API 5L PSL-1
API 5L PSL-1
La norma API 5L del Instituto Americano del Petróleo (API) cubre los niveles de los tubos de conducción. La norma tiene distintos niveles que especifican diferentes requisitos para la fabricación de tuberías de conducción. PSL-1 es el nivel más básico y cubre los requisitos más simples. PSL-2 tiene requisitos progresivamente más estrictos. Todos los niveles requieren pruebas para garantizar que los tubos cumplen las normas exigidas. El nivel PSL-1 es el más básico y, por tanto, está regulado de forma menos estricta que los demás niveles. No obstante, todos los niveles están sujetos a estrictas medidas de control de calidad para garantizar que sólo se fabrican tubos de la máxima calidad.
El comité API establece las normas para estos tubos, que exigen la mayoría de las empresas energéticas. PSL-1 y PSL-2 son normas que se han implementado para ayudar con los requisitos más estrictos para cada nivel de grado. Se reconoce que estos dos criterios fundamentales tienen distintos niveles de requisitos físicos y técnicos.
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¿Cuál es la diferencia entre API 5L PSL-1 y PSL-2?
El Instituto Americano del Petróleo (API) clasifica los oleoductos y gasoductos según sus niveles de calidad. Los dos niveles son PSL-1 y PSL-2. La principal diferencia entre los dos niveles es que el PSL-2 tiene requisitos más estrictos en cuanto a pruebas y propiedades. Para ser clasificada como PSL-2, una tubería debe cumplir determinadas normas de composición química, propiedades mecánicas (resistencia a la tracción, límite elástico, alargamiento) y calidad del cordón de soldadura. Además, debe aumentarse la frecuencia de las pruebas para garantizar que la tubería cumple todos los requisitos. En consecuencia, las tuberías PSL-2 suelen ser de mayor calidad que las PSL-1.
Composición química de los tubos API 5L PSL-1 con t ≤ 0,984"
| Grado de acero (Nombre del acero) | Fracción de masa, basada en análisis de calor y producto a,g | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C% | Mn% | P% | S% | V% | Nb% | Ti% | ||
| max | max | min | max | max | max | max | max | |
| Tubos sin soldadura | ||||||||
| 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 |
| Tubos soldados | ||||||||
| 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%; y Mo ≤ 0.15%,
b. Por cada reducción de 0.01% por debajo de la concentración máxima especificada para el carbono, se permite un aumento de 0.05% por encima de la concentración máxima especificada para Mn, hasta un máximo de 1.65% para grados ≥ L245 o B, pero ≤ L360 o X52; hasta un máximo de 1.75% para grados > L360 o X52, pero < L485 o X70; y hasta un máximo de 2.00% para el grado L485 o X70.
c. A menos que se acuerde lo contrario, NB + V ≤ 0.06%,
d. Nb + V + TI ≤ 0.15%,
e. A menos que se acuerde lo contrario.
f. A menos que se acuerde lo contrario, NB + V = Ti ≤ 0.15%,
g. No se permite la adición deliberada de B y el B residual ≤ 0.001%.
Tubo soldadoPropiedades mecánicas de los tubos de línea API 5L PSL-1
| Grado del tubo | Cuerpo de tubos sin soldadura y soldados | Costura de soldadura de EW, SAW y COW pip | ||
|---|---|---|---|---|
| Límite elásticoYield strength R10,5MPa(psi) minimum | Resistencia a la tracciónTensile strength RmMPa(psi) minimum | AlargamientoElongation Af% minimum | Resistencia a la tracción RmMPa(psi) minimum | |
| L175 or A25 | 175 (25 400) | 310 (45 000) | c | 310 (45 000) |
| L175P or A25P | 175 (25 400) | 310 (45 000) | c | 310 (45 000) |
| L210 or A | 210 (30 500) | 335 (48 600) | c | 335 (48 600) |
| L245R or BR L245 or B | 245 (35 500) | 415 (60 200) | c | 415 (60 200) |
| L290R or X42R 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. Para los grados intermedios, la diferencia entre la resistencia a la tracción mínima especificada y el límite elástico mínimo especificado para el cuerpo del tubo será la indicada en la tabla para el grado inmediatamente superior.
b. Para los grados intermedios, la resistencia a la tracción mínima especificada para el cordón de soldadura será el mismo valor que se determinó para el cuerpo del tubo utilizando la nota a).
c. El alargamiento mínimo especificado, Af expresado en porcentaje y redondeado al porcentaje más próximo, será el determinado utilizando la siguiente ecuación;
api-af
donde
C es 1 940 para cálculos utilizando unidades SI y 625 000 para cálculos utilizando unidades USC;
Axc es el área aplicable de la sección transversal de la probeta de tracción, expresada en milímetros cuadrados (pulgadas cuadradas), según se indica a continuación:
—– para probetas de sección circular, 130 mm2 (0.20 in2) para probetas de 12,5 mm (0.500 in) y 8,9 mm (0.350 in) de diámetro; y 65 mm2(0.10 in2) para probetas de 6,4 mm (0.250 in) de diámetro;
—— Para las probetas de sección completa, el menor de a) 485 mm2 (0,75 in2) y b) el área de la sección transversal de la probeta, derivada utilizando el diámetro exterior especificado y el espesor de pared especificado del tubo, redondeado a los 10 mm2 (0,01 in2) más próximos;
—– para las probetas en tiras, la menor de a) 485 mm2 (0,75 pulgadas2) y b) el área de la sección transversal de la probeta, derivada utilizando la anchura especificada de la probeta y el espesor de pared especificado de la tubería, redondeada a los 10 mm2 (0,01 pulgadas2) más próximos;
U es la resistencia mínima a la tracción especificada, expresada en megapascales (libras por pulgada cuadrada).
| Grado del tubo | Cuerpo de tubos sin soldadura y soldados | Weld seam of HFW, SAW and COW pipes | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Resistencia a la tracciónYield strength Rto,5b MPa (psi) | Resistencia a la tracciónTensile strength Rm MPa (psi) | Ratioa,b,c Rto,5/Rm | AlargamientoElongation Af % | Resistencia a la tracción Rm MPa (psi) | |||
| minimum | maximum | minimum | maximum | maximum | minimum | minimum | |
| L245R or BR L245N or BN L245Q or BQ L245M or BM | 245 (35 500) | 450 e (65 300) e | 415 (60 200) | 760 (110 200) | 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) | 760 (110 200) | 0,93 | f | 415 (60 200) |
| L320N or X46N L320Q or X46Q L320M or X46M | 320 (46 400) | 525 (76 100) | 435 (63 100) | 760 (110 200) | 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) |
| L690M or X100M | 690 (100 100) | 840 (121 800) | 760 (110 200) | 990 (143 600) | 0,97 g | f | 760 (110 200) |
| L830M or X120M | 830 (120 400) | 1 050 (152 300) | 915 (132 700) | 1 145 (166 100) | 0,99 g | f | 915 (132 700) |
a Para las calidades intermedias, la diferencia entre la resistencia mínima a la tracción especificada y el límite elástico mínimo especificado para el cuerpo del tubo será la indicada en la tabla para la calidad inmediatamente superior.
b Para las calidades intermedias, la resistencia mínima a la tracción especificada para el cordón de soldadura será el mismo valor que se determinó para el cuerpo del tubo utilizando la nota a).
c El alargamiento mínimo especificado, expresado en porcentaje y redondeado al porcentaje más próximo, será el determinado mediante la siguiente ecuación;
donde
C es 1 940 para los cálculos con unidades SI y 625 000 para los cálculos con unidades USC;
Axc es el área de la sección transversal de la probeta de tracción aplicable, expresada en milímetros cuadrados (pulgadas cuadradas), como sigue
1) para las probetas de sección circular, 130 mm2 (0,20 in2) para las probetas de 12,5 mm (0,500 in) y 8,9 mm (0,350 in) de diámetro; y 65 mm2(0,10 in2) para las probetas de 6,4 mm (0,250 in) de diámetro;
2) para las probetas de sección completa, el menor de los siguientes valores: a) 485 mm2 (0,75 pulg2) y b) el área de la sección transversal de la probeta, obtenida a partir del diámetro exterior especificado y el espesor de pared especificado del tubo, redondeado a la decena de mm2 (0,01 pulg2) más próxima;
3) para las probetas en tiras, el menor de a) 485 mm2 (0,75 pulg2) y b) el área de la sección transversal de la probeta, obtenida utilizando la anchura especificada de la probeta y el espesor de pared especificado de la tubería, redondeado a los 10 mm2 (0,01 pulg2) más próximos;
U es la resistencia mínima a la tracción especificada, expresada en megapascales (libras por pulgada cuadrada).
Dimensiones y tamaños de los tubos de conducción API 5L PSL-1
Al especificar un tubo de conducción para una aplicación, es importante comprobar que las dimensiones y masas del tubo cumplen las normas requeridas. Por ejemplo, las dimensiones y masas de los tubos API 5L PSL-1 se especifican en las normas ISO 4200 y ASME B36.10M. Estas normas proporcionan una guía para tubos de distintos tamaños y especifican el grosor de pared de cada tamaño. Para comprobar que un tubo concreto cumple las normas, consulte estas tablas. De este modo se garantiza que el tubo tiene el tamaño y el grosor de pared adecuados. Esto es importante porque el uso de un tubo que no cumpla las normas puede provocar problemas como un rendimiento deficiente o incluso averías.
| Tamaño nominal de la tubería | Diámetro exterior | Espesor nominal de la pared | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 | – | – | – | – | – | – |
Condiciones de entrega de los tubos API 5L PSL-1
| PSL | Condiciones de entrega de los tubos de acero API 5L PSL-1 | Grado de acero |
|---|---|---|
| PSL -1 | Laminado, laminado normalizado, laminado/conformado termomecánico, conformado normalizado, normalizado y templado; si se acuerda, templado y revenido sólo para tubos SMLS. | B |
| Laminado, laminado normalizado, laminado/conformado termomecánico, conformado normalizado, normalizado y templado o templado y revenido | X42, X46, X52, X56, X60, X65, X70 |
Ensayo e inspección de API 5L
- Prueba hidrostática
Una prueba hidrostática es un tipo de prueba de presión que se suele utilizar durante la producción de tuberías. La prueba se utiliza para comprobar si hay fugas en la costura de soldadura o en el cuerpo del tubo. Para realizar la prueba, se bombea agua en la tubería hasta que alcanza una presión predeterminada. A continuación, se comprueba si hay fugas. Si se detecta una fuga, la tubería deberá repararse o sustituirse. La prueba hidrostática es una importante medida de control de calidad que ayuda a garantizar la seguridad e integridad de las tuberías.
- Prueba de flexión
La prueba de flexión es un tipo de prueba de control de calidad que se realiza durante la producción de tubos de acero. El objetivo de la prueba es comprobar si hay grietas en las soldaduras y evaluar la resistencia del acero. Para realizar la prueba, se dobla un trozo de tubo de muestra en forma de U. A continuación, se examina el acero para ver si hay grietas en las soldaduras. A continuación se examina el acero en busca de grietas u otros signos de debilidad. Si se detecta alguna, se desecha todo el lote de tubos de acero y se fabrica uno nuevo. Sin embargo, si la prueba de doblado resulta satisfactoria, se aprueba el uso de los tubos de acero.
- Prueba de aplanamiento
El ensayo de aplanamiento es una prueba de producción de tuberías de acero que evalúa la resistencia de un tubo de acero a la deformación y el agrietamiento bajo tensión. Es una importante medida de control de calidad que ayuda a garantizar que el acero utilizado en los productos de tuberías es de la máxima calidad posible. La prueba consiste en aplicar presión a un tubo de acero hasta que se deforme o se agriete. La prueba de aplastamiento revelará la resistencia del tubo a la fisuración longitudinal y circunferencial. Los resultados de la prueba ayudan a determinar la resistencia y ductilidad del acero, dos propiedades importantes para el acero utilizado en aplicaciones de tuberías. Las pruebas de aplanamiento son sólo una de las muchas medidas de control de calidad que se utilizan durante la producción de tuberías de acero, pero desempeñan un papel importante para garantizar la seguridad y la integridad del producto final.
- Prueba de impacto CVN
La prueba de impacto CVN es una prueba de temperatura que se realiza durante la producción de tubos para garantizar sus propiedades mecánicas. La prueba se realiza en tres posiciones diferentes del tubo: el cuerpo, la costura de soldadura y la zona afectada por el calor. Los resultados de la prueba se utilizan para determinar la resistencia al impacto Charpy V-notch del tubo. La prueba de impacto CVN es una importante medida de control de calidad para la producción de tubos, y el Instituto Americano del Petróleo (API) la exige para cumplir sus normas.
- DWTT
La prueba DWTT, o prueba de desgarro por caída de peso, se especifica en la especificación de producción API 5L. En esta prueba, se deja caer un gran peso sobre un punto previamente debilitado de una muestra de tubería. La fractura resultante se examina para garantizar que cumple los requisitos de comportamiento de fractura dúctil. Esta prueba es importante porque ayuda a garantizar que las tuberías podrán soportar la tensión del transporte y la instalación sin romperse. Por ello, la prueba DWTT es una parte esencial del proceso de control de calidad de las tuberías de gran diámetro.
