تفاوت PSL1 و PSL2 در API 5L؛ شیمی، استحکام، شارپی و انتخاب
۷ دقیقه مطالعهPSL1 و PSL2 دو سطح مشخصات محصول در API 5L هستند. حداقل تنش تسلیم و استحکام کششی هر گرید در هر دو یکی است، ولی PSL2 سقف هم می‌گذارد (X52: تسلیم ۳۶۰ تا ۵۳۰ و کششی ۴۶۰ تا ۷۶۰ مگاپاسکال)، فسفر و گوگرد را به ۰٫۰۲۵ و ۰٫۰۱۵ درصد و کربن معادل را به ۰٫۴۳ محدود میکند و آزمون ضربه‌ی شارپی (۲۷ ژول در صفر درجه برای این گریدها) را الزامی میکند. سطح را مشخصات فنی پروژه تعیین میکند.
- گرید X52N در PSL2: تنش تسلیم ۳۶۰ تا ۵۳۰ و استحکام کششی ۴۶۰ تا ۷۶۰ مگاپاسکال؛ کربن حداکثر ۰٫۲۴، فسفر ۰٫۰۲۵، گوگرد ۰٫۰۱۵ درصد و کربن معادل حداکثر ۰٫۴۳. برگه‌ی X52N مانسمان
- آزمون ضربه در PSL2 برای BN، X42N و X52N: دمای صفر درجه و حداقل ۲۷ ژول در نمونهی عرضی (برای برخی سایزها سخت‌گیرانه‌تر). برگه‌ی X42N مانسمان
- نسبت تسلیم به کششی در PSL2 برای X42 و بالاتر حداکثر ۰٫۹۳ است؛ در PSL1 سقفی ندارد و شارپی الزامی نیست. Project Materials
- API 5L مشخصات لولهی خط انتقال نفت و گاز است و ویرایش چهل‌وهفتم آن در ۲۰۲۶ منتشر شد؛ هم‌ارز بین‌المللی آن ISO 3183 است. American Petroleum Institute
فهرست مطالب
تفاوت PSL1 و PSL2 در یک جدول
PSL مخفف Product Specification Level (سطح مشخصات محصول) است. PSL2 همان لولهی PSL1 نیست که «بهتر» ساخته شده؛ مجموعه‌ای از سقف‌ها و آزمون‌های اضافه است که باید در گواهی کارخانه دیده شود:
| موضوع | PSL1 | PSL2 |
|---|---|---|
| گریدها | گرید A25، A، B و X42 تا X70 | گرید B و X42 تا X120، با پسوند وضعیت تحویل |
| کربن، گرید B بدون درز | حداکثر ۰٫۲۸٪ | حداکثر ۰٫۲۴٪ |
| فسفر و گوگرد | هر کدام حداکثر ۰٫۰۳۰٪ | حداکثر ۰٫۰۲۵ و ۰٫۰۱۵٪ |
| کربن معادل | تعیین نشده | حداکثر ۰٫۴۳ |
| تنش تسلیم و کششی | فقط حداقل | حداقل و حداکثر |
| نسبت تسلیم به کششی | تعیین نشده | حداکثر ۰٫۹۳ از X42 به بالا |
| آزمون ضربه‌ی شارپی | فقط اگر خریدار بخواهد | الزامی |
| بازرسی غیرمخرب لولهی بدون درز | فقط اگر خریدار بخواهد | الزامی |
| سرویس ترش و فراساحل | قابل اعمال نیست | پیوست H و J فقط با PSL2 |
| سر رزوه و بوشن | مجاز | مجاز نیست |
پسوند وضعیت تحویل در PSL2 بخشی از نام گرید است: R نوردشده، N نرماله یا نوردشده‌ی نرماله‌کننده، Q کوئنچ و تمپر و M نورد ترمومکانیکی. لولهی بدون درز معمولاً N یا Q است؛ پس «X52 PSL2» بدون پسوند در گواهی ناقص است و باید مثلاً X52N باشد.
اعداد استحکام: سه گرید رایج
حداقل‌ها در دو سطح یکی است؛ فرق در سقفی است که PSL2 اضافه میکند (مگاپاسکال):
| گرید | حداقل تسلیم | سقف تسلیم PSL2 | کششی PSL2 |
|---|---|---|---|
| گرید B | ۲۴۵ | ۴۵۰ | ۴۱۵ تا ۶۵۵ |
| گرید X42 | ۲۹۰ | ۴۹۵ | ۴۱۵ تا ۶۵۵ |
| گرید X52 | ۳۶۰ | ۵۳۰ | ۴۶۰ تا ۷۶۰ |
چرا سقف؟ لوله‌ای که خیلی محکم‌تر از گریدش باشد معمولاً سخت‌تر جوش می‌خورد و قبل از شکست کمتر تغییر شکل می‌دهد. دو مثال از گواهی‌های واقعی‌نما:
- تسلیم ۵۴۵ مگاپاسکال برای X52: در PSL1 قبول است (حداقل ۳۶۰)، در PSL2 رد میشود (سقف ۵۳۰).
- تسلیم ۴۵۰ و کششی ۴۷۰ مگاپاسکال: نسبت ۰٫۹۶ است؛ برای X42 در PSL2 از سقف ۰٫۹۳ بیشتر است و رد میشود، هرچند هر دو عدد در بازه‌ی خودشان هستند.
مقایسه‌ی کامل دو گرید رایج در API 5L X42 یا X52 آمده است.
شیمی و جوش‌پذیری: کربن معادل
فسفر و گوگرد کمتر یعنی چقرمگی بهتر و آخال کمتر، و سقف کربن معادل یعنی جوش‌پذیری کنترل‌شده. کربن معادل IIW این‌طور حساب میشود:
CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15
- ذوب اول: کربن ۰٫۱۸، منگنز ۱٫۲۰، کروم و مولیبدن و وانادیم روی هم ۰٫۰۶ و نیکل و مس روی هم ۰٫۱۵ درصد. کربن معادل ۰٫۱۸ + ۰٫۲۰ + ۰٫۰۱۲ + ۰٫۰۱۰ = ۰٫۴۰ میشود که زیر ۰٫۴۳ است.
- ذوب دوم: کربن ۰٫۲۲ و منگنز ۱٫۳۵، بقیه مثل بالا. کربن معادل ۰٫۴۷ میشود؛ این ذوب برای X52 در PSL1 (کربن تا ۰٫۲۸ و منگنز تا ۱٫۴۰) قبول است ولی برای X52N در PSL2 فقط به خاطر کربن معادل رد میشود.
همین سقف‌ها در کاتالوگ کارخانه‌ها هم دیده میشود: فسفر و گوگرد ردیف X52 در کاتالوگ پاسارگاد ۰٫۰۲۵ و ۰٫۰۱۵ است، یعنی سقف PSL2. سرویس ترش (H₂S) سقف‌های سخت‌گیرانه‌تری دارد که در مشخصات لوله برای سرویس ترش آمده است.
آزمون ضربه و بازرسی
در PSL2 آزمون ضربه‌ی شارپی روی بدنه‌ی لوله الزامی است: برای BN، X42N و X52N در صفر درجه با حداقل ۲۷ ژول در نمونهی عرضی، و برای برخی سایزها سخت‌گیرانه‌تر. خریدار میتواند دمای پایینتر بخواهد؛ مثلاً برای خطی که زمستان زیر صفر کار میکند. در PSL1 شارپی فقط با درخواست خریدار انجام میشود.
بازرسی غیرمخرب تمام‌طول لولهی بدون درز (فراصوتی یا الکترومغناطیسی) در PSL2 الزامی است و در PSL1 فقط اگر خریدار بخواهد. آزمون هیدرواستاتیک در هر دو سطح انجام میشود (تست هیدرواستاتیک لوله).
کدام را بخواهیم
- مشخصات فنی پروژه: اگر PSL را تعیین کرده، همان را بنویسید و جایگزینی را فقط با تأیید کتبی مرجع فنی بپذیرید.
- PSL2 لازم است: سرویس ترش (پیوست H)، فراساحل (پیوست J)، خطوطی که چقرمگی تضمین‌شده یا جوش‌پذیری کنترل‌شده می‌خواهند و کار در دمای پایین.
- PSL1 کافی است: وقتی مشخصات فنی چیزی بیش از حداقل‌ها نخواسته؛ PSL2 در این حالت آزمون و مدرک اضافه است، نه ایمنی بیشتر برای همان طراحی.
- لولهی تأسیساتی: برای آب، آتش‌نشانی و هوای فشرده معمولاً ASTM A106 یا A53 به کار می‌رود (لوله مانیسمان یا API).
لولهی چندگواهی‌دار که هم PSL1 و هم PSL2 روی آن آمده، باید سقف‌های PSL2 را برآورده کند؛ همیشه سخت‌گیرانه‌ترین حد هر عدد ملاک است (تلرانس لوله مانیسمان).
PSL را در گواهی و مارکینگ بخوانید
- مارکینگ: نام کارخانه، API 5L، قطر و ضخامت، گرید با پسوند (مثلاً X52N)، سطح محصول (PSL 2)، نوع لوله (SMLS برای بدون درز) و شماره‌ی ذوب.
- گواهی کارخانه (MTC): تسلیم و کششی با سقف‌ها، نسبت تسلیم به کششی، کربن معادل، انرژی شارپی و دمای آزمون، و نتیجه‌ی بازرسی غیرمخرب.
- تطبیق: شماره‌ی ذوب روی بدنه با گواهی یکی باشد؛ PSL2 بدون نتیجه‌ی شارپی یعنی گواهی ناقص.
خواندن گواهی در راهنمای MTC و فیلدهای سفارش در نوشتن سفارش API 5L آمده است. قیمت لولهی API موجود در لوله API است؛ سطح محصول هر محموله را در گواهی آن ببینید.
سؤالات متداول
PSL2 همیشه بهتر از PSL1 است؟
نه؛ سختگیرتر است. حداقل استحکام هر گرید در هر دو سطح یکی است و PSL2 سقف استحکام، سقف شیمی و آزمون شارپی اضافه میکند. اگر مشخصات فنی پروژه PSL1 خواسته، PSL2 فقط آزمون و مدرک اضافه است.
X52 در PSL1 با X52N در PSL2 چه فرقی دارد؟
هر دو حداقل تسلیم ۳۶۰ و کششی ۴۶۰ مگاپاسکال دارند. X52N سقف تسلیم ۵۳۰ و کششی ۷۶۰ مگاپاسکال، کربن ۰٫۲۴، فسفر ۰٫۰۲۵ و گوگرد ۰٫۰۱۵ درصد، کربن معادل ۰٫۴۳ و شارپی ۲۷ ژول در صفر درجه دارد؛ حرف N یعنی تحویل نرماله.
لولهی PSL2 را میشود بهجای PSL1 تحویل داد؟
لولهی PSL2 معمولاً حدهای PSL1 را هم برآورده میکند، ولی تغییر سطح یک تغییر در سفارش است و باید کتبی پذیرفته شود. لولهی سر رزوه و بوشن و گریدهای A25 و A فقط در PSL1 هستند.
PSL را از کجا بفهمم؟
از مارکینگ بدنه (عبارت PSL 1 یا PSL 2 کنار گرید) و از گواهی کارخانه. در PSL2 گرید پسوند دارد و گواهی باید نتیجه‌ی شارپی و کربن معادل را نشان دهد.
شارپی در PSL2 در چه دمایی است؟
برای BN، X42N و X52N در صفر درجه با حداقل ۲۷ ژول در نمونهی عرضی؛ خریدار میتواند دمای پایینتر بخواهد.
منابع
- API Announces 47th Edition of API Specification 5L, Line Pipe، American Petroleum Institute
- ISO 3183 — Steel pipe for pipeline transportation systems، ISO
- L245N / BN — API 5L PSL 2، Mannesmann
- L290N / X42N — API 5L PSL 2، Mannesmann
- L360N / X52N — API 5L PSL 2، Mannesmann
- API 5L PSL1 vs PSL2، Project Materials
