1. Klausimas. Kokio konkretaus suvirinimo siūlės terminis apdorojimas paprastai reikalingas naudojant API 5L X52 PSL2 linijinį vamzdį ir kaip tai veikia šilumos paveiktos zonos (HAZ) mikrostruktūrą ir mechanines savybes?
Atsakymas:
API 5L X52 PSL2 ERW vamzdžių gamybos procese suvirinimo vieta turi būti termiškai apdorota po-suvirinimo, ypačnormalizuojantis. Tai ne tik streso mažinimas; tai pilnas terminio apdorojimo procesas, kai suvirinimo zona kaitinama iki temperatūros, viršijančios viršutinį kritinį tašką (paprastai nuo 900 laipsnių iki 980 laipsnių), o po to leidžiama atvėsti oru -6.
Pagrindinis šio normalizuojančio apdorojimo tikslas yra patobulinti grūdelių struktūrą suvirinimo siūlėje ir karščio paveiktoje zonoje (HAZ). Atliekant aukšto dažnio suvirinimo procesą, greitas kaitinimas ir aušinimas gali sukurti trapią, kietą mikrostruktūrą (pvz., martensitą) ir liejimo struktūrą, kuri labai skiriasi nuo pirminio metalo kaltinės struktūros. Normalizuojant ši mikrostruktūra paverčiama vienodu ferito ir perlito mišiniu, kuris labai atitinka X52 klasės -1-4 netauriuosius metalus. Taip užtikrinama, kad suvirinimo siūlės mechaninės savybės,{11}}pvz., takumo riba (mažiausiai 52 000 psi / 360 MPa), atsparumas tempimui ir plastiškumas, yra beveik identiškos vamzdžio korpuso. Tai pašalina „silpnąją vietą“, tradiciškai siejamą su suvirinimu, todėl vamzdis patikimai veikia vidutinio slėgio sąlygomis, būdingomis X52 vamzdynams, pavyzdžiui, miesto dujų tinklams ir naftos perdirbimo linijoms -4-6.
2. Klausimas: kai tiekiami ERW anglies plieno, pvz., Q235 arba Q345, vamzdžiai konstrukcijoms, kokie yra pagrindiniai mechaninių savybių ir tipinio galutinio naudojimo skirtumai, palyginti su aukštesnės klasės medžiaga, pvz., API 5L X70?
Atsakymas:
Skirtumas tarp pažymių kaipQ235 (ASTM A36 ekvivalentas) , Q345 (ASTM A572, 50 klasės atitikmuo), irAPI 5L X70slypi jų takumo ribose, kietumui ir numatytam pritaikymui, kuris lemia gamybos ir bandymo protokolus.
Q235 ir Q345 (Kinijos GB/T standartai):Tai standartiniai konstrukciniai plienai. Q235 minimali takumo riba yra 235 MPa ir yra naudojama bendrosios paskirties, mažo -įtempimo reikmėms, pvz., tvoroms, pastoliams ir vandens vamzdynams, kur formuojamumas ir suvirinamumas yra pagrindiniai -1-9. Q345 pasižymi didesne takumo riba (apie 345 MPa) ir atsparumu žemai temperatūrai, todėl tinka pastatų karkasams, tiltų atramoms ir mechaninėms konstrukcijoms. Bandymai paprastai apima išlyginimo, išsiplėtimo ir hidrostatinius bandymus, tačiau neardomieji bandymai (NDT) gali būti neprivalomi 100 % suvirinimo siūlei nekritiniam konstrukciniam naudojimui -3-8.
API 5L X70 (Amerikos naftos institutas):Tai labai{0}}stiprus plienas, skirtas kritinėms energijos reikmėms. Mažiausia 70 000 psi (apie 483 MPa) takumo riba yra skirta aukšto{5}}slėgio, toli{6}} naftos ir gamtinių dujų perdavimui -6. X70 gamybos procesas apima griežtą chemijos (labai mažo anglies kiekio ir mikro-lydinių, pvz., niobio ar vanadžio) ir termomechaninio kontroliuojamo apdorojimo (TMCP) kontrolę. Be to, API 5L PSL2 specifikacijos, skirtos X70, įpareigoja griežtus anglies ekvivalentų apribojimus (siekiant išvengti įtrūkimų) ir reikalauja 100 % ultragarsinio suvirinimo siūlės patikrinimo -6-10. Skirtingai nuo Q235 ar Q345, X70 yra sukurtas taip, kad būtų atsparus lūžiams, kad būtų išvengta trapumo sudėtingose aplinkose, nors paprastai nerekomenduojama naudoti rūgštaus (H₂S) be papildomų bandymų -6.
3. Klausimas: Kokie yra ERW vamzdžių, pagamintų pagal ASTM A53 B klasės, kritiniai neardomojo bandymo (NDT) metodai, naudojami bendriems gamybos trūkumams, pvz., kablio įtrūkimams ar susiliejimo trūkumui, nustatyti ir kodėl jie reikalingi?
Atsakymas:
ASTM A53 B klasės ERW vamzdžiai, plačiai naudojami mechaniniuose ir slėginiuose įrenginiuose, turi būti išbandomi specialiais neardomaisiais bandymais, kad būtų užtikrintas suvirinimo vientisumas. Pirminiai metodai yraSūkurinės srovės bandymas (ET)irUltragarsinis testavimas (UT) -3-8.
Šie metodai yra būtini, nes kietojo{0}}fazio suvirinimo procesas, naudojamas ERW, gali sukurti plokštuminius defektus, kuriuos sunku aptikti plika akimi arba vien hidrostatiniu bandymu.
Susiliejimo trūkumo aptikimas (LOF):Jei suvirinimo parametrai (temperatūra arba slėgis) nukrenta už ribų, suvirinimo sąsaja gali netinkamai sukibti. UT, ypač pažangus Phased Array Ultrasonic Testing (PAUT), labai efektyviai aptinka šiuos LOF defektus, siųsdamas garso bangas per suvirinimo siūlę ir analizuodamas atspindžius -5-10.
Kablio įtrūkimų aptikimas:Tai įtrūkimai, atsirandantys karščio paveiktoje zonoje (HAZ) dėl nemetalinių inkliuzų pailgėjimo formavimo proceso metu -2-7. Aukšto dažnio sūkurinės srovės arba specializuoti UT zondai gali aptikti šiuos subtilius netolygumus išilgai suvirinimo linijos.
Šiuolaikinės tikrinimo sistemos dažnai naudoja automatinį suvirinimo sekimą su PA zondais, kad būtų galima patikrinti ir suvirinimo siūlę, ir HAZ. Taip užtikrinama, kad būtų aptikti net tokie defektai, kaip laminatas, besibaigiantis ties suvirinimo siūle (kurie sukuria unikalią defektų geometriją), užtikrinant, kad vamzdis atitiktų tokių paslaugų kaip vandens, garo ar oro linijų kodo reikalavimus iki ASME B31.1 arba B31.3 -4-2. nustatytų ribų.
4. Klausimas: ar S355J2H klasės (EN 10219) ERW vamzdis gali tiesiogiai pakeisti besiūlį vamzdį šaltai formuojamose konstrukcijose ir į kokius suvirinimo siūlės aspektus reikia atsižvelgti?
Atsakymas:
Taip, ERW tipo vamzdisS355J2Hpaprastai gali pakeisti besiūlius vamzdžius konstrukcinėse srityse, jei konstrukcijoje atsižvelgiama į suvirinimo siūlės buvimą. S355J2H yra smulkiagrūdė struktūrinė tuščiavidurė sekcija, nurodyta EN 10219, skirta šaltai formuotoms suvirintoms sekcijoms -8.
Pakeitimo svarstymai:
Suvirinimo siūlės kokybė:Šiuolaikiniai ERW malūnai gamina suvirinimo siūlę, kuri dėl normalizuojančio terminio apdorojimo yra tokia pat stipri kaip ir netauriųjų metalų. Tačiau „J2H“ žymėjimas rodo, kad medžiaga turi garantuotą atsparumą smūgiams esant -20 laipsnių. Labai svarbu, kad suvirinimo siūlė taip pat atitiktų šį tvirtumo reikalavimą. Tiekėjas turi pateikti malūno bandymo sertifikatus (EN 10204 3.1), įrodančius, kad suvirinti bandiniai išlaikė Charpy smūgio bandymus -3-8.
Formavimas prieš suvirinimą:Skirtingai nuo besiūlių vamzdžių, kurie išspaudžiami iš vientiso ruošinio, ERW vamzdžiai formuojami iš ritės ir suvirinami. Konstrukciniams rėmams ar automobilių dalims netauriojo metalo šaltasis formavimas yra puikus, tačiau suvirinimo zona bus mažiau lanksti nei pagrindinis metalas, jei nebus tinkamai termiškai apdorotas. Tais atvejais, kai reikia didelio šalto lenkimopo toGaminant vamzdžius, lenkimas turi būti nukreiptas nuo suvirinimo siūlės (paprastai 45–90 laipsnių nuo suvirinimo), kad būtų išvengta suvirinimo įtrūkimų -9.
Matmenų tolerancijos:ERW vamzdžiai dažnai turi tikslesnius sienelių storio nuokrypius ir geresnį koncentriškumą nei karštai{0}}apdoroti besiūliai vamzdžiai. Tai gali būti naudinga tiksliam mechaniniam pritaikymui, sumažinant medžiagos svorį ir užtikrinant nuoseklų prigludimą-grotelių struktūrose -4.
5. Klausimas: Kokie yra standartinio API 5L Gr.B ERW vamzdžio naudojimo „rūgščios paslaugos“ aplinkoje, kurioje yra H₂S, apribojimai ir kokių kokybės modifikacijų ir bandymų reikia, kad jis būtų tinkamas?
Atsakymas:
StandartinisAPI 5L B klasėERW vamzdžiai paprastai yranerekomenduojamarūgščioms paslaugoms (šlapioje H₂S aplinkoje) be reikšmingų pakeitimų. H₂S gali sukelti sulfidinį įtempių įtrūkimą (SSC) arba vandenilio sukeltą įtrūkimą (HIC), ypač kietesnėse mikrostruktūrose, esančiose suvirinimo siūlėse ir standartinių vamzdžių HAZ -6.
Kad ERW vamzdis būtų tinkamas rūgščiam aptarnavimui, reikalingi šie bazinės klasės ir bandymo protokolų pakeitimai:
Chemijos kontrolė:Pliene turi būti labai mažai priemaišų, ypač:
Siera (S):Paprastai apsiribojama<0.002% or even <0.001%. Low sulfur reduces the number of manganese sulfide inclusions, which are initiation sites for HIC.
Fosforas (P):Turi būti griežtai kontroliuojamas.
Anglies ekvivalentas (CE):Turi būti labai žemas, kad būtų užtikrintas mažas kietumas ir geras suvirinamumas, kad nesusidarytų įtrūkimams{0}}jautrios martensitinės zonos -6.
Kietumo bandymas (HV10):Rimtos paslaugų specifikacijos (pvz., API 5L PSL2 su H priedu) nustato didžiausius vamzdžio korpuso, suvirinimo siūlės ir HAZ kietumo apribojimus (dažnai daugiausia 250 HV arba 22 HRC). Standartas Gr.B neturi šių privalomų ribų. Norint užtikrinti, kad nebūtų kietų dėmių, reikalingas mikro-kietumo žemėlapis visoje suvirinimo siūlėje -2-6.
HIC/SSC testavimas:Be standartinio NDT, vamzdis turi išlaikyti specialius laboratorinius tyrimus, kai bandiniai panardinami į tirpalą, prisotintą H₂S, ir po nustatyto laikotarpio tiriami, ar nėra įtrūkimų. Tai patvirtina medžiagos atsparumą vandenilio{1}}sukeltam pūslių susidarymui ir laipsniškam įtrūkimui –6.
Jei tenkinamos šios sąlygos, galima naudoti modifikuotą „Sour Service“ klasės B ERW vamzdį, tačiau dažnai projektuotojai pereina prie aukštesnės klasės, pvz., L245NS arba L290NS (su „NS“ reiškia atsparumą rūgščiam naudojimui) arba nurodo besiūlius vamzdžius, kad būtų visiškai išvengta su suvirintomis siūlėmis susijusios rizikos kritinėje rūgštinėje aplinkoje -6.
