Caratteristiche dei prodotti
Buon abbinamento di resistenza e tenacità (vantaggio fondamentale)
Il vantaggio principale dell'API 5L X42 risiede nel suo eccellente equilibrio tra resistenza e tenacità. Grazie al suo design a basso-microlega di carbonio-(contenuto di carbonio inferiore o uguale a 0,24-0,28%) e al processo di laminazione e raffreddamento controllato TMCP, X42 mantiene una buona resilienza agli urti a bassa temperatura garantendo allo stesso tempo un carico di snervamento minimo di 290 MPa e una resistenza alla trazione minima di 414 MPa.
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Indicatori di prestazione |
Requisiti PSL1 |
Requisiti PSL2 |
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Carico di snervamento minimo (MPa) |
290 |
290 |
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Carico di snervamento massimo (MPa) |
- |
496 |
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Resistenza alla trazione minima (MPa) |
414 |
414 |
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Resistenza alla trazione massima (MPa) |
- |
655 |
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Rapporto di rendimento |
- |
Tipicamente inferiore o uguale a 0,90-0,93 |
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Allungamento |
Maggiore o uguale al 29% |
Maggiore o uguale al 29% |
Nota: PSL2 impone limiti sia sul carico di snervamento massimo che sulla resistenza a trazione massima (con limiti superiori di circa 496 MPa e 655 MPa, rispettivamente), garantendo che il materiale abbia una capacità di deformazione plastica sufficiente e un margine di sicurezza più elevato per evitare rischi di rottura fragile causati da un rapporto eccessivamente elevato di snervamento-e-resistenza alla trazione.
Eccellenti prestazioni di saldatura (requisito fondamentale per l'acciaio delle tubazioni)
Il design equivalente a basso tenore di carbonio di API 5L X42 garantisce eccellenti prestazioni di saldatura, che rappresentano un requisito fondamentale per la costruzione su larga scala-di acciai per tubazioni. Il grado PSL2 richiede un carbonio equivalente (CEIIW) inferiore o uguale a 0,43 e un Pcm inferiore o uguale a 0,25, garantendo buona tenacità e resistenza alla fessurazione a freddo nella zona termicamente-interessata in condizioni di saldatura sul campo.
Punti chiave di saldatura:
• Valore CE basso:
Riduce efficacemente la tendenza della zona interessata dal calore della saldatura-a indurirsi e riduce il rischio di cricche a freddo
• Bassi elementi nocivi:
S Inferiore o uguale a 0,015% (PSL2), P Inferiore o uguale a 0,025% (PSL2), garantendo la purezza delle saldature e del metallo di base
• Adatto a vari metodi di saldatura:
Saldatura di testa di tubi in acciaio senza saldatura, saldatura ad arco sommerso di tubi saldati a spirale/con giunzioni diritte, ecc., con buone prestazioni di saldatura ad anello sul campo
Per il grado PSL1, il limite superiore del contenuto di carbonio è relativamente ampio (inferiore o uguale allo 0,28% per tubi senza saldatura, inferiore o uguale allo 0,26% per tubi saldati) e durante la saldatura si consiglia un preriscaldamento di 100-150 gradi. Per il grado PSL2, il requisito del contenuto di carbonio è più severo (inferiore o uguale allo 0,24%), con conseguente migliore saldabilità e solitamente non è richiesto alcun preriscaldamento speciale o è richiesta solo una temperatura di preriscaldamento inferiore.
Buona tenacità alle basse-temperature e resistenza alla frattura fragile
Il grado API 5L X42 PSL2 richiede il test di impatto con intaglio Charpy V-per garantire la resistenza alla frattura fragile in condizioni di servizio a bassa-temperatura. La microstruttura a grana fine-ottenuta attraverso il processo TMCP migliora significativamente la tenacità del materiale alle basse-temperature, consentendo l'applicazione affidabile dell'acciaio per tubi X42 in regioni fredde e ambienti con grandi variazioni di temperatura stagionali.
Indicatore tipico di resilienza (PSL2):
• Temperatura di prova: solitamente -20 gradi o inferiore (secondo i requisiti dell'utente)
• Energia d'impatto minima: maggiore o uguale a 27 J
Buona resistenza alla corrosione e adattabilità ambientale
API 5L X42 mostra una buona resistenza alla corrosione uniforme in normali ambienti atmosferici, acqua dolce, suolo, petrolio e gas. Per ambienti di servizio acidi (contenenti H₂S), API 5L PSL2 Appendice J fornisce requisiti supplementari per tubi di servizio acidi, tra cui un contenuto di zolfo inferiore (inferiore o uguale a 0,002%) e una verifica più rigorosa delle prestazioni di resistenza HIC/SSC.
Per l'ambiente marino, l'Appendice H e l'Appendice J del PSL2 forniscono corrispondenti requisiti materiali supplementari applicabili ai tubi strutturali delle piattaforme offshore e alle condotte sottomarine.
Buone prestazioni di piegatura e lavorazione a freddo
API 5L X42 ha un contenuto di carbonio inferiore e un rapporto di resa-a-tenuta moderato (normalmente richiesto inferiore o uguale a 0,90-0,93 per PSL2), che gli conferisce buone prestazioni di formatura con piegatura a freddo. È adatto alla produzione di tubi piegati a freddo e può essere utilizzato anche per realizzare curve a caldo attraverso processi di piegatura a caldo. Presenta inoltre buone proprietà di taglio, tranciatura e profilatura in condizioni di coil e piastre.
Specifiche tecniche
Composizione chimica (specifica API 5L / ISO 3183)
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Elemento |
Tubo senza saldatura PSL1 |
Tubo saldato PSL1 |
PSL2 |
Nota |
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C |
Inferiore o uguale allo 0,28% |
Inferiore o uguale allo 0,26% |
Inferiore o uguale allo 0,24% |
Design a basso-carbonio per garantire saldabilità e tenacità alle basse-temperature |
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Mn |
Inferiore o uguale a 1,30% |
Inferiore o uguale a 1,30% |
Inferiore o uguale a 1,30% |
Rafforzamento della soluzione solida, miglioramento della resistenza |
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P |
Inferiore o uguale allo 0,030% |
Inferiore o uguale allo 0,030% |
Inferiore o uguale allo 0,025% |
Elementi nocivi, rigorosamente controllati |
|
S |
Inferiore o uguale allo 0,030% |
Inferiore o uguale allo 0,030% |
Inferiore o uguale allo 0,015% |
Elementi nocivi, rigorosamente controllati per garantire la resistenza alle basse-temperature |
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Sì |
Inferiore o uguale allo 0,45% |
Inferiore o uguale allo 0,45% |
Inferiore o uguale allo 0,45% |
Disossidante, migliora la resistenza |
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V |
Inferiore o uguale allo 0,05% |
Inferiore o uguale allo 0,05% |
Inferiore o uguale allo 0,05% |
Elementi microleganti, rinforzanti-a grana fine |
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N.B |
Inferiore o uguale allo 0,05% |
Inferiore o uguale allo 0,05% |
Inferiore o uguale allo 0,05% |
Elementi microleganti, laminazione controllata per grana fine |
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Ti |
Inferiore o uguale allo 0,04% |
Inferiore o uguale allo 0,04% |
Inferiore o uguale allo 0,04% |
Elementi microleganti, rafforzamento delle precipitazioni |
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CEIIW |
- |
- |
Inferiore o uguale allo 0,43% |
Carbonio equivalente, controllo della saldabilità |
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Pcm |
- |
- |
Inferiore o uguale allo 0,25% |
Indice di sensibilità alle crepe |
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Fe |
Quantità rimanente(≈ 97%) |
Quantità rimanente(≈ 97%) |
Quantità rimanente(≈ 97%) |
Elemento matrice |
Proprietà fisiche
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Proprietà |
Valore/Intervallo |
Condizioni di prova |
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Densità |
≈ 7,85 g/cm³ |
Temperatura ambiente (20 gradi) |
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Punto di fusione |
≈ 1420-1460 gradi |
--- |
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Modulo elastico |
≈ 207 GPa |
Temperatura ambiente |
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Conducibilità termica |
≈ 50 W/(m·K) |
Temperatura ambiente |
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Coefficiente di dilatazione termica (20-100 gradi) |
≈ 12.0 × 10⁻⁶ /K |
--- |
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Rapporto di Poisson |
≈ 0.28 |
Temperatura ambiente |
Proprietà meccaniche (valore tipico)
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Prestazione |
PSL1 |
PSL2 |
Standard di attuazione |
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Limite di snervamento minimo |
290MPa |
290MPa |
Specifica API 5L/ISO 3183 |
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Massima resistenza allo snervamento |
- |
496MPa |
Specifica API 5L/ISO 3183 |
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Resistenza alla trazione minima |
414MPa |
414MPa |
Specifica API 5L/ISO 3183 |
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Massima resistenza alla trazione |
- |
655MPa |
Specifica API 5L/ISO 3183 |
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Allungamento |
Maggiore o uguale al 29% |
Maggiore o uguale al 29% |
Specifica API 5L |
Nota: "X42" nell'API 5L X42 indica un carico di snervamento minimo di 42.000 psi (circa 290 MPa), con il numero che rappresenta il valore in kilolibbre per pollice quadrato (ksi). Il carico di snervamento effettivo del materiale del tubo varia tipicamente tra 300-420 MPa e la resistenza alla trazione varia tra 430-480 MPa.
Supporti applicabili
1. Gas naturale, petrolio greggio e petrolio raffinato: linee principali e diramazioni per il trasporto a lunga-distanza
2. Acqua e liquami: condotte idriche, trasporto liquami
3. Mezzi chimici: condotte di fluidi in impianti chimici, trasporto di acidi e alcali
4. Gas urbano: reti di distribuzione del gas urbano a media e bassa-pressione
5. Tubi strutturali: strutture edili, pali di rivestimento di piattaforme offshore (ambienti non-corrosivi)
6. Ambienti corrosivi generali: suolo convenzionale, atmosfera, acqua dolce
Nota: API 5L X42 non è adatto per fluidi ad alta-temperatura, alta-pressione e fortemente acidi (come acido cloridrico concentrato ad alta-temperatura e acido fluoridrico). In ambienti acidi di petrolio e gas contenenti H₂S, devono essere selezionati materiali di grado speciale specificati nell'Appendice J dell'API 5L PSL2 (tubi resistenti agli acidi-), con controllo aggiuntivo sul contenuto di zolfo, durezza e prestazioni di resistenza all'HIC.
Forma del prodotto e processo di produzione
Tubo in acciaio senza saldatura (senza saldatura)
Processo: piercing a laminazione a caldo + laminazione a estensione
Gamma di diametri: 21.3 - 1067 mm (1/2" - 42")
Intervallo spessore parete: 2 - 150 mm
Caratteristiche: capacità di carico senza giunzioni, ad alta pressione-, adatta per condotte principali di petrolio e gas ad alta-pressione
Applicazioni tipiche: trasporto di fluidi ad alta-pressione, raccolta di pozzi di petrolio e gas e condotte di trasmissione
Tubi saldati ad alta-resistenza alla frequenza (ERW) con giuntura diritta
Processo: bobina laminata a caldo- → Formatura con piegatura a freddo → Saldatura a resistenza ad alta-frequenza
Intervallo di diametri esterni: generalmente inferiore o uguale a 610 mm (24")
Intervallo di spessore della parete: generalmente inferiore o uguale a 20 mm
Caratteristiche: Elevata precisione dimensionale, elevata efficienza produttiva e significativi vantaggi in termini di costi
Applicazioni tipiche: diramazioni di petrolio e gas a media e bassa-pressione, gasdotti urbani e tubi strutturali
Controllo dell'apporto di calore di saldatura: saldatura ad alta-frequenza maggiore o uguale a 100 kHz (requisito PSL2) per garantire una qualità di saldatura stabile
Tubo saldato ad arco sommerso a spirale (SSAW)
Processo: bobina laminata a caldo- → Formatura a spirale → Saldatura ad arco sommerso su entrambi i lati
Intervallo di diametro esterno: generalmente 219 - 2500 mm
Intervallo spessore parete: 6 - 25 mm
Caratteristiche: Il grande diametro offre notevoli vantaggi, consentendo a nastri di acciaio della stessa larghezza di produrre diametri diversi. Lo stress delle saldature a spirale è solo il 75-90% di quello delle saldature diritte, consentendo loro di resistere a pressioni più elevate. Teoricamente, possono essere prodotti continuamente in lunghezze illimitate.
Applicazioni tipiche: condotte di trasporto di acqua/gas-di grande diametro, pali di rivestimento per ingegneria offshore
Tubi saldati ad arco sommerso con cucitura diritta (LSAW)
Processo: lamiera di acciaio → Formatura JCOE/Formazione UOE → Saldatura ad arco sommerso su due lati
Intervallo di diametro esterno: 406 - 1620 mm (16" - 64")
Intervallo spessore parete: 6 - 50 mm
Caratteristiche: Saldature corte, basso consumo di materiale di saldatura, ampia gamma di diametri esterni e spessori di parete
Applicazioni tipiche: condotte di trasmissione ad alta-lunga{1}distanza, condotte sottomarine, condotte principali di raccolta e trasporto di petrolio e gas
Standard applicabili e condizioni di consegna
Standard: specifiche API 5L, ISO 3183, GB/T 9711
Livello delle specifiche del prodotto: PSL1 (livello base), PSL2 (livello avanzato)
Condizioni di consegna: laminazione a caldo-, laminazione controllata (TMCP), normalizzazione, laminazione normalizzata, trattamento termico (tempra + rinvenimento), ecc.
Lavorazione finale: estremità piatte, estremità smussate, estremità filettate, estremità di raccordo speciali
Certificato: quando si rispettano i requisiti PSL2, è necessario fornire un certificato di conformità (SR15.1 obbligatorio) e implementare la completa-tracciabilità del processo (SR15.2 obbligatorio).
Regime di trattamento e punti chiave della saldatura
Le prestazioni finali dell'API 5L X42 dipendono dal processo di laminazione e raffreddamento controllato TMCP, anziché dal trattamento termico post-saldatura:
Laminazione e raffreddamento termomeccanici controllati (TMCP, per ottenere una microstruttura a grana fine-e proprietà meccaniche ottimali):
Riscaldare a 1100-1200 gradi per la laminazione grossolana, quindi eseguire la laminazione controllata con ampia riduzione nell'intervallo di laminazione di finitura di 850-950 gradi (laminazione nella zona di non ricristallizzazione). Successivamente viene effettuato un raffreddamento controllato nell'intervallo 600-800 gradi. Si ottiene una microstruttura uniforme e fine di ferrite + perlite (con granulometria tipicamente maggiore o uguale a 9), che garantisce un buon abbinamento tra resistenza e tenacità.
Trattamento termico post-saldatura (se richiesto):
Se è necessaria la distensione dopo la saldatura delle saldature circonferenziali del tubo, è possibile eseguire il trattamento termico post-saldatura a 550-650 gradi, con un tempo di mantenimento di 1-2 ore.
Il trattamento termico post-saldatura richiede un attento controllo delle velocità di riscaldamento e raffreddamento per evitare di influenzare la microstruttura e le proprietà del materiale di base.
Promemoria importante:
Negli ambienti convenzionali di trasmissione di petrolio e gas senza H₂S, il trattamento termico di distensione in genere non è richiesto dopo la saldatura.
Per le tubazioni in un ambiente acido (contenente H₂S), è richiesta la rigorosa conformità all'Appendice J dell'API 5L PSL2 per evitare un'eccessiva durezza causata da un trattamento termico post-inadeguato alla saldatura.
Durante la saldatura, è necessario un controllo rigoroso dell'apporto di calore e della temperatura di interpass per evitare l'ingrossamento del grano nella zona termicamente-interessata e una durezza eccessiva (durezza inferiore o uguale a 250 HV o HRC 22 in servizio acido).
API 5L X42 (L290) è adatto per la trasmissione di petrolio e gas a media e bassa-pressione, reti di condutture urbane e applicazioni di tubazioni strutturali. Se ne consiglia l'utilizzo nei seguenti ambiti:
Campi di applicazione
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Raccolta e trasporto di petrolio e gas naturale
● Condotte interne di raccolta e trasporto di giacimenti petroliferi
● Gasdotto per la raccolta e il trasporto del gas grezzo del giacimento di gas
● Diramazioni di gasdotti a lunga distanza-, gasdotti di distribuzione -
Rete di gasdotti urbani
● Rete di trasporto e distribuzione del gas a media-pressione
● Condotte di ingresso e uscita delle stazioni di regolazione della pressione del gas urbano -
Ingegneria del trasporto dell'acqua e dell'irrigazione
● Conduttura per il trasporto dell'acqua a lunga-distanza
● Condutture di supporto del canale principale di irrigazione agricola -
Tubazioni chimiche e industriali
● Condotte di processo degli impianti chimici
● Tubo dell'acqua di circolazione della centrale elettrica
● Sistema di raffreddamento dell'acqua industriale -
Tubazioni strutturali
● Tubi di supporto per strutture in acciaio da costruzione
● Rivestimento per piattaforma offshore (aree non-corrosive)
● Tubi per fondazioni su pali di ponti
● Tubo strutturale della torre della linea di trasmissione
Consegna e personalizzazione
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Modulo |
 Acciaio senza saldatura
Tubo |
 Resistenza alla cucitura diritta
Tubo saldato (ERW) |
 Arco sommerso a spirale
Tubo saldato (SSAW) |
 Cucitura diritta sommersa
Tubi saldati ad arco (LSAW) |
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Gamma convenzionale |
Diametro esterno: 21.3 - 1067 mm; |
Diametro esterno: 21.3 - 610 mm; |
Diametro esterno: 219 - 2500 mm; |
Diametro esterno: 406 - 1620 mm; |
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Capacità di personalizzazione |
Tubi-senza saldatura laminati a caldo, taglio-a lunghezza fissa, lavorazione smussata, filettature delle estremità dei tubi, condizioni speciali di trattamento termico |
Tubi saldati-dritti-ad alta frequenza, taglio a-lunghezza fissa, lavorazione smussata, trattamento di zincatura/rivestimento in plastica |
Tubi saldati a spirale di-diametro grande, taglio-a lunghezza fissa, lavorazione smussata, rivestimento anti-corrosione (FBE/3PE) |
Formatura JCOE/UOE, taglio longitudinale, lavorazione smussata, trattamento speciale delle estremità dei tubi |
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Domande frequenti
D: Quali sono i principali vantaggi dell'API 5L X42?
D: Qual è la differenza tra API 5L X42 PSL1 e PSL2? Come scegliere tra loro?
D: Quali sono le differenze tra API 5L X42, X52 e X60? Come scegliere?
D: Qual è la temperatura operativa massima per API 5L X42?
D: Quali sono le prestazioni di saldatura di API 5L X42?
D: Qual è la resistenza alla corrosione di API 5L X42?
D: API 5L X42 può sostituire ASTM A53 o tubi strutturali?
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