosivo 3PE comprende tubi in acciaio senza saldatura, tubi in acciaio saldati a spirale e tubi in acciaio saldati con cuciture diritte. Il rivestimento anticorrosivo in polietilene a tre strati (3PE) è stato ampiamente utilizzato nel settore degli oleodotti per la sua buona resistenza alla corrosione, resistenza alla permeabilità al vapore acqueo e proprietà meccaniche. Il rivestimento anticorrosivo 3PE è molto importante per la durata delle tubazioni interrate. Alcune condutture dello stesso materiale rimangono sepolte nel terreno per decenni senza corrosione, mentre altre perdono nel giro di pochi anni. Il motivo è che usano rivestimenti diversi.

Struttura anticorrosione:

Il rivestimento anticorrosivo 3PE è generalmente composto da tre strati di struttura: il primo strato è polvere epossidica (FBE) > 100um, il secondo strato è adesivo (AD) 170 ~ 250um, il terzo strato è polietilene (PE) 1,8-3,7 mm . Nell'operazione effettiva, i tre materiali vengono miscelati e integrati, che vengono lavorati per essere saldamente combinati con il tubo d'acciaio per formare un eccellente rivestimento anticorrosivo. Il metodo di lavorazione è generalmente suddiviso in due tipologie: tipo ad avvolgimento e tipo a copertura dello stampo circolare.

Il rivestimento anticorrosivo per tubi in acciaio 3PE (rivestimento anticorrosivo in polietilene a tre strati) è un nuovo rivestimento anticorrosivo per tubi in acciaio prodotto da un'ingegnosa combinazione di rivestimento anticorrosivo 2PE in Europa e rivestimento FBE ampiamente utilizzato in Nord America. È riconosciuto e utilizzato da più di dieci anni nel mondo.

Il primo strato del tubo in acciaio anticorrosivo 3PE è un rivestimento anticorrosivo in polvere epossidica e lo strato intermedio è un adesivo copolimerizzato con un gruppo funzionale a struttura ramificata. Lo strato superficiale è un rivestimento anticorrosivo in polietilene ad alta densità.

Il rivestimento anticorrosivo 3LPE combina l'elevata impermeabilità e le proprietà meccaniche della resina epossidica e del polietilene. Fino ad ora è stato riconosciuto come il miglior rivestimento anticorrosivo con il miglior effetto e prestazioni al mondo, applicato in molti progetti.

Vantaggi:

Il comune tubo d'acciaio sarà gravemente corroso in un ambiente di cattivo utilizzo, il che ridurrà la durata del tubo d'acciaio. Anche la durata del tubo in acciaio anticorrosivo e di conservazione del calore è relativamente lunga. Generalmente può essere utilizzato per circa 30-50 anni e la corretta installazione e utilizzo possono anche ridurre i costi di manutenzione della rete di tubazioni. Il tubo in acciaio anticorrosivo e di conservazione del calore può anche essere dotato di un sistema di allarme, rilevamento automatico di guasti dovuti a perdite nella rete di tubazioni, conoscenza accurata della posizione del guasto e anche allarme automatico.

I tubi in acciaio anticorrosione e di conservazione del calore 3PE hanno buone prestazioni di conservazione del calore e la perdita di calore è solo 25% rispetto a quella dei tubi tradizionali. Il funzionamento a lungo termine può far risparmiare molte risorse, ridurre significativamente i costi energetici e avere comunque una forte capacità di impermeabilità e resistenza alla corrosione. Inoltre, può essere interrato direttamente nel sottosuolo o nell'acqua senza una trincea aggiuntiva, il che è anche semplice, rapido e completo nella costruzione. Anche il costo è relativamente basso e ha una buona resistenza alla corrosione e agli urti in condizioni di bassa temperatura e può anche essere sepolto direttamente nel terreno ghiacciato.

Applicazione:

Per i tubi in acciaio anticorrosivo 3PE, molte persone sanno solo una cosa e non conoscono l'altra. La sua funzione è una copertura davvero ampia. È adatto per l'approvvigionamento e il drenaggio dell'acqua sotterranea, il calcestruzzo proiettato sotterraneo, la ventilazione a pressione positiva e negativa, il drenaggio del gas, gli sprinkler antincendio e altre reti di tubazioni. Tubazione di trasporto delle acque di scarico e di ritorno delle acque di processo della centrale termoelettrica. Ha un'eccellente applicabilità per le condotte di approvvigionamento idrico di sistemi antispruzzo e sprinkler. Alimentazione, comunicazione, autostrada e altri manicotti di protezione dei cavi. È adatto per l'approvvigionamento idrico di edifici a molti piani, reti di fornitura di calore, acquedotti, trasmissione del gas, trasmissione dell'acqua interrata e altre condutture. Oleodotto, industria chimica e farmaceutica, industria della stampa e della tintura, ecc. Tubi di scarico per il trattamento delle acque reflue, tubi per fognature e ingegneria anticorrosiva per piscine biologiche. Si può dire che il tubo in acciaio anticorrosivo 3PE è indispensabile nell'attuale costruzione di tubi per l'irrigazione agricola, tubi per pozzi profondi, tubi di drenaggio e altre applicazioni di rete, e si ritiene che attraverso l'estensione della scienza e della tecnologia, avrà ancora risultati più brillanti in futuro.

Se hai bisogno di qualsiasi tipo di tubi in acciaio con rivestimento anticorrosivo come tubi in acciaio con rivestimento 3PE, tubi in acciaio con rivestimento FBE e tubi in acciaio con rivestimento 3PP, ecc. Contattaci!