API 5L PSL-1
API 5L PSL-1
美国石油学会（API）的 API 5L 标准涵盖了管线管的级别。该标准分为不同等级，规定了管线管制造的不同要求。PSL-1 是最基本的级别，涵盖最简单的要求。PSL-2 的要求逐渐严格。所有级别都需要进行测试，以确保管线管符合规定的标准。PSL-1 级是最基本的级别，因此与其他级别相比，监管没有那么严格。不过，所有级别的管材仍需接受严格的质量控制措施，以确保只生产最高质量的管线管。
API 委员会为这些管材制定了标准，大多数能源公司都需要这些管材。PSL-1 和 PSL-2 标准的实施有助于满足各个等级的更严格要求。这两个基本标准被认为具有不同的物理和技术要求。
API 5L PSL-1 和 PSL-2 有什么区别？
美国石油学会（API）根据质量水平对油气田管道进行分类。这两个级别分别是 PSL-1 和 PSL-2。这两个级别的主要区别在于，PSL-2 在测试和性能方面有更严格的要求。要被列为 PSL-2，管道必须在化学成分、机械性能（拉伸强度、屈服强度、伸长率）和焊缝质量方面达到一定的标准。此外，还必须增加测试频率，以确保管道符合所有要求。因此，PSL-2 管道的质量通常高于 PSL-1 管道。
t ≤ 0.984" 的 API 5L PSL-1 管材的化学成分
| 钢级 (钢材名称） |
根据热量和产品分析得出的质量分数 a,g | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C% | Mn% | P% | S% | V% | Nb% | Ti% | ||
| max | max | min | max | max | max | max | max | |
| 无缝钢管 | ||||||||
| L175 or A25 | 0.21 | 0.6 | – | 0.030 | 0.030 | – | – | – |
| L175 or A25P | 0.21 | 0.6 | 0.045 | 0.080 | 0.030 | – | – | – |
| L21O or A | 0.22 | 0.9 | – | 0.030 | 0.030 | – | – | – |
| L245 or B | 0.28 | 1.2 | – | 0.030 | 0.030 | c.d | c.d | d |
| L290 or X42 | 0.28 | 1.3 | – | 0.030 | 0.030 | d | d | d |
| L320 or X46 | 0.28 | 1.4 | – | 0.030 | 0.030 | d | d | d |
| L360 or X52 | 0.28 | 1.4 | – | 0.030 | 0.030 | d | d | d |
| L390 or X56 | 0.28 | 1.4 | – | 0.030 | 0.030 | d | d | d |
| L415 or X60 | 0.28 e | 1.4 e | – | 0.030 | 0.030 | f | f | f |
| L450 or X65 | 0.28 e | 1.4 e | – | 0.030 | 0.030 | f | f | f |
| L485 or X70 | 0.28 e | 1.4 e | – | 0.030 | 0.030 | f | f | f |
| 焊管 | ||||||||
| L175 or A25 | 0.21 | 0.6 | – | 0.030 | 0.030 | – | – | – |
| L175 or A25P | 0.21 | 0.6 | 0.045 | 0.080 | 0.030 | – | – | – |
| L21O or A | 0.22 | 0.9 | – | 0.030 | 0.030 | – | – | – |
| L245 or B | 0.26 | 1.2 | – | 0.030 | 0.030 | c.d | c.d | d |
| L290 or X42 | 0.26 | 1.3 | – | 0.030 | 0.030 | d | d | d |
| L320 or X46 | 0.26 | 1.4 | – | 0.030 | 0.030 | d | d | d |
| L360 or X52 | 0.26 | 1.4 | – | 0.030 | 0.030 | d | d | d |
| L390 or X56 | 0.26 | 1.4 | – | 0.030 | 0.030 | d | d | d |
| L415 or X60 | 0.26 e | 1.4 e | – | 0.030 | 0.030 | f | f | f |
| L450 or X65 | 0.26 e | 1.45 e | – | 0.030 | 0.030 | f | f | f |
| L485 or X70 | 0.26 e | 1.65 e | – | 0.030 | 0.030 | f | f | f |
| a Cu ≤ 0.50%, Ni ≤ 0.50 %, Cr ≤ 0.50 % and Mo ≤ 0.15 % | ||||||||
| b 对于≥ L245 或 B 但≤ L360 或 X52 的牌号，碳含量每低于规定的最大浓度 0.01%，允许锰含量每高于规定的最大浓度 0.05%，最高不超过 1.65%；对于大于 L360 或 X52 但小于 L485 或 X70 的牌号，最高不超过 1.75%；对于 L485 或 X70 牌号，最高不超过 2.00%。 | ||||||||
| c 除非另有约定，Nb + V ≤ 0.06 %。1 | ||||||||
| d Nb + V +Ti ≤ 0.15% | ||||||||
| e 除非另有协议 | ||||||||
| f 除非另有约定，Nb + V + Ti ≤ 0.06 %。 | ||||||||
| g 不允许故意添加 B，且残留 B ≤ 0.001 %。 | ||||||||
API 5L PSL-1 管线钢管的机械性能
| 管材等级 | 无缝钢管和焊接钢管的管体 | EW、LW、SAW 和 COW 管道的焊缝 | ||
|---|---|---|---|---|
| 屈服强度 a Rt0.5 兆帕（磅/平方英寸） | 拉伸强度 a Rm 兆帕（磅/平方英寸） | 伸长率（以 50 毫米或 2 英寸为单位）% | 拉伸强度 b Rm 兆帕（磅/平方英寸） | |
| min | min | min | min | |
| L175 or A25 | 175(25,400) | 310(45,000) | c | 310(45,000) |
| L175 or A25P | 175(25,400) | 310(45,000) | c | 310(45,000) |
| L21O or A | 210(30,500) | 335(48,600) | c | 335(48,600) |
| L245 or B | 245(35,500) | 415(60,200) | c | 415(60,200) |
| L290 or X42 | 290(42,100) | 415(60,200) | c | 415(60,200) |
| L320 or X46 | 320(46,400) | 435(63,100) | c | 435(63,100) |
| L360 or X52 | 360(52,200) | 460(66,700) | c | 460(66,700) |
| L390 or X56 | 390(56,600) | 490(71,100) | c | 490(71,100) |
| L415 or X60 | 415(60,200) | 520(75,400) | c | 520(75,400) |
| L450 or X65 | 450(65,300) | 535(77,600) | c | 535(77,600) |
| L485 or X70 | 485(70,300) | 570(82,700) | c | 570(82,700) |
| a 对于中间等级，规定的最小抗拉强度与规定的管体最小屈服强度之间的差值应与下一更高等级的表中给出的值相同。 | ||||
| b 对于中间等级，焊缝的规定最小抗拉强度应与使用脚注 a) 为管体确定的值相同。 | ||||
| c 规定的最小伸长率 Af（以百分数表示，四舍五入到最接近的百分数）应按以下公式确定： | ||||
| Af = C AXC0.2 U0.9 | ||||
| 其中 | ||||
| 使用斯尔单位计算时，C 为 1940，使用 USC 单位计算时，C 为 625,000 | ||||
| Axc 是适用的拉伸试件横截面积，以平方毫米（平方英寸）表示，如下所示： | ||||
| 1)对于圆形截面试样，直径为 12.7 毫米（0.500 英寸）和 8.9 毫米（0.350 英寸）的试样为 130 mm²（0.20 英寸²）；直径为 6.4 毫米（0.250 英寸）的试样为 65 mm²（0.10 英寸²）。 | ||||
| 2）对于全截面试件，取 a) 485 平方毫米（0.75 英寸 ²）和 b) 试件横截面积（使用规定的管材外径和规定的管材壁厚计算得出，四舍五入至最接近的 10 平方毫米（0.01 英寸 ²），取两者中较小者 | ||||
| 3)对于带状试样，取 a) 485 mm²(0.75 英寸²) 和 b) 试样横截面积（使用规定的试样宽度和规定的管材壁厚计算得出，四舍五入至最接近的 10 mm²(0.01 英寸²)，取两者中较小者； | ||||
| U 是规定的最小抗拉强度，以兆帕（磅/平方英寸）表示 | ||||
| 管材等级 | 无缝钢管和有缝钢管的管体 | 高频焊管、埋弧焊管和直缝埋弧焊管的焊缝 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 屈服强度 a Rt0.5 兆帕（磅/平方英寸） | 拉伸强度 a Rm 兆帕（磅/平方英寸） | 比率 a,c Rt0.5/Rm | 伸长率（以 50 毫米或 2 英寸为单位）At % | 拉伸强度 b Rm MPa(psi) | |||
| min | max | min | max | max | min | min | |
| L245R or BR L245N or BN L245Q or BQ L245M or BM | 245(35,500) | 450(65,300)e | 415(60,200) | 655(95,000) | 0.93 | f | 415(60,200) |
| L290R or X42R L290N or X42N L290Q or X42Q L290M or X42M | 290(42,100) | 495(71,800) | 415(60,200) | 655(95,000) | 0.93 | f | 415(60,200) |
| L320N or X46N L320Q or X46Q L320M or X46M | 320(46,400) | 525(76,100) | 435(63,100) | 655(95,000) | 0.93 | f | 435(63,100) |
| L360N or X52N L360Q or X52Q L360M or X52M | 360(52,200) | 530(76,900) | 460(66,700) | 760(110,200) | 0.93 | f | 460(66,700) |
| L390N or X56N L390Q or X56Q L390M or X56M | 390(56,600) | 545(79,000) | 490(71,100) | 760(110,200) | 0.93 | f | 490(71,100) |
| L415N or X60N L415Q or X60Q L415M or X60M | 415(60,200) | 565(81,900) | 520(75,400) | 760(110,200) | 0.93 | f | 520(75,400) |
| L450Q or X65Q L450M or X65M | 450(65,300) | 600(87,000) | 535(77,600) | 760(110,200) | 0.93 | f | 535(77,600) |
| L485Q or X70Q L485M or X70M | 485(70,300) | 635(92,100) | 570(82,700) | 760(110,200) | 0.93 | f | 570(82,700) |
| L555Q or X80Q L555M or X80M | 555(80,500) | 705(102,300) | 625(90,600) | 825(119,700) | 0.93 | f | 625(90,600) |
| L625M or X90M | 625(90,600) | 775(112,400) | 695(100,800) | 915(132,700) | 0.95 | f | 695(100,800) |
| L625Q or X90Q | 625(90,600) | 775(112,400) | 695(100,800) | 915(132,700) | 0.97g | f | – |
| L690M or X100M | 690(100,100)b | 840(121,800)b | 760(110,200) | 990(143,600) | 0.97h | f | 760(110,200) |
| L690Q or X100Q | 690(100,100)b | 840(121,800)b | 760(110,200) | 990(143,600) | 0.97h | f | – |
| L830M or X120M | 830(120,400)b | 1050(152,300)b | 915(132,700) | 1145（166,100） | 0.99h | f | 915(132.700) |
a 对于中间等级，管体的规定最小抗拉强度与规定最小屈服强度之间的差值应在下一更高等级的表中给出。
b 对于中间等级，焊缝的规定最小抗拉强度应与使用脚注 a) 为管体确定的值相同。
c 规定的最小伸长率（以百分数表示，四舍五入到最接近的百分数）应按以下公式确定；
其中
使用国际单位制计算时，C 为 1 940；使用 USC 单位制计算时，C 为 625 000；
Axc 是适用的拉伸试件横截面积，以平方毫米（平方英寸）表示，如下所示：
1) 对于圆形截面试样，直径为 12.5 毫米（0.500 英寸）和 8.9 毫米（0.350 英寸）的试样为 130 平方毫米（0.20 英寸）；直径为 6.4 毫米（0.250 英寸）的试样为 65 平方毫米（0.10 英寸）；
2) 对于全截面试样，取 a) 485 平方毫米（0.75 平方英寸）和 b) 试样横截面积（根据规定的管材外径和规定的壁厚计算得出，四舍五入至最接近的 10 平方毫米（0.01 平方英寸））中的较小者；
a) 485 平方毫米(0.75 平方英寸)和 b) 试样横截面积，以试样的规定宽度和管材的规定壁厚计 算，取两者中较小者，四舍五入至最接近的 10 平方毫米(0.01 平方英寸)；
U 是规定的最小抗拉强度，单位为兆帕斯卡（磅/平方英寸）。
API 5L PSL-1 管线钢管的尺寸和规格
在为应用指定管线管时，必须检查管材的尺寸和质量是否符合规定的标准。例如，ISO 4200 和 ASME B36.10M 中规定了 API 5L PSL-1 管线管的尺寸和质量。这些标准为不同尺寸的管材提供了指南，并规定了每种尺寸的壁厚。参照这些表格，可以检查特定管材是否符合规定的标准。这样做有助于确保管道的尺寸和壁厚正确。这一点非常重要，因为使用不符合规定标准的管道可能会导致性能不佳甚至故障等问题。
| 标称管道尺寸 | 外径 | 标称壁厚 | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| DN | Inch | mm | SCH10 | SCH20 | SCH30 | Sth | SCH40 | SCH60 | XS | SCH80 | SCH100 | SCH120 | SCH140 | SCH160 | XXS |
| 15 | 1/2″ | 21.3 | 2.11 | – | 2.41 | 2.77 | 2.77 | – | 3.73 | 3.73 | – | – | – | 4.78 | 7.47 |
| 20 | 3/4″ | 26.7 | 2.11 | – | 2.41 | 2.87 | 2.87 | – | 3.91 | 3.91 | – | – | – | 5.56 | 7.82 |
| 25 | 1″ | 33.4 | 2.77 | – | 2.9 | 3.38 | 3.38 | – | 4.55 | 4.55 | – | – | – | 6.35 | 9.09 |
| 32 | 1 1/4″ | 42.2 | 2.77 | – | 2.97 | 3.56 | 3.56 | – | 4.85 | 4.85 | – | – | – | 6.35 | 9.7 |
| 40 | 1 1/2″ | 48.3 | 2.77 | – | 3.18 | 3.68 | 3.68 | – | 5.08 | 5.08 | – | – | – | 7.14 | 10.15 |
| 50 | 2″ | 60.3 | 2.77 | – | 3.18 | 3.91 | 3.91 | – | 5.54 | 5.54 | – | – | – | 8.74 | 11.07 |
| 65 | 2 1/2″ | 73 | 3.05 | – | 4.78 | 5.16 | 5.16 | – | 7.01 | 7.01 | – | – | – | 9.53 | 14.02 |
| 80 | 3″ | 88.9 | 3.05 | – | 4.78 | 5.49 | 5.49 | – | 7.62 | 7.62 | – | – | – | 11.13 | 15.25 |
| 90 | 3 1/2″ | 101.6 | 3.05 | – | 4.78 | 5.74 | 5.74 | – | 8.08 | 8.08 | – | – | – | – | – |
| 100 | 4″ | 114.3 | 3.05 | – | 4.78 | 6.02 | 6.02 | – | 8.56 | 8.56 | – | 11.13 | – | 13.49 | 17.12 |
| 125 | 5″ | 141.3 | 3.4 | – | – | 6.55 | 6.55 | – | 9.53 | 9.53 | – | 12.7 | – | 15.88 | 19.05 |
| 150 | 6″ | 168.3 | 3.4 | – | – | 7.11 | 7.11 | – | 10.97 | 10.97 | – | 14.27 | – | 18.26 | 21.95 |
| 200 | 8″ | 219.1 | 3.76 | 6.35 | 7.04 | 8.18 | 8.18 | 10.31 | 12.7 | 12.7 | 15.09 | 18.26 | 20.62 | 23.01 | 22.23 |
| 250 | 10″ | 273 | 4.19 | 6.35 | 7.8 | 9.27 | 9.27 | 12.7 | 12.7 | 15.09 | 18.26 | 21.44 | 25.4 | 28.58 | 25.4 |
| 300 | 12″ | 323.8 | 4.57 | 6.35 | 8.38 | 9.53 | 10.31 | 14.27 | 12.7 | 17.48 | 21.44 | 25.4 | 28.58 | 33.32 | 25.4 |
| 350 | 14″ | 355.6 | 6.35 | 7.92 | 9.53 | 9.53 | 11.13 | 15.09 | 12.7 | 19.05 | 23.83 | 27.79 | 31.75 | 35.71 | – |
| 400 | 16″ | 406.4 | 6.35 | 7.92 | 9.53 | 9.53 | 12.7 | 16.66 | 12.7 | 21.44 | 26.19 | 30.96 | 36.53 | 40.19 | – |
| 450 | 18″ | 457.2 | 6.35 | 7.92 | 11.13 | 9.53 | 14.27 | 19.05 | 12.7 | 23.83 | 39.36 | 34.93 | 39.67 | 45.24 | – |
| 500 | 20″ | 508 | 6.35 | 9.53 | 12.7 | 9.53 | 15.09 | 20.62 | 12.7 | 26.19 | 32.54 | 38.1 | 44.45 | 50.01 | – |
| 550 | 22″ | 558.8 | 6.35 | 9.53 | 12.7 | 9.53 | – | 22.23 | 12.7 | 28.58 | 34.93 | 41.28 | 47.63 | 53.98 | – |
| 600 | 24″ | 609.6 | 6.35 | 9.53 | 14.27 | 9.53 | 17.48 | 24.61 | 12.7 | 30.96 | 38.89 | 46.02 | 52.37 | 59.54 | – |
| 650 | 26″ | 660.4 | 7.92 | 12.7 | – | 9.53 | – | – | 12.7 | – | – | – | – | – | – |
| 700 | 28″ | 711.2 | 7.92 | 12.7 | 15.88 | 9.53 | – | – | 12.7 | – | – | – | – | – | – |
| 750 | 30″ | 762 | 7.92 | 12.7 | 15.88 | 9.53 | – | – | 12.7 | – | – | – | – | – | – |
| 800 | 32″ | 812.8 | 7.92 | 12.7 | 15.88 | 9.53 | 17.48 | – | 12.7 | – | – | – | – | – | – |
| 850 | 34″ | 863.6 | 7.92 | 12.7 | 15.88 | 9.53 | 17.48 | – | 12.7 | – | – | – | – | – | – |
| 900 | 36″ | 914.4 | 7.92 | 12.7 | 15.88 | 9.53 | 19.05 | – | 12.7 | – | – | – | – | – | – |
| 950 | 38″ | 965.2 | – | – | – | 9.53 | – | – | 12.7 | – | – | – | – | – | – |
| 1000 | 40″ | 1016 | – | – | – | 9.53 | – | – | 12.7 | – | – | – | – | – | – |
| 1050 | 42″ | 1066.8 | – | – | – | 9.53 | – | – | 12.7 | – | – | – | – | – | – |
| 1100 | 44″ | 1117.6 | – | – | – | 9.53 | – | – | 12.7 | – | – | – | – | – | – |
| 1150 | 46″ | 1168.4 | – | – | – | 9.53 | – | – | 12.7 | – | – | – | – | – | – |
| 1200 | 48″ | 1219.2 | – | – | – | 9.53 | – | – | 12.7 | – | – | – | – | – | – |
API 5L PSL-1 管道的交货条件
| PSL | API 5L PSL-1 钢管的交货条件 | 钢级 |
|---|---|---|
| PSL -1 | 轧制、正火轧制、热机械轧制/成型、正火成型、正火和回火；如同意，仅用于 SMLS 管材的淬火和回火 | B |
| 轧制、正火轧制、热机械轧制/成型、正火成型、正火回火或淬火回火 | X42, X46, X52, X56, X60, X65, X70 |
API 5L PSL-1 管线管的测试和检验
- 水压试验
静水压测试是管道生产过程中一个关键的质量控制步骤。测试方法是向管道中注水，然后对水施加压力。该压力可激发管道投入使用后的工作压力。如果焊缝或管体有任何泄漏，都会通过静水压测试显示出来。因此，水压试验是确保管道安全和质量的重要组成部分。
- 弯曲测试
在管道生产中，弯曲试验用于检查所用金属中是否存在任何裂纹或缺陷。将金属样品置于应力下，然后进行弯曲，以观察是否出现任何裂缝。如果有任何裂纹，在管道施工中使用该金属之前，将对其进行修复。弯曲测试是管道生产质量控制的重要组成部分，因为它能确保所用材料坚固且无缺陷。
- 压扁测试
压扁试验是一种裂纹扩展试验，通常用于确定管道钢的抗裂性能。该试验包括在预裂纹试样上施加纵向或环向裂纹，然后使试样承受越来越大的外加载荷，直至发生破坏。在测试过程中，对裂纹的扩展进行监测，并记录试样的外加应力和变形。扁平化测试的结果可用于评估管道钢在各种加载条件下的抗裂性能。
- CVN 冲击试验
冲击试验是一种机械试验，可提供有关材料韧性和延展性的信息。试验包括在受控条件下对材料样本进行冲击。然后测量和分析样本的变形。管道行业通常使用冲击试验来评估管道材料的性能。冲击测试的三大重点区域是管体、焊缝和热影响区。通过了解这些区域对冲击的反应，工程师可以优化管道设计，确保安全、可靠地运行。
- DWTT
DWTT 是一种冲击试验，用于确定材料的延展性。测试方法是在指定温度下对材料试样（如管道）进行冲击加载。然后测量所产生的冲击能量，并用来计算材料的 DWTT。DWTT 是管道和其他大直径产品设计中的一个重要参数，因为它可以帮助了解材料的冲击强度。一般来说，DWTT 值高的材料抗冲击破坏能力更强，更适合用于高压应用。因此，DWTT 是生产管道和其他大直径产品的重要工具。
