API 5L Grado B PSL2 è una specifica per tubi in acciaio al carbonio affidabile e ampiamente utilizzata per i sistemi di trasmissione onshore e per molti sistemi offshore che richiedono una maggiore consistenza del materiale, test più approfonditi e una tracciabilità completa rispetto a PSL1. In pratica, il grado B (a volte designato L245) fornisce una resa minima nella regione di ~245 MPa (≈35.000-35.500 psi) e una resistenza minima alla trazione intorno a ≈415 MPa (≈60.000 psi)Il livello di prodotto PSL2 aggiunge l'obbligo di ispezioni non distruttive, limiti chimici e meccanici più severi e prove di impatto Charpy (tenacità dell'intaglio) dove richiesto - caratteristiche che rendono il PSL2 la scelta abituale quando i regolamenti degli operatori, i codici delle condutture o le autorità pubbliche richiedono una qualità documentata e verificabile e un comportamento di controllo della frattura.

Che cos'è l'API 5L?

La specifica API 5L è lo standard industriale per i tubi di linea utilizzati per il trasporto di petrolio e gas naturale. Definisce i gradi dei materiali, i livelli di specifica del prodotto (PSL1 e PSL2), i criteri di accettazione, le prove e la marcatura per i tubi senza saldatura e saldati. Lo standard API viene rivisto periodicamente; nella stesura dei documenti di approvvigionamento è necessario fare riferimento alle edizioni complete più recenti e alle errata. Per gli appalti internazionali è comune fare riferimento alla norma ISO 3183, che armonizza molti requisiti e definisce anche i livelli di prodotto PSL1/PSL2.

Punti chiave:

• L'API 5L riguarda i tubi senza saldatura e saldati in acciaio al carbonio e al carbonio-manganese per i sistemi di trasporto in condotta.

• Il livello di specifica di prodotto (PSL) distingue i requisiti di routine da quelli avanzati; il PSL2 comporta test aggiuntivi, tracciabilità e limiti di accettazione più severi.

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La nomenclatura dei gradi e la corrispondenza tra "Grado B / L245" e proprietà

L'API 5L utilizza nomi di grado che storicamente corrispondono a valori di rendimento minimo. Il "grado B" è comunemente legato a un rendimento minimo di ≈245 MPa (da cui la designazione ISO L245). Nelle tabelle API, il grado B è elencato con valori minimi tipici espressi sia in MPa che in psi. I valori meccanici tipici utilizzati nella progettazione e nell'approvvigionamento sono:

• Resistenza minima allo snervamento (Rt0,5): ~245 MPa (≈35.000-35.500 psi).

• Resistenza minima alla trazione (Rm): ~415 MPa (≈60.000 psi).

• Allungamento: dipende dal diametro e dallo spessore della parete; di solito è una percentuale minima specificata in una lunghezza di calibro di 2 pollici.

Questi valori sono espressamente tabulati nell'API 5L e nelle schede tecniche pubbliche dei fornitori certificati - citare sempre l'edizione e il livello PSL quando si specifica per evitare ambiguità.

PSL1 e PSL2: differenze tecniche e quando specificare i due prodotti

Confronto rapido (sintesi)

PSL1 = livello di prodotto standard (requisiti di base).
PSL2 = livello di prodotto migliorato (chimica/meccanica più rigorosa, NDT obbligatorio, prove d'impatto, tracciabilità e certificazione dello stabilimento).

Il PSL2 è sempre più spesso il sistema predefinito per le linee di trasmissione di petrolio e gas regolamentate e per gli operatori che richiedono capacità documentate di controllo della frattura.

Composizione chimica e proprietà meccaniche

Nota: i valori variano a seconda dell'edizione, della forma del prodotto (senza saldatura o saldato) e dello spessore. Di seguito sono riportate tabelle rappresentative del grado B secondo PSL2, destinate alla stesura delle specifiche; per l'approvvigionamento, fare sempre riferimento all'edizione API/ISO esatta e ai dati certificati del produttore.

Limiti chimici tipici (rappresentativi del grado B, PSL2)

(Si tratta di intervalli illustrativi - verificare nelle attuali tabelle API/ISO per i contratti di appalto).

(I valori esatti consentiti sono indicati nelle tabelle API 5L, che si differenziano anche per lo spessore del tubo e per il processo di produzione).

Proprietà meccaniche rappresentative (grado B / L245; valori tipici PSL2)

Metodi di produzione, dimensioni e percorsi produttivi comuni

I tubi di linea API 5L sono prodotti con diversi processi primari: senza saldatura (SMLS) e con diversi processi di saldatura (ERW, EFW, LSAW, SSAW). Ogni processo presenta limitazioni caratteristiche e aspettative di ispezione diverse.

• Senza saldatura (SMLS): Il tubo senza saldatura è tipicamente utilizzato per le pareti più pesanti o per i gradi più alti, dove l'assenza di saldatura è preferibile per la tenacità dell'intaglio o per le esigenze di servizio in condizioni acide. I tubi senza saldatura sono solitamente disponibili in un'ampia gamma di diametri e spessori.

• ERW (saldatura a resistenza elettrica): comune per i diametri più piccoli e le pareti più sottili; i miglioramenti della produzione hanno prodotto ERW di alta qualità per molte applicazioni di condotte, ma il PSL2 richiede l'ispezione/il collaudo delle giunzioni.

• LSAW/SSAW (Longitudinal/Spiral Submerged Arc Welded): utilizzate per diametri medio-grandi; le proprietà del cordone, l'apporto termico e il trattamento termico post-saldatura (se necessario) sono considerazioni importanti.

Dimensioni e tolleranze standard

API 5L fornisce le tolleranze dimensionali (OD, spessore della parete, ovalizzazione, lunghezza) e le variazioni ammesse per il peso per unità di lunghezza. Le dimensioni nominali standard dei tubi comunemente utilizzati per le condutture vanno dal foro piccolo fino a 48" e oltre; l'approvvigionamento deve specificare lo standard dimensionale (API/ANSI, ISO o specifiche del cliente).

Test e ispezioni obbligatori per PSL2

La PSL2 si distingue per diversi test obbligatori o comunemente applicati. Di seguito sono riportate le voci di test tipiche di una specifica di acquisto PSL2:

• Analisi chimica (analisi del calore e del prodotto) - limiti di elementi e rapporti più severi.

• Test di trazione - per confermare Rt0,5 (resa) e Rm (UTS).

• Prova d'urto Charpy V-notch (CVN) - richiesti per determinati gradi, spessori e temperature di servizio per controllare il comportamento della tenacità alla frattura. Il PSL2 elenca le temperature e il numero di campioni per lotto.

• Test idrostatici - prova volumetrica/idrostatica per lunghezza o calore, per verificare l'integrità meccanica e la tenuta. I calcoli della pressione della prova di resistenza idrostatica seguono i codici ingegneristici riconosciuti e le tabelle API.

• Test non distruttivi (NDT) - Il PSL2 richiede generalmente l'ispezione del cordone di saldatura (RT o UT) e un'ulteriore UT volumetrica per alcuni processi. La scelta della radiografia (RT) o dei test a ultrasuoni (UT) dipende dal tipo di tubo e dagli SR del cliente.

• Appiattimento, svasatura, prove di durezza e prove di piegatura inversa - come applicabile per confermare i limiti di formabilità e durezza.

Tracciabilità e documentazione: La PSL2 richiede la completa tracciabilità dal calore al prodotto finito e la certificazione che il laminatoio ha eseguito tutti i test e le ispezioni richieste. I rapporti di prova del mulino (MTR) e la serializzazione delle estremità/lunghezze sono requisiti standard.

Saldatura, fabbricazione e considerazioni sull'idoneità al servizio

La qualifica della procedura di saldatura, la qualifica del saldatore e il trattamento termico pre/post-saldatura (se specificato) devono essere trattati nel piano di fabbricazione per le tubazioni costruite con materiale API 5L. Note pratiche fondamentali:

• Ispezione delle saldature: Per i tubi saldati PSL2, assicurarsi che il fornitore fornisca le registrazioni NDT del cordone di saldatura (RT/UT) ed eventuali rapporti sulle azioni correttive per la riparazione del cordone.

• Saldabilità: Il grado B ha una buona saldabilità con le procedure standard di saldatura dell'acciaio al carbonio; i controlli del carbonio equivalente (CE) sono rilevanti per la durezza della ZTA e la suscettibilità alla cricca da idrogeno. La PSL2 richiede spesso la segnalazione degli indici CE (ad esempio, CEIIW, Pcm) negli MTR.

• Selezione dell'apporto di saldatura: Per le saldature che uniscono tubi di grado B, scegliere metalli d'apporto che soddisfino la compatibilità meccanica e la tenacità richieste alla temperatura di servizio. Per il servizio acido, scegliere materiali d'apporto qualificati secondo la guida NACE/ISO 15156.

Problemi di corrosione, rivestimenti e servizio acido

La scelta di rivestimenti e misure di controllo della corrosione dipende dal terreno, dalla chimica del fluido, dalla temperatura e dalla presenza di H₂S o CO₂.

• Rivestimenti e rivestimenti: A seconda dell'applicazione (onshore o offshore, interrata o esposta) vengono comunemente utilizzati rivestimenti epossidici legati alla fusione (FBE), polietilene multistrato, rivestimenti bituminosi e rivestimenti interni. Le schede tecniche dei fornitori devono essere richieste e convalidate per quanto riguarda l'adesione, il disincrostamento catodico e lo spessore.

• Servizio acido (H₂S): In presenza di H₂S, la scelta del materiale deve essere conforme a NACE MR0175 / ISO 15156 per evitare la cricca da sollecitazione da solfuro (SSC), la cricca indotta da idrogeno (HIC) e la cricca indotta da idrogeno sotto sforzo (SOHIC). Ciò significa spesso specificare materiali PSL2 qualificati o limitare le condizioni di servizio e richiedere test supplementari.

Migliori pratiche per l'approvvigionamento, la marcatura e l'assicurazione della qualità

Quando si prepara un ordine di acquisto o una specifica tecnica per API 5L Grado B PSL2, includere i seguenti elementi minimi per garantire una qualità tracciabile e verificabile:

• Edizione di riferimento di API 5L (edizione esatta ed errata).

• Livello di specifica del prodotto (PSL2) ha dichiarato esplicitamente.

• Grado (Grado B / L245) e le proprietà meccaniche/di impatto richieste, comprese le temperature di prova per il CVN.

• Percorso di produzione (SMLS, ERW, LSAW, SSAW) ed eventuali restrizioni.

• Ambito NDT (RT/UT), pressione di prova idrostatica e numero/località delle prove a campione.

• Tracciabilità: numero di calore di laminazione → bobina/piastra → tubo finito; contenuto di MTR richiesto.

• Certificati: Includere i certificati richiesti (equivalenti a EN 10204 3.1/3.2, requisiti del monogramma API se applicabile).

Buona pratica: allegare un ITP (piano di ispezione e collaudo) e richiedere la firma del fornitore sui risultati dei test e sulle procedure di segnalazione delle non conformità. Per le condotte critiche, includere ispezioni di terzi o punti di testimonianza sul campo in occasione di test chiave (CVN, idrostatici, NDT).

Esempi pratici di selezione e scenari applicativi

Esempio A - Gasdotto di trasporto onshore sottoposto a supervisione normativa
Raccomandazione: Specificare API 5L Grado B PSL2 (o grado superiore a seconda del MAOP e del controllo della frattura) con cucitura obbligatoria RT/UT, CVN alla temperatura di esercizio più bassa prevista, test idrostatico secondo il codice di ingegneria e tracciabilità completa (MTR con valori CE). Motivazione: Il PSL2 fornisce prove documentate dell'integrità e del controllo della frattura, richieste da molti regolatori e operatori.

Esempio B - Linea di raccolta a basso rischio con temperatura di esercizio limitata
Raccomandazione: Il PSL1 può essere accettabile quando la valutazione del rischio dell'operatore mostra una bassa conseguenza di guasto e le normative locali lo consentono. Tuttavia, si deve considerare la possibilità di specificare requisiti supplementari fondamentali (ad esempio, ispezione delle giunture, MTR) anche per il PSL1 per ridurre il rischio del ciclo di vita.

Esempio C - Servizio acido (H₂S presente)
Raccomandazioni: Il grado B dell'API 5L può richiedere una qualificazione aggiuntiva; fare riferimento a NACE MR0175/ISO 15156 per selezionare la metallurgia e i materiali di saldatura appropriati; in molti casi sono necessari gradi più resistenti alla corrosione o progetti inibiti.

Domande frequenti

1. D: Il grado B è lo stesso di L245?
   A: Sì - Il grado B corrisponde alla designazione ISO L245, che riflette uno snervamento minimo di circa 245 MPa. Indicare sempre l'edizione standard applicabile per evitare ambiguità.

2. D: Quando è richiesto il PSL2 invece del PSL1?
   A: Il PSL2 è richiesto da molti gestori di condotte di trasmissione, da enti normativi e per servizi in cui il controllo delle fratture, l'NDT avanzata e la qualità tracciabile sono fondamentali. Utilizzate il PSL2 per le linee regolamentate e ad alta pericolosità.

3. D: Quali sono i principali test che un tubo PSL2 deve superare?
   A: I test tipici comprendono analisi chimiche dettagliate, prove di trazione, prove d'urto Charpy (CVN), ove applicabile, prove idrostatiche e controlli NDT obbligatori (RT o UT) dei cordoni di saldatura e/o del corpo del tubo.

4. D: La PSL2 richiede sempre la prova d'urto Charpy?
   A: Non sempre. I requisiti CVN dipendono dal grado, dallo spessore e dalla temperatura di servizio più bassa. L'API 5L elenca quando il CVN è obbligatorio; il PSL2 rende il CVN più probabile rispetto al PSL1.

5. D: I tubi ERW sono accettabili per il PSL2?
   A: Sì - I tubi ERW possono essere conformi alla PSL2 se superano i test NDT delle giunture e altri test PSL2 richiesti; specificare l'ispezione delle giunture e qualsiasi criterio di accettazione a caldo/UT/RT nel PO.

6. D: Come devo controllare l'equivalente di carbonio?
   A: Includere limiti di CE o richiedere la segnalazione di CE nell'MTR; controllare il CE per evitare una durezza eccessiva della ZTA e il rischio di cricche da idrogeno. Il PSL2 richiede comunemente indici CE (ad esempio, Pcm, CEIIW).

7. D: Quale documentazione deve fornire lo stabilimento?
   A: Rapporti di prova del mulino (con analisi del calore e del prodotto), rapporti NDT (RT/UT), registrazioni di prove idrostatiche, rapporti CVN e registri di serializzazione/tracciabilità; per alcuni progetti, sono richiesti certificati di terze parti (equivalenti a EN 10204 3.1/3.2-).

8. D: API 5L è equivalente a ISO 3183?
   A: La ISO 3183 e l'API 5L sono armonizzate sotto molti aspetti; la ISO 3183 fa esplicito riferimento ai livelli di specifica del prodotto PSL1/PSL2 e viene spesso utilizzata come controparte internazionale dell'API 5L. È necessario un attento riferimento incrociato quando si mescolano gli standard.

9. D: Cosa devo specificare per il servizio acido?
   A: Seguire la guida NACE MR0175 / ISO 15156 per la selezione e il collaudo dei materiali; potrebbero essere necessari gradi alternativi, test aggiuntivi (HIC, SOHIC) e procedure di saldatura e materiali di consumo qualificati.

10. D: Come evitare di acquistare tubi non conformi?
    A: Specificare l'edizione API/ISO, il livello PSL, l'ITP dettagliato, i punti di testimonianza obbligatori per i test chiave, la serializzazione e l'accettazione degli MTR; considerare un ispettore terzo per i progetti critici.

Lista di controllo pratica per gli acquisti

• Edizione di riferimento (API 5L, ad esempio, 46a ed. ed errata).

• Specificare il grado (B / L245) e il PSL2.

• Indicare i percorsi di produzione consentiti e il metodo di ispezione delle cuciture (RT/UT).

• Definire le temperature del CVN e il piano di campionamento.

• Impostare il metodo di prova idrostatica e i criteri di accettazione.

• Esigete la piena tracciabilità e i certificati richiesti (MTR).

Autorevolezza e referenze

• American Petroleum Institute - Specifica API 5L (annunci e informazioni sugli standard)
• API SPEC 5L - Tubi di linea (specifica completa PDF / copia pubblica)
• ISO 3183 - Tubi di acciaio per sistemi di trasporto in condotta (PSL1 e PSL2)