LSAW(Longitudinal Submerged Arc Welded) 파이프는 동심도와 연성을 보장하기 위해 UOE 또는 JCOE 공정을 통해 제조된 고변형 해양 환경을 위한 업계 기본값입니다. 에 의해 관리되며 API 5L PSL2 및 DNV-ST-F101 심해 라이저, 릴링 및 사워 서비스 흐름선에 사용됩니다. 슬래브의 중심선 분리가 잘리지 않아 HIC 취약성을 초래하는 경우 주로 실패하는 반면, 대응하는 것(SSAW 및 ERW)은 기하학적 불안정성과 심 융합 결함으로 인해 실패합니다.
기술 계층 구조: LSAW, SSAW, ERW
해양 엔지니어링에서 재료 선택은 위험 완화에 대한 연구입니다. 육상 파이프라인은 SSAW(나선형 침수 아크 용접) 또는 ERW(전기 저항 용접) 파이프를 선호하여 미터당 비용을 우선시하는 경우가 많지만 해양 환경에서는 저렴한 제조 방법을 사용할 수 없는 동적 피로, 정수압 붕괴 압력 및 설치 변형(릴링)이 발생합니다.
심해 릴링에 LSAW가 유일한 옵션인 이유는 무엇입니까?
UOE(U-ing, O-ing, Expansion) 프로세스를 통해 특별히 제조된 LSAW는 중요한 해양 응용 분야의 표준입니다. UOE의 'E'는 중요한 차별화 요소입니다. 기계적 팽창(일반적으로 1.0% ~ 1.5%)은 냉간 성형으로 인한 Bauschinger 효과를 효과적으로 '삭제'합니다. 이는 균일한 압축 잔류 응력을 유도하고 거의 완벽한 진원도를 보장합니다.
반대로 SSAW는 릴링을 위해 메이저(Shell, ExxonMobil, Total)에 의해 블랙리스트에 올랐습니다. 나선형 용접은 기하학적인 불연속성을 생성합니다. 릴 허브 위로 구부릴 때 나선형 솔기 전체의 다양한 강성으로 인해 국부적인 좌굴 또는 곧게 펴질 수 없는 '주름'이 발생합니다. 또한 DNV-ST-F101 및 DNV-RP-C203은 종방향 용접(클래스 D 또는 E)에 비해 나선형 용접에 더 낮은 피로 등급(일반적으로 F3)을 할당하므로 엔지니어는 피로 수명 요구 사항을 충족하기 위해 벽 두께를 크게 늘려야 합니다.
해양 환경에서 ERW가 '지퍼 위험'으로 간주되는 이유는 무엇입니까?
ERW(또는 고주파 유도 - HFI)는 비용 효율적이지만 '후크 균열' 및 선택적 솔기 부식이 발생하기 쉽습니다. 후크 균열은 단조 과정에서 스켈프의 더러워진 가장자리에 있는 비금속 개재물(규산염/황화물)이 위로 올라갈 때 발생합니다. 고정된 육상 라인에서는 휴면 상태로 남아 있을 수 있습니다. 동적 해양 라이저에서는 응력 집중 장치 역할을 합니다.
가장 치명적인 실패 모드는 '냉간 용접'입니다. 접합 라인이 시각적으로 완벽해 보이지만 야금 강도가 0인 융합 부족입니다. 심해 주입 시 높은 후프 응력으로 인해 이 이음새가 풀리면서 전체 격리 손실이 발생합니다.
기술 설명: SSAW의 'DNV 페널티'
동적 라이저에 SSAW를 사용하려고 시도하는 경우 DNV 표준은 응력 집중 계수(SCF)에 페널티를 부과합니다. 용접부가 후프 응력에 대해 ~45° 방향으로 배열되어 있고 파이프 자체보다 길이가 30~40% 더 길기 때문에 결함 발생 가능성이 높아지고, 다축 응력 상태로 인해 피로 수명 능력이 LSAW에 비해 거의 절반으로 감소합니다.
신맛 서비스 및 파괴 역학(API 5L PSL2)
'Sour Service'(H2S 환경)는 파이프 선택 시 탁월한 이퀄라이저입니다. API 5L PSL2는 최소 진입 요건이지만, 해외 Sour 서비스의 경우 Annex H를 지정해야 합니다 . 제조 방법에 따라 HIC(수소 유발 균열)의 위험이 발생합니다.
SSAW의 '스트립 라미네이션'은 어떻게 HIC 오류를 유발합니까?
SSAW는 열간압연 코일로 형성됩니다. 코일에는 수백 미터에 걸쳐 작동할 수 있는 중간 두께의 적층(길쭉한 함유물)이 포함되어 있는 경우가 많습니다. 산성 환경에서는 원자 수소가 강철로 확산되어 이러한 적층에 축적되어 분자 수소(H2)로 재결합됩니다. 이로 인해 내부 압력 기포가 발생하여 계단식 균열이 발생합니다.
LSAW(플레이트)에서 라미네이션은 일반적으로 UT를 통해 식별하고 잘라낼 수 있는 개별적이고 국소적인 패치입니다. SSAW(코일)에서는 단일 라미네이션 밴드로 인해 수 마일의 파이프라인이 손상되어 중요한 사워 서비스 라인에 허용되지 않을 수 있습니다.
기술 설명: ERW의 경도 제어
사워 서비스에는 최대 250 HV10의 경도가 필요합니다. ERW/HFI에서는 접착 라인이 즉시 냉각됩니다(담금질). 완벽하게 제어되는 용접후열처리(PWHT) 또는 '심 정규화'가 없으면 열 영향부(HAZ)가 250HV를 초과하여 황화물 응력 균열(SSC)의 주요 대상이 됩니다.
해양 용접 파이프와 육상 용접 파이프에 대한 일반적인 현장 질문: LSAW가 해양 환경의 표준인 이유
API 5L PSL2임에도 불구하고 LSAW 파이프가 HIC 테스트에 실패한 이유는 무엇입니까?
LSAW가 HIC에 실패할 경우 원인은 거의 항상 중심선 편석 입니다. 원본 연속 주조 슬래브의 공장에서 슬래브 끝 부분을 충분히 자르지 않으면 분리된 구역(탄소, 망간 및 황이 풍부함)이 플레이트 중앙에 위치하게 됩니다. 이 단단하고 부서지기 쉬운 밴드는 수소 균열에 매우 취약합니다. 공장의 슬래브 자르기 비율과 매크로 에칭 절차를 항상 감사하십시오.
비용 절감을 위해 해양 플로우라인에 HFI(ERW) 파이프를 사용할 수 있나요?
예, 그러나 정적, 얕은 물 흐름선(<24' OD) 및 엄격하게 신맛이 나지 않거나 약간 신맛이 나는 서비스에만 해당됩니다. 철강 화학에 대한 엄격한 '형상 제어' 요구 사항을 구현해야 합니다. Ca/S 비율(황에 대한 칼슘)이 > 1.5 이고 유황이 < 0.002%인지 확인하십시오. 이렇게 하면 함유물이 스트링거(후크 균열 개시제)로 늘어나는 대신 구형으로 유지됩니다.
UOE의 팽창비가 붕괴 저항에 중요한 이유는 무엇입니까?
심해 파이프라인의 경우 외부 정수압으로 인해 파이프가 파손될 수 있습니다. 붕괴 저항성은 타원성과 잔류 응력에 따라 달라집니다. UOE 팽창률이 낮으면(<0.8%) 파이프는 압축 항복 불안정성을 유지합니다. 적절한 팽창 비율(>1.0%)은 재료를 약간 경화시키고 원형성을 보장하여 붕괴 등급을 크게 높입니다.
