API 5L GR B 소재란 무엇인가요?

API 5L 등급 B (흔히 API 5L Gr. B 또는 L245로 표기)는 육상 및 해상 파이프라인의 석유, 천연가스 및 물 운송을 위해 미국석유협회에서 지정한 널리 사용되는 탄소강 라인 파이프 등급입니다. ISO 기준 최소 항복 강도가 약 245MPa(≈35.5ksi)로 지정된 범용 저합금 탄소강으로, 적당한 강도, 우수한 용접성, 예측 가능한 파괴 및 인성 거동이 필요한 곳에서 일반적으로 선택되는 강재입니다.

API 5L GR B란 무엇인가요?

API 5L Grade B는 고강도가 필요하지 않은 많은 파이프라인 애플리케이션에 적합한 비용 효율적인 탄소강 라인 파이프 등급입니다. 기계적 강도와 간단한 생산 및 접합 방법이 균형을 이루고 있어 배전 본관, 저압/중압 서비스를 위한 간선 및 유체 수송과 관련된 많은 구조적 용도에 표준으로 선택됩니다. 더 높은 최소 항복 강도, 저온 인성 또는 엄격한 파단 제어가 필요한 프로젝트의 경우 더 높은 X-등급(X42, X52, X60등) 또는 PSL-2 변형을 고려해야 합니다.

API 5L에서 다루는 내용

API 사양 5L, "라인 파이프 사양"은 석유, 가스 및 물 운송에 사용되는 강관 라인 파이프에 대한 치수, 화학, 기계 및 테스트 요구 사항을 설정하기 위해 미국석유협회에서 개발 및 발행한 문서입니다. 이 문서에는 심리스 및 용접 파이프, 여러 등급(A, B, X-시리즈) 및 두 가지 제품 사양 수준이 모두 포함되어 있습니다: PSL1과 PSL2, PSL2에는 추가 테스트 및 제어 요구 사항이 적용됩니다. API는 제조 및 현장 경험의 발전을 반영하기 위해 주기적으로 표준을 업데이트합니다.

"B등급"의 의미(네이밍, L245)

• B등급 는 기존 라인 파이프 탄소강의 과거 API 레이블입니다. ISO/EN 명명법에서는 일반적으로 다음과 같이 매핑됩니다. L245여기서 L = 라인 파이프, 245는 최소 항복 강도(MPa)를 나타냅니다(약 245 MPa = 35.5 ksi).

• B 등급은 표준 강도 라인 파이프 등급(X42/X52와 같은 X-등급보다 낮음). 심리스 및 용접 형태로 널리 사용 가능하며 많은 파이프라인 프로젝트에서 경제적인 기준이 되는 경우가 많습니다.

범위, 용도 및 일반적인 애플리케이션

API 5L 등급 B의 일반적인 사용 사례:

• 천연가스, 원유, 생산수 또는 식수를 적당한 압력으로 운반하는 육상 집수 및 분배 라인.

• 설계 또는 규정에 따라 더 높은 등급의 강재가 필요하지 않은 비임계 간선.

• API 마킹과 추적성은 중요하지만 매우 높은 기계적 특성이 필요하지 않은 구조 배관 애플리케이션.

• 임시 또는 유틸리티 배관, 건축용 버팀목 및 일부 기계식 지지대.

B등급은 광범위하게 사용 가능하고 표준 절차를 사용하여 용접할 수 있기 때문에 비용과 배송 속도가 중요한 경우에 지정되는 경우가 많습니다. 심해, 사워 또는 고압 서비스의 경우 엔지니어는 일반적으로 PSL2 변형, 사워 서비스 인증 재료 또는 수율이 더 높은 등급으로 업그레이드합니다.

화학 성분(일반적인 한도)

참고: API 5L은 PSL 수준, 파이프 벽 두께 및 열처리에 따라 달라지는 조성 창과 한도를 제공합니다. 다음 표는 B등급에 일반적으로 사용되는 대표적인 최대 함량을 보여줍니다(PSL1 / PSL2는 약간 다를 수 있음). 최종 값은 항상 프로젝트 사양 및 밀 인증서를 참조하세요.

댓글: 이는 규범적인 것이 아니라 일반적인 것입니다. API 5L은 허용 가능한 기간을 정의하고 추가 특성이 필요한 경우 Cr/Ni/Mo와 같은 원소에 대한 프로젝트 수준의 합의를 허용합니다. 화학적 제한은 용접성 및 인성에 영향을 미치므로 조달 담당자는 모든 로트에 대한 MTR(밀 테스트 보고서)을 확인해야 합니다.

기계적 특성(대표값)

이러한 값은 PSL, 파이프 제조 공정(심리스, ERW, SAW), 열처리 및 단면 두께에 따라 달라집니다. 중요한 설계의 경우 공장 인증서를 사용하고 계약에 따라 독립적인 검증을 수행하세요.

PSL1과 PSL2: 한 단계 업그레이드 시 달라지는 점

API 5L에는 두 가지 제품 사양 수준이 있습니다:

• PSL1 - 기준 품질 수준; 표준 화학적 및 기계적 제어를 통해 광범위한 파이프 유형 및 크기를 포괄합니다. 테스트가 덜 광범위하며 충격 테스트가 항상 필수인 것은 아닙니다. 이 수준은 많은 기존 파이프라인과 중요하지 않은 서비스에 적합합니다.

• PSL2 - 더 엄격한 제어로 더 높은 품질 수준. 주요 추가 사항은 다음과 같습니다:

  • 화학 성분 제한이 더 엄격해졌습니다(많은 학년의 경우 최대 C값이 낮아짐).

  • 특정 온도 및 위치에서 노치 인성을 입증하기 위해 Charpy 충격 테스트가 필요합니다.

  • 이음새와 용접에 대한 더 엄격한 비파괴 검사(NDT) 및 허용 기준이 적용됩니다.

  • 추적성, 열처리, 경도 및 신맛이 나는 서비스에 대한 제어(지정된 경우)에 대한 추가 요구 사항.

B등급의 경우 PSL2는 탄소 제한을 줄이고 특정 두께와 최종 용도에 대한 충격 테스트를 의무화하는 경우가 많습니다. 엔지니어링 팀은 파단 제어, 저온 연성 또는 신맛이 나는 서비스 위험으로 인해 향상된 소재 보증이 필요한 경우 PSL2를 선택합니다.

제조 경로, 파이프 유형 및 일반적인 크기 범위

API 5L 등급 B 소재는 여러 가지 제조 형태로 제공됩니다:

• 원활한(SMLS): 견고한 빌렛으로 제작되며, 압출 또는 압출 성형되어 고압 또는 두꺼운 섹션에 사용됩니다.

• 전기 저항 용접(ERW/HFI): 더 작은 직경과 더 얇은 벽에 효율적입니다.

• 나선형 서브머지드 아크 용접(SSAW/LSAW): 직경이 큰 경우 일반적입니다.

• 용접 후 열처리가 적용된 ERW 또는 SAW: 사양에 따라 필요한 경우.

일반적인 직경 범위는 작은 공칭 보어(½" / 21.3mm)에서 매우 큰 직경(일부 밀에서 LSAW의 경우 100" NB)까지 다양합니다. 벽 두께는 표준 스케줄(Sch 40, Sch 80, XS 등) 및 프로젝트별 후판 두께에 따라 다릅니다. 공급업체는 밀별 가용성 표를 게시합니다.

테스트, 검사 및 승인 기준

API 5L에는 일련의 테스트 및 검사가 포함되어 있으며, 대표적인 테스트 및 검사에는 다음이 포함됩니다:

• 화학 분석 (열 분석 및 제품 검증).

• 인장 테스트 (수율, 인장 강도, 연신율).

• 평평하게/굽힘 테스트 파이프 유형/크기에 따라 호출됩니다.

• 수압 테스트무결성을 보장하기 위해 지정된 수준까지 압력 테스트(밀 하이드로 테스트)를 거쳤습니다.

• 비파괴 검사(NDE)필요에 따라 용접된 파이프에 대한 육안 검사, 초음파 또는 방사선 촬영.

• 샤피 V-노치 충격 테스트많은 경우 PSL2 및 사워 서비스에서 필수, 표준에 명시된 노치 온도 및 에너지 최소값.

• 경도 테스트PSL2 및 사워 서비스 파이프라인이 취약한 장애를 방지하는 데 필요합니다.

사워 서비스에는 황화수소(H₂S) 노출과 관련된 요구 사항(경도 제한, 특수 제조 관리, 때로는 수소로 인한 균열을 방지하기 위한 추가 기계적 테스트)이 추가됩니다. 이러한 검사 체계는 이음새 결함, 취성 파손 및 서비스 관련 성능 저하를 방지합니다.

용접, 제작 및 열처리 포인트

• B등급 강재는 일반적으로 용접 가능 일반적인 공정(SMAW, GMAW, SAW 등)을 사용합니다. 특히 탄소 등가물(CE)이 높은 경우 두꺼운 섹션의 경우 예열/용접 후 열처리가 필요할 수 있습니다.

• 그리고 탄소 환산량 (CE) 개념은 예열 및 PWHT 결정을 안내합니다. 일반적인 B등급 CE 값은 보통으로, 일반적으로 더 얇은 섹션의 경우 PWHT 없이 간단한 용접 절차가 허용됩니다.

• 파이프라인의 구조용접의 경우 용접 절차 자격 및 용접기 성능 테스트는 해당 규정(예: ASME, ISO 또는 프로젝트 사양)을 따라야 합니다.

• 특정 인성 또는 응력 완화 요구 사항을 달성하기 위해 구매자와 밀 간에 열처리(노멀라이징, PWHT)를 합의할 수 있습니다. 항상 MTR을 통해 문서화하세요.

파이프라인 성능을 유지하려면 올바른 용접 관행, 적격 절차 및 일치하는 필러 금속을 사용하는 것이 중요합니다. 두꺼운 용접부 또는 인성이 우려되는 경우 저수소 소모품을 사용합니다.

부식, 코팅 및 서비스 수명 완화

API 5L 등급 B는 탄소강이므로 긴 수명을 위한 보호 시스템이 필요합니다:

• 외부 코팅: FBE(퓨전 본딩 에폭시), 3PE/3LPE, 콜타르 에나멜, 역청, 해저 중량 및 외부 부식 방지를 위한 콘크리트 중량 코팅.

• 내부 라이닝시멘트 모르타르 라이닝, 에폭시 스프레이 또는 식수 또는 부식성 화물을 위한 폴리에틸렌 라이닝.

• 음극 보호전기 화학적 부식을 방지하기 위해 매설 및 침수된 파이프 라인에 일반적으로 사용됩니다.

• 부식 허용치코팅/음극 보호 성능이 불확실한 경우 두께 설계에 부식 허용치를 포함할 수 있습니다.

For 신랄한 서비스B 등급은 경도 제한, 합금 변화 가능성, NACE MR-0175/ISO 15156 준수 등 특별한 주의가 필요할 수 있습니다. H₂S가 존재하는 경우 부식 전문가 및 재료 선택 표준에 문의하세요.

등가물 및 상호 참조 표

동등성은 두께, 열처리 및 PSL에 따라 다르므로 정확한 상호 호환성이 필요한 경우 등급 이름뿐만 아니라 화학적 및 기계적 특성 창과 테스트 매트릭스를 비교해야 합니다.

엔지니어 및 조달 팀을 위한 선택 조언

API 5L 등급 B 소재를 지정할 때는 다음 사항을 고려하세요:

1. 서비스 조건압력, 온도, 부식성(H₂S/CO₂), 외부 환경(매몰, 침수).

2. 설계 코드 및 안전 계수파이프라인 설계 코드에서는 피로 저항 또는 지진 하중에 대해 더 높은 등급을 요구할 수 있습니다.

3. PSL 수준골절이 중요하거나 저온 또는 신맛이 나는 서비스 애플리케이션에는 PSL2를 선택하세요.

4. 용접성 및 제작두께와 구성이 요구하는 경우 CE를 확인하고 예열/PWHT에 동의합니다.

5. 추적성 및 문서화필요한 경우 MTR 요구 사항, 배치 추적성, 밀 입회 테스트를 지정합니다.

6. 코팅/엔드 마감주문 단계에서 외부 코팅, 내부 라이닝 및 커플링 준비를 결정합니다.

조달은 수락 전에 전체 MTR을 요청하고 API 5L 및 프로젝트 사양에서 요구하는 모든 테스트 및 표시를 준수하는지 확인해야 합니다.

추적성, 마킹 및 밀 문서화

API 5L은 설치된 배관을 생산 기록에 다시 연결할 수 있도록 명확한 표시와 문서화가 필요합니다. 일반적으로 필수 항목에는 다음이 포함됩니다:

• 등급 및 PSL(예: API 5L Gr B PSL1).

• 밀 열/로트 번호.

• 제조업체 이름 또는 상표.

• 파이프 크기 및 일정 또는 벽 두께.

• 수압 테스트, NDE 및 기타 승인 증거를 위한 테스트/검사 스탬프.

MTR(밀 테스트 보고서)에는 화학 분석, 기계적 테스트 결과, 열처리 조건, NDT 결과 및 모든 추가 인증(NACE, 사워 서비스)이 포함되어야 합니다. 적절한 문서 관리는 작업 현장에서 비용이 많이 드는 거부를 방지합니다.

일반적인 오해와 함정

• "B등급은 어디에서나 똑같습니다." 컴포지션 창과 필요한 테스트는 PSL 수준, 두께 및 특정 밀 관행에 따라 다릅니다. 항상 MTR을 확인하세요.

• "신맛이 나는 서비스는 B등급도 괜찮습니다." 잘못된 사워 서비스는 강철을 H₂S 및 수소 유발 균열에 노출시킬 수 있습니다. PSL2 사워 서비스 변형 또는 특수 인증 강재가 필요합니다.

• "ASTM A106 B는 동일합니다." ASTM A106 B는 많은 속성에서 API 5L Gr B와 겹치지만, 다른 테스트/마킹 요구 사항으로 인해 해당 사양이 계약상 필요한 경우 구매 문서에 API 5L을 명시해야 합니다.

• "ERW 파이프는 항상 약합니다." 반드시 그렇지는 않습니다. 최신 ERW는 API 5L 기준을 충족할 수 있지만 이음새 무결성 요구 사항과 NDE 기록을 검토해야 합니다.

엔지니어가 조달에 사용하는 실용적인 테이블

표 A - 일반적인 기계적 수용(예시)

표 B - 상호 참조 예시(빠른)

자주 묻는 질문

1. 가스 전송 메인에 API 5L 등급 B가 적합합니까?
   중간 압력 배전선로의 경우 예. 더 높은 압력이나 파손이 중요한 경로의 경우 더 높은 X 등급 또는 PSL2를 고려해야 합니다.

2. API 5L Gr B와 X42의 차이점은 무엇인가요?
   X42는 최소 수율(42ksi)이 더 높고 일반적으로 B 등급보다 더 엄격한 기계적/인성 특성을 요구하며, 더 높은 강도와 파단 제어가 필요한 경우 X 등급을 사용합니다.

3. API 5L Gr B에는 Charpy 충격 테스트가 필요하나요?
   샤르피 테스트는 PSL2 또는 저온 또는 골절이 중요한 서비스를 위해 지정된 경우에 더 일반적으로 요구됩니다.

4. 사워 서비스에서 API 5L Gr B를 사용할 수 있나요?
   사워 서비스 요구 사항(경도 제한, 특정 화학 및 테스트)을 충족하는 경우에만 해당하며, 그렇지 않은 경우 H₂S 환경에 적합한 재료로 업그레이드합니다.

5. API 5L Gr B와 ASTM A106 B는 서로 호환되나요?
   화학적 구조와 적용은 비슷하지만 자동으로 상호 교환되는 것은 아니므로 계약 문서에 조달에 적용되는 표준을 명시해야 합니다.

6. B등급 파이프라인에는 어떤 코팅이 일반적으로 사용되나요?
   환경과 설치 방법에 따라 FBE, 3PE/3LPE, 콜타르 에나멜 및 콘크리트 중량 코팅이 대표적인 선택입니다.

7. B등급의 수율 강도는 어떻게 보고되나요?
   일반적으로 최소 Rₚ0.5(또는 Rt0.5)를 MPa 또는 ksi 단위로 표시하며, L245는 ~245MPa의 최소 수율을 나타냅니다.

8. 구매자에게는 어떤 서류가 필요하나요?
   MTR(밀 테스트 보고서), NDE 보고서, 수압 테스트 인증서, 자재 추적성 보고서 및 모든 사워 서비스 인증서.

9. 열처리는 일반적으로 B등급에 적용되나요?
   일반적으로 양성 서비스에 사용되는 얇은 파이프에는 사용되지 않으며, 사양이나 프로젝트에 따라 인성 또는 응력 완화가 필요한 경우 열처리(정규화/PWHT)가 사용됩니다.

10. PSL1과 PSL2는 리드 타임과 비용에 어떤 영향을 미치나요?
    PSL2는 일반적으로 추가 테스트, NDE 및 추적성 요구로 인해 비용과 리드 타임이 증가하므로 위험 및 안전 요구 사항에 따라 필요성을 평가합니다.

마무리 발언 및 사양 체크리스트

API 5L 등급 B 소재를 지정하려는 경우 구매 주문서 또는 소재 사양에 다음 사항을 포함하세요:

• 정확한 API 5L 에디션/버전(예: "API 사양 5L, 46번째 에디션").

• 등급 및 PSL 수준(예, B등급, PSL2 더 높은 수준의 보증이 필요한 경우).

• 필수 테스트(인장, 충격, 경도, 수압 테스트), 충격 테스트를 위한 허용 기준 및 온도.

• 코팅/라이닝 요구 사항 및 취급/포장 지침.

• MTR 요건, 추적성 및 공장 증인 또는 필요한 경우 제3자 검사.

계약 요건을 잘 작성하면 모호함을 피하고 규격에 맞는 자료를 적시에 납품할 수 있습니다.