آن چیست؟ یک مجرای فولادی که توسط صفحه نورد یا کلاف و ذوب درز طولی از طریق جوشکاری مقاومت الکتریکی (ERW) یا قوس زیردریایی (SAW) ساخته میشود. استاندارد: عمدتاً توسط API 5L، ASTM A53، و ASTM A135 اداره می شود. مورد استفاده: انتقال انبوه نفت/گاز، شمع بندی ساختاری و خطوط فرآیند فشار کم تا متوسط. محدودیتها: در اثر خستگی چرخهای بالا، سرویسهای ترش (مگر اینکه با HIC آزمایش شده باشد)، و برنامههایی که به دقت ابعادی فوقالعاده نیاز دارند، از کار میافتد.
سوالات میدانی متداول در مورد لوله های جوش داده شده
چرا لوله ERW من در طول خمش سرد از درز شکافته می شود؟
شکافتن درز معمولاً به این دلیل اتفاق میافتد که درز جوش در موقعیت ساعت 12 (extrados) یا ساعت 6 (intrados) قرار میگیرد و ناحیه متاثر از حرارت (HAZ) را در معرض حداکثر تنش کششی یا فشاری قرار میدهد. همیشه درز طولی را در امتداد محور خنثی (ساعت 3 یا 9) در حین خمش قرار دهید.
آیا ASTM A53 نوع F (جوش ته کوره) برای خطوط هیدروکربنی ایمن است؟
نه. نوع F از فرآیند جوشکاری فورجی استفاده می کند که به طور قابل توجهی ضعیف تر از ERW یا بدون درز است. مستعد شکست شکننده است و فاقد قابلیت اطمینان مهار فشار مورد نیاز برای هیدروکربن ها است. نوع F را فقط به زهکشی کم فشار یا استفاده ساختاری محدود کنید.
چگونه هنگام جوشکاری دو لوله با عدم تطابق شدید 'Hi-Lo' برخورد کنیم؟
لوله های جوش داده شده اغلب از ضخامت دیواره ناسازگار در نزدیکی درز به دلیل تحمل روسری رنج می برند. اگر ناهماهنگی داخلی از محدودیتهای کد (معمولاً 1.6 میلیمتر) فراتر رفت، باید انتهای لوله را برای مطابقت با شناسه متقابل سوراخ کنید، یا برای پر کردن شکاف هندسی، به قطعهای تغییر شکل دهید.
1. خلاصه اجرایی: شکاف 'دانش قبیله'.
در حالی که برگه های داده مشخص می کنند که لوله جوش داده شده چیست (به عنوان مثال، API 5L Gr. B)، آنها به ندرت توضیح می دهند که چگونه در میدان عمل می کند. اصطکاک اولیه در استفاده از لوله های جوش داده شده بر روی بدون درز فقط «استحکام» نیست، بلکه غیرقابل پیش بینی بودن هندسی و تغییرات متالورژیکی در منطقه متاثر از حرارت (HAZ) است.
خط پایین جلو: لوله جوش داده شده مقرون به صرفه است و در قطرهای بزرگتر از بدون درز موجود است، اما هزینه را از تهیه به ساخت منتقل می کند . خدمه صحرایی زمان بیشتری را برای نصب (به دلیل بیضی بودن) و بازرسی (به دلیل خطرات درز) نسبت به لوله های بدون درز صرف می کنند.
آیا لوله بدون درز همیشه قوی تر از لوله جوشی است؟
از نظر تئوری، بله، به دلیل همگنی. با این حال، لوله های جوش داده شده مدرن API 5L PSL2 اغلب چقرمگی شکست بالاتری نسبت به لوله های بدون درز استاندارد قدیمی نشان می دهند. این شکاف در حال حاضر ثبات است. به جای فشار انفجاری خام مربوط به
2. مشخصات فنی و واقعیت شیمیایی
مهندسان اغلب API 5L، A53 و A106 را بهعنوان «فولاد کربنی» قابل تعویض در نظر میگیرند، اما محدودیتهای شیمیایی آنها عملکرد میدانی آنها را تعیین میکند، بهویژه در مورد جوشپذیری و چقرمگی.
املاک
ASTM A106 Gr. B (بدون درز)
ASTM A53 Gr. B (جوش داده شده/بدون درز)
API 5L Gr. B (PSL2)
استفاده اولیه
دما/فشار بالا
مکانیک عمومی/فشار کم
خدمات بحرانی/ترش
حداکثر کربن
0.30٪
0.30٪
0.24٪ (سخت ترین)
ماکس سولفور
0.035٪
0.045٪
0.015٪
حداکثر فسفر
0.035٪
0.050٪
0.025٪
NDT اجباری
هیدرواستاتیک
هیدرو یا NDE
NDT + هیدرو
نکته مهندس: از ASTM A53 برای سرویس ترش یا بارگذاری دینامیکی به دلیل وجود گوگرد مجاز (0.045٪) و فسفر (0.050٪) که خطر ترک خوردگی داغ را افزایش می دهد خودداری کنید. API 5L PSL2 به دلیل کنترل دقیق کربن (0.24٪ حداکثر) انتخاب برتر جوش داده شده است.
تفاوت بین PSL1 و PSL2 چیست؟
PSL2 (مشخصات محصول سطح 2) کنترلهای شیمیایی دقیقتر، آزمایش سختی اجباری بریدگی (Charpy V-Notch) و محدودیتهای تست غیر مخرب سختگیرانهتر را در مقایسه با الزامات شل PSL1 الزامی میکند.
3. حالت های خرابی فیلد و عیب یابی
حتی زمانی که برگه داده درست باشد، لوله جوش داده شده ممکن است به دلیل مصنوعات خاص تولید از کار بیفتد.
پدیده 'نقطه سخت' (لوله ERW)
علامت: شکست شکننده در نزدیکی درز، حتی پس از آزمایش هیدرولیک. علت اصلی: بازپخت نامناسب درز در حین ساخت. اگر سیمپیچهای القایی لبه را به صورت فلاش گرم کنند، اما فرآیند «تمپرینگ» با سرعت انجام شود، مارتنزیت موضعی تشکیل میشود. کاهش: لوله 'Full Body Normalized' را به جای 'Seam Annealed' برای خطوط بحرانی مشخص کنید.
ترک های قلاب
علامت: ترک های منحنی در نوک انگشت جوش باز می شوند و به سمت داخل می چرخند. علت اصلی: آخال های غیرفلزی (سرباره / خاک) در صفحه فولادی با فشار برهم زننده رول های جوش عمودی می شوند. رفع قبیله: این یک نقص آسیاب است. اگر ترک های قلاب ظاهر شد، فورا حرارت را رد کنید.
چگونه نقاط سخت را در زمین تشخیص دهم؟
آزمایشهای آب استاندارد اغلب نقاط سخت محلی را از دست میدهند. شما باید از تست سختی قابل حمل (Vickers یا Rockwell) استفاده کنید که به طور خاص منطقه متاثر از حرارت (HAZ) را هدف قرار می دهد تا فرآیند بازپخت درز را تأیید کند.
4. اصطکاک تصمیم: مالیات بیضی
چرا مدیران پروژه لوله های جوش داده شده را دوست دارند، اما لوله کش ها از آن متنفرند؟ جواب هندسه است.
لوله بدون درز اکسترود شده است و تمایل دارد گرد بماند. لوله جوش داده شده از صفحه تخت نورد می شود. «حافظه» دارد و دائماً میخواهد به شکل صافتری بازگردد. هنگامی که یک جوشکار یک لوله جوش داده شده را برش می دهد، انتهای آن اغلب بیضی شکل می شود.
نتیجه میدان: اتصال یک لوله جوش داده شده کمی بیضی شکل به فلنج شیر کاملاً گرد دشوار است. خدمه میدانی باید از گیره های رینگ یا سگ های هیدرولیک سنگین استفاده کنند تا لوله را برای چسباندن به دور بچرخانند. این به ساعات کار قابل توجهی اضافه می کند که به ندرت در قیمت اولیه خرید مواد گنجانده می شود.
آیا می توانید لوله های جوش داده شده را رزوه کنید؟
بله، اما ریسک دارد. اگر لوله بیضی قابل توجهی داشته باشد، قالب های رزوه ای به طور ناهموار بریده می شوند (از یک طرف عمیق، از طرف دیگر کم عمق) که منجر به مسیرهای نشت مارپیچ می شود. بدون درز همیشه برای اتصالات رزوه ای ترجیح داده می شود.
وقتی لوله جوش داده شده انتخاب اشتباهی است
بارگذاری چرخه ای شدید: اگر سیستم لرزش داشته باشد (مثلاً تخلیه کمپرسور)، تمرکز تنش در درز جوش تبدیل به نقطه شروع خستگی می شود. از Seamless استفاده کنید.
هیدروژن با فشار بالا: اتمهای هیدروژن در ناپیوستگیهای متالورژیکی مانند خط همجوشی جمع میشوند که منجر به ترک ناشی از هیدروژن (HIC) میشود. از PSL2 بدون درز یا HIC-Tested استفاده کنید.
کاربردهای بهداشتی: مهره داخلی جوش (روسری)، حتی زمانی که آسیاب می شود، سطح ناهموارتری نسبت به لوله بدون درز کشیده باقی می گذارد و مناطقی را برای باکتری ها ایجاد می کند.
5. مقایسه سوالات متداول
آیا می توانم لوله جوش داده شده API 5L را جایگزین لوله بدون درز A106 کنم؟
به طور کلی، بله، به شرطی که دما از محدودیت های API 5L تجاوز نکند و برنامه دارای چرخه بالا نباشد. با این حال، باید بررسی کنید که لوله API 5L با ابعاد فلنج و اتصال (ASME B16.5/B16.9) در نظر گرفته شده برای خط A106 سازگار است.
آیا درز جوش سریعتر از بدنه لوله خورده می شود؟
در لوله تصفیه نشده، بله. HAZ ساختار ریز و مشخصات تنش پسماند متفاوتی نسبت به فلز اصلی دارد و آن را به یک آند در سلول گالوانیکی تبدیل می کند (خوردگی ترجیحی جوش). عملیات حرارتی مناسب (عادی سازی) این خطر را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.
جایگزین های لوله استاندارد ERW چیست؟
برای قطرهای > 24' که بدون درز در دسترس نیست، از لوله جوش داده شده با قوس دوگانه غوطه ور (DSAW) استفاده کنید. DSAW از فلز پرکننده استفاده می کند و امکان بازرسی و خواص چقرمگی بهتری را نسبت به ERW استاندارد می دهد. برای نیازهای با خلوص بالا، از فولاد ضد زنگ بدون درز استفاده کنید.
