דרישות חיוניות לריתוך צינורות פלדה מגלגלים חמים

ריתוך צינורות פלדה מגולגלים חמים מחייב דבקות קפדנית בהליכים מיוחדים כדי להבטיח שלמות מבנית ואורך חיים. איכות המפרקים המרותכים משפיעה באופן משמעותי על הביצועים הכוללים של רכיבים תעשייתיים אלה בעלי ערך גבוה, במיוחד ביישומים קריטיים כמו הובלת נפט וגז, כלי לחץ ותמיכה מבנית. מדריך מקיף זה מתאר את הדרישות הקריטיות להשגת תוצאות ריתוך אופטימליות עם צינורות פלדה.

דרישות ההכנה לפני המרה

הכנה נכונה היא הבסיס לפעולות ריתוך מוצלחות לצינור פלדה. לפני תחילת ריתוך כלשהי, יש לבצע מספר צעדים מכריעים:

הכנת פני השטח וניקוי

יש לנקות היטב את משטחי הצינור המגלגלים החמים כדי להסיר את כל המזהמים העלולים לפגוע בשלמות הריתוך. זה כולל:

• ניקוי מכני באמצעות מברשות חוט או מטחנות כדי להסיר חלודה לפני השטח

• ניקוי כימי לביטול שמנים ושמנים

• הסרת סולם הטחנה באמצעות תהליכי פיצוץ חול או כבישה

• ביטול כל לחות העלולה לגרום לחיבוק מימן

פרוטוקולים מחממים מראש

חימום מראש חיוני לצינורות עם קירות עבים יותר (בדרך כלל מעל 19 מ'מ) ולציוני פלדת סגסוגת המכילים תכולת פחמן גבוהה יותר. תהליך זה:

• מפחית את ההלם התרמי ומונע פיצוח קר

• מקטין את קצב הקירור באזור הנגוע בחום (HAZ)

• ממזער לחץ שיורי שעלול להוביל לעיוות

• מאפשר דיפוזיה מימן מאזור הריתוך

טמפרטורות חימום מראש נעות בדרך כלל בין 100 מעלות צלזיוס ל 300 מעלות צלזיוס, תלוי במפרט החומר ובעובי הקיר. לדוגמה, חומר API 5L X65 בדרך כלל דורש חימום מראש ל 150 מעלות צלזיוס לעובי קיר העולה על 25 מ'מ.

שיקולי עיצוב משותפים

תכנון משותף נכון הוא קריטי לפעולות ריתוך צינורות. התצורה צריכה להסביר:

• עובי חומר ומפרטי ציון

• זוויות חריץ מתאימות (בדרך כלל 60-75 °)

• ממדי פנים שורש ומדידות פער שורש

• נגישות לציוד ריתוך

בחירת תהליכי ריתוך

בחירת שיטת הריתוך המתאימה משפיעה ישירות על איכות ועמידותו של המפרק הסופי. מספר תהליכים מתאימים לצינור מגולגל חם:

שיטות ריתוך נפוצות לצינור פלדה

• SMAW (ריתוך קשת מתכת מוגן) : רב -תכליתי ליישומי שדה אך מציע שיעורי תצהיר נמוך יותר

• GTAW/TIG (ריתוך קשת טונגסטן גז) : מספק דיוק למעברי שורש וצינורות דקים עם קירות דקים

• GMAW/MIG (ריתוך קשת מתכת גז) : מציע שיעורי תצהיר גבוהים יותר לחומרים עבים יותר

• FCAW (ריתוך קשת משובצת שטף) : מתאים ליישומי שדה עם שיעורי תצהיר גבוהים יותר

• מסור (ריתוך קשת שקוע) : אידיאלי לייצור חנויות של צינורות בקוטר גדול יותר

אופטימיזציה של פרמטר ריתוך

יש לשלוט במדויק על פרמטרים קריטיים על פי מפרטי הצינור:

• Amperage: חייבת להתאים לעובי החומר ולמיקום (בדרך כלל 80-250A עבור SMAW)

• מתח: משפיע על אורך קשת וחדירה (בדרך כלל 20-30 וולט עבור GMAW)

• מהירות נסיעה: משפיע על קלט חום ופרופיל הריתוך

• טמפרטורת חילוף: בדרך כלל נשמרת בין 100-50 מעלות צלזיוס

דרישות לטיפול בחום לאחר הרס

טיפול בחום לאחר ריתוך הוא לרוב חובה, במיוחד עבור יישומי לחץ גבוה התואמים לתקני ASME, API או ISO:

נהלי הקלה במתח

טיפול בחום לאחר הרצועה (PWHT) מבצע מספר פונקציות קריטיות:

• מצמצם לחץ שיורי שעלול להוביל לפיצוח קורוזיה של לחץ

• מתפתים על פוטנציאל מיקרו-מבנים באזור הנגוע בחום

• משפר את המשיכות והקשיחות של המפרק המרותך

• משפר את היציבות הממדית בשירות בטמפרטורה גבוהה

עבור צינורות פלדת פחמן (כגון ASTM A106 כיתה B), טמפרטורות הקלה על לחץ אופייניות נעות בין 550 מעלות צלזיוס ל 650 מעלות צלזיוס עם זמני האחזקה על בסיס עובי החומר (בערך שעה לכל 25 מ'מ).

בחירה ותאימות מתכלים

יש להתאים בזהירות חומרי ריתוך לתכונות המתכת הבסיסיות:

דרישות מתכת מילוי

קריטריוני הבחירה כוללים:

• הרכב כימי התואם לחומר צינור הפלדה

• חוזק מתיחה שווה או גדול יותר בהשוואה לחומר הבסיס

• מאפייני השפעה מתאימים לטמפרטורת השירות

• התאמת עמידות בפני קורוזיה או חריגה מחומר בסיס (במיוחד ליישומי שירות חמוץ לכל NACE MR0175)

מתכות מילוי נפוצות לצינורות פלדת פחמן כוללות E7018 עבור SMAW ו- ER70S-6 לתהליכי GMAW.

מגן על בחירת גז

לתהליכים הדורשים מיגון גז חיצוני:

• ארגון: מספק יציבות קשת מעולה עבור GTAW

• תערובות ארגון/CO2 (בדרך כלל 75%/25%): סטנדרט ל- GMAW של פלדת פחמן

• תערובות הליום/ארגון: ליישומים מיוחדים הדורשים קלט חום גבוה יותר

בקרת איכות ובדיקה

בדיקות קפדניות מבטיחה שמפרקים מרותכים עומדים בתקני התעשייה:

שיטות בחינה לא הרסניות

• בדיקות רדיוגרפיות (RT) : נדרש למפרקים קריטיים לכל API 1104 או ASME B31.3

• בדיקות קולי (UT) : מועדף על צינורות עם קירות עבים

• בדיקת חלקיקים מגנטיים (MPI) : לגילוי סדק פני השטח

• בדיקת חדירה נוזלית (PT) : לזיהוי מומים לפני השטח בחומרים שאינם מגנטיים

דרישות בדיקה מכניות

אימות שלמות המפרק כולל בדרך כלל:

• בדיקות מתיחה כדי לאשר חוזק הולם

• כיפוף בדיקות כדי לאמת את השמישות

• בדיקת השפעה על יישומים עם שירות בטמפרטורה נמוכה

• בדיקת קשיות כדי להבטיח ערכים יישארו בטווחים מקובלים (בדרך כלל מתחת ל -250 HV לצינור פלדת פחמן בשירות חמוץ)

אסטרטגיות בקרת עיוות

צמצום העיוות במהלך הריתוך דורש תכנון מדוקדק:

• רצף אסטרטגי של מעברי ריתוך (בדרך כלל באמצעות דפוסי ריתוך מאוזנים)

• יישום כלי יישור מתאימים ויישור מתאימים

• טכניקות ריתוך לסירוגין למכלולים גדולים

• שיטות ריתוך שלב אחורי להפצת קלט חום באופן שווה יותר

שיקולים מיוחדים לצינורות פלדה סגסוגת

צינורות סגסוגות גבוהות דורשות אמצעי זהירות נוספים:

• שליטה מחמירה על טמפרטורות מחממות מראש ובמעבר

• בחירת תהליכי ריתוך נמוכים במימן

• מחזורי טיפול חום מדויק יותר לאחר הרס

• הגנה משופרת מפני זיהום אטמוספרי במהלך הריתוך

• מתכות מילוי מתמחות התואמות את ההרכב המדויק של חומר הבסיס

מַסְקָנָה

ריתוך צינורות פלדה מגלגלים חמים דורש תשומת לב קפדנית להכנה, בחירת תהליכים, תאימות חומרים וטיפול שלאחר הרצועה. הדבקות בדרישות אלה מבטיחה מפרקים השומרים על היתרונות המובנים בבניית הצינורות תוך מתן חוזק הנדרש, עמידות בפני קורוזיה וחיי השירות ליישומים תעשייתיים קריטיים. התייעץ תמיד עם קודים רלוונטיים כמו API 1104, ASME B31.3 או ISO 15614 בעת פיתוח נהלי ריתוך ליישומי צינור ספציפיים.