Краткий ответ
Quick Answer
API 5L охватывает бесшовные и сварные стальные линейные трубы для передачи нефти и газа. Он определяет два уровня спецификации продукта: PSL1 (базовый) и PSL2 (усиленные требования по химическому составу, механическим свойствам и вязкости). Марки варьируются от A и B до X80, где число с префиксом X представляет минимальный предел текучести в кси. PSL2 добавляет обязательные испытания CVN по ударной прочности, более жесткие эквиваленты углерода и дополнительный химический контроль, не требуемый в PSL1.
API 5L опубликован Американским институтом нефти и регулирует линейные трубы, используемые в системах транспорта по трубопроводам для нефтяной и газовой промышленности. Он охватывает трубы в диапазоне размеров от NPS ½ до NPS 80 (номинальные) в бесшовном (SMLS) и сварном исполнении (ERW, SAW, COWL). Стандарт признан в мире и технически согласован с ISO 3183, который использует систему обозначения марок с префиксом L (например, L360 = X52).
Область и применение
API 5L применяется к:
- Бесшовным (SMLS) и сварным стальным трубам (ERW, HFW, SAW, COWL)
- Трубопроводам передачи нефти, природного газа и воды
- Морским и наземным трубопроводам
- Кислотному сервису (с дополнительными требованиями согласно приложению H)
- Морскому сервису (с дополнительными требованиями согласно приложению J)
Стандарт не применяется к обсадным трубам, НКТ или бурильным трубам (они охватываются API 5CT и API 5DP соответственно).
Охват марок
| Марка API 5L | Марка ISO 3183 | SMYS МПа (кси) | SMTS МПа (кси) | Доступность PSL |
|---|---|---|---|---|
| A | L175 | 175 (25) | 310 (45) | Только PSL1 |
| B | L245 | 245 (35) | 415 (60) | PSL1, PSL2 |
| X42 | L290 | 290 (42) | 415 (60) | PSL1, PSL2 |
| X46 | L320 | 320 (46) | 435 (63) | PSL1, PSL2 |
| X52 | L360 | 360 (52) | 460 (67) | PSL1, PSL2 |
| X56 | L390 | 390 (56) | 490 (71) | PSL1, PSL2 |
| X60 | L415 | 415 (60) | 520 (75) | PSL1, PSL2 |
| X65 | L450 | 450 (65) | 535 (77) | PSL1, PSL2 |
| X70 | L485 | 485 (70) | 570 (82) | Только PSL2 |
| X80 | L555 | 555 (80) | 625 (90) | Только PSL2 |
SMYS = устанавливаемый минимальный предел текучести; SMTS = устанавливаемый минимальный предел прочности. X70 и X80 — это только марки PSL2.
PSL1 vs PSL2: Основные различия
| Требование | PSL1 | PSL2 |
|---|---|---|
| Пределы химического состава | Базовые C, Mn, P, S | Более жесткие C, Mn, P, S + пределы CE + верхний предел Nb+V+Ti |
| Эквивалент углерода (CE) | Не требуется | Обязательно (формула IIW или Pcm) |
| Ударная прочность по Шарпи V-notch | Не требуется | Обязательно для большинства марок и размеров |
| Частота испытаний на растяжение | На плавку | Более высокая частота для труб SAW |
| Гидростатическое испытание | Требуется | Требуется |
| Вязкость разрушения (DWT/CTOD) | Не требуется | Требуется для X65 и выше в морском/кислотном сервисе |
| Допуски размеров | Стандартные | Более жесткие для OD и толщины стенки |
| Прослеживаемость термической обработки | Не требуется | Рекомендуется / требуется по категориям |
Требования к химическому составу
PSL1 — Химический состав (мас.%, анализ ковша)
| Марка | C макс | Mn макс | P макс | S макс | Si макс | V макс | Nb макс | Ti макс |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A | 0.22 | 0.90 | 0.030 | 0.030 | 0.40 | 0.05 | 0.04 | 0.04 |
| B | 0.28 | 1.20 | 0.030 | 0.030 | 0.40 | 0.05 | 0.04 | 0.04 |
| X42 | 0.28 | 1.30 | 0.030 | 0.030 | 0.40 | 0.05 | 0.04 | 0.04 |
| X46 | 0.28 | 1.40 | 0.030 | 0.030 | 0.40 | 0.05 | 0.04 | 0.04 |
| X52 | 0.28 | 1.40 | 0.030 | 0.030 | 0.40 | 0.05 | 0.04 | 0.04 |
| X56 | 0.28 | 1.40 | 0.030 | 0.030 | 0.40 | 0.07 | 0.05 | 0.04 |
| X60 | 0.28 | 1.40 | 0.030 | 0.030 | 0.40 | 0.08 | 0.05 | 0.04 |
| X65 | 0.28 | 1.45 | 0.030 | 0.030 | 0.40 | 0.09 | 0.05 | 0.06 |
| X70 | — | — | — | — | — | — | — | — |
X70 и X80 — это только марки PSL2. Для бесшовных труб PSL1 применяются указанные выше пределы. Для сварных труб PSL1 (ERW/SAW) C макс может быть на 0,02% ниже для некоторых марок.
PSL2 — Химический состав (мас.%, анализ ковша)
| Марка | C макс | Mn макс | P макс | S макс | Si макс | Nb+V+Ti макс | CE (IIW) макс | CE (Pcm) макс |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| B | 0.24 | 1.20 | 0.025 | 0.015 | 0.45 | 0.15 | 0.43 | 0.25 |
| X42 | 0.24 | 1.30 | 0.025 | 0.015 | 0.45 | 0.15 | 0.43 | 0.25 |
| X46 | 0.24 | 1.40 | 0.025 | 0.015 | 0.45 | 0.15 | 0.43 | 0.25 |
| X52 | 0.24 | 1.40 | 0.025 | 0.015 | 0.45 | 0.15 | 0.43 | 0.25 |
| X56 | 0.24 | 1.40 | 0.025 | 0.015 | 0.45 | 0.15 | 0.43 | 0.25 |
| X60 | 0.24 | 1.40 | 0.025 | 0.015 | 0.45 | 0.15 | 0.43 | 0.25 |
| X65 | 0.24 | 1.45 | 0.025 | 0.015 | 0.45 | 0.15 | 0.43 | 0.25 |
| X70 | 0.24 | 1.65 | 0.025 | 0.015 | 0.45 | 0.15 | 0.43 | 0.25 |
| X80 | 0.24 | 1.85 | 0.025 | 0.015 | 0.45 | 0.15 | 0.46 | 0.25 |
Формулы эквивалента углерода:
- IIW: CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15
- Pcm: Pcm = C + Si/30 + (Mn+Cu+Cr)/20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5B
Применяемая формула CE выбирается на основе содержания углерода: IIW используется при C > 0,12%; Pcm при C ≤ 0,12%.
Механические свойства
Бесшовные и сварные трубы — свойства при растяжении (основной материал трубы)
| Марка | SMYS МПа (кси) | SMYS макс МПа | SMTS МПа (кси) | SMTS макс МПа | Макс отношение YS/UTS |
|---|---|---|---|---|---|
| A | 175 (25) | — | 310 (45) | — | — |
| B | 245 (35) | 450 | 415 (60) | — | — |
| X42 | 290 (42) | 495 | 415 (60) | — | — |
| X46 | 320 (46) | 525 | 435 (63) | — | — |
| X52 | 360 (52) | 530 | 460 (67) | — | — |
| X56 | 390 (56) | 545 | 490 (71) | — | — |
| X60 | 415 (60) | 565 | 520 (75) | — | — |
| X65 | 450 (65) | 600 | 535 (77) | — | — |
| X70 (PSL2) | 485 (70) | 635 | 570 (82) | — | 0.93 |
| X80 (PSL2) | 555 (80) | 705 | 625 (90) | — | 0.93 |
Верхние пределы предела текучести PSL2 являются обязательными для обеспечения пластичного разрушения. Указанные значения SMYS макс предназначены для PSL2; PSL1 не указывает максимальный предел текучести.
Удлинение: Минимальное удлинение для всех марок = Af мин. (%), где Af = 1944 × (Axc^0.2) / UTS^0.9, согласно формуле API 5L. Для большинства марок при стандартной толщине стенки это дает примерно 15–22% на базе 50 мм.
Испытания CVN на ударную прочность — Требования PSL2
Требования Шарпи V-notch по маркам (PSL2)
| Марка | Температура испытаний °C | Мин энергия CVN (поперечная) |
|---|---|---|
| B, X42, X46, X52 | 0 | 27 Дж (20 ft-lbf) в среднем, 20 Дж мин отдельно |
| X56, X60 | 0 | 27 Дж в среднем, 20 Дж мин отдельно |
| X65 | −5 | 40 Дж в среднем, 27 Дж мин отдельно |
| X70 | −5 | 40 Дж в среднем, 27 Дж мин отдельно |
| X80 | −10 | 40 Дж в среднем, 27 Дж мин отдельно |
Частота испытаний CVN: 1 набор испытаний (3 образца) на плавку. Для кислотного сервиса (приложение H) или морского сервиса (приложение J) применяются более низкие температуры испытаний и более высокие значения энергии.
CVN для сварного шва (SAW/ERW): Сварной шов и ЗТВ также должны быть испытаны по Шарпи для труб PSL2 марок X56 и выше. Место и ориентация испытаний указаны в приложении D.
Испытания HIC и SSC для кислотного сервиса
Для трубопроводного сервиса в средах, содержащих H₂S, приложение H API 5L указывает дополнительные требования:
Требования кислотного сервиса (приложение H)
| Испытание | Стандарт | Критерии приемки |
|---|---|---|
| HIC (водородная коррозия под напряжением) | NACE TM0284 | Отношение длины трещины (CLR) ≤ 15%, отношение толщины трещины (CTR) ≤ 5%, отношение чувствительности трещины (CSR) ≤ 2% |
| SSC (сульфидная коррозия под напряжением) | NACE TM0177 / ISO 15156 | Отсутствие трещин при 720-часовом постоянном нагружении или 4-точечном изгибе |
| Контроль химического состава | Приложение H | S макс 0.003%, соотношение Ca/S ≥ 1.5 (при применении обработки Ca), CE макс снижено |
Дополнительные пределы химического состава для кислотного сервиса:
- S макс: 0.003% (в сравнении с 0.015% для стандартного PSL2)
- Фосфор макс: 0.020%
- Эквивалент углерода (Pcm): обычно ≤ 0.21% для X52 кислотного сервиса
Межстандартные эквиваленты
| Марка API 5L | ISO 3183 | DIN/EN | JIS G3458/G3456 | Примечания |
|---|---|---|---|---|
| A | L175 | — | — | Редко указывается |
| B | L245 | StE240.7TM | STPY400 | Базовая марка |
| X42 | L290 | StE290.7TM | — | Низкопрочная передача |
| X46 | L320 | StE320.7TM | — | — |
| X52 | L360 | StE360.7TM | STPT370 (прибл.) | Очень распространена на море |
| X56 | L390 | StE390.7TM | — | — |
| X60 | L415 | StE415.7TM | — | Распространена в газораспределении |
| X65 | L450 | StE450.7TM | — | Морская, глубоководная |
| X70 | L485 | StE485.7TM | — | Высокопрочная передача |
| X80 | L555 | StE555.7TM | — | Сверхвысокопрочная (редко) |
ISO 3183 — это международный эквивалент и имеет такое же техническое содержание, как API 5L 46-й выпуск (2018). Обозначение марки ISO использует префикс L, за которым следует SMYS в МПа.
Контрольный список проверки MTC
При проверке сертификата испытаний завода для трубы API 5L подтвердите:
- Обозначение марки, уровень PSL (PSL1 или PSL2) и тип трубы (SMLS/ERW/SAW) соответствуют заказу
- Номер плавки и номер партии трубы поддаются отслеживанию до маркировки трубы
- Углерод, Mn, P, S и Si соответствуют пределам для применимой марки указанного PSL
- Для PSL2: эквивалент углерода (IIW или Pcm) указан и находится в пределах
- Для PSL2: комбинированное содержание Nb+V+Ti ≤ 0.15%
- Предел текучести равен или выше SMYS и равен или ниже PSL2 SMYS макс (если PSL2)
- Предел прочности соответствует минимуму SMTS
- Результаты испытаний CVN при ударной прочности указаны (PSL2): температура, ориентация образца, индивидуальные и средние значения
- Гидростатическое испытание: давление испытания завода и продолжительность записаны
- Если кислотный сервис (приложение H): включены отчеты испытаний HIC и SSC со значениями CLR/CTR/CSR
- Размерные измерения (OD, WT, длина) в пределах допусков
- Монограмма API (если лицензирована) или сертификация инспекции третьей стороны
Часто задаваемые вопросы
В чем разница между API 5L PSL1 и PSL2?
PSL1 — это базовая спецификация, охватывающая химический состав, свойства при растяжении и гидростатическое испытание. PSL2 добавляет обязательные пределы эквивалента углерода, более жесткие пределы P и S, требования испытаний по ударной прочности Шарпи V-notch, максимальные пределы предела текучести (для обеспечения пластичности) и дополнительные допуски размеров. Марки X70 и X80 доступны только в PSL2.
Что означает число X в марках API 5L?
Число с префиксом X представляет устанавливаемый минимальный предел текучести (SMYS) в кси. X65 имеет SMYS 65 кси (450 МПа), X70 имеет 70 кси (485 МПа) и так далее. Международный эквивалент ISO 3183 использует префикс L, за которым следует SMYS в МПа — таким образом, X65 = L450, X70 = L485.
Подходит ли API 5L X65 PSL2 для кислотного сервиса?
Стандартная X65 PSL2 не автоматически квалифицируется для кислотного сервиса. Кислотный сервис требует применения приложения H, которое добавляет испытание HIC согласно NACE TM0284, более жесткие пределы S (≤ 0.003%) и испытание SSC согласно NACE TM0177 или ISO 15156. Заказ должен явно требовать соответствия приложению H.
Какой эквивалент ISO 3183 для API 5L X52?
ISO 3183 L360 — это эквивалент. Оба указывают SMYS 360 МПа (52 кси). API 5L 46-й выпуск (2018) и ISO 3183 3-й выпуск технически согласованы, что означает, что труба, сертифицированная по API 5L PSL2 X52, соответствует ISO 3183 L360 и наоборот.
Какая температура испытания CVN требуется для API 5L X65 PSL2?
API 5L требует испытания Шарпи V-notch при −5 °C для X65 PSL2 с минимальной средней энергией 40 Дж (30 ft-lbf) поперечно и минимумом отдельного образца 27 Дж. Для морских или арктических применений более низкие температуры указаны в приложении J или в коде проектирования трубопровода (например, DNV-ST-F101).
Ready to automate your certificate workflow?
Try TestCert free