1. Vprašanje: Kakšna specifična toplotna obdelava zvara je običajno potrebna za uporabo cevi API 5L X52 PSL2 in kako to vpliva na mikrostrukturo in mehanske lastnosti območja toplotnega vpliva (HAZ)?
odgovor:
Pri ceveh API 5L X52 PSL2 ERW proizvodni proces zahteva, da je območje zvara podvrženo -toplotni obdelavi po varjenju, zlastinormalizacijo. To ni le lajšanje stresa; gre za popoln postopek toplotne obdelave, pri katerem se območje zvara segreje na temperaturo nad zgornjo kritično točko (običajno okoli 900 stopinj do 980 stopinj) in nato pusti, da se na zraku ohladi -6.
Glavni namen te normalizacijske obdelave je izboljšati zrnato strukturo v zvarnem šivu in območju toplotnega vpliva (HAZ). Med -postopkom visokofrekvenčnega varjenja lahko hitro segrevanje in ohlajanje ustvari krhko, trdo mikrostrukturo (kot je martenzit) in ulito strukturo, ki se bistveno razlikuje od kovane strukture osnovne kovine. Normalizacija spremeni to mikrostrukturo v enotno mešanico ferita in perlita, ki se zelo ujema z navadno kovino stopnje X52 -1-4. To zagotavlja, da so mehanske lastnosti zvara-, kot so meja tečenja (najmanj 52.000 psi / 360 MPa), natezna trdnost in duktilnost, praktično enake telesu cevi. Odpravlja "šibko točko", ki je tradicionalno povezana z zvarom, kar omogoča zanesljivo delovanje cevi v pogojih srednjega tlaka, značilnih za cevovode X52, kot so mestna plinska omrežja in rafinerijske linije -4-6.
2. Vprašanje: Kakšne so ključne razlike v mehanskih lastnostih in tipični končni-uporabi v primerjavi z materialom višje-razrednosti, kot je API 5L X70, pri pridobivanju cevi ERW iz ogljikovega jekla, kot sta Q235 ali Q345 za konstrukcijske aplikacije?
odgovor:
Razlika med ocenami, kot jeQ235 (enakovredno ASTM A36) , Q345 (enakovredno ASTM A572 stopnje 50), inAPI 5L X70leži v njihovi meji tečenja, žilavosti in predvideni uporabi, ki narekuje proizvodne in preskusne protokole.
Q235 in Q345 (kitajski standardi GB/T):To so standardna konstrukcijska jekla. Q235 ima minimalno mejo tečenja 235 MPa in se uporablja za splošne namene, nizko-napetostne aplikacije, kot so ograje, gradbeni odri in vodovodne cevi, kjer sta sposobnost oblikovanja in varljivost ključni -1-9. Q345 ponuja višjo mejo tečenja (okoli 345 MPa) in boljšo nizko{11}}temperaturno žilavost, zaradi česar je primeren za gradbene okvire, nosilce mostov in mehanske strukture. Preizkušanje običajno vključuje sploščitev, sežiganje in hidrostatične preskuse, vendar nedestruktivno testiranje (NDT) morda ni 100 % obvezno na zvarnem šivu za nekritično konstrukcijsko uporabo -3-8.
API 5L X70 (Ameriški inštitut za nafto):To je -jeklo visoke trdnosti za kritične energetske aplikacije. Z najmanjšo mejo tečenja 70.000 psi (približno 483 MPa) je zasnovan za-visok{5}}tlačni prenos nafte in zemeljskega plina-na velike razdalje -6. Proizvodni proces za X70 vključuje strog nadzor nad kemijo (zelo nizka vsebnost ogljika in mikro-zlitine, kot sta niobij ali vanadij) in termomehansko nadzorovano obdelavo (TMCP). Poleg tega specifikacije API 5L PSL2 za X70 predpisujejo stroge omejitve glede ogljikovih ekvivalentov (za preprečevanje razpok) in zahtevajo 100-odstotno ultrazvočno kontrolo zvara -6-10. Za razliko od Q235 ali Q345 je X70 zasnovan za odpornost proti lomu, da prepreči krhek lom v zahtevnih okoljih, čeprav na splošno ni priporočljiv za uporabo v kislih razmerah (H₂S) brez dodatnega testiranja -6.
3. Vprašanje: Katere so metode kritičnega nedestruktivnega testiranja (NDT) za cevi ERW, izdelane v skladu z ASTM A53, stopnje B, ki se uporabljajo za odkrivanje pogostih proizvodnih napak, kot so razpoke na kavlju ali pomanjkanje fuzije, in zakaj so potrebne?
odgovor:
Cevi ASTM A53 razreda B ERW, ki se pogosto uporabljajo v mehanskih in tlačnih aplikacijah, morajo biti podvržene posebnemu neporušitvenemu testiranju, da se zagotovi celovitost zvara. Primarne metode soPreizkušanje vrtinčnih tokov (ET)inUltrazvočno testiranje (UT) -3-8.
Te metode so potrebne, ker lahko postopek varjenja v trdni{0}}fazi, ki se uporablja v ERW, povzroči ravninske napake, ki jih je težko zaznati s prostim očesom ali samo s hidrostatičnim testiranjem.
Zaznavanje pomanjkanja fuzije (LOF):Če varilni parametri (temperatura ali tlak) padejo izven meja, se zvarni vmesnik lahko nepravilno poveže. UT, še posebej napredno ultrazvočno testiranje faznih nizov (PAUT), je zelo učinkovito pri odkrivanju teh napak LOF s pošiljanjem zvočnih valov skozi zvar in analiziranjem odbojev -5-10.
Odkrivanje razpok kavljev:To so razpoke, ki nastanejo v območju toplotnega vpliva (HAZ) zaradi raztezanja nekovinskih vključkov med procesom oblikovanja -2-7. Visokofrekvenčni vrtinčni tok ali specializirane sonde UT lahko zaznajo te subtilne prekinitve vzdolž zvarne linije.
Sodobni inšpekcijski sistemi pogosto uporabljajo avtomatizirano sledenje zvarom s sondami PA za pregled tako zvara kot HAZ. To zagotavlja, da se odkrijejo tudi napake, kot so laminacije, ki se končajo pri zvaru (ki ustvarjajo edinstveno geometrijo napak), s čimer se zagotovi, da cev izpolnjuje zahteve kode za storitve, kot so vodni, parni ali zračni vodi do meja, ki jih določa ASME B31.1 ali B31.3 -4-2.
4. Vprašanje: Ali lahko cev ERW v razredu S355J2H (EN 10219) neposredno nadomesti brezšivno cev pri hladno-deformirani strukturni aplikaciji in katere pomisleke glede zvara je treba upoštevati?
odgovor:
Da, cev ERW v ravniS355J2Hlahko na splošno nadomesti brezšivno cev v konstrukcijskih aplikacijah, pod pogojem, da konstrukcija upošteva prisotnost zvara. S355J2H je fino{3}}strukturni votli profil, določen v EN 10219 za hladno oblikovane varjene profile -8.
Premisleki glede zamenjave:
Kakovost zvarnega šiva:Sodobni mlini ERW proizvajajo zvar, ki je enako močan kot osnovna kovina zaradi normalizirane toplotne obdelave. Vendar pa oznaka "J2H" nakazuje, da ima material zajamčeno udarno žilavost pri -20 stopinjah. Bistveno je, da zvarni šiv izpolnjuje tudi to zahtevo glede žilavosti. Dobavitelj mora predložiti potrdila o preskusu rezkanja (EN 10204 3.1), ki dokazujejo, da so zvarjeni vzorci opravili udarne preskuse po Charpyju -3-8.
Oblikovanje proti varjenju:Za razliko od brezšivnih cevi, ki so ekstrudirane iz trdne gredice, so cevi ERW oblikovane iz zvitka in varjene. Za konstrukcijske okvirje ali avtomobilske dele je hladno preoblikovanje osnovne kovine odlično, vendar bo varjeno območje manj duktilno kot osnovna kovina, če ni ustrezno toplotno -obdelano. Pri aplikacijah, ki zahtevajo znatno hladno krivljenjepopri proizvodnji cevi mora biti krivina usmerjena stran od zvara (običajno 45 do 90 stopinj od zvara), da preprečite pokanje zvara -9.
Dimenzijska toleranca:Cevi ERW imajo pogosto natančnejše tolerance debeline stene in boljšo koncentričnost kot vroče{0}}brezšivne cevi. To je lahko koristno za natančne mehanske aplikacije, zmanjšanje teže materiala in zagotavljanje doslednega prileganja-v rešetkastih strukturah -4.
5. Vprašanje: Kakšne so omejitve uporabe standardne cevi API 5L Gr.B ERW v okolju "kislega materiala", ki vsebuje H₂S, in kakšne spremembe kakovosti in testiranja so potrebne, da postane primerna?
odgovor:
StandardnoAPI 5L razred BCevi ERW so na splošnoni priporočljivoza kislo delovanje (mokra H₂S okolja) brez bistvenih sprememb. Prisotnost H₂S lahko povzroči sulfidne napetostne razpoke (SSC) ali razpoke, ki jih povzroči vodik (HIC), zlasti v trših mikrostrukturah, ki jih najdemo v zvarnem šivu in HAZ standardnih cevi razreda -6.
Da bi bila cev ERW primerna za uporabo v kislih kislinah, so potrebne naslednje spremembe osnovnega razreda in preskusnih protokolov:
Kemijska kontrola:Jeklo mora imeti zelo nizko vsebnost nečistoč, in sicer:
Žveplo (S):Običajno omejeno na<0.002% or even <0.001%. Low sulfur reduces the number of manganese sulfide inclusions, which are initiation sites for HIC.
Fosfor (P):Mora biti strogo nadzorovan.
Ekvivalent ogljika (CE):Ohranjati ga je treba zelo nizko, da zagotovimo nizko trdoto in dobro varljivost ter preprečimo nastanek razpok-občutljivih martenzitnih con -6.
Test trdote (HV10):Specifikacije za kisle storitve (kot je API 5L PSL2 s prilogo H) določajo največje omejitve trdote za telo cevi, zvar in HAZ (pogosto največ 250 HV ali 22 HRC). Standard Gr.B nima teh obveznih omejitev. Kartiranje mikro-trdote čez zvar je potrebno, da se zagotovi, da ni trdih točk -2-6.
HIC/SSC testiranje:Poleg standardnega NDT mora cev prestati posebne laboratorijske teste, pri katerih so vzorci potopljeni v raztopino, nasičeno s H₂S, in po določenem času pregledani glede razpok. S tem se preveri odpornost materiala na mehurjenje in postopno razpokanje,-ki jih povzroči vodik -6.
Če so ti pogoji izpolnjeni, se lahko uporabi modificirana cev B ERW razreda B za uporabo v kislem okolju, vendar bodo načrtovalci pogosto skočili na višji razred, kot je L245NS ali L290NS (z 'NS', ki označuje odpornost na kislo delovanje) ali določijo brezšivne cevi, da se popolnoma izognejo tveganjem, povezanim z varjenim šivom v kritičnih kislih okoljih -6.
