API 5L X80 縦サブマージアーク溶接 (LSAW) パイプ
基本的な概要
標準仕様としては、縦方向に浸漬された-アーク溶接鋼線管の下にAPI 5L仕様。グレードX80を表します高級高強度-パイプライン鋼最も要求の厳しい長距離ガス輸送プロジェクト、深海のオフショア パイプライン、北極圏でのサービスに使用されます。{0}最小降伏強度80,000 psi (552 MPa)、X80 は、下位グレードと比較して最大動作圧力と大幅な材料節約を可能にします。
名称 説明
| 一部 | 意味 |
|---|---|
| API | アメリカ石油協会 |
| 5L | パイプライン輸送システム用ラインパイプの仕様 |
| X80 | グレード指定 –X= パイプライン グレード、80= 最小降伏強さ (ksi)80,000 psi / 552 MPa) |
| 縦方向サブマージアーク溶接 (LSAW) | 製造プロセス – 鋼板が形成され、溶加材を加えたサブマージ アーク溶接を使用して、単一の真っ直ぐな縦方向の継ぎ目に沿って溶接されます。 SAWL (サブマージアーク溶接縦断溶接) としても知られています。 |
API 5L X80 LSAW パイプの主な特徴
| 特徴 | 説明 |
|---|---|
| 材質の種類 | 高強度低合金（HSLA）鋼--マイクロ合金（Nb、V、Ti）と高度な TMCP（熱機械制御処理）による超微細粒子構造- |
| 製造業 | LSAW（縦型サブマージアーク溶接）– UOE または JCOE プロセスで形成されたプレートは、内側と外側でサブマージ アーク溶接されます（両面）。- |
| 製品仕様レベル | PSL1またはPSL2– PSL2 はX80では必須重要な用途においては、シャルピー衝撃試験、より厳格な化学的管理、指定された最大強度制限が必要です。 |
| 降伏強さ | 最小 552 MPa (80,000 psi)(PSL2範囲：552～705MPa) |
| 抗張力 | 最小 621 MPa (90,000 psi)（PSL2範囲：621～827MPa） |
| 伸長 | 最小21-22%壁の厚さに応じて |
| 主な利点 | 最大強度対重量比– 所定の圧力に対して最も薄い壁を実現し、材料コスト、輸送重量、現場溶接時間を削減します。 |
| 一般的な直径 | 406mm～1524mm(16 インチから 60 インチ) – LSAW プロセスにより大口径が可能 |
| 一般的な壁の厚さ | 6.0mm～40mm(特別なプロジェクトの場合は最大 50 mm まで利用可能) |
| 長さ | 6m～12.3m標準;18.3mまで利用可能 |
化学組成 (API 5L X80 PSL2)
| 要素 | 通常の最大% | 注意事項 |
|---|---|---|
| カーボン(C) | 最大0.22 | 超低炭素-で溶接性を向上 |
| マンガン(Mn) | 最大1.90 | 強度を上げるためにマンガンを増やす |
| リン(P) | 最大0.020 | 靭性を高めるための厳密な制御 |
| 硫黄(S) | 最大0.015 | HIC 耐性を非常に厳密に制御 |
| ニオブ(Nb) | 0.05-0.10 | 結晶粒微細化のためのマイクロアロイ- |
| バナジウム(V) | 最大0.10 | 析出強化のためのマイクロアロイ- |
| チタン(Ti) | 最大0.04 | TMCP中にTiNを形成して結晶粒を微細化 |
| 炭素当量（CE） | 通常 0.22 ～ 0.25 | 現場での溶接性を計算および制御 |
注記：実際の値は、TMCP プロセス設計によって異なる場合があります。 2 番目の西部-東部ガス パイプライン プロジェクトでは、最適な特性を得るために高マンガンとニオブを含む超低炭素含有量を使用しました。-
機械的特性 (PSL2)
| 財産 | 値の範囲 | 注意事項 |
|---|---|---|
| 降伏強さ (分) | 552 MPa (80 ksi) | API 5L ごとの最小要件 |
| 降伏強さ(最大) | 705 MPa (102 ksi) | 最大制限により過剰な強度を防止- |
| 引張強さ(分) | 621 MPa (90 ksi) | 最小要件 |
| 引張強さ(最大) | 827 MPa (120 ksi) | 上限 |
| 降伏-対-引張比（最大） | 0.93 | 延性を確保 |
| 伸長 | 最低22% | 壁の厚さによって異なります |
| シャルピー V- ノッチ インパクト | 最小平均 40 ～ 100 J | プロジェクトによって指定された温度 (通常は -20 度から -45 度) |
実際のテスト結果 (X80 LSAW JCOE パイプ):中国製の X80 パイプ (ø1016×18.4 mm) のテストでは、次のことがわかりました。{0}
降伏強度範囲:555～625MPa
抗張力：645～720MPa
伸長：38-40%(最低値の 22% を大きく上回ります)
降伏-対-引張比:0.82-0.87(最大0.93未満)
-20度での衝撃エネルギー:平均298J(卑金属)
-5 度の DWTT せん断領域:平均95%
X80のLSAW製造方法
成形方法
| 方法 | 説明 | X80への適合性 |
|---|---|---|
| UOE | プレートを U{0}} 形状にプレスし、次に O- 形状にプレスし、溶接後に機械的に拡張します | X80 の大量生産に推奨-– 宝鋼は第 2 西-東ガス パイプライン用に 322,000 トンの X80 UOE パイプを生産しました |
| JCOE | 進行的な J-C-O 形成ステップ、溶接後に拡張 | X80に適しています– 中国メーカーは JCOE プロセスを使用して X80 パイプの製造に成功 |
| ロール-ベンド | プレートを徐々に円筒状に丸めていきます | より厚い壁、より小規模な生産に適しています |
プロセスのステップ
プレートの選択:TMCP（熱機械制御処理）によって製造された超微細粒子組織の高品質鋼板--
プレートの準備:精密な面取りのためのエッジミリング、積層のための超音波検査
形にする：プログレッシブ油圧プレス (JCOE または UOE) により均一な真円度が得られます。 JCOE の場合、プレートのエッジは最初に圧着され、その後段階的に形成されます
仮付け溶接：縫い目を一時的に固定します
サブマージアーク溶接:マルチワイヤ SAW は、内部溶接、次に外部溶接 (DSAW) を適用して、フラックスの下で完全に溶け込みます。-試験により優れた溶接の完全性が確認されました
機械的拡張:厳密な公差を実現し、残留応力を低減するために、パイプを正確な寸法に拡張します
NDT とテスト:全数超音波検査、X線検査、水圧検査
仕上げ:端部面取り (ANSI B16.25 による)、指定どおりのコーティング塗布
利用可能なサイズ
| パラメータ | 範囲 | 注意事項 |
|---|---|---|
| 外径 | 406mm～1524mm(16インチ～60インチ) | 標準LSAW範囲 |
| 肉厚 | 6.0mm～40mm | 特別なプロジェクトの場合は最大 50 mm |
| 長さ | 6m～12.3m標準;18.3mまで利用可能 | 長さが長いため現場溶接が減少します |
| エンドフィニッシュ | ANSI B16.25 に準拠したプレーンエンド、ベベルエンド | 溶接標準用の面取り |
実際のプロジェクトの例:-中国で 2 番目の西-東ガス パイプラインが使用されました直径 1219 mm (48 インチ)12 MPa の動作圧力向けに設計された肉厚の X80 UOE パイプ。
X80 LSAW パイプの PSL1 と PSL2
| 側面 | PSL1 | PSL2 |
|---|---|---|
| X80 の一般的な使用法 | まれ – 重要ではないサービスのみ- | X80 の標準 – パイプライン伝送には必須 |
| 化学 | 標準限界値 | より厳格な管理(C 0.22%以下、S 0.015%以下) |
| 強さ | 最小値のみ指定 | 最小値と最大値指定された（過剰な強度を防止） |
| 衝撃試験 | 不要 | 必須指定された温度で |
| 炭素換算量 | 不要 | 計算され、制御されている |
| NDT の要件 | 標準 | より厳格化 – 非破壊検査の義務化 |
| 降伏-対-引張比 | 指定されていない | 最大0.93 |
| トレーサビリティ | 限定 | 完全なトレーサビリティテスト終了後 |
注記：X80 の場合、PSL2 は実質的にすべてのパイプライン伝送アプリケーションに必須。 PSL1 X80 が指定されることはほとんどありません。
X80 PSL2 のテストおよび検査要件
| テストの種類 | 目的 | 典型的な結果 |
|---|---|---|
| 化学分析 | 構成が API 5L 制限を満たしていることを確認する | -超低 C、厳密な S 制御 |
| 引張試験 | 降伏点と引張強さの確認（母材と溶接部） | Base: 555-625 MPa; Weld tensile >680MPa |
| 平坦化試験 | 延性をチェックする | 合格 |
| 曲げ試験 | 溶接の完全性と延性を検証する | 29 サンプル中 28 サンプルが合格 |
| 衝撃試験（シャルピー V- ノッチ） | 必須指定された温度で | ベース: 298 J 平均 @ -20 度;溶接: 215 J 平均 |
| DWTT (落下重量引裂試験) | 破壊靱性検証用 | -5 度で 85 ～ 100% のせん断領域 |
| 静水圧試験 | 漏れのないことの証明- | 各パイプを個別にテスト |
| 超音波検査 | 100%溶接シームの内部欠陥 | 全長、両側 |
| 硬さ試験 | 過度の硬さがないことを確認する | <275 HV10 |
ミルテスト証明書:EN 10204 / 3.1B 規格; 3.2 重要なプロジェクトの場合
コーティングと保護のオプション
| コーティングの種類 | 応用 |
|---|---|
| 黒（裸） | 標準フライス仕上げ、屋内用 |
| ワニス / 防錆油- | 輸送中の一時保護 |
| 3LPE（三層ポリエチレン） | 最も一般的な埋設 X80 パイプライン用 |
| FBE (融着エポキシ) | 腐食防止 |
| コンクリートウェイトコーティング(CWC) | 海洋パイプライン (負の浮力) |
| 内部フローコーティング | 流動効率を高めるエポキシコーティング |
比較表: X80 と下位グレード
| 学年 | 降伏強さ (MPa) min | 引張強さ(MPa) min | 相対強度 |
|---|---|---|---|
| X60 | 414 | 517 | ベースライン |
| X65 | 448 | 531 | X60 を超える +8% |
| X70 | 483 | 565 | X60 を超える +17% |
| X80 | 552 | 621 | X60 を超えると +33%、X70 を超えると +14% |
増加率:X80 は約X70 よりも降伏強度が 14% 高い(552 MPa 対 . 483 MPa)。
API 5L グレードの中で X80 が適合する場所
| 学年 | 収量(分、MPa) | 代表的な用途 |
|---|---|---|
| B | 241 | 低圧収集、公共事業 |
| X42 | 290 | 集合列、配布 |
| X52 | 359 | 中圧トランスミッション- |
| X60 | 414 | 高圧トランスミッション |
| X65 | 448 | 高圧トランスミッション、オフショア |
| X70 | 483 | 長距離-高圧-、沖合の深海 |
| X80 | 552 | 超-高圧-幹線、主要なクロスカントリー ガス パイプライン- |
| X100 | 690 | 実験的で限定的なプロジェクト |
X80はパイプライン伝送用として広く商業的に使用されている最高グレードです .
一般的なアプリケーション
| 業界 | アプリケーション |
|---|---|
| 長距離ガス輸送 | 主要なクロスカントリー ガス パイプライン-– 例: 2 番目の西-東ガス パイプライン (中国) は 1219 mm X80 を使用 |
| オフショア | 深海海底パイプライン、プラットフォームライザー |
| 高圧ガス- | パイプラインの稼働時間10 ～ 15 MPa (1,450 ～ 2,175 psi)設計圧力 |
| 北極サービス | 優れた靭性を必要とする低温パイプライン（-45 度）- |
| CCUSプロジェクト | 高強度が求められるCO₂輸送パイプライン |
| LNG輸出入 | ターミナル配管、高圧移送ライン- |
主なプロジェクトの例: セカンド ウェスト-イースト ガス パイプライン
中国の 2 番目の西-東ガス パイプラインは、中国初の大規模な X80 パイプの適用- :
| パラメータ | 詳細 |
|---|---|
| パイプ仕様 | API 5L X80、直径 1219 mm (48 インチ) |
| 製造工程 | UOE LSAW |
| 鉄鋼メーカー | 宝鋼 |
| 生産量 | 322,000トン2010 年 6 月までに X80 UOE 鋼管を生産 |
| 使用圧力 | 10-12 MPa (1,450-1,740 psi) |
| 意義 | 中国における大口径 X80 UOE パイプの生産能力のギャップを埋める- |
X80グレードのメリット
| アドバンテージ | 説明 |
|---|---|
| 超-高強度 | 552 MPa の最小収量 – 最高の動作圧力を可能にします |
| 材料の節約 | 壁を薄くする同じ圧力の場合 – X70 と比較して鋼材のトン数が 10 ～ 20% 削減されます。 |
| 現場溶接の削減 | 肉厚が薄い=溶接金属の量が減り、溶接が速くなります |
| 輸送コストの削減 | パイプの軽量化により輸送コストと取り扱いコストが削減されます |
| 実証済みのパフォーマンス | 主要プロジェクトへの導入に成功（West-}、Nord Stream、TC Energy） |
| 優れた靭性 | PSL2 ではシャルピー衝撃試験が必要です。実際のパフォーマンスは最低値をはるかに上回ります |
X80 向け LSAW 製造の利点
| アドバンテージ | 説明 |
|---|---|
| 大口径対応 | 直径 16 インチから 60 インチ以上のパイプを製造可能 – 幹線に最適 |
| 厚い壁 | かなりの肉厚を必要とする高圧用途に適しています- |
| 高い構造的完全性 | 単一の縦方向の継ぎ目により優れた強度を実現し、完全{0}}両面溶接-により欠陥のリスクを最小限に抑えます |
| 優れた寸法精度 | 外径、楕円度、真直度に関する厳しい公差 |
| 残留応力制御 | 機械的拡張ステップにより残留応力が軽減され、降伏強度が向上します。 |
| 強化された靭性 | TMCP plates provide exceptional HAZ toughness; actual tests show >200 Jの溶接衝撃エネルギー |
| 品質保証 | 記録されたパラメータによる自動溶接。完全な NDT トレーサビリティ |
寸法許容差 (API 5L)
X80 LSAW パイプの場合、API 5L では次の許容差が指定されています。
| パラメータ | 許容範囲 |
|---|---|
| 外径（管本体） | ±0.75%指定された外径の |
| 外径（パイプエンド） | +1.6mm / -0.4mm219-273mm用。+2.4mm / -0.8mm274-610mm用 |
| 肉厚 | +19.5% / -8%X80グレード用、外径508～610mm |
| 長さ | +100mm / -0mm |
| 真直度 | 長さの 0.15% |
国際的に相当するもの
| 標準 | 相当グレード | 注意事項 |
|---|---|---|
| ISO 3183 | L555MEまたはX80ME | API 5L と調和。 「E」はオフショア/北極に適していることを示します |
| GB/T 9711 | L555 | 中国語に相当するもの |
| CSA Z245 | グレード550 | カナダの標準 |
| DNV OS-F101 | グレード450 / グレード485 / グレード555 | オフショア規格には追加要件が含まれています |
選択に関する重要な注意事項
1. X80 と下位グレードの比較
X80に指定されています超-高圧-幹線、主要な国境を越えたガスパイプライン、-深海の海洋プロジェクト最大限の強度が必要な場所
より低い圧力の場合、X70またはX65費用対効果が高くなる可能性があります-
X80 が提供するのは、最高の強度対重量比-{1}}市販グレードの中では
2. PSL2はX80では必須です
PSL2は実質的に必要ですすべての X80 パイプライン アプリケーション向け
必須要件には次のものが含まれます。
シャルピー V-ノッチ衝撃試験
最大降伏点と引張強さの制限
炭素当量制御
完全なトレーサビリティ
3. クリティカルサービスの補足要件
DWTT (落下重量引裂試験):破壊靱性検証用
HAZ靭性:溶接熱の影響を受ける部分が衝撃要件を満たしていることを確認します。{0}
CTOD (亀裂先端開口部変位):オフショアおよびサワーサービス用
NACE コンプライアンス:サワーサービス用（H₂S環境）
SSC/HIC テスト:サワーサービス用途向け
4. 製造工程の選択
UOE:X80 の大量生産に推奨-
JCOE:X80に適しています。中国の製造業で成功を収めていることが証明されている
両方のプロセスで必要となるのは、TMCPプレート超微細粒子構造を備えた-
5. テストと認証
標準認証:英語10204 3.1(メーカー独自のテスト)
重要なプロジェクトの場合:英語10204 3.2（第三者による立会いによるテスト）
工場試験証明書には次のものが含まれていることを確認します: 化学組成、機械的特性、NDT 結果、静水圧試験結果、指定温度での衝撃試験結果
第三者による検査-SGS、BV、ロイズ一般的に受け入れられている
最終的なポイント: API 5L X80 LSAW パイプを表します広く商業的に使用されている最高強度グレードパイプライン送電用、最小降伏強度80,000 psi (552 MPa) – X70より14%高い。これにより、最も要求の厳しい長距離ガス輸送プロジェクト、深海沖合パイプライン、最大動作圧力と最小の壁厚が必要とされる北極設備が可能になります。-高度な TMCP プレートを使用した LSAW 製造プロセス (UOE または JCOE) では、以下からパイプを製造します。直径16インチ～60インチ並外れた靭性 – 実際のテストでは、母材の衝撃エネルギーが-20 度で 298 Jを超える溶接衝撃エネルギー200 J。中国の 2 番目の西-東ガス パイプラインなどの主要プロジェクトは導入に成功しました322,000トンX80 UOE パイプの。すべての重要なアプリケーションに対して、PSL2シャルピー V- ノッチ衝撃試験と完全なトレーサビリティを備えています必須。 X80 はパイプライン技術の最先端を表しており、世界最大の送電パイプラインの高圧化、材料消費量の削減、プロジェクト全体のコストの削減を可能にします。
