Külmtõmmatud toru on õmblusteta mehaanilised torud , mille suurus on tõmmatud läbi matriitsi ja üle torni, et saavutada täpsed tolerantsid ja kõrge voolavuspiir. Kuigi seda reguleerib peamiselt ASTM A519 , piirab selle rakendamist hapu teeninduskeskkondades rangelt NACE MR0175/ISO 15156 . Seda leidub kõikjal hüdrosilindrites ja puuraukude tööriistades, kuid see ebaõnnestub katastroofiliselt sulfiidpinge pragunemise (SSC) tõttu, kui jääkpinna külmtöö ületab 22 HRC.
SAGELIKUD VÄLJAKÜSIMUSED KÜLMtõmmatud TORU KOHTA
Miks mu ASTM A519 torud SSC-testides ebaõnnestuvad, hoolimata veski MTR-ide läbimisest?
Standardsed veski MTR-id näitavad kõvadust, mis on mõõdetud keskmises seinas (raadiuses) ASTM A370 järgi. See kaotab joonistusvormist tingitud ID/OD lokaliseeritud kõvastunud 'naha' (sügavus 0,1–0,5 mm). See nahk ületab sageli NACE 22 HRC piiri, tekitades pragusid isegi siis, kui südamik on nõuetele vastav.
Kas 'Stress Leevendatud' (SR) tingimus on NACE nõuetele vastavuse jaoks piisav?
Üldiselt ei. Standardsed pingeleevenduse temperatuurid on sageli liiga madalad, et täielikult ümberkristallida külmtõmbamisel tekkinud tugevalt pingestatud pinnaterad. Et tagada kogu seina ulatuses ühtlane kõvadusprofiil alla 22 HRC (250 HV), vajab toru tavaliselt normaliseerimist või jahutamist ja karastamist (Q&T).
Kas me saame kontrollida pinna kõvadust kaasaskantavate Leebi või UCI testerite abil?
Ei. Kaasaskantavatel tagasilöögi (Leeb) või ultraheli kontakttakistuse (UCI) testeritel puudub sügavuslahutusvõime õhukese 200-mikronilise naha täpseks mõõtmiseks. Nad loevad aluseks olevat hulgimaterjali. Ainult laboratoorsed mikrokõvaduse testid (Vickers/Knoop) poleeritud ristlõikel annavad kehtivaid andmeid pinna vastavuse kohta.
Tehniline lahtiühendamine: ASTM A370 vs. NACE MR0175
Esmane tehniline oht, kui külmtõmmatud toru hapu teenistuses on, on tootmisstandardite ja rakendusfüüsika vaheline 'vastavuslünk'. ASTM A519 on mehaanilise torustiku spetsifikatsioon, mitte surveanuma või torutoru standard. See ei võta oma olemuselt arvesse keskkonnamõjude pragunemise mehhanisme.
Külmtõmbeprotsess – terase tõmbamine läbi stantsi OD vähendamiseks ja üle torni tõmbamine ID seadistamiseks – tekitab pinnal äärmise plastilise deformatsiooni. Selle tulemuseks on 'nahaefekt', kus välise ja sisemise 500 mikroni kõvadus võib olla 35–40 HRC, samas kui keskmine sein jääb nõuetele vastavaks 19 HRC-ks.
Miks õhuke pinnakiht põhjustab täieliku katastroofilise rikke?
Hapus keskkonnas on H2S-i pragunemine pinnapealne mehhanism. Kui haprasse, nõuetele mittevastavasse nahka (üle 250 HV) tekib mikropragu, toimib see terava sälguna. See sälk tõstab pinge intensiivsuse tegurit järsult, võimaldades praol dünaamiliselt levida läbi pehmema, kohanemisvõimelise keskmise seina materjali.
Vastavuse vaidluste tabel
Insenerid seisavad sageli silmitsi veskite tagasilöögiga, kui nad pinnanäitude põhjal soojuspartiisid tagasi lükkavad. Vastandliku loogika mõistmine on vahekohtu jaoks ülioluline.
Partei
argumentide
tehniline tegelikkus
Veski (tarnija)
'Testitud ASTM A370 järgi keskmise raadiusega. Tulemus: 19 HRC. Materjal on nõuetele vastav.'
ASTM A370 mõõdab mahuomadusi. See vastab juriidiliselt ostunõuetele, kuid eirab SSC algatamise füüsikat.
Kasutaja (insener)
'Labor leidis ID pinnalt 280 HV (27 HRC). Keela kuumus.'
NACE MR0175 §7.3.3 kohustab niisutatud pind olema <22 HRC. Kui vedelik puudutab nahka, peab nahk olema pehme.
Tehniline kokkuvõte: ärge kunagi nõustuge külmtõmmatud torude MTR-i üldiste 'NACE-ga ühilduvate' väidetega, ilma et oleksite üle vaadanud tehases kasutatavad konkreetsed testimiskoha protokollid.
Kui külmtõmmatud toru on vale valik
3. tsooni hapu teenus: ilma täieliku kuumtöötluseta (normaliseerimine/Q&T) on pinna kõvaduse hüpete oht kriitilise H2S-i osarõhu jaoks liiga kõrge.
Töötlemata pinnad väsimusrakendustes: joonistusprotsessile omased mikrodefektid ja stantsijäljed toimivad pingetõusudena; kui toru pole lihvitud ega töödeldud, on väsimise eluiga ohustatud.
Kõrgsurve vesiniku teenus ilma mahulise NDEta: ASTM A519 ei nõua vaikimisi ultraheli testimist (UT). Tõmbamisega pikendatud laminaadid või lisandid võivad kõrgsurve vesinikus villida.
Hankevolitused: ASTM A519 tühistamine
Külmtõmmatud toru ohutuks kasutamiseks hapukas keskkonnas peab hankekeel sõnaselgelt kõrvaldama vastavuse lünga. Standardsetele osanumbritele tuginemisest ei piisa.
Võtmete tellimise spetsifikatsioonid
Kuumtöötlus: määrake 'Normaliseeritud' või 'Quench & Tempered', mitte 'Stress Relied' (SRA). See tagab mikrostruktuuri lähtestamise, kõrvaldades tööst kõvastunud naha.
Kõvaduse kontrollimine: lisage täiendav nõue: 'Kõvaduse testimine hõlmab lisaks standardsetele keskmise raadiuse katsetele OD ja ID pinna mõõtmisi (HV5 või HV10). Max 250 HV10 kõikidel märgadel pindadel.'
Pinna seisukord: määrake 'Vaba stantsijälgede, ringide ja raskete oksiidideta', kuna pinna topoloogia defektid süvendavad vesiniku omastamist.
Milline on pinna kõvaduse põiksuuna küsimise kulumõju?
Spetsiifiliste mikrokõvadusega pinna põikisuunaliste külgede lisamine lisab tavaliselt <5% testimiskuludele, kuid hoiab ära 100% 'Skin Effect' tõrgetest. Ühe välja tõrke hind kaalub suurusjärkude võrra üles testimiskulud.
Kuidas lahendada kõvaduse vaidlusi, kui välilabori tulemused on vastuolus veski MTR-iga?
Vaidlused tekivad peaaegu alati testimiskohast. Kui veski testis keskseina (A370) ja välilabor pinda (NACE kavatsus), on välilabor kasutuskõlblikkuse osas õige. Probleemi lahendamiseks taotlege ühist kolmanda osapoole tunnistaja testi, mis keskendub mikrokõvaduse traversile (testimine pinnast südamikuni iga 0,1 mm järel). Kui 'U-kuju' kõvadusprofiil on olemas, oli veski pingevabastusprotsess ebapiisav.
Milline on minimaalne materjali eemaldamine külmtöödeldud naha eemaldamiseks?
Kuigi see on reduktsioonisuhte alusel muutuv, on konservatiivne tehniline rusikareegel, et kõrge kõvadusega nahk ulatub 0,010–0,020” (0,25–0,5 mm) seina sisse. Kui torud ostetakse 'Machining Stockina' (nt vooderdiste jaoks), eemaldab ID/OD-st 1,0 mm kaugusel töötlemine tõhusalt mittevastava kihi, muutes puistematerjali omadused taas asjakohaseks.
Kas 'koorimine ja poleerimine' töötlemine tagab külmtõmmatud torude NACE vastavuse?
Oma olemuselt mitte. Koorimine eemaldab OD defektid ja osa kõvastunud kihist, kuid see ei käsitle ID-d (siseläbimõõt). Torukujulistes rakendustes, kus protsessivedelik on sisemine (nt voolutorud, sissepritsesuled), ei ole kooritud OD ID-l esineva korrosioonimehhanismi jaoks oluline. ID tuleb lihvida või keemiliselt töödelda või toru termiliselt normaliseerida.
Miks on ASTM A519 kõrgest tugevusest hoolimata sageli avamerekonstruktsioonides keelatud?
ASTM A519-l puudub Charpy V-Notch (CVN) löögikindluse nõuete standard torude struktuurispetsifikatsioonides, nagu API 5L või EN 10225. Külmtõmbamine suurendab voolavust, kuid vähendab oluliselt plastilisust ja sitkust. Madala temperatuuriga avamerekeskkondades tekitab see hapra purunemise ohtu, sõltumata hapu teenuse vastavuse probleemidest.
