تعتبر أنابيب الصلب الكربوني API 5L من الدرجة B PSL2 مواصفات أنابيب الصلب الكربوني الموثوقة والمستخدمة على نطاق واسع لأنظمة النقل البرية والعديد من أنظمة النقل البحري التي تتطلب اتساقًا أعلى للمواد واختبارًا محسنًا وإمكانية تتبع كاملة مقارنةً ب PSL1. من الناحية العملية، توفر الدرجة B (التي تسمى أحيانًا L245) حدًا أدنى من الإنتاجية في منطقة ~245 ميجا باسكال (≈35,000-35,500 رطل لكل بوصة مربعة) والحد الأدنى من قوة الشد حول ≈415 ميجا باسكال (≈60,000 رطل لكل بوصة مربعة)؛ يضيف مستوى منتج PSL2 فحصًا إلزاميًا غير متلف، وحدودًا كيميائية وميكانيكية أكثر إحكامًا، واختبار صدمة تشاربي (صلابة الشق) عند الحاجة - وهي ميزات تجعل من PSL2 الخيار المعتاد عندما تتطلب لوائح المشغل أو قوانين خطوط الأنابيب أو السلطات العامة جودة موثقة ويمكن التحقق منها وسلوكًا يمكن التحكم في الكسر.

ما هو API 5L؟

مواصفة API 5L هي معيار الصناعة لأنابيب الخطوط المستخدمة في نقل البترول والغاز الطبيعي. وهي تحدد درجات المواد، ومستويات مواصفات المنتج (PSL1 وPSL2)، ومعايير القبول، والاختبار ووضع العلامات للأنابيب غير الملحومة والملحومة. تتم مراجعة معيار API بشكل دوري؛ يجب الرجوع إلى أحدث الإصدارات الكاملة والأخطاء عند كتابة مستندات المشتريات. بالنسبة للمشتريات الدولية، من الشائع الإحالة المرجعية إلى المواصفة القياسية ISO 3183، التي تنسق العديد من المتطلبات وتحدد أيضًا مستويات مواصفات PSL1/PSL2 للمنتج.

النقاط الرئيسية:

• يغطي API 5L أنابيب الصلب الكربوني غير الملحومة والملحومة من الكربون والمنغنيز الكربوني لأنظمة نقل خطوط الأنابيب.

• ويميز مستوى مواصفات المنتج (PSL) بين المتطلبات الروتينية والمتطلبات المعززة؛ ويوفر مستوى مواصفات المنتج 2 اختبارات إضافية وإمكانية التتبع وحدود قبول أكثر صرامة.

عرض MWalloys: أنابيب أنابيب التغليف والأنابيب API 5L Gr B

تسميات الدرجات وكيفية ربط "الدرجة B / L245" بالخصائص

يستخدم API 5L أسماء الرتب التي تم تعيينها تاريخيًا إلى قيم الحد الأدنى للعائد. وترتبط "الدرجة B" عادةً بحد أدنى للعائد ≈245 ميجا باسكال (ومن هنا جاءت تسمية ISO L245). في جداول API، سترى الصف B مدرجًا بالحد الأدنى النموذجي معبرًا عنه بكل من MPa و psi. القيم الميكانيكية النموذجية المستخدمة في التصميم والمشتريات هي:

• الحد الأدنى لمقاومة الخضوع (Rt0.5): حوالي 245 ميجا باسكال (≈35,000-35,500 رطل لكل بوصة مربعة).

• الحد الأدنى لقوة الشد (Rm): ~415 ميجا باسكال (≈60,000 رطل لكل بوصة مربعة).

• الاستطالة: تعتمد على القطر وسُمك الجدار؛ وعادةً ما تكون نسبة مئوية دنيا محددة في طول قياس 2 بوصة.

يتم تبويب هذه القيم صراحةً في API 5L وفي أوراق البيانات الفنية العامة من الموردين المعتمدين - اذكر دائمًا الإصدار ومستوى PSL عند تحديد المواصفات لتجنب الغموض.

PSL1 مقابل PSL2 - الاختلافات الفنية ومتى يتم تحديد كل منهما

مقارنة سريعة (ملخص)

PSL1 = مستوى المنتج القياسي (المتطلبات الأساسية).
PSL2 = مستوى معزز للمنتج (كيمياء/ميكانيكا محكمة، اختبار فحص غير قابل للتفكيك والاختبار الإلزامي واختبار الصدمات، وإمكانية تتبع المصنع وإصدار الشهادات).

أصبحت PSL2 هي الافتراضية بشكل متزايد لخطوط نقل النفط والغاز الخاضعة للتنظيم وللمشغلين الذين يحتاجون إلى قدرات موثقة للتحكم في التصدع.

التركيب الكيميائي والخواص الميكانيكية

ملاحظة - تختلف القيم باختلاف الإصدار وشكل المنتج (غير ملحوم مقابل الملحوم) والسُمك. فيما يلي جداول تمثيلية للدرجة B في إطار PSL2 مخصصة لصياغة المواصفات؛ يرجى الرجوع دائمًا إلى الإصدار الدقيق لمعهد البترول الأمريكي/المعهد الدولي لتوحيد المقاييس وبيانات الشركة المصنعة المعتمدة للشراء.

الحدود الكيميائية النموذجية (ممثلة للدرجة B، PSL2)

(هذه نطاقات توضيحية - تحقق من جداول API/ISO الحالية لعقود المشتريات).

(ترد القيم الدقيقة المسموح بها في جداول API 5L التي تفرق أيضًا حسب سُمك الأنبوب ومسار التصنيع).

الخواص الميكانيكية التمثيلية (الدرجة B / L245؛ قيم PSL2 النموذجية)

طرق التصنيع والأبعاد وطرق الإنتاج الشائعة

يتم إنتاج أنابيب خط API 5L من خلال عدة عمليات أولية - غير ملحومة (SMLS) والعديد من العمليات الملحومة (المتفجرات من مخلفات الحرب (ERW)، EFW، LSAW، SSAW). كل عملية لها قيود مميزة وتوقعات فحص مختلفة.

• سلس (SMLS): تُستخدم عادةً للجدار الأثقل أو الدرجات الأعلى حيث يُفضل عدم وجود لحام من أجل صلابة الشق أو متطلبات الخدمة الحامضة. وتتوفر الأنابيب غير الملحومة عادةً في نطاق واسع من الأقطار والسماكات.

• المتفجرات من مخلفات الحرب (ملحومة بالمقاومة الكهربائية): شائع في الأقطار الأصغر والجدران الأقل سمكًا؛ أنتجت تحسينات التصنيع متفجرات من مخلفات الحرب من مخلفات الحرب عالية الجودة للعديد من تطبيقات خطوط الأنابيب، ولكن يتطلب PSL2 فحص/اختبار التماس.

• LSAW/SSAW (لحام القوس المغمور الطولي/الحلزوني المغمور): تُستخدم للأقطار المتوسطة إلى الكبيرة؛ وتعتبر خواص اللحام ومدخلات الحرارة والمعالجة الحرارية بعد اللحام (إذا لزم الأمر) من الاعتبارات المهمة.

الأحجام القياسية والتفاوتات القياسية

توفر API 5L التفاوتات في الأبعاد (OD، وسُمك الجدار، والبيضاوية، والطول) والتفاوتات المسموح بها للوزن لكل وحدة طول. تتراوح أحجام الأنابيب الاسمية القياسية المستخدمة عادةً في خطوط الأنابيب من التجويف الصغير حتى 48 بوصة وأكبر؛ يجب أن يحدد المشتري معيار الأبعاد (API/المعهد الدولي لتوحيد المقاييس أو ISO أو مواصفات العميل).

الاختبارات والفحص الإلزامي ل PSL2

تتميز PSL2 بالعديد من الاختبارات المحسّنة الإلزامية أو التي يتم تطبيقها بشكل شائع. فيما يلي عناصر الاختبار النموذجية التي ستراها في مواصفات شراء PSL2:

• التحليل الكيميائي (تحليل الحرارة والمنتج) - تشديد حدود العناصر والإبلاغ عنها.

• اختبار الشد - لتأكيد Rt0.5 (المردود) و Rm (UTS).

• اختبار الصدم بالشق على شكل حرف V (CVN) من شاربي - المطلوبة لبعض الرتب والسماكات ودرجات حرارة الخدمة للتحكم في سلوك صلابة الكسر. تسرد PSL2 درجات الحرارة وعدد العينات لكل دفعة.

• الاختبار الهيدروستاتيكي - الاختبار الحجمي/الاختبار الهيدروستاتيكي لكل طول أو حرارة، للتحقق من السلامة الميكانيكية وإحكام التسرب. وتتبع حسابات ضغط اختبار القوة الهيدروستاتيكية في اختبار القوة الهيدروستاتيكية الرموز الهندسية المعترف بها وجداول API.

• الاختبارات غير المتلفة (NDT) - يتطلب PSL2 عادةً فحص درز اللحام (RT أو UT) وفحصًا حجميًا إضافيًا UT لبعض العمليات. وتعتمد خيارات الفحص بالأشعة (RT) أو الفحص بالموجات فوق الصوتية (UT) على نوع الأنبوب ومقاييس SRs الخاصة بالعميل.

• اختبارات التسطيح والحرق واختبارات الصلابة واختبارات الانحناء العكسي - حسب الاقتضاء لتأكيد قابلية التشكيل وحدود الصلابة.

إمكانية التتبع والتوثيق: تتطلب PSL2 إمكانية التتبع الكامل من الحرارة إلى المنتج النهائي وشهادة بأن المطحنة أجرت جميع الاختبارات وعمليات الفحص المطلوبة. تعد تقارير اختبار المطحنة (MTRs) وتسلسل الأطراف/الأطوال من المتطلبات القياسية.

اعتبارات اللحام والتصنيع والملاءمة للخدمة

يجب معالجة تأهيل إجراءات اللحام، وتأهيل عامل اللحام، والمعالجة الحرارية قبل/بعد اللحام (إذا كانت محددة) في خطة التصنيع لخطوط الأنابيب التي تم إنشاؤها باستخدام مادة API 5L. ملاحظات الممارسة الرئيسية:

• فحص لحام التماس اللحام: بالنسبة للأنابيب الملحومة PSL2، تأكد من أن المورد يقدم سجلات الاختبار غير القابل للتفكيك اللحامي للدرزات (RT/UT) وأي تقارير عن الإجراءات التصحيحية لإصلاح الدرزات.

• قابلية اللحام: تتمتع الدرجة B بقابلية لحام جيدة مع إجراءات اللحام القياسية للفولاذ الكربوني؛ وتعتبر ضوابط المكافئ الكربوني (CE) ذات صلة بصلابة HAZ وقابلية التشقق الهيدروجيني. تتطلب PSL2 غالبًا الإبلاغ عن مؤشرات المكافئ الكربوني (مثل CEIIW، Pcm) في تقارير الاختبارات المتوسطة الأجل.

• اختيار حشو اللحام: بالنسبة للحامات التي تربط الأنابيب من الدرجة B، اختر معادن الحشو التي تلبي التوافق الميكانيكي والمتانة المطلوبة في درجة حرارة الخدمة. بالنسبة للخدمة الحامضة، اختر مستهلكات اللحام المؤهلة وفقًا لتوجيهات NACE/ISO 15156.

مشاكل التآكل والطلاءات والخدمة الحامضة

ويعتمد اختيار الطلاءات والبطانات وتدابير التحكم في التآكل على التربة وكيمياء السوائل ودرجة الحرارة وما إذا كان H₂S أو CO₂S موجودًا.

• الطلاءات والبطانات: يشيع استخدام الإيبوكسي المرتبط بالاندماج (FBE)، والبولي إيثيلين متعدد الطبقات، والطلاءات البيتومينية والبطانات الداخلية حسب الاستخدام (على الشاطئ مقابل البحر، والمدفونة مقابل المكشوفة). يجب طلب أوراق بيانات الموردين والتحقق من صحة أوراق بيانات الموردين فيما يتعلق بالالتصاق، والتكثيف الكاثودي والسُمك.

• الخدمة الحامضة (H₂S): في حالة وجود H₂S، يجب أن يتوافق اختيار المواد مع NACE MR0175 / ISO 15156 لتجنب التشقق الإجهادي الكبريتيدي (SSC) والتشقق المستحث بالهيدروجين (HIC) والتشقق المستحث بالهيدروجين الموجه بالإجهاد (SOHIC). وهذا يعني في كثير من الأحيان تحديد مادة PSL2 المؤهلة أو المقيدة لظروف الخدمة والتي تتطلب اختبارات تكميلية.

أفضل ممارسات الشراء ووضع العلامات وضمان الجودة

عند إعداد أمر الشراء أو المواصفات الفنية لـ API 5L Grade B PSL2، قم بتضمين الحد الأدنى من العناصر التالية لضمان جودة قابلة للتتبع والتدقيق:

• الإصدار المرجعي من API 5L (الإصدار الدقيق والتصويبات).

• مستوى مواصفات المنتج (PSL2) صراحةً

• الصف (الدرجة B / L245) والخصائص الميكانيكية/التأثيرية المطلوبة، بما في ذلك درجات حرارة الاختبار ل CVN.

• مسار التصنيع المسموح بها (SMLS، والمتفجرات من مخلفات الحرب، وLSAW، وSSAW) وأي قيود.

• نطاق NDT (RT/UT)، وضغط الاختبار الهيدروستاتيكي، وعدد/موقع اختبارات العينة.

• التتبع:: رقم حرارة المطحنة ← الملف/اللوح ← الأنبوب النهائي؛

• الشهادات: قم بتضمين الشهادات المطلوبة (معادلات EN 10204 3.1/3.2 EN 10204، ومتطلبات API أحادية الرمز إن وجدت).

أفضل الممارسات: إرفاق خطة الفحص والاختبار (ITP) وطلب توقيع المورد على نتائج الاختبار وإجراءات الإبلاغ عن عدم المطابقة. بالنسبة لخطوط الأنابيب الحرجة، قم بتضمين نقاط الفحص من طرف ثالث أو نقاط الشهود الميدانيين في الاختبارات الرئيسية (CVN، الهيدروستاتيكي، NDT).

أمثلة عملية للاختيار وسيناريوهات التطبيق

المثال أ - خط أنابيب النقل البري الخاضع للإشراف التنظيمي
التوصية: تحديد معيار API 5L من الدرجة B PSL2 (أو درجة أعلى حسب درجة التشغيل MAOP والتحكم في الكسر) مع إلزامية التماس RT/UT، وCVN عند أدنى درجة حرارة تشغيل متوقعة، واختبار هيدروستاتيكي وفقًا للرمز الهندسي، وإمكانية التتبع الكامل (MTRs مع قيم CE). الأساس المنطقي: توفر PSL2 أدلة موثقة على السلامة والتحكم في الكسر المطلوبة من قبل العديد من المنظمين والمشغلين.

المثال ب - خط تجميع منخفض المخاطر بدرجة حرارة تشغيل محدودة
توصية: قد تكون PSL1 مقبولة عندما يُظهر تقييم المشغل للمخاطر انخفاض عواقب الفشل وتسمح اللوائح المحلية بذلك. ومع ذلك، يجب النظر في تحديد المتطلبات التكميلية الرئيسية (مثل فحص التماسات، واختبارات منتصف المدة) حتى بالنسبة ل PSL1 لتقليل مخاطر دورة الحياة.

المثال ج - الخدمة الحامضة (H↪No↪No₂S موجودة)
التوصية: قد تتطلب درجة API 5L من الرتبة B تأهيلًا إضافيًا؛ راجع NACE MR0175/ISO 15156 لتحديد المعادن ومواد اللحام الاستهلاكية المناسبة؛ في كثير من الحالات تكون الدرجات الأعلى مقاومة للتآكل أو التصاميم المثبطة ضرورية.

الأسئلة المتداولة

1. س: هل الدرجة B هي نفسها L245؟
   A: نعم - تتوافق الدرجة B مع التسمية L245 للمنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO)، مما يعكس الحد الأدنى من الخضوع حوالي 245 ميجا باسكال. اذكر دائمًا الإصدار القياسي المطبق لتجنب الغموض.

2. س: متى تكون PSL2 مطلوبة بدلاً من PSL1؟
   A: إن PSL2 مطلوب من قبل العديد من مشغلي خطوط أنابيب النقل والهيئات التنظيمية وللخدمات التي يكون فيها التحكم في الكسر، وتعزيز اختبار عدم التصادم والجودة القابلة للتتبع أمرًا بالغ الأهمية. استخدم PSL2 للخطوط الخاضعة للتنظيم وذات العواقب العالية.

3. س: ما هي الاختبارات الرئيسية التي يجب أن يجتازها أنبوب PSL2؟
   A: وتشمل الاختبارات النموذجية التحليل الكيميائي التفصيلي، واختبارات الشد، واختبارات الصدم Charpy (CVN) حيثما أمكن، والاختبار الهيدروستاتيكي، والاختبار الإلزامي للتحقق من عدم التآكل (RT أو UT) لدرزات اللحام و/أو جسم الأنبوب.

4. س: هل تتطلب PSL2 دائمًا اختبار تشاربي للصدمات؟
   A: ليس دائمًا. تعتمد متطلبات CVN على الدرجة والسُمك وأقل درجة حرارة خدمة. تحدد API 5L 5L الحالات التي تكون فيها CVN إلزامية؛ حيث إن PSL2 تجعل CVN أكثر احتمالاً من PSL1.

5. س: هل أنابيب المتفجرات من مخلفات الحرب من مخلفات الحرب مقبولة في PSL2؟
   A: نعم - يمكن أن تتوافق أنابيب المتفجرات من مخلفات الحرب من مخلفات الحرب مع معايير PSL2 إذا اجتازت اختبار عدم الفحص غير القابل للاختراق واختبارات PSL2 الأخرى المطلوبة؛ حدد فحص التماس وأي معايير قبول للحرارة/التفتيش/التفتيش الحراري/التفتيش الحراري في أمر الشراء.

6. س: كيف يمكنني التحكم في المكافئ الكربوني؟
   A: تضمين حدود CE أو اشتراط الإبلاغ عن CE في اختبار منتصف المدة؛ التحكم في CE لتجنب الصلابة المفرطة في المنطقة الحرجة ومخاطر التشقق الهيدروجيني. يطلب PSL2 عادةً مؤشرات CE (على سبيل المثال، Pcm، CEIIW).

7. س: ما هي الوثائق التي يجب أن يقدمها المصنع؟
   A: تقارير اختبار الطاحونة (مع تحليل الحرارة والمنتج)، وتقارير الاختبار الحراري والمنتجات، وتقارير الاختبار غير قابل للتفكيك (RT/UT)، وسجلات الاختبار الهيدروستاتيكي، وتقارير CVN، وسجلات التسلسل/التتبع؛ وبالنسبة لبعض المشاريع، تُطلب شهادات الطرف الثالث (EN 10204 3.1/3.2 المعادلة).

8. س: هل API 5L يعادل ISO 3183؟
   A: تتوافق المواصفة القياسية ISO 3183 وAPI 5L في العديد من الجوانب؛ حيث تشير المواصفة القياسية ISO 3183 صراحةً إلى مستويات مواصفات المنتج PSL1/PSL2 وغالبًا ما تستخدم كنظير دولي لـ API 5L. يلزم إجراء مضاهاة دقيقة عند مزج المواصفات القياسية.

9. س: ما الذي يجب أن أحدد خدمة الحامض؟
   A: اتبع إرشادات NACE MR0175 / ISO 15156 لاختيار المواد واختبارها؛ قد تحتاج إلى درجات بديلة، واختبارات إضافية (HIC، SOHIC) وإجراءات لحام ومواد استهلاكية مؤهلة.

10. س: كيف تتجنب شراء أنابيب غير مطابقة للمواصفات؟
    A: حدد إصدار API/ISO، ومستوى PSL، وITP التفصيلي، ونقاط الشهود الإلزامية للاختبارات الرئيسية، وتسلسل وقبول تقارير الاختبارات المتوسطة الأجل؛ ضع في اعتبارك مفتشًا خارجيًا للمشاريع الحرجة.

القائمة المرجعية العملية للمشتريات

• الإصدار المرجعي (API 5L، على سبيل المثال، الطبعة 46، والتصويبات).

• حدد الرتبة (B / L245) و PSL2.

• تحديد طرق التصنيع المسموح بها وطريقة فحص التماس (RT/UT).

• تحديد درجات حرارة شبكة CVN وخطة أخذ العينات.

• تعيين طريقة الاختبار الهيدروستاتيكي ومعايير القبول.

• المطالبة بإمكانية التتبع الكامل والشهادات المطلوبة (MTRs).

الصلاحية والمراجع

• المعهد الأمريكي للبترول - مواصفات API 5L (إعلانات ومعلومات قياسية)
• API SPEC 5L - أنابيب الخطوط (المواصفات الكاملة PDF / نسخة عامة)
• ISO 3183 - الأنابيب الفولاذية لأنظمة نقل خطوط الأنابيب (PSL1 و PSL2)