Caractéristiques des produits
Bonne correspondance entre résistance et ténacité (avantage principal)
Le principal avantage de l’API 5L X42 réside dans son excellent équilibre entre résistance et ténacité. Grâce à sa conception en micro-alliage-carbone-(teneur en carbone inférieure ou égale à 0,24-0,28 %) et à son processus de laminage et de refroidissement contrôlé par TMCP, le X42 maintient une bonne résistance aux chocs à basse température tout en assurant une limite d'élasticité minimale de 290 MPa et une résistance à la traction minimale de 414 MPa.
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Indicateurs de performance |
Exigences PSL1 |
Exigences PSL2 |
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Limite d'élasticité minimale (MPa) |
290 |
290 |
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Limite d'élasticité maximale (MPa) |
- |
496 |
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Résistance à la traction minimale (MPa) |
414 |
414 |
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Résistance à la traction maximale (MPa) |
- |
655 |
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Rapport de rendement |
- |
Généralement inférieur ou égal à 0,90-0,93 |
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Élongation |
Supérieur ou égal à 29% |
Supérieur ou égal à 29% |
Remarque : PSL2 impose des limites à la fois à la limite d'élasticité maximale et à la résistance à la traction maximale (avec des limites supérieures d'environ 496 MPa et 655 MPa, respectivement), garantissant que le matériau a une capacité de déformation plastique suffisante et une marge de sécurité plus élevée pour éviter les risques de rupture fragile causés par un rapport d'élasticité-à-résistance à la traction trop élevé.
Excellentes performances de soudage (exigence essentielle pour l'acier des pipelines)
La conception équivalente à faible teneur en carbone de l'API 5L X42 garantit d'excellentes performances de soudage, ce qui constitue une exigence essentielle pour la construction à grande échelle d'aciers pour pipelines. Le grade PSL2 nécessite un équivalent carbone (CEIIW) inférieur ou égal à 0,43 et un Pcm inférieur ou égal à 0,25, garantissant une bonne ténacité et résistance à la fissuration à froid dans la zone affectée thermiquement-dans des conditions de soudage sur site.
Points de soudure clés :
• Faible valeur CE :
Réduit efficacement la tendance à durcir de la zone affectée par la chaleur du soudage-et réduit le risque de fissures à froid.
• Faible teneur en éléments nocifs :
S Inférieur ou égal à 0,015% (PSL2), P Inférieur ou égal à 0,025% (PSL2), garantissant la pureté des soudures et du métal de base
• Convient à diverses méthodes de soudage :
soudage bout à bout de tuyaux en acier sans soudure, soudage à l'arc submergé de tuyaux soudés en spirale/à joint droit, etc., avec de bonnes performances de soudage en anneau sur le terrain
Pour la qualité PSL1, la limite supérieure de la teneur en carbone est relativement large (inférieure ou égale à 0,28 % pour les tuyaux sans soudure, inférieure ou égale à 0,26 % pour les tuyaux soudés) et un préchauffage de 100 à 150 degrés est recommandé pendant le soudage. Pour la qualité PSL2, l'exigence de teneur en carbone est plus stricte (inférieure ou égale à 0,24 %), ce qui entraîne une meilleure soudabilité et généralement aucun préchauffage spécial ou seulement une température de préchauffage plus basse n'est requis.
Bonne ténacité à basse-température et résistance à la rupture fragile
La qualité API 5L X42 PSL2 nécessite un test d'impact par encoche Charpy V-pour garantir la résistance à la rupture fragile dans des conditions de service à basse-température. La microstructure à grains fins-obtenue grâce au processus TMCP améliore considérablement la ténacité du matériau à basse-température, permettant ainsi à l'acier pour tubes de canalisation X42 d'être appliqué de manière fiable dans les régions froides et les environnements présentant de grandes variations saisonnières de température.
Indicateur de résistance aux chocs typique (PSL2) :
• Température de test : généralement -20 degrés ou moins (selon les besoins de l'utilisateur)
• Énergie d'impact minimale : supérieure ou égale à 27 J
Bonne résistance à la corrosion et adaptabilité environnementale
API 5L X42 présente une bonne résistance à la corrosion uniforme dans les milieux atmosphériques normaux, d'eau douce, de sol, de pétrole et de gaz. Pour les environnements de service acides (contenant du H₂S), l'API 5L PSL2 Annexe J fournit des exigences supplémentaires pour les tuyaux de service acides, y compris une teneur en soufre plus faible (inférieure ou égale à 0,002 %) et une vérification plus stricte des performances de résistance HIC/SSC.
Pour le milieu marin, les annexes H et J de la PSL2 fournissent les exigences matérielles supplémentaires correspondantes applicables aux canalisations structurelles des plates-formes offshore et aux canalisations sous-marines.
Bonnes performances de pliage et de traitement à froid
L'API 5L X42 a une teneur en carbone plus faible et un rapport rendement-à-traction modéré (généralement requis pour être inférieur ou égal à 0,90-0,93 pour PSL2), ce qui lui confère de bonnes performances de formage par pliage à froid. Il convient à la production de tubes pliés à froid et peut également être utilisé pour fabriquer des coudes à chaud grâce à des processus de cintrage à chaud. Il présente également de bonnes propriétés de cisaillement, de découpage et de profilage dans des conditions de bobines et de plaques.
Spécifications techniques
Composition chimique (API Spec 5L / ISO 3183)
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Élément |
Tube sans soudure PSL1 |
Tuyau soudé PSL1 |
PSL2 |
Note |
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C |
Inférieur ou égal à 0,28% |
Inférieur ou égal à 0,26% |
Inférieur ou égal à 0,24% |
Conception à faible-carbone pour garantir la soudabilité et la ténacité à basse-température |
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Mn |
Inférieur ou égal à 1,30% |
Inférieur ou égal à 1,30% |
Inférieur ou égal à 1,30% |
Renforcement de la solution solide, améliore la résistance |
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P |
Inférieur ou égal à 0,030% |
Inférieur ou égal à 0,030% |
Inférieur ou égal à 0,025% |
Éléments nocifs, strictement contrôlés |
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S |
Inférieur ou égal à 0,030% |
Inférieur ou égal à 0,030% |
Inférieur ou égal à 0,015% |
Éléments nocifs, strictement contrôlés pour garantir une résistance à basse-température |
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Si |
Inférieur ou égal à 0,45% |
Inférieur ou égal à 0,45% |
Inférieur ou égal à 0,45% |
Désoxydant, améliore la force |
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V |
Inférieur ou égal à 0,05% |
Inférieur ou égal à 0,05% |
Inférieur ou égal à 0,05% |
Éléments microalliés, renforcement des grains fins- |
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Nb |
Inférieur ou égal à 0,05% |
Inférieur ou égal à 0,05% |
Inférieur ou égal à 0,05% |
Éléments en microalliage, laminage contrôlé pour un grain fin |
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Ti |
Inférieur ou égal à 0,04% |
Inférieur ou égal à 0,04% |
Inférieur ou égal à 0,04% |
Éléments de microalliage, renforcement par précipitation |
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CEIIW |
- |
- |
Inférieur ou égal à 0,43% |
Equivalent carbone, contrôle de la soudabilité |
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PCM |
- |
- |
Inférieur ou égal à 0,25% |
Indice de sensibilité aux fissures |
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Fe |
Quantité restante(≈ 97%) |
Quantité restante(≈ 97%) |
Quantité restante(≈ 97%) |
Élément matriciel |
Propriétés physiques
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Propriété |
Valeur/Plage |
Conditions d'essai |
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Densité |
≈ 7,85 g/cm³ |
Température ambiante (20 degrés) |
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Point de fusion |
≈ 1420-1460 degrés |
--- |
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Module élastique |
≈ 207 GPa |
Température ambiante |
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Conductivité thermique |
≈ 50 W/(m·K) |
Température ambiante |
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Coefficient de dilatation thermique (20-100 degrés) |
≈ 12.0 × 10⁻⁶ /K |
--- |
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Coefficient de Poisson |
≈ 0.28 |
Température ambiante |
Propriétés mécaniques (valeur typique)
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Performance |
PSL1 |
PSL2 |
Normes de mise en œuvre |
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Limite d'élasticité minimale |
290 MPa |
290 MPa |
Spécification API 5L / ISO 3183 |
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Limite d'élasticité maximale |
- |
496 MPa |
Spécification API 5L / ISO 3183 |
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Résistance à la traction minimale |
414 MPa |
414 MPa |
Spécification API 5L / ISO 3183 |
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Résistance à la traction maximale |
- |
655 MPa |
Spécification API 5L / ISO 3183 |
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Élongation |
Supérieur ou égal à 29% |
Supérieur ou égal à 29% |
Spécification API 5L |
Remarque : Le « X42 » dans API 5L X42 indique une limite d'élasticité minimale de 42 000 psi (environ 290 MPa), le nombre représentant la valeur en kilopounds par pouce carré (ksi). La limite d'élasticité réelle du matériau du tuyau se situe généralement entre 300 et 420 MPa et la résistance à la traction entre 430 et 480 MPa.
Médias applicables
1. Gaz naturel, pétrole brut et pétrole raffiné : principales lignes principales et embranchements pour le transport longue distance-
2. Eau et boues : conduites d'eau, transport de boues
3. Milieux chimiques : conduites de fluides dans les usines chimiques, transport d'acides et d'alcalis
4. Gaz urbain : réseaux urbains de distribution de gaz à moyenne et basse-pression
5. Tuyaux structurels : structures de bâtiments, pieux de plate-forme offshore (environnements non-corrosifs)
6. Environnements corrosifs généraux : sol conventionnel, atmosphère, eau douce
Remarque : API 5L X42 ne convient pas aux milieux fortement acides à haute -température, haute-pression (tels que l'acide chlorhydrique concentré et l'acide fluorhydrique à haute-température). Dans les environnements pétroliers et gaziers acides contenant du H₂S, des matériaux de qualité spéciale spécifiés dans l'annexe J de l'API 5L PSL2 (tuyaux résistants aux acides-) doivent être sélectionnés, avec un contrôle supplémentaire sur la teneur en soufre, la dureté et les performances de résistance HIC.
Forme du produit et processus de fabrication
Tuyau en acier sans soudure (sans soudure)
Processus : perçage à chaud + roulement d'extension.
Plage de diamètre : 21.3 - 1067 mm (1/2" - 42")
Plage d'épaisseur de paroi : 2 - 150 mm
Caractéristiques : Capacité portante sans soudure à haute pression-, adaptée aux conduites principales de pétrole et de gaz-à haute pression
Applications typiques : transport de fluides à haute pression, pipelines de collecte et de transport de têtes de puits de pétrole et de gaz.
Tuyaux soudés à haute résistance-à couture droite (ERW)
Processus : Bobine laminée à chaud- → Formage par pliage à froid → Soudage par résistance à haute -fréquence
Plage de diamètres extérieurs : généralement inférieur ou égal à 610 mm (24 po)
Plage d'épaisseur de paroi : généralement inférieure ou égale à 20 mm
Caractéristiques : précision dimensionnelle élevée, efficacité de production élevée et avantages de coût significatifs
Applications typiques : embranchements de pétrole et de gaz à moyenne et basse pression, gazoducs urbains et canalisations structurelles
Contrôle de l'apport de chaleur de soudage : soudage à haute fréquence-à une fréquence supérieure ou égale à 100 kHz (exigence PSL2) pour garantir une qualité de soudure stable
Tuyau soudé à l'arc submergé en spirale (SSAW)
Processus : Bobine laminée à chaud- → Formage en spirale → Soudage à l'arc submergé double-
Plage de diamètres extérieurs : généralement 219 - 2500 mm
Plage d'épaisseur de paroi : 6 - 25 mm
Caractéristiques : Le grand diamètre offre des avantages significatifs, permettant à des bandes d'acier de même largeur de produire différents diamètres. La contrainte des soudures en spirale ne représente que 75 à 90 % de celle des soudures droites, ce qui leur permet de résister à des pressions plus élevées. Théoriquement, ils peuvent être produits en continu dans des longueurs illimitées.
Applications typiques : canalisations de transport d'eau/gaz de grand-diamètre, pieux d'ingénierie offshore
Tuyaux soudés à l'arc submergé à joint droit (LSAW)
Processus : Tôle d'acier → Formage JCOE / Formage UOE → Soudage à l'arc submergé double-
Plage de diamètres extérieurs : 406 - 1620 mm (16 "- 64")
Plage d'épaisseur de paroi : 6 - 50 mm
Caractéristiques : soudures courtes, faible consommation de matériau de soudage, large gamme de diamètres extérieurs et d'épaisseurs de paroi
Applications typiques : pipelines de transport à haute-pression longue distance-, pipelines sous-marins, lignes principales de collecte et de transport de pétrole et de gaz.
Normes applicables et conditions de livraison
Norme : API Spec 5L, ISO 3183, GB/T 9711
Niveau de spécification du produit : PSL1 (niveau de base), PSL2 (niveau avancé)
Condition de livraison : laminé à chaud-, laminage contrôlé (TMCP), normalisé, laminage normalisé, traitement thermique (trempe + revenu), etc.
Traitement final : extrémités plates, extrémités biseautées, extrémités filetées, extrémités à raccord spécial
Certificat : en cas de conformité aux exigences PSL2, un certificat de conformité (SR15.1 obligatoire) doit être fourni et une traçabilité complète-du processus doit être mise en œuvre (SR15.2 obligatoire).
Régime de traitement et points clés du soudage
Les performances finales de l'API 5L X42 dépendent du processus de laminage et de refroidissement contrôlés par le TMCP, plutôt que du traitement thermique après-soudage :
Laminage et refroidissement thermomécaniques contrôlés (TMCP, pour obtenir une microstructure à grains fins-et des propriétés mécaniques optimales) :
Chauffer à 1 100 -1 200 degrés pour un laminage grossier, puis effectuer un laminage contrôlé avec une réduction importante de la plage de laminage de finition de 850 à 950 degrés (laminage dans la zone de non-recristallisation). Ensuite, un refroidissement contrôlé est effectué dans la plage de 600 à 800 degrés. Une microstructure ferrite + perlite uniforme et fine (avec une granulométrie généralement supérieure ou égale à 9) est obtenue, assurant une bonne adéquation entre résistance et ténacité.
Traitement thermique après-soudure (si nécessaire) :
Si un soulagement des contraintes est nécessaire après le soudage des soudures circonférentielles du tuyau, un traitement thermique post-soudage à 550 - 650 degrés peut être effectué, avec un temps de maintien de 1 à 2 heures.
Le traitement thermique après-soudage nécessite un contrôle minutieux des vitesses de chauffage et de refroidissement pour éviter d'affecter la microstructure et les propriétés du matériau de base.
Rappel important :
Dans les environnements conventionnels de transport de pétrole et de gaz sans H₂S, un traitement thermique de détente n'est généralement pas nécessaire après le soudage.
Pour les pipelines dans un environnement acide (contenant du H₂S), le strict respect de l'annexe J de l'API 5L PSL2 est requis pour éviter une dureté excessive causée par un traitement thermique post-soudage inapproprié.
Pendant le soudage, un contrôle strict de l'apport de chaleur et de la température entre les passes est nécessaire pour éviter le grossissement des grains dans la zone affectée par la chaleur-et une dureté excessive (dureté inférieure ou égale à 250 HV ou HRC 22 en service acide).
L'API 5L X42 (L290) convient au transport de pétrole et de gaz à moyenne et basse-pression, aux réseaux de pipelines urbains et aux applications de canalisations structurelles. Son utilisation est recommandée dans les domaines suivants :
Champs d'application
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Collecte et transport de pétrole et de gaz naturel
● Pipelines internes de collecte et de transport de champs pétrolifères
● Pipeline de collecte et de transport du gaz brut du champ gazier
● Embranchements de pipelines-longue distance, pipelines de distribution -
Réseau de gazoducs urbains
● Réseau de transport et de distribution de gaz à moyenne-pression
● Canalisations d'entrée et de sortie des stations urbaines de régulation de pression de gaz -
Ingénierie du transport de l’eau et de l’irrigation
● Conduite de transport d'eau-longue distance
● Canal principal d'irrigation agricole supportant les pipelines -
Tuyauterie chimique et industrielle
● Pipelines de traitement des usines chimiques
● Conduite d'eau en circulation de centrale électrique
● Système d'eau de refroidissement industriel -
Tuyauterie structurelle
● Tuyau de support de structure en acier du bâtiment
● Gaine de plate-forme offshore (zones non-corrosives)
● Tuyaux pour fondations sur pieux de pont
● Tuyau structurel de tour de ligne de transmission
Livraison et personnalisation
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Formulaire |
 Acier sans soudure
Tuyau |
 Résistance des coutures droites
Tuyaux soudés (ERW) |
 Arc immergé en spirale
Tuyau soudé (SSAW) |
 Couture droite immergée
Tuyaux soudés à l'arc (LSAW) |
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Gamme Conventionnelle |
Diamètre extérieur : 21.3 - 1067 mm ; |
Diamètre extérieur : 21.3 - 610 mm ; |
Diamètre extérieur : 219 - 2500 mm ; |
Diamètre extérieur : 406 - 1620 mm ; |
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Capacité de personnalisation |
Tubes sans soudure-laminés à chaud, coupe à longueur fixe-, usinage en biseau, filetage d'extrémité de tube, condition de traitement thermique spéciale |
Tuyaux soudés droits-à haute fréquence-, coupe de longueur fixe-, traitement en biseau, traitement de galvanisation/revêtement plastique |
Tubes soudés en spirale de grand-diamètre, coupe de longueur fixe-, traitement en biseau, revêtement anti-corrosion (FBE/3PE) |
Formage JCOE/UOE, coupe en longueur, usinage en biseau, traitement spécial des extrémités de tuyaux |
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FAQ
Q : Quels sont les principaux avantages de l’API 5L X42 ?
Q : Quelle est la différence entre API 5L X42 PSL1 et PSL2 ? Comment choisir entre eux ?
Q : Quelles sont les différences entre les API 5L X42, X52 et X60 ? Comment choisir ?
Q : Quelle est la température de fonctionnement maximale pour l'API 5L X42 ?
Q : Quelles sont les performances de soudage de l'API 5L X42 ?
Q : Quelle est la résistance à la corrosion de l'API 5L X42 ?
Q : L'API 5L X42 peut-elle remplacer la norme ASTM A53 ou les tuyaux structurels ?
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