API 5L Хавсралт Н: Төвийн шугамын тусгаарлалт ба хүнд хананы хоолойн HIC туршилтын алдаа

Дамжуулах хоолойн ахлах инженер, материалын мэргэжилтнүүдийн хувьд мэдээллийн хуудас нь ихэвчлэн төөрөгдүүлсэн түүхийг өгүүлдэг. Тээрмийн туршилтын тайлан (MTR) нь устөрөгчөөс үүдэлтэй хагарал (HIC) болон сульфидын стрессийн хагарал (SSC) -ийг 'Хамгаалах'-ыг харуулж болох боловч хоолой нь талбай дээр сүйрлийн гэмтэлтэй хэвээр байж магадгүй юм. Энэхүү зөрүү нь ихэвчлэн NACE TM0284 туршилтын оновчтой нөхцөл ба хүнд хананы хоолойн үйлдвэрлэлийн металлургийн бодит байдлын хоорондох зөрүүгээс үүсдэг.

Энэхүү техникийн товч танилцуулга нь API 5L Хавсралт Н-д нийцсэн эвдрэлийн тодорхой бус горимуудыг авч үзэх бөгөөд голын шугамын тусгаарлалт, туршилтын хязгаарлалт, уртааш гүн гагнасан (LSAW) хоолойн үлдэгдэл стресс векторуудад онцгой анхаарал хандуулдаг.

Бүтэлгүйтлийн төмөрлөг: Төвийн шугамын тусгаарлалт

Хүнд ханатай хоолойн үйлдвэрлэл, ялангуяа тасралтгүй цутгамал хавтангаас үйлдвэрлэсэн LSAW-д хатуурах процесс нь байгалийн хольцыг (нүүрстөрөгч, манган, хүхэр, фосфор) хавтангийн дулааны төв рүү чиглүүлдэг. Үүний үр дүнд төвийн шугамын тусгаарлалт гэж нэрлэгддэг үзэгдэл үүсдэг.

Төвийн шугамын тусгаарлалт яагаад стандарт шалгалтыг давж гардаг вэ?

Стандарт химийн шинжилгээ нь их хэмжээний дундаж үзүүлэлтээс хамаардаг. Шанаганы шинжилгээ эсвэл гадаргуугаас авсан бүтээгдэхүүний шалгалт нь нэрлэсэн манганы агууламжийг (жишээ нь, 1.2%) илтгэнэ. Гэсэн хэдий ч, тусгаарлах зурваст (энэ нь хавтангийн яг дунд зэргийн зузаантай микрон зузаантай байж болно) орон нутгийн хими мэдэгдэхүйц нэмэгдэж болно (жишээлбэл, Mn > 2.0%, P > 0.030%). Энэхүү химийн баяжуулалт нь феррит/сувдан матриц дотор хатуу бейнит эсвэл мартенситын туузыг үүсгэн Ar3 хувиргах температурыг бууруулна.

Сөрөг хязгаарлалт: NACE TM0284 танд юу хэлж чадахгүй вэ?

Микро-хатуу байдлын зураглал нь макро хатуулагт юу дутагдаж байгааг хэрхэн илрүүлдэг вэ?

API 5L Хавсралт Н нь хатуулгийг ихэвчлэн 250 HV10 хүртэл хязгаарладаг. Гэсэн хэдий ч 10 кг Викерсийн ачаалал нь зөөлөн матрицын хатуулаг болон хатуу тусгаарлах туузны дундаж утгыг илэрхийлдэг том догол үүсгэдэг. Жинхэнэ эвдрэлийн цэгийг олохын тулд инженерүүд тусгаарлах шугамын дагуу микро хатуулаг (HV0.5 эсвэл HV1) дамжуулалтыг ашиглах ёстой. 250 HV10-ийн хязгаарыг давсан ган дотор 350 HV-ээс дээш (SSC-д мэдрэмтгий) бичил бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг олох нь элбэг байдаг.

API 5L-ийн талаархи талбайн нийтлэг асуултууд Хавсралт Н: Хүнд хананы хоолой дахь төв шугамын тусгаарлалт ба HIC туршилтын алдаа

Хагарлын уртын харьцаа (CLR) бага байсан ч бид яагаад өндөр хагарлын мэдрэмжийн харьцааг (CSR) харж байна вэ?

Энэхүү тодорхой харьцааны тэнцвэргүй байдал нь уртааш тархалтын асуудал гэхээсээ илүү 'овоолох' согогийг харуулж байна. Бага CLR-тэй өндөр CSR нь тус тусдаа хагарал нь богино (боломжийн цэвэр байдлыг илтгэж байгаа) боловч зузаан дундуур нягт овоолсон байгааг харуулж байна. Энэ нь хагарал нь хатуу туузан дээр эхэлж, хэвтээ байдлаар тархахаас илүү босоо (алхам алхмаар) холбодог төвийн шугамын ялгах шинж тэмдэг юм.

UOE болон JCOE бүрдүүлэх үйл явц нь Н хавсралтыг дагаж мөрдөхөд хэрхэн нөлөөлдөг вэ?

LSAW хоолойн механик өргөтгөл (ойролцоогоор 1%) нь үлдэгдэл стрессийг үүсгэдэг. UOE (U-ing, O-ing, Expansion) нь илүү хурдан боловч O-прессийг төгс тохируулаагүй тохиолдолд стрессийн жигд бус хуваарилалтыг үлдээдэг. JCOE (progressive forming) нь ерөнхийдөө хэлбэрийг илүү сайн хянах боломжийг олгодог боловч 'crimp' байршилд хүйтэн ажлын тодорхой бүсүүдийг бий болгодог. Хүнд ханатай хоолойд эдгээр хүйтэн аргаар боловсруулсан бүсүүд нь устөрөгчийн урхины үүрэг гүйцэтгэдэг мултрах нягтыг нэмэгдүүлж, химийн найрлага нь төгс байсан ч SSC-д мэдрэмтгий байдлыг нэмэгдүүлдэг.

Charpy V-Notch-ийн бат бөх чанарыг давсан ч HAZ яагаад SSC шалгалтанд тэнцээгүй вэ?

Хатуу байдал нь эрчим хүчний шингээлтийг хэмждэг; SSC эсэргүүцэл нь устөрөгчийн эмзэг байдлыг хэмждэг. Эдгээр нь дулааны нөлөөлөлд өртсөн бүсэд (HAZ) шууд хамааралгүй байдаг. Шалгалт хоорондын дахин халаасан бүдүүн ширхэгтэй HAZ (ICCGHAZ) нь ихэвчлэн олон дамжлагатай гагнуурын үед үүссэн орон нутгийн хатуу бүсүүдийг (LHZ) агуулдаг. Эдгээр бүсүүд нь Charpy-ийн нөлөөллийн туршилтанд нөлөөлөхөд хэтэрхий жижиг боловч сульфидын стрессийн хагарлыг эхлүүлэхэд хангалттай.

API 5L-ийн инженерийн шийдлүүд Хавсралт Н: Хүнд хананы хоолой дахь төв шугамын тусгаарлалт ба HIC туршилтын алдаа

Хүнд хананы хэрэглээнд HIC болон SSC-ийн эвдрэлийн эрсдлийг бууруулахын тулд инженерүүд 'Хавсралт Н-д нийцсэн' үндсэн тодорхойлолтоос хальж, үйлдвэрлэлийн хатуу хяналтыг зааж өгөх ёстой.

1. Төвийн өргөнтэй түүврийг зааж өгөх:  HIC купоныг хавтангийн ирмэгээс бус үндсэн хавтангийн голын өргөнөөс (хавтангийн төвтэй харгалзах) ялгах хамгийн хүчтэй хэсгээс авахыг үүрэг болго.

2. Хүлээн авах шалгуурыг чангатгах:  Стандарт CLR < 15% -аас хэтрэх. Чухал исгэлэн үйлчилгээний хувьд  CLR < 5% ба  CTR < 1% -ийг зааж өгнө үү . Бага CTR (Crack Thickness Ratio) нь үе шаттайгаар бүтэлгүйтэхээс урьдчилан сэргийлэхэд зайлшгүй шаардлагатай.

3. Хоолойн зөв архитектурыг сонгох:

• 24'-ээс доош диаметрийн хувьд тууш гагнуурын давхаргыг арилгахын тулд  оёдолгүй шугам хоолойг чухалчлах хэрэгтэй  , гэхдээ бэлдэцийг ялгах ажлыг зохицуулах шаардлагатай. Үл үзэгдэх шугам хоолойн техникийн үзүүлэлтүүдийг харах.

• LSAW шаардлагатай том диаметртэй (>24') хувьд тусгай 'Исгэлэн үйлчилгээ' гэсэн тэмдэглэгээ бүхий өндөр зэрэглэлийн  гагнасан шугам хоолойг ашиглаж  , хавтангийн макро зүтгүүрийн баталгаажуулалтыг шаардсан. Гагнасан шугам хоолойн шийдлүүдийг үзэх.

Байнга асуудаг асуултууд (FAQ)

API 5L Хавсралт Н болон NACE MR0175 хоёрын үндсэн ялгаа нь юу вэ?

NACE MR0175 (ISO 15156) нь исгэлэн үйлчилгээний материал сонгох ерөнхий стандарт бөгөөд байгаль орчны хязгаарлалт, материалын чанарыг тодорхойлдог. API 5L Хавсралт Н нь HIC болон SSC-ийн туршилтын протокол, давтамж, хүлээн авах шалгуурыг нарийн тодорхойлсон шугам хоолойд тавигдах шаардлагыг тусгайлан хэрэгжүүлдэг үйлдвэрлэлийн тодорхойлолт юм.

Хэт авианы шинжилгээ (UT) нь хор хөнөөлтэй HIC тестийг үр дүнтэй сольж чадах уу?

Үгүй. Хэдийгээр UT нь одоо байгаа давхаргууд эсвэл том агуулагдах кластеруудыг илрүүлж чаддаг ч устөрөгчийн хагаралд гангийн микроскопийн мэдрэмтгий байдлыг илрүүлж чадахгүй. UT нь аль хэдийн байгаа согогийг чанарын хяналтын хэрэгсэл юм; HIC туршилт нь ган нь химийн довтолгооны үед хэрхэн ажиллахыг тодорхойлох чадварын хэрэгсэл юм.

Дулааны боловсруулалт (Quench and Temper) нь төвийн шугамын тусгаарлалтыг арилгадаг уу?

Дулааны боловсруулалт нь бичил бүтцэд нөлөөлдөг (феррит/сувдан чулууг хатуурсан мартенсит болгон хувиргадаг) боловч фосфор, манганы химийн ялгаралтыг арилгаж чадахгүй. Химийн тууз хэвээр байна. Гэсэн хэдий ч Q&T-ийн зөв процесс нь тууз ба матрицын хоорондох хатуулгийн зөрүүг бууруулж, цувисан эсвэл термомеханик удирдлагатай боловсруулсан (TMCP) гантай харьцуулахад HIC эсэргүүцлийг сайжруулдаг.

Талбайн орчин рН 5.0 байвал яагаад А уусмалыг (бага рН) туршилтанд ашигладаг вэ?

А шийдэл (рН ~2.7) нь 'хамгийн муу тохиолдол' буюу амьдралын хурдасгасан туршилтыг илэрхийлдэг. Хэрэв материал А шийдлийг давсан бол энэ нь хээрийн зөөлөн нөхцөлд өндөр аюулгүй байдлыг хангана. Ач холбогдол багатай хэрэглээний хувьд Хавсралт Н нь В уусмал (рН ~5.0) дээр туршилт хийхийг зөвшөөрдөг боловч энэ нь хоолойн шаардлага хангасан ажиллах цонхыг хязгаарладаг.