HAZ ማለስለስ በ X65/X70 LSAW የቧንቧ ብየዳ

በብረታ ብረት ውስጥ ከፍተኛ-ጥንካሬ ዝቅተኛ-ቅይጥ (HSLA) መስመር ቧንቧ,  Thermo-ሜካኒካል ቁጥጥር ሂደት (TMCP) ብረቶች የተወሰነ ፓራዶክስ ያቀርባል. ከፍተኛ ጥንካሬን (X65፣ X70) ከደካማ ኬሚስትሪ እና እጅግ በጣም ጥሩ የመበየድ አቅምን ቢፈቅዱም፣ በቴርሞዳይናሚክስ ያልተረጋጉ ናቸው። የማምረት ሂደቱ ጥንካሬን ወደ ብረት ያቀዘቅዘዋል; የመገጣጠም ሂደት ይለቀቃል.

ከኤል.ኤስ.ኤስ. (Longitudinal Submerged Arc Welding) ቧንቧ ጋር ለሚሰሩ የብየዳ መሐንዲሶች እና የብረታ ብረት ባለሙያዎች፣ በሙቀት በተጎዳው ዞን (HAZ) ውስጥ ያለው 'ለስላሳ ዞን' ለሂደቱ የብቃት ውድቀት ተደጋጋሚ መንስኤ ነው። እንደ ተለመደው ብረቶች እልከኛ እና ስንጥቅ፣ TMCP ስቲሎች ይለሰልሳሉ እና ይሰጣሉ። ይህ ጽሑፍ የዚህን ማለስለሻ ዘዴ፣ ወሳኝ የማቀዝቀዝ ጊዜ መለኪያዎችን እና በDNV-OS-F101 ስር ተገዢነትን እንዴት ማሰስ እንደሚቻል በዝርዝር ይገልጻል።

የማለስለስ የብረታ ብረት ዘዴ

የ TMCP ብረት ሲሞቅ ጥንካሬን የሚያጣው ለምንድን ነው?

የቲኤምሲፒ ብረት ሜካኒካል ባህሪያቱን የሚያገኘው ከከባድ ቅይጥ ይልቅ በቁጥጥር በሚሽከረከር እና በተፋጠነ ቅዝቃዜ ከሚገኘው የእህል ማጣሪያ እና የመፈናቀል ጥግግት ነው። ይህ ጥቃቅን-ጥራጥሬ  acicular ferrite  ወይም bainite አንድ microstructure ያፈራል. ይህ ሁኔታ 'ሚዛናዊ ያልሆነ' ሁኔታ ነው።

በ LSAW ብየዳ ወቅት፣ Intercritical HAZ (ICHAZ) እና Fine-Grained HAZ (FGHAZ) በ$A_{c1}$ (በግምት. 720°C) እና በ$A_{c3}$ (850°C) መካከል ባለው የሙቀት መጠን ይሞቃሉ። ይህ የሙቀት ግቤት እንደ ማነቃቂያ ሆኖ ይሠራል፣ ይህም የሜታስታስቲክ አሲኩላር ፌሪትትን ወደ ኦስቲኔት ይለውጠዋል። በሚቀዘቅዝበት ጊዜ፣ መጠኑ ከመጀመሪያው የወፍጮ ቅዝቃዜ ቀርፋፋ ከሆነ (በ SAW ውስጥ የተረጋገጠ ነው ማለት ይቻላል)፣ ኦስቲኔት ወደ ቴርሞዳይናሚካላዊ የተረጋጋ፣ ነገር ግን በሜካኒካል ደካማ፣  ባለብዙ ጎን ፌሪት  እና granular bainite ይቀየራል።

የ$t_{8/5}$ የማቀዝቀዝ ጊዜ ወጥመድ

የማቀዝቀዝ ጊዜ የሶፍት ዞን ክብደትን እንዴት ይወስናል?

የማለስለሱ መጠን በቀጥታ ከ800°C እስከ 500°C በማቀዝቀዝ ጊዜ ብየዳው ከ$t_{8/5}$ ጋር ይዛመዳል።

• የዒላማ መስኮት  ፡ ለX65/X70፣ ጥሩ ንብረቶች ብዙውን ጊዜ በ8 እና በ20 ሰከንድ መካከል $t_{8/5}$ ያስፈልጋቸዋል።

• የLSAW እውነታ  ፡ LSAW ከፍተኛ የማስቀመጫ ሂደት ነው። የሙቀት ግብዓቶች ብዙውን ጊዜ ከ 2.5 እስከ 4.5 ኪ.ግ / ሚሜ ይደርሳሉ. በከባድ ግድግዳ ቱቦ (> 25 ሚሜ) የ3.5 ኪጁ/ሚሜ የሙቀት ግቤት ከ30 ሰከንድ በላይ በ$t_{8/5}$ ሊያስከትል ይችላል።

• መዘዙ  ፡ በ$t_{8/5} > 25s$፣ blocky proeutectoid ferrite ምስረታ ጥቃቅን መዋቅሩን ይቆጣጠራል። ይህ ደረጃ የመሠረት ብረትን የመበታተን ጥንካሬ የለውም, ይህም ወደ ጠንካራነት ከ30-60 HV10 ጠብታዎች ያመጣል.

በ X65/X70 LSAW የቧንቧ ብየዳ ስለ HAZ ማለስለስ የተለመዱ የመስክ ጥያቄዎች

ለምንድነው DNV-OS-F101 በመስቀል-ዌልድ የመሸከም አቅም መቀነስ ላይ ጥብቅ የሆነው?

DNV-OS-F101 (እና ISO 3183) ለስላሳ ዞን መኖሩን ይቀበላል ነገር ግን ተጽእኖውን ይገድባል. ኮዱ በተለምዶ እስካሟላ ድረስ የመስቀል-ዌልድ የመሸከምያ ጥንካሬ ከትክክለኛው የመነሻ ብረት ጥንካሬ ያነሰ እንዲሆን ይፈቅዳል  SMTS (የተለየ አነስተኛ የመሸከምና ጥንካሬ) ። Strain Based Design (ኤስቢዲ) ጥቅም ላይ ካልዋለ አንዳንድ አባሪዎች በ95% የSMTS ዋጋ ይፈቅዳሉ። አሳሳቢው ነገር ሰፊ፣ ከባድ ለስላሳ ዞን እንደ ውጥረት ማጎሪያ ሆኖ ይሠራል፣ ይህም ወደ ስብራት መንገድ መዛባት እና የፕላስቲክ ውድቀት አቅምን ይቀንሳል።

ከመጠን በላይ መገጣጠም የ HAZ ማለስለስን ማካካስ ይችላል?

አዎ። ይህ ዋናው የመቀነስ ስልት ነው። የዌልድ ሜታል (ደብሊውኤም) የትርፍ ጥንካሬ ከBase Metal (BM) የትርፍ ጥንካሬ (ከላይ > 100 MPa) የበለጠ ብልጫ ያለው መሆኑን በማረጋገጥ፣ ጠንካራው ዌልድ ብረት የእገዳ ውጤት ይፈጥራል። ይህ 'መከለያ' በጠባቡ ለስላሳ HAZ ውስጥ የውጥረት አካባቢያዊነትን ይከላከላል፣ በአለምአቀፍ የመጫኛ ክስተቶች ወቅት የፕላስቲክ ቅርጻቅር ወደ መሰረታዊ ብረት እንዲገባ ያስገድዳል።

የቧንቧው ግድግዳ ውፍረት ለስላሳ ዞን ስፋት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል?

በተዘዋዋሪ አዎን. ወፍራም ግድግዳ ቧንቧ (ለምሳሌ፡>30ሚሜ) እንደ ይበልጥ ቀልጣፋ የሙቀት ማስመጫ ሆኖ ያገለግላል፣ ይህም $t_{8/5}$ (3D የሙቀት ፍሰትን) ሊቀንስ ይችላል። ነገር ግን፣ በወፍራም ግድግዳ ቱቦ ላይ LSAW ብየዳ መግባቱን ለማረጋገጥ ብዙ ሽቦ ታንዳም SAWን ይፈልጋል። በሥሩ ውስጥ ያሉት ድምር የሙቀት ዑደቶች እና ወፍራም ግድግዳ በተበየደው ሙቅ ማለፊያ ብዙውን ጊዜ በጣም ሰፊውን ለስላሳ ዞኖች ያመነጫሉ።

የኢንጂነሪንግ መፍትሄዎች ለ HAZ ማለስለስ በ X65 / X70 LSAW የቧንቧ ብየዳ

የ HAZ ማለስለስን ማቃለል ትክክለኛ የቁሳቁስ ምርጫ እና ቁጥጥር የሚደረግበት የብየዳ መለኪያዎች ጥምረት ይጠይቃል። ቧንቧ በሚገዙበት ጊዜ የኬሚካላዊ ውህደቱ በዝግታ የማቀዝቀዝ ፍጥነት የፌሪይት መፈጠርን ለመቋቋም በቂ ጥንካሬ እንዳለው (በMn፣Mo ወይም Ni ተጨማሪዎች) ማረጋገጥ አስፈላጊ ነው።

በተጨማሪም ትክክለኛውን የቧንቧ ማምረቻ ዘዴ መምረጥ የመጀመሪያው የመከላከያ መስመር ነው. ለትልቅ ዲያሜትር ከፍተኛ-ግፊት መስመሮች, LSAW በጥብቅ የTMCP ፕሮቶኮሎች የተሰራውን ለስላሳ ዞን ስፋት እየቀነሰ ጥንካሬን ለመጠበቅ ያስፈልጋል.

የሚመከር የምርት ውህደት፡-

• ለትልቅ ዲያሜትር ከፍተኛ ግፊት ማስተላለፊያ  ፡ ከፍተኛ ደረጃን ተጠቀም የተበየደው መስመር ቧንቧ (LSAW) ። ለባህር ዳርቻ እና ለጎምዛዛ አገልግሎት መተግበሪያዎች በልዩ ኬሚስትሪ

• ለከፍተኛ ግፊት ፍሰት መስመሮች (ትንሽ ዲያሜትር)  ፡ አስቡበት እንከን የለሽ የመስመር ፓይፕ  የ Quench & Temper (Q&T) ሂደት ለTMCP ለተመሳሳይ የማለስለሻ ስልቶች የማይጋለጥ ይበልጥ ወጥ የሆነ ማይክሮስትራክቸር የሚሰጥበት።

የሚጠየቁ ጥያቄዎች፡ በTMCP ማለስለሻ ላይ የጎሳ እውቀት

በ X65 HAZ ውስጥ ከፍተኛ ተቀባይነት ያለው የጠንካራነት ጠብታ ምንድነው?

እንደ DNV-OS-F101 ያሉ ኮዶች ውድቅ ለማድረግ ጥብቅ 'ዝቅተኛ ጥንካሬን' ባያስቀምጡም፣ ከ40-50 HV10 ከመሠረቱ የብረት አማካኝ በታች መውደቅ ጉልህ የማስጠንቀቂያ ምልክት ነው። የትርጉም ቦታን ማጣራት የሚችል ጥቃቅን መዋቅርን ያመለክታል. አብዛኛዎቹ ኦፕሬተሮች የ HAZ ጥንካሬን ከ180-190 HV10 በላይ ለX65 ደረጃዎች ለመጠበቅ ይፈልጋሉ።

ለLSAW የ$t_{8/5}$ የማቀዝቀዝ ጊዜን እንዴት ያስሉታል?

ለወፍራም ሳህኖች (3D የሙቀት ፍሰት)፣ የአውራ ጣት የመስክ ህግ $t_{8/5} በግምት (6700 imes E) - 5$ ሲሆን E በኪጄ/ሚሜ ውስጥ የሙቀት ግቤት ነው። ነገር ግን በሂደት ብቃት መዛግብት (PQR) ወቅት ጥብቅ የቁጥር ሞዴሊንግ ወይም የቀጥታ ቴርሞፕል መለኪያ ለትክክለኛነት ያስፈልጋል፣ ምክንያቱም ቅድመ-ሙቀት እና የመሃል ማለፊያ ሙቀት ይህንን ዋጋ በእጅጉ ስለሚያዛባው።

ሥሩ ማለፊያ በጣም ማለስለስ የሚሠቃየው ለምንድን ነው?

የስር ማለፊያው (እና በአቅራቢያው HAZ) ከተከታይ የመሙያ ማለፊያዎች ብዙ የማሞቅ ዑደት ይደረግበታል. እነዚህ የሙቀት ዑደቶች ቀድሞውንም የለሰለሰውን መዋቅር ሊያበሳጩ ወይም በ intercritical ክልል ውስጥ ደጋግመው ሊያሽከረክሩት ይችላሉ፣ ይህም የእህል መቆራረጥን እና ተጨማሪ ጥንካሬን ይቀንሳል።

ከተጣራ በኋላ ቧንቧውን መደበኛ ማድረግ ለስላሳ ዞን ማስተካከል ይችላል?

ሙሉ መደበኛ ማድረግ (ከ$A_{c3}$ በላይ ማሞቅ እና አየር ማቀዝቀዝ) የሶፍት ዞኑን ያስወግዳል ነገርግን በተለምዶ የTMCP ቤዝ ብረትን ሜካኒካል ባህሪያት ያጠፋል። TMCP በማሽከርከር ልምምድ የ X65/X70 ጥንካሬን ያገኛል። መደበኛ ማድረግ የእህል አወቃቀሩን እንደገና ያስጀምረዋል፣ ብረቱ ከባድ ቅይጥ ከሌለው በስተቀር ጥንካሬውን ወደ ክፍል B ወይም X42 ደረጃ ዝቅ ያደርገዋል (ይህም TMCP ብዙውን ጊዜ የማይሰራ)።