1. Въпрос: За приложение на тръбопроводна тръба API 5L X52 PSL2, каква специфична топлинна обработка на заваръчния шев обикновено се изисква и как тя влияе върху микроструктурата и механичните свойства на зоната, засегната от топлина (HAZ)?
отговор:
За тръбите API 5L X52 PSL2 ERW, производственият процес изисква зоната на заваряване да бъде подложена на топлинна обработка след заваряване, по-специалнонормализиране. Това не е просто облекчаване на стреса; това е процес на пълна топлинна обработка, при който зоната на заваряване се нагрява до температура над горната критична точка (обикновено около 900 градуса до 980 градуса) и след това се оставя да се охлади на въздух -6.
Основната цел на тази нормализираща обработка е да се подобри структурата на зърната в заваръчния шев и зоната на топлинно въздействие (HAZ). По време на -процеса на високочестотно заваряване бързото нагряване и охлаждане може да създаде крехка, твърда микроструктура (като мартензит) и лята структура, която се различава значително от кованата структура на основния метал. Нормализирането трансформира тази микроструктура в еднородна смес от ферит и перлит, която много съответства на основния метал от клас X52 -1-4. Това гарантира, че механичните свойства на заваръчния шев-като граница на провлачване (минимум 52 000 psi / 360 MPa), якост на опън и пластичност са практически идентични с тялото на тръбата. Той елиминира "слабата точка", традиционно свързана със заваръчния шев, позволявайки на тръбата да работи надеждно при условията на средно налягане, типични за тръбопроводи X52, като градски газови мрежи и рафинерийни линии -4-6.
2. Въпрос: Когато се снабдяват с тръби ERW от класове въглеродна стомана като Q235 или Q345 за структурни приложения, какви са ключовите разлики в механичните свойства и типичната крайна-употреба в сравнение с по-висок-клас материал като API 5L X70?
отговор:
Разликата между оценки катоQ235 (еквивалент на ASTM A36) , Q345 (ASTM A572 клас 50 еквивалент), иAPI 5L X70се крие в тяхната граница на провлачване, здравина и предвидено приложение, което диктува протоколите за производство и тестване.
Q235 и Q345 (китайски GB/T стандарти):Това са стандартни конструкционни стомани. Q235 има минимална граница на провлачване от 235 MPa и се използва за приложения с общо предназначение, ниско-напрежение, като огради, скелета и водопроводи, където формоспособността и заваряемостта са ключови -1-9. Q345 предлага по-висока граница на провлачване (около 345 MPa) и по-добра издръжливост при ниски -температури, което го прави подходящ за строителни рамки, подпори на мостове и механични конструкции. Тестването обикновено включва сплескване, разваляне и хидростатични тестове, но безразрушителното изпитване (NDT) може да не е 100% задължително на заваръчния шев за некритична структурна употреба -3-8.
API 5L X70 (Американски петролен институт):Това е високо{0}}стомана за критични енергийни приложения. С минимална граница на провлачване от 70 000 psi (приблизително 483 MPa), той е проектиран за пренос на нефт и природен газ под високо-налягане на дълги-разстояния -6. Производственият процес за X70 включва строг контрол върху химията (много ниско съдържание на въглерод и микро-сплави като ниобий или ванадий) и термомеханична контролирана обработка (TMCP). Освен това спецификациите на API 5L PSL2 за X70 налагат строги ограничения за въглеродните еквиваленти (за предотвратяване на напукване) и изискват 100% ултразвукова проверка на заваръчния шев -6-10. За разлика от Q235 или Q345, X70 е проектиран за устойчивост на счупване, за да предотврати крехко счупване в взискателни среди, въпреки че обикновено не се препоръчва за киселинна (H₂S) работа без допълнително тестване -6.
3. Въпрос: За ERW тръби, произведени в съответствие с ASTM A53 степен B, какви са критичните методи за безразрушителен тест (NDT), използвани за откриване на често срещани производствени дефекти като пукнатини на куки или липса на сливане, и защо са необходими?
отговор:
ASTM A53 клас B ERW тръби, широко използвани в механични приложения и приложения под налягане, трябва да бъдат подложени на специфично изпитване без разрушаване, за да се гарантира целостта на заваръчния шев. Основните методи саИзпитване на вихров ток (ET)иУлтразвуково изследване (UT) -3-8.
Тези методи са необходими, тъй като процесът на заваряване в твърда{0}}фаза, използван при ERW, може да създаде равнинни дефекти, които са трудни за откриване с невъоръжено око или само с хидростатично изпитване.
Откриване на липса на топене (LOF):Ако параметрите на заваряване (температура или налягане) са извън границите, заваръчният интерфейс може да се свърже неправилно. UT, особено усъвършенстваното ултразвуково тестване с фазова решетка (PAUT), е много ефективно при откриването на тези LOF дефекти чрез изпращане на звукови вълни през заваръчния шев и анализиране на отражения -5-10.
Откриване на пукнатини на куките:Това са пукнатини, които възникват в зоната на топлинно въздействие (HAZ) поради удължаването на не-металните включвания по време на процеса на формоване -2-7. Високочестотни вихрови токове или специализирани UT сонди могат да открият тези фини прекъсвания по заваръчната линия.
Съвременните системи за инспекция често използват автоматизирано проследяване на заваръчните шевове с PA сонди за проверка както на заваръчния шев, така и на HAZ. Това гарантира, че дори дефекти като ламинации, завършващи на заваръчния шев (които създават уникални геометрии на дефекти), се откриват, като се гарантира, че тръбата отговаря на изискванията на кода за услуги като вода, пара или въздушни линии до границите, определени от ASME B31.1 или B31.3 -4-2.
4. Въпрос: Може ли ERW тръба от клас S355J2H (EN 10219) директно да замени безшевна тръба в студено{3}}формовано структурно приложение и какви съображения относно заваръчния шев трябва да бъдат разгледани?
отговор:
Да, ERW тръба в класS355J2Hкато цяло може да замени безшевна тръба в структурни приложения, при условие че проектът отчита наличието на заваръчен шев. S355J2H е фин{3}}структурен кух профил, определен съгласно EN 10219 за студено{5}}формовани заварени профили -8.
Съображения за подмяна:
Качество на заваръчния шев:Модерните мелници ERW произвеждат заваръчен шев, който е толкова здрав, колкото основния метал, благодарение на нормализиращата топлинна обработка. Въпреки това, обозначението "J2H" показва, че материалът има гарантирана устойчивост на удар при -20 градуса. Изключително важно е заваръчният шев също да отговаря на това изискване за якост. Доставчикът трябва да предостави сертификати за изпитване на мелница (EN 10204 3.1), доказващи, че заварените образци са преминали тестовете за удар на Шарпи -3-8.
Формоване срещу заваряване:За разлика от безшевните тръби, които се екструдират от твърда заготовка, ERW тръбите се оформят от намотка и се заваряват. За структурни рамки или автомобилни части способността за студено формоване на основния метал е отлична, но заваръчната зона ще бъде по-малко пластична от основния метал, ако не бъде обработена правилно топлинно-. При приложения, изискващи значително студено огъванеследпри производството на тръби, завоят трябва да бъде ориентиран встрани от заваръчния шев (обикновено 45 до 90 градуса от заваръчния шев), за да се предотврати напукване на заваръчния шев -9.
Допуски на размерите:ERW тръбите често имат по-прецизни толеранси на дебелината на стената и по-добра концентричност от горещо завършените безшевни тръби. Това може да бъде от полза за прецизни механични приложения, намаляване на теглото на материала и осигуряване на последователно прилягане-в решетъчни структури -4.
5. Въпрос: Какви са ограниченията при използването на стандартна тръба API 5L Gr.B ERW в среда на "кисела среда", съдържаща H₂S, и какви модификации на степента и изпитването са необходими, за да стане подходяща?
отговор:
СтандартенAPI 5L клас BERW тръбите обикновено сане се препоръчваза работа в кисела среда (мокра H₂S среда) без значителни модификации. Наличието на H₂S може да причини сулфидно напукване (SSC) или предизвикано от водород напукване (HIC), особено в по-твърдите микроструктури, открити в заваръчния шев и HAZ на стандартни тръби от клас -6.
За да се направи една ERW тръба, подходяща за работа с киселини, са необходими следните модификации на основния клас и протоколите за изпитване:
Химичен контрол:Стоманата трябва да има много ниско съдържание на примеси, по-специално:
Сяра (S):Обикновено се ограничава до<0.002% or even <0.001%. Low sulfur reduces the number of manganese sulfide inclusions, which are initiation sites for HIC.
Фосфор (P):Трябва да се контролира строго.
Въглероден еквивалент (CE):Трябва да се поддържа много ниско, за да се осигури ниска твърдост и добра заваряемост, предотвратявайки образуването на пукнатини-чувствителни мартензитни зони -6.
Тест за твърдост (HV10):Сервизните спецификации на Sour (като API 5L PSL2 с приложение H) налагат максимални ограничения на твърдостта на тялото на тръбата, заваръчния шев и HAZ (често максимум 250 HV или 22 HRC). Стандарт Gr.B няма тези задължителни ограничения. Изисква се картографиране на микро-твърдостта през заваръчния шев, за да се гарантира, че няма твърди точки -2-6.
HIC/SSC тестване:Освен стандартния NDT, тръбата трябва да премине специфични лабораторни тестове, при които пробите се потапят в разтвор, наситен с H₂S, и се изследват за напукване след определен период. Това потвърждава устойчивостта на материала срещу образуване на мехури и стъпаловидно напукване,-предизвикано от водород -6.
Ако тези условия са изпълнени, може да се използва модифицирана ERW тръба клас B "Sour Service", но често проектантите ще преминат към по-висок клас като L245NS или L290NS (с "NS", обозначаващ устойчивост на работа при кисели условия) или ще определят безшевни тръби, за да избегнат напълно рисковете, свързани със заварения шев в критични киселинни среди -6.
