Tiub ditarik sejuk adalah tiub mekanikal lancar bersaiz dengan melukis melalui dadu dan di atas mandrel untuk mencapai toleransi yang tepat dan kekuatan hasil yang tinggi. Walaupun ditadbir terutamanya oleh ASTM A519 , penggunaannya dalam persekitaran perkhidmatan masam adalah dihadkan dengan ketat oleh NACE MR0175 / ISO 15156 . Ia ada di mana-mana dalam silinder hidraulik dan alat lubang bawah tetapi gagal secara besar-besaran melalui Keretakan Tegasan Sulfida (SSC) jika kerja sejuk permukaan sisa melebihi 22 HRC.
SOALAN LAZIM BIDANG TENTANG TIUB DARI SEJUK
Mengapa tiub ASTM A519 saya gagal dalam ujian SSC walaupun lulus MTR kilang?
MTR kilang standard melaporkan kekerasan yang diambil pada dinding tengah (jejari pertengahan) setiap ASTM A370. Ini merindui 'kulit' yang dikeraskan kerja setempat (0.1–0.5mm dalam) pada ID/OD yang disebabkan oleh acuan lukisan. Kulit ini selalunya melebihi had NACE 22 HRC, memulakan keretakan walaupun terasnya mematuhi.
Adakah syarat 'Stress Relieved' (SR) mencukupi untuk pematuhan NACE?
Secara amnya, tidak. Suhu pelepasan tekanan standard selalunya terlalu rendah untuk mengkristalkan sepenuhnya butiran permukaan yang sangat tegang yang dihasilkan oleh lukisan sejuk. Untuk memastikan profil kekerasan seragam di bawah 22 HRC (250 HV) di seluruh dinding, tiub biasanya memerlukan Normalizing atau Qunch and Tempering (Q&T).
Bolehkah kami mengesahkan kekerasan permukaan menggunakan penguji Leeb atau UCI mudah alih?
Tidak. Penguji lantunan mudah alih (Leeb) atau impedans sentuhan ultrasonik (UCI) tidak mempunyai resolusi kedalaman untuk mengukur kulit 200 mikron nipis dengan tepat. Mereka membaca bahan pukal asas. Hanya ujian kekerasan mikro makmal (Vickers/Knoop) pada keratan rentas yang digilap memberikan data yang sah untuk pematuhan permukaan.
Bahaya kejuruteraan utama dengan tiub ditarik sejuk dalam perkhidmatan masam ialah 'Jurang Pematuhan' antara piawaian pembuatan dan fizik aplikasi. ASTM A519 ialah spesifikasi tiub mekanikal, bukan bekas tekanan atau standard paip talian. Ia tidak mengambil kira mekanisme keretakan alam sekitar.
Proses lukisan sejuk—menarik keluli melalui dadu untuk mengurangkan OD dan di atas mandrel untuk menetapkan ID—menghasilkan ubah bentuk plastik yang melampau pada permukaan. Ini menghasilkan 'Kesan Kulit' di mana 500 mikron luar dan dalam boleh mempamerkan pancang kekerasan 35–40 HRC, manakala dinding tengah kekal mematuhi 19 HRC.
Mengapa lapisan permukaan nipis menyebabkan kegagalan bencana total?
Dalam persekitaran yang masam, keretakan H2S ialah mekanisme yang dimulakan permukaan. Sebaik sahaja retakan mikro terbentuk pada kulit yang rapuh dan tidak patuh (lebih 250 HV), ia bertindak sebagai takuk yang tajam. Takik ini meningkatkan faktor keamatan tegasan secara mendadak, membenarkan retakan merambat secara dinamik melalui bahan dinding tengah yang lebih lembut dan patuh.
Jadual Pertikaian Pematuhan
Jurutera sering menghadapi tolak balik dari kilang apabila menolak lot haba berdasarkan bacaan permukaan. Memahami logik yang bertentangan adalah penting untuk timbang tara.
Parti
Hujah
Realiti Teknikal
Kilang (Pembekal)
'Diuji setiap ASTM A370 pada jejari pertengahan. Keputusan: 19 HRC. Bahan mematuhi.'
ASTM A370 mengukur sifat pukal. Ia secara sah memenuhi spesifikasi pembelian tetapi mengabaikan fizik permulaan SSC.
Pengguna (Jurutera)
'Makmal menemui 280 HV (27 HRC) pada permukaan ID. Tolak haba.'
NACE MR0175 §7.3.3 mewajibkan permukaan yang dibasahi mestilah <22 HRC. Jika cecair menyentuh kulit, kulit mesti lembut.
Pengambilalihan Kejuruteraan: Jangan sekali-kali menerima pernyataan generik 'Patuh NACE' pada MTR untuk tiub ditarik sejuk tanpa menyemak protokol lokasi ujian khusus yang digunakan oleh kilang.
Apabila tiub yang ditarik sejuk Adalah Pilihan Yang Salah
As-Drawn atau Stres-Lega dalam Perkhidmatan Masam Zon 3: Tanpa rawatan haba penuh (Normalization/Q&T), risiko pancang kekerasan permukaan terlalu tinggi untuk tekanan separa H2S kritikal.
Permukaan Tidak Dimesin dalam Aplikasi Kelesuan: Kecacatan mikro dan tanda mati yang wujud pada proses lukisan bertindak sebagai penaik tekanan; jika tiub tidak diasah atau dimesin, hayat keletihan akan terjejas.
Perkhidmatan Hidrogen Bertekanan Tinggi tanpa Volumetrik NDE: ASTM A519 tidak mewajibkan ujian ultrasonik (UT) secara lalai. Laminasi atau kemasukan yang dipanjangkan dengan lukisan boleh melepuh dalam hidrogen tekanan tinggi.
Mandat Perolehan: Mengatasi ASTM A519
Untuk menggunakan tiub ditarik sejuk dengan selamat dalam persekitaran yang masam, bahasa perolehan mesti secara eksplisit menutup jurang pematuhan. Bergantung pada nombor bahagian standard tidak mencukupi.
Spesifikasi Pesanan Utama
Rawatan Haba: Tentukan 'Dinormalkan' atau 'Quench & Tempered' daripada 'Stress Relieved' (SRA). Ini memastikan struktur mikro ditetapkan semula, menghapuskan kulit yang mengeras kerja.
Pengesahan Kekerasan: Tambah keperluan tambahan: 'Ujian kekerasan hendaklah termasuk ukuran permukaan OD dan ID (HV5 atau HV10) sebagai tambahan kepada ujian jejari pertengahan standard. Max 250 HV10 pada semua permukaan yang dibasahi.'
Keadaan Permukaan: Nyatakan 'Bebas daripada tanda cetakan, pusingan dan oksida berat,' kerana kecacatan topologi permukaan memburukkan lagi pengambilan hidrogen.
Apakah kesan kos untuk meminta kekerasan permukaan melintang?
Menambah melintang permukaan kekerasan mikro tertentu biasanya menambahkan <5% kepada kos ujian tetapi menghalang 100% daripada kegagalan 'Kesan Kulit'. Kos kegagalan medan tunggal melebihi kos ujian mengikut urutan magnitud.
Soalan Lazim Khusus: Pematuhan Tiub Cold Drawn
Bagaimanakah kita menyelesaikan pertikaian kekerasan apabila keputusan makmal lapangan bercanggah dengan MTR kilang?
Pertikaian hampir selalu timbul daripada lokasi ujian. Jika kilang menguji dinding tengah (A370) dan makmal medan menguji permukaan (niat NACE), makmal medan adalah betul berkenaan kecergasan untuk perkhidmatan. Untuk menyelesaikannya, minta ujian saksi Pihak Ketiga bersama yang memfokuskan pada Traverse Kekerasan Mikro (menguji setiap 0.1mm dari permukaan ke teras). Jika profil kekerasan 'bentuk-U' wujud, proses pelepasan tekanan kilang tidak mencukupi.
Apakah penyingkiran bahan minimum yang diperlukan untuk menghilangkan kulit yang bekerja dengan sejuk?
Walaupun pembolehubah berdasarkan nisbah pengurangan, peraturan kejuruteraan konservatif adalah bahawa kulit kekerasan tinggi memanjangkan 0.010' hingga 0.020' (0.25mm hingga 0.5mm) ke dalam dinding. Jika tiub dibeli sebagai 'Stok Pemesinan' (cth, untuk pelapik), pemesinan 1.0mm dari ID/OD dengan berkesan menghilangkan lapisan tidak patuh, menjadikan sifat bahan pukal relevan semula.
Adakah pemprosesan 'Peel and Polish' menjamin pematuhan NACE untuk tiub yang ditarik sejuk?
Bukan secara semula jadi. Pengelupasan menghilangkan kecacatan OD dan beberapa lapisan yang dikeraskan kerja, tetapi ia tidak menangani ID (Diameter Dalaman). Dalam aplikasi tiub di mana cecair proses adalah dalaman (cth, garis alir, jarum suntikan), OD yang dikupas adalah tidak berkaitan dengan mekanisme kakisan yang berlaku pada ID. ID mesti diasah atau dirawat secara kimia, atau tiub mesti dinormalkan secara haba.
Mengapa ASTM A519 sering dilarang dalam aplikasi struktur luar pesisir walaupun kekuatan tinggi?
ASTM A519 tidak mempunyai piawaian keperluan kekerasan impak Charpy V-Notch (CVN) dalam spesifikasi paip struktur seperti API 5L atau EN 10225. Lukisan sejuk meningkatkan kekuatan hasil tetapi mengurangkan kemuluran dan keliatan dengan ketara. Dalam persekitaran luar pesisir bersuhu rendah, ini mewujudkan risiko keretakan rapuh, bebas daripada isu pematuhan perkhidmatan yang masam.
