Stale na rurociągi wg. API 5L i EN 10208

Autor:

Piotr Sompoliński

Data dodania:

Rurociągi to najbardziej efektywny sposób transportu gazu i ropy. Ciśnienie operacyjne największych na świecie ropociągów wynosi 10 MPa. W celu poprawy efektywności transportu z upływem lat następowało zwiększanie średnicy rur i ciśnienia operacyjnego rurociągów, co wymaga zastosowania rur o grubszej ścianie lub stali o większej granicy plastyczności. Biorąc pod uwagę koszty materiały, jak również koszt transportu i spawania, częściej ekonomicznie uzasadnione okazuje się stosowanie stali lepszej gatunkowo, zamiast grubszej. Przykładowo, zastąpienie gatunki stali X70 gatunkiem X80 umożliwia redukcję grubości ściany rury o 12,5%.

Rurociągi transportujące ropę i gaz ze złóż kwaśnych muszą być wykonane ze stali odpornej na pękanie wodorowe.

Stale na rurociągi wg norm API i EN

Najważniejsze normy opisujące stale na rurociągi zostały opracowane przez API (American Petroleum Institute). Na ich podstawie powstały normy europejskie EN 10208-2. W obydwu przypadkach podstawą oznaczeń stali jest ich minimalna granica plastyczności, przy czym amerykanie posługują się kilofuntami na cal kwadratowy (ksi), a europejczycy megapascalami (MPa). Wedle API stal X60 ma granicę plastyczności min. 60 ksi, czyli 413,7 MPa. Z kolei według oznaczeń europejskich stal L415 ma granicę plastyczności min. 415 MPa. Kierując się tą własnością i przyjmując 1 ksi = 6,895 MPa, europejskimi odpowiednikami amerykańskich oznaczeń stali na rurociągi są:

  • dla X60 odpowiednikiem jest L415
  • dla X65 odpowiednikiem jest  L450
  • dla X70 odpowiednikiem jest  L485 
  • dla X80 odpowiednikiem jest  L555 

Istnieje wiele gatunków stali o nieco odmiennym składzie chemicznym, które spełniają warunki dla stali X65, X70 itp. Poniższa tabela zawiera przykładowe składy chemiczne stali na rurociągi spełniające wymagania norm amerykańskich i europejskich.

Norma Gatunek Stopu
Skład Chemiczny %
Fe: C: Mn: Si: P: S: Ni: Mo: Cu: Nb: V: Ti: Inne: Granica plastyczności:
API 5L
 
X65 
Reszta 0,02 1,59 0,14 0,018 0,003 - - - 0,04 - 0,017 B:0,001 > 65 ksi
X65 
Reszta 0,03 0,61 0,16 0,016 0,003 0,17 - - 0,05 - 0,016 B:0,001 > 65 ksi
X65
Reszta 0,06 1,35 - 0,025 0,005 0,25 - 0,33 0,04 0,07 - - > 65 ksi
X70
Reszta 0,03 1,91 0,14 0,018 0,003 - - - 0,05 - 0,018 B:0,001 > 70 ksi
X70
Reszta 0,08 1,6 - - - - - - 0,04 0,07 - - > 70 ksi
X80
Reszta 0,07 1,65 - - 0,002 - 0,22 - 0,05 0,075 - - > 80 ksi
X80
Reszta 0,02 1,95 0,26 0,022 0,003 0,38 0,31 - 0,04 - 0,019 B:0,001 > 80 ksi
X80
Reszta 0,08 1,5 0,1 - - - - - 0,052 0,076 - - > 80 ksi
X80
Reszta 0,036 1,6 0,1 - - 0,35 0,29 - 0,064 - - - > 80 ksi
X80
Reszta 0,07 1,86 0,27 0,015 0,001 - 0,15 - 0,04 - 0,023 - > 80 ksi
X100
Reszta 0,07 1,90 0,20 - - 0,20 0,30 0,20 0,005 - 0,015 - > 100 ksi
EN 10253 L415MB / 1.8972
Reszta <0,21 <1,6 <0,45 <0,025 <0,02 <0,3 - <0,25 Nb<0,05; V<0,15; Ti<0,04; V+Nb+Ti<0,15 Al:0,015-0,06 > 415 MPa
L450MB / 1.8975
Reszta <0,16 <1,6 <0,45 <0,025 <0,02 <0,3 <0,1 <0,25 Nb<0,05; V<0,1; Ti<0,06; V+Nb+Ti<0,15 Al:0,015-0,06 > 450 MPa
L485MB / 1.8977
Reszta <0,16 <1,7 <0,45 <0,025 <0,02 <0,3 <0,35 <0,25 Nb<0,06; V<0,1; Ti<0,06; V+Nb+Ti<0,15 Al:0,015-0,06 > 485 MPa
L555MB / 1.8978
Reszta <0,16 <1,8 <0,45 <0,025 <0,02 <0,6 <0,35 <0,25 Nb<0,06; V<0,1; Ti<0,06; V+Nb+Ti<0,15 Al:0,015-0,06 > 555 MPa

Zamieszczone w tabeli to stale z borem mają mikrostrukturę bainityczną. Podczas ich wytwarzania temperatura nagrzewania wynosi 1000-1150°C, a drobne cząstki TiN hamują rozrost ziarna. Temperatura końca walcowania wynosi 700°C. Stale X60 z reguły mają mikrostrukturę ferrytyczno-perlityczną, a umocnienie przez rozdrobnienie ziarna zapewnia walcowanie i zawartość niobu. Stale X65 i X70 często do tego zawierają umacniający wydzieleniowo dodatek stopowy V. Stale X80 i X100 uzyskuje się, stosując małe dodatki Ni i Mo. Poprawienie wytrzymałości uzyskuje się przez hartowanie do bainitu lub martenzytu zaraz po walcowaniu.

Oznaczenia wg. API 5L

Typy i zakresy wymiarów:

  • SMLS — rury bezszwowe; stosowane tam, gdzie wymagana jest większa integralność i jednorodność materiału.
    • wymiary: NPS 1/2″ do 36″ / DN 15 do DN 900 
  • ERW — rury spawane elektrycznie oporowo (Electric Resistance Welded); tanie i szeroko stosowane w gazociągach oraz rurociągach zbiorczych.
    • wymiary: NPS 2″ do 26″ / DN 50 do DN 650 
  • SAW — rury spawane łukiem krytym (Submerged Arc Welded); stosowane w rurociągach przesyłowych o dużych średnicach.
    • wymiary: NPS 20″ do 60″ / DN 500 do DN 1500

Norma ANSI / API 5L określa wymagania dotyczące produkcji dwóch poziomów specyfikacji produktu PSL1 i PSL2. Osobne załączniki opisują wymagania na rurociągi do kontaktu z kwaśnym środowiskiem i do kontaktu z wodą morską.

Oznaczenia i normy EN

System oznaczeń stal na rurociągi wg norm EN 10208-1 i EN 10208-2:

L + min. granica plastyczności (210-555) + oznaczenie (G / M / N / Q) + klasa wymagań (A / B),

Oprócz oznaczeń Lxxx gatunki są też oznaczane w systemie 1.xxxx

  • EN 10208-1 opisuje stale na rurociągi o klasie wymagań A. Przykładowe stale:
    • L210GA / 1.0319
    • L235GA / 1.0458
    • L245GA / 1.0459
    • L290GA / 1.0483
    • L360GA / 1.0499
  • EN 10208-2 opisuje stale na rurociągi o klasie wymagań B. Przykładowe stale:
    • L245MB / 1.0418
    • L245NB / 1.0457
    • L290NB / 1.0484
    • L360MB / 1.0578
    • L360NB / 1.0582
    • L360QB / 1.8948
    • L415MB / 1.8973
    • L415NB / 1.8972
    • L415QB / 1.8952
    • L485QB / 1.8955
    • L485MB / 1.8977
    • L555QB / 1.8957
    • L555MB / 1.8978

Autor wpisu

Piotr Sompoliński

Właściciel firmy w VIRGAMET.

Potrzebujesz pomocy? Skontaktuj się z nami!

Zadzwoń lub napisz wiadomość, a nasz przedstawiciel skontaktuje się z Tobą w ciągu 24 godzin!

Preferencje plików cookie
Szanowni Państwo, nasz serwis stosuje pliki Cookies aby zapewnić jego prawidłowe działanie. Możecie określić warunki przechowywania lub dostępu do plików Cookies klikając przycisk Ustawienia. Zalecamy zapoznanie się z Polityką prywatności i plików Cookies.
Preferencje plików cookie
Wykorzystanie plików cookie

Szanowni Państwo, nasz serwis stosuje pliki Cookies aby zapewnić jego prawidłowe działanie. Możecie określić warunki przechowywania lub dostępu do plików Cookies. Zalecamy zapoznanie się z Polityką prywatności i plików Cookies.

Więcej informacji

W przypadku jakichkolwiek pytań dotyczących naszej polityki dotyczącej plików cookie prosimy o kontakt.