Tudo o que você precisa saber: Especificação API 5L para tubos de linha
Visão geral da especificação API 5L para tubos de linha
O API 5L A norma, publicada pelo Instituto Americano de Petróleo (API), especifica requisitos para a fabricação de dois tipos de tubos de aço: sem costura e soldado, usado principalmente para oleodutos que transportam óleo, gás, água e outros fluidos na indústria de óleo e gás. O padrão abrange tubos para ambos em terra e no mar aplicações de pipeline. A especificação API 5L para tubos de linha é amplamente adotada por seus rigorosos controles de qualidade e padrões de teste, que garantem que os tubos atendam aos requisitos de segurança, desempenho e durabilidade em uma variedade de ambientes operacionais.
Níveis de especificação de produto (PSL) na especificação API 5L para tubos de linha
A API 5L define dois níveis distintos de especificação de produto: PSL 1 e PSL 2. Esses níveis diferem em termos de propriedades mecânicas, requisitos de teste e controle de qualidade.
um) PSL1: Requisitos básicos
PSL1 é o nível de qualidade padrão para tubos de linha. Ele tem requisitos básicos para composição química, propriedades mecânicas e tolerâncias dimensionais. Os tubos especificados sob PSL1 são usados em projetos de tubulação padrão onde as condições não são extremas ou corrosivas.
Química e Propriedades Mecânicas: API 5L PSL1 permite uma gama mais ampla de composições químicas e propriedades mecânicas. A resistência à tração e ao escoamento são especificadas, mas são tipicamente menores que PSL2.
Teste: Testes básicos, como testes hidrostáticos, são necessários, mas os tubos PSL1 não exigem testes mais avançados, como resistência à fratura ou testes de impacto.
b) PSL2: Requisitos aprimorados
O PSL2 impõe requisitos mais rigorosos em controle de qualidade, propriedades mecânicas e procedimentos de teste. Ele é necessário em ambientes de pipeline mais exigentes, como offshore ou serviço ácido (contendo sulfeto de hidrogênio), onde a falha do tubo pode ter consequências severas.
Química e Propriedades Mecânicas: O PSL2 tem controles mais rígidos sobre a composição química e impõe requisitos de propriedade mecânica mais rigorosos. Por exemplo, o PSL2 exige limites mais rigorosos para enxofre e fósforo para aumentar a resistência à corrosão.
Teste de impacto: O teste de impacto Charpy é necessário para PSL2, especialmente em ambientes de baixa temperatura, para garantir a tenacidade do tubo e sua capacidade de resistir a fraturas frágeis.
Resistência à fratura: O PSL2 especifica testes de tenacidade à fratura, especialmente para tubos que serão usados em condições extremas.
Testes adicionais: Testes não destrutivos (END), como testes ultrassônicos e radiográficos, são mais comuns em tubos PSL2 para garantir a ausência de defeitos internos.
Graus de tubos na especificação API 5L para tubos de linha
A API 5L especifica vários graus de tubos que representam a resistência do material. Esses graus incluem ambos padrão e alta resistência opções, cada uma oferecendo diferentes características de desempenho.
um) Série b
O grau B é um dos graus mais comuns para tubulações de baixa pressão. Ele fornece resistência moderada e é usado em projetos onde condições extremas não são esperadas.
Força de rendimento: 241 MPa (35 ksi), Resistência à tracção: 414 MPa (60 ksi)
b) Graus de alta resistência (graus X)
Os graus “X” na API 5L indicam tubos de maior resistência, com números após o “X” (por exemplo, X42, X52, X60) correspondendo ao limite de escoamento mínimo em ksi (milhares de libras por polegada quadrada).
X42: Limite de escoamento mínimo de 42 ksi (290 MPa)
X52: Limite de escoamento mínimo de 52 ksi (358 MPa)
X60: Limite de escoamento mínimo de 60 ksi (414 MPa)
X65, X70, X80: Usado em projetos mais exigentes, como tubulações de alta pressão em ambientes offshore.
Graus mais altos, como o X80, oferecem excelente resistência, permitindo o uso de tubos mais finos para reduzir os custos de material, mantendo a segurança e o desempenho sob condições de alta pressão.
Processos de fabricação de tubos na especificação API 5L para tubos de linha
A API 5L abrange ambos sem costura e soldado processos de fabricação de tubos, cada um dos quais tem vantagens específicas dependendo da aplicação:
um) Tubos sem costura
Tubos sem costura são fabricados por meio de um processo que envolve o aquecimento de um tarugo e sua perfuração para criar um tubo oco. Esses tubos são normalmente usados em aplicações de alta pressão devido à sua resistência uniforme e à ausência de uma costura, o que pode ser um ponto fraco em tubos soldados.
Vantagens: Maior resistência, sem risco de falha na costura, bom para serviços ácidos e de alta pressão.
Desvantagens: Custo mais alto, limitado em termos de tamanho e comprimento em comparação aos tubos soldados.
b) Tubos Soldados
Tubos soldados são fabricados rolando aço em um cilindro e soldando a costura longitudinal. A API 5L define dois tipos principais de tubos soldados: ERW (Soldagem por Resistência Elétrica) e LSAW (Soldagem por arco submerso longitudinal).
Tubos ERW: Elas são fabricadas por meio de soldagem da costura por resistência elétrica, comumente utilizada em tubos de diâmetros menores.
Tubos LSAW: Fabricado por soldagem de costura por arco submerso, ideal para tubos de maior diâmetro e aplicações de alta resistência.
Tolerâncias dimensionais na especificação API 5L para tubos de linha
A API 5L especifica tolerâncias dimensionais para fatores como diâmetro do tubo, espessura da parede, comprimento, e retidão. Essas tolerâncias garantem que os tubos atendam aos padrões exigidos para ajuste e desempenho em sistemas de tubulação.
Diâmetro do tubo: A API 5L define diâmetros externos nominais (DE) e permite tolerâncias específicas nessas dimensões.
Espessura da parede: A espessura da parede é especificada de acordo com Números de programação ou Peso padrão categorias. Paredes mais espessas fornecem maior resistência para ambientes de alta pressão.
Comprimento: Os tubos podem ser fornecidos em comprimentos aleatórios, comprimentos fixos ou comprimentos aleatórios duplos (normalmente 38-42 pés), dependendo dos requisitos do projeto.
Teste e inspeção na especificação API 5L para tubos de linha
Os protocolos de teste e inspeção são essenciais para garantir que os tubos API 5L atendam aos requisitos de qualidade e segurança, especialmente para tubos PSL2, onde falhas podem levar a consequências catastróficas.
um) Teste hidrostático
Todos os tubos API 5L, independentemente do nível de especificação, devem passar por um teste hidrostático. Este teste garante que o tubo pode suportar a pressão máxima de operação sem falhas ou vazamentos.
b) Teste de Impacto Charpy (PSL2)
Para tubos PSL2, o teste de impacto Charpy é obrigatório, especialmente para tubos que operarão em ambientes frios. Este teste mede a tenacidade do material determinando quanta energia ele absorve antes de fraturar.
c) Teste de tenacidade à fratura (PSL2)
O teste de tenacidade à fratura é essencial para garantir que tubos em ambientes de alto estresse ou baixa temperatura possam resistir à propagação de rachaduras.
e) Ensaios Não Destrutivos (END)
Os tubos PSL2 são submetidos a métodos NDT, como:
Teste ultrassônico: Usado para detectar falhas internas, como inclusões ou rachaduras, que podem não ser visíveis a olho nu.
Teste radiográfico: Fornece uma imagem detalhada da estrutura interna do tubo, identificando possíveis defeitos.
Revestimento e proteção contra corrosão
A API 5L reconhece a necessidade de proteção externa, especialmente para tubulações expostas a ambientes corrosivos (por exemplo, tubulações offshore ou tubulações enterradas). Revestimentos e métodos de proteção comuns incluem:
Revestimento de polietileno de 3 camadas (3LPE): Protege contra corrosão, abrasão e danos mecânicos.
Revestimento epóxi fundido (FBE): Comumente usado para resistência à corrosão, especialmente em tubulações subterrâneas.
Proteção catódica: Uma técnica usada para controlar a corrosão de uma superfície metálica, tornando-a o cátodo de uma célula eletroquímica.
Aplicações de tubos API 5L
Os tubos API 5L são usados em uma ampla variedade de aplicações de tubulação, como:
Oleodutos de petróleo bruto: Transporte de petróleo bruto dos locais de produção para as refinarias.
Gasodutos de gás natural: Transporte de gás natural por longas distâncias, geralmente sob alta pressão.
Tubulações de água: Fornecimento de água para e a partir de operações industriais.
Pipelines de produtos refinados: Transporte de produtos petrolíferos acabados, como gasolina ou combustível de aviação, para terminais de distribuição.
Conclusão
O Especificação API 5L para tubos de linha é fundamental para garantir o transporte seguro, eficiente e econômico de fluidos na indústria de petróleo e gás. Ao especificar requisitos rigorosos para composição de material, propriedades mecânicas e testes, a API 5L fornece a base para tubulações de alto desempenho. Entender as diferenças entre PSL1 e PSL2, os vários graus de tubulação e os protocolos de teste relevantes permite que engenheiros e gerentes de projeto selecionem os tubos de linha apropriados para seus projetos específicos, garantindo segurança e durabilidade de longo prazo em ambientes operacionais desafiadores.
