ASTM A269 316L paslanmaz Boru İnceleme Raporu
Aralık 15, 2018
API 5L Sınıf-B ERW Hattı Boru Teknik Özellikleri , 20″DN (508.0 mm)x WT 7.9 mm
Aralık 29, 2018
M. n. Ervina Efzan *, S. Kesahvanveraragu, J. Emerson
1.0 GİRİŞ
1.1 Offshore Boru Hattı Malzeme
Offshore platformda Boru hatları malzemeleri türleri oluşur. Malzeme seçimi, maliyet gibi bazı hususlar dayanır, fonksiyonel gereklilik, basınç ve sıcaklık çalışma koşulları, korozyon hızı ve benzerleri [1-2]. deniz platformda boru hatlarının çeşitleri vardır yana, Malzeme seçimi ve bu hususlar yüksek gerekmektedir. deniz endüstrisinde, Metal demir ve demir dışı metallerin içine tasnif edilebilir yüksek kullanılan bir madde olan [1-3]. demir içeren Metal (Fe) bunların birinci bileşim olarak demirli metal olarak bilinir, Diğer elementler içeren metallerin demir dışı metaller olarak adlandırılır oysa [4-5]. Dökme demir ve çelik demirli metal kategoriye ait, Demirsiz ise metal alüminyum dahildir (Al), Bakır (Cu), inanmak (Sn) ve silikon (Si) [3-5]. Mamdouh göre [6], metaller nedeniyle maliyet etkinliği ve dayanma yeteneği deniz platformu boru hatları oluşturmak için en çok kullanılan metaller
operasyon durumu.
1.2 Düz karbon çeliği
Karbon çeliği ana alaşım elemanı olarak karbondan oluşan bir malzemedir. Karbon çelik demir oluşur (Fe), karbon (C), fosfor (P), manganez (MN), sülfür (S) ve silikon (Si) [7]. Şu anda dünya pazarında, karbon çelik malzemeden imal ve ağır endüstriler için büyük miktarlarda kullanılıyorsa, Özellikle deniz nakil sistemi ve yağ çıkartma [8]. karbon çelik, yüksek mukavemete sahip olmasıdır, iyi kaynaklanabilirlik, Yüksek sıcaklık direnç, Bu tür düşük alaşımlı çelik ve paslanmaz çelik gibi diğer alaşım çeliklerden daha iyi bir yüzey dış çevre koruma ve daha ucuz [3-4].
Karbon çeliği düşük ayrılabilir, karbon içeriğine göre, orta ve yüksek karbonlu çelikler (Hindistan Teknoloji Enstitüleri, 2010). Karbon çelik da yumuşak çelik olarak adlandırılan ve genellikle daha az içerir 0.3% karbon. o esnada, Orta ve yüksek karbonlu çelik bir karbon içeriğine sahip 0.3 – 0.45% ve 0.45 – 0.75% sırasıyla [4][9]. Boru hattı Endüstri, özellikle açık deniz boru hatları, kırılganlığa karşı zayıf dirençleri ve kaynaklanabilirliğin azalması nedeniyle orta ve yüksek karbonlu çelik kullanmayabilir [10]. Bu nedenle, düşük karbonlu çelik tasarımcıları arasında deniz boru hatları tercih edilir, imalatçılar ve regülatörler. Bu yüksek sıcaklık damarlarının boru hattı ağını kapsar, eşanjör, kompresör ve iletim hatları [9][10]. deniz işlem platformu boru hatlarında düşük karbonlu çeliklerin kullanımı ile ilgili ayrıntılı bilgiler Tablo liste halinde verilmiş olup 1. Tablo Gönderen 1, düşük karbonlu çelik tipi API 5L Sınıf X52 en yüksek çekme gücüne sahip 455 MPa, Tip API 5L Grade B en düşük gerilme mukavemetine sahip iken 413 MPa.
Tablo 1: kodları ve standartlara uygun olarak deniz işlem platformu, düşük karbonlu çeliklerin türleri, çekme dayanımı, Malzeme bileşimi ve uygulamaları:
|
Hayır. |
Kodlar ve Standart (ASTM / API) |
gerilme kuvvet (MPa) |
Kompozisyon Malzemelerin |
uygulamalar Açık deniz platformu |
Referans |
|
1 |
A106 Grade B (Dikişsiz boru) |
415 |
C <= 0.30 MN <= 1.06 P <= 0.035 S <= 0.035 |
1. Tuzlu su sistemi 2. Su enjeksiyonu Sistem 3. Üretilen su Sistem 4. Taşınabilir su Sistem 5. Kuru yakıt ve gaz Sistem 6. Yangın su sistemi 7. glikol ve metanol enjeksiyon Sistem 8. İnert gaz / bitki hava borular |
[2] [11] [12] |
|
2 |
API 5L Grade B (Kaynaklı boru) |
413 |
C <= 0.28 MN <= 1.20 P <= 0.030 S <= 0.030 |
[2] [11] [13] |
|
|
3 |
A671 Sınıf CC60 (Kaynaklı boru) |
415 |
C <= 0.21 MN <= 0.98 P <= 0.035 S <= 0.035 |
[2] [11] [14] |
|
|
4 |
API 5L X52 Sınıf (Dikişsiz boru) |
455 |
C <= 0.28 MN <= 1.40 P <= 0.030 S <= 0.030 |
[2] [11] [13] |
|
|
5 |
A333 Sınıf 6 (Dikişsiz boru) |
415 |
C <= 0.30 MN <= 1.06 P <= 0.025 S <= 0.025 |
1. Flare sistemi 2. Tuzlu su sistemi 3. Yangın su sistemi 4. Drenaj ve kanalizasyon Sistem |
[2] [11] [15] |
1.3 A333 Sınıf 6 Düşük Karbonlu Çelik Boru
Tablo l'de kapsamlı verilere göre 1, malzeme türü A333 Sınıf 6 mikro karakterizasyonu analiz için seçildi
malzemenin ve mekanik özellikler. Genel olarak, A333 Sınıf 6 dayanacak zira boru düşük bir sıcaklık boru olarak adlandırılır
-45 ° C gibi düşük bir sıcaklıkta darbeye karşı dayanıklılığı [15].
şekil 1 A333 Grade örneklerini gösterir 6 düşük karbon çelik borular.
2.0 YÖNTEM
2.1 Mikroyapı Karakterizasyonu
Sharmila göre [17], büyütülmüş görüntü morfolojisi araştırıldı esastır, mikroyapı, tahıllar dahil olmak üzere çeşitli özellikler ve şekli, Fazlar ve gömülü tanecikler. Şu anda, optik mikroskopi gibi yaygın araştırma alanında kullanılan çeşitli mikroskopi yöntemleri vardır (HAKKINDA), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve transmisyon elektron mikroskopisi (HAS). Grubb göre [18], yüksek çözünürlüklü görüntüler yakalar gibi bir optik mikroskop kullanılarak çeşitli avantajları vardır, hızlı veri toplama ve daha nicel sonuçlar sağlar. Bu nedenle, Işık mikroskopisi yöntemi A333 Grade mikro karakterize etmek için kullanıldı 6 malzeme.
Optik mikroskopi düz olması numunenin yüzeyini ihtiyacı, pürüzsüz ve çiziksiz.
ancak, Bu dikdörtgen gibi herhangi bir şekil olması gerekmez etmez, yuvarlak veya diğer geometriler. Haddi zatında, Uygun bir numune hazırlama optik mikroskop aracılığıyla mikro karakterizasyonu iletken önce yapıldı. A333 Sınıf 6 düşük karbon çelik boru numunesi kesilmiştir 1 cm boy, ve örnek bağlı hurda metal tabaka öğütme işlemi boyunca uzaklaştırılmıştır. Numunenin kesildikten sonra, Yüzey numune üzerinde kaba bir yüzeye ve çizikleri için öğütülmüş,. Premium bağlantıların kasasını ve gaz sızdırmazlık mekanizmasını gösterir, örneğin polikristalin elmas gibi iki farklı parlatma çözeltiler (3 um ve 1 µm) ve koloidal silika testi tava üzerinde düzgün dökülmüş kristalin olmayan bir etkili erime süreci sağlamak için. Bir yansıtıcı yüzey parlatma işlemi tamamlandıktan sonra elde edildi.
Aşındırma optik mikroskop ile mikro yapının gözlenmesi önce numune hazırlama son adımıdır. Aşındırma bir malzemenin atom tabakası kimyasal ve fiziksel soyma ifade etmek için kullanılır [17]. Niaz göre [19], NITAL düşük karbonlu çelikler için en iyi aşındırma çözüm [20]. Ayrıca, dağlama zaman tam seviyeye kadar kazınmış numune yüzeyini sağlamak amacıyla dikkate alınması gereken önemli bir faktördür. Genellikle, düşük karbonlu çelik dakika saniye arasında bir süre içinde NITAL kullanılarak dağlanabilir gerekir [21]. A333 Sınıf 6 düşük karbonlu çelik örneği için aşındırılmıştır 3 dk mikro hassas ekran sağlamak. şekil 2 A333 Grade dağlama işlemi görüntüler 6 düşük karbon çelik Numune yüzeyi,.
şekil 2: (1) dağlama Süreci; (2) Dağlama ve Temizleme İşlemi sonra
numune hazırlama kesin tamamlanmıştı sonra, malzeme yüzeyinin mikro-üç farklı optik büyütme altında optik mikroskop ile gözlenmiştir, yani 10X, 20X ve 50X.
2.2 Vickers Sertlik Testi
Hazırlanan numune mikroskobik görünüm altında Vickers test cihazının örs üzerine monte edilmiştir. 10 kgf yükü, daha sonra bir süre boyunca numunenin düz yüzeyi içine elmas piramit bastırılarak uygulanır ve bunu takiben susuz 15 s. ikametgah zamanında tamamlanmasından sonra, diş mikroskopik görüntü boyunca gözlendi. göçük büyüklüğü iki diyagonallerini ölçülerek hesaplanır gerekiyor [22].
3.0 SONUÇLAR VE TARTIŞMA
3.1 Mikroyapı Karakterizasyonu
şekil 3: A333 Grade Mikroyapısı 6 10X büyütme altında Düşük Karbonlu Çelik. Perlit ve ferrit tabakalar faz yapısının ayırt etmek için etiketlenir.
ışık mikroskobu sonuçlarından, 10X büyütme altında numune yüzeyinin mikro, 20X ve 50X Şekillerde gösterilmektedir 3, 4 ve 5 sırasıyla.
Scott'a göre [23], düşük karbonlu çelik iki ana bileşenleri içeren, perlit ve ferrit olan. Perlit mikro karanlık bölgeler olarak tanımlanmaktadır, ve ferrit ve demir karbür parçacıklarının ince harmanından oluşur. o esnada, Koo göre [24], perlit taneleri ferrit tane sınırları boyunca uzanan bulundu edilir. Diğer yandan, parlak bölgeler ferrit şekilde bilinmektedir, ve ferrit parçacıkları arasındaki tanecik sınırları net bir şekilde görülebilir. Genel olarak, düşük karbon 0.16% Karbon içeriği hacim fraksiyonu oluşur, 0.79% proötektoid ferrit ve 0.21% perlit, sırasıyla [24]. perlit ve ferrit tabakalar Hem Şekil etiketlenir 3, 4 ve 5. Ek olarak, ferrit taneciklerine arasında 10X ve 20X görüntü açık bir tane sınırlarının büyütme altında mikro. şekil 6 düşük karbonlu çelik ferritin şekil ferrit tane tane sınırlarında ilişkin beyanı haklı gösterir.
şekil 6: düşük karbonlu çelik Tane sınır allotriomorphic [23]
Bir malzemenin mikro analiz önemi, Özellikle çelik ya da alaşım, malzemenin kendisinde parçacık boyutuna ve bir miktarının gözlenmesiyle malzemenin özelliklerini belirlemektir. Salon-Petch ilişkiye dayanarak, tane büyüklüğü azaltılması çeliğin mukavemetinin başarır [25]. benzer şekilde, optik mikroskop ile elde edilen sonuçlardan, düşük karbonlu çelik tipi A333 Sınıf 6 ferrit dane sınırlarında küçük boyutu oluşur.
3.2 Vickers Sertlik Testi
Bölüm elde edilen verilere göre, 2.2, Vickers sertlik testi sonuçları, uygulanan yüke bağlıdır, süresi ve girinti çapı konut. Bu nedenle, Bu test için, 10 kgf uygulandı 15 s A333 Grade girinti için 6 düşük karbon çelik örneği. Test tekrarlandı 5 numunenin farklı bölgeleri, içeren 4 kenarları ve numunenin bir orta. Vickers batıcı elmas şekli piramidin bir biçimde numune üzerinde bir çukur yapılan kez, dolgu çizgilerin diyagonaller her iki kenarına göre ayarlanmıştır, ve değerler cihazında kaydedildi. Sonra, Sonuçlar HV açısından sergilendi, ki Vickers sertliği test cihazı tarafından sağlanan sertlik seviyesini göstermektedir. Elde edilen sonuçlar, çapraz çap ve sertlik değerlerinin şunları içerir 5 makas, ve numune için ortalama HV Tablo l'de gösterilmektedir 2.
Tablo 2: Numune A333 Grade Sertlik Değeri 6 Düşük Karbonlu Çelik
|
Düşük Karbonlu Çelik: A333 Sınıf 6 (20 mm x 10 mm x 2 mm) Dikdörtgen Numune |
|||
|
Puan |
Çapı 1 (µm) |
Çapı 2 (µm) |
Vickers Sertlik (HV) |
|
1 |
330.075 |
332.100 |
169.131 |
|
2 |
336.960 |
340.605 |
161.535 |
|
3 |
336.555 |
333.315 |
165.268 |
|
4 |
329.670 |
326.835 |
172.065 |
|
5 |
328.455 |
333.720 |
169.131 |
|
Ortalama Vickers Sertlik Değeri |
166.826 |
||
Elde edilen sonuçlar, optik mikroskop aracılığıyla girinti mikro tarafından doğrulandı. şekil 7 Point elmas biçimli girinti mikro örneğini göstermektedir 1, 3 ve 5 Numunenin, sırasıyla.
Bu Sertlik Değerinin sonuçları arasında hafif bir fark olduğu gösteriyor (HV). Test yapılan olmasına rağmen 5 farklı noktalar, nedeniyle aynı test edilen materyale özdeş olmalıdır elde edilen sertlik değerleri. Tanaka ve Kamiya göre [22], Yüzey pürüzlülüğü sertlik değerinin ölçümü etkiler. Numune yüzeyi düzgün bir şekilde öğütülmüş rağmen, Sonuç doğruluğunda bozulma yoktu. yine de, Samuels göre [26], düşük karbon çelik sertliği (0.1% karbon içeriği) 140HV olduğunu. o esnada, A333 sınıf için elde edilen sonuçlar 6 Sertlik değeri yaklaşık 166.826HV olan düşük karbon çelik göster.
4.0 SONUÇ
tüm, o A333 sınıf sonucuna varılabilir 6 düşük karbonlu çelik küçük bir tane büyüklüğüne ve daha az perlit içerikli mikro sahip. Bu bilgiler, malzemenin yüksek mukavemet ve süneklik doğruladıktan. bu arada, Bu malzemenin sertliği ortalama değeri 166.836HV olduğu, ve petrol ve gaz boru hatları için sertlik değeri aralığının uygun, ki 250HV maksimum olduğu. A333 sınıf yana 6 düşük karbonlu çelik, uygun bir kristal yapısı ve sertlik seviyesine sahip, bir açık deniz platform boru malzemesi olarak kullanılmaya uygun olan.
Ayrıca, Bu yazının sonucu deniz boru hattı malzeme üzerinde araştırma ilerletmek için katkıda bulunabilir.
REFERANSLAR
[1]M.Tanzosh,Bölüm A3: Boru Malzemeleri, Boru El Kitabı'nda, New York, McGraw-Hill, (2000).
[2]M.Tanzosh,Bölüm A3: Boru Malzemeleri, Boru El Kitabı'nda, New York, McGraw-Hill, (2000).
[3]NORSOK Standart, M-001 Malzeme seçimi, Norveç Petrol Endüstrisi, Norveç,(2004).
[4]Papavinasam,bölüm 3 - Malzemeler, Petrol ve Gaz Endüstrisinde Korozyon Kontrolü, (2014) 133-177.
[5]F.Ashby,Mekanik Tasarım Malzeme Seçimi, Burlington: Elsevier Yayınevi, (2005).
[6]Lyons,5 - Demir ve demir dışı metaller, Architects ve Oluşturucular için malzemeler, 3 (2006) 149-196. Subrata, Offshore Mühendisliği El Kitabı, Plainfield: Elsevier Ltd.. (2005).
[7]H.S.. Wenyong Wu, Mikroyapı, Mekanik özellikler ve lazer korozyon davranışı farklı kaynak bağlantısına
ferritik paslanmaz çelik ve karbon çelik arasına, Malzemeleri & dizayn, 65 (2014) 855-861.
[8]Stipanicev,F. Turcu, L. Esnault, O. Rosas, R. Basseguy, M. Sztyler, I.B. Kayın, bakterilerin karbon çelik korozyon
Kuzey Denizi açık deniz deniz suyu enjeksiyon sistemlerinden: Laboratuvar incelemesi, Biyoelektrokimya 97 (2013) 76-88.
[9]demirci,Boru Malzeme Seçimi ve Uygulamaları, Burlington: Körfez Profesyonel Yayıncılık, (2005).
[10] A.J. Bryhan, W. Troyer, Düşük Karbon Mo-Nb X-70 Boru çelik kaynak kabiliyeti, Kaynak Araştırması, 1 (1980) 37-47.
[11] NORSOK Standart, Boru Donanımları Malzeme Bilgi Formları, Ed 6, Norveç Petrol Endüstrisi, Norveç (2013).
[12] Amerikan Boru Ürünleri, Ürün kataloğu, Mevcut: http://www.amerpipe.com/products. (2014).
[13] Guangdong Lizz Çelik Boru A.Ş., Ltd, APE Spec 5L Gr.B Karbon Çelik Boru, Mevcut: http://www.apisteel.com/api-spec-5l-gr-b-carbon-steel-piping-1611/. (2014)
[14] Aesteiron Çelikler Private Limited, ASTM A671 EFW borular, Tasarım geometrisinin bir fonksiyonu olarak nispi sızdırmazlık performansı oluşturmak için muhafaza-boru bağlantılarının sonlu eleman analizine standart bir yaklaşım://www.abtersteel.com/. (2014).
[15] American Society test ve malzeme (ASTM), ASTM A333: Düşük Sıcaklık Hizmet için Dikişsiz ve dikişli Çelik Boru için Standart Şartname, American Society test ve malzeme (ASTM), Washington, (2013).
[16] Güneşli Çelik Kurumsal Ltd., ASTM A333 Sınıf 6 Dikişsiz boru, Güneşli Çelik Kurumsal Ltd., 2011. Mevcut: http://www.sunnysteel.com/astm-a333-grade-6_seamless-pipe.php#.VDBllXkcT6U. (2014).
[17] S. M. Mukhopadhyay, katı yüzeylerin ve filmler mikroskopik ve spektroskopik karakterizasyonu için numune hazırlanması,
Analitik kimyada örnek hazırlama teknikleri 162 (2003) 377-411.
[18] D. Grubb, 2.17 - Optik mikroskopi, polimer Bilimi: Kapsamlı Bir Referans, 2 (2012) 465-478.
[19] F. Niaz, M. R. Kağan, İ. Haque, “uçak endüstrisinde kullanılan düşük karbonlu çelik Mikroyapı karakterizasyonu, JPMS Konferans Sayı, Pakistan, (2010).
[20] ug den. Ulyanov, D.Yu. Usachov, A.V. Fedorov, GİBİ. Bondarenko, B.V. Senkovskiy, O.F. Vyvenko, S.V. Pushko, K.S. Balizh, A.A. Maltcev, K.I.
Borygina, A.M.. Dobrotvorskii, V.K. Adamchuk, Karbon çeliklerin Mikroskopi: Kombine AFM ve EBSD çalışma, Uygulanan Yüzey Bilimi 267 (2013) 216-218.
[21] E. Girault, P. Jacques, Ph. HARLET, K. Mols, J. Humbeeck dan, E. Aernoudt, F. Delannay, için metalografik yöntemler
AÇMA-Destekli Çeliklerin çok evreli mikro Ortaya, Malzeme Karakterizasyon 40 (1998) 111-118.
[22] M.A.H. Kamiya, öğütülebilen bir indeksi olarak Vickers sertliğine kullanarak toner tabakaların öğütme analizi, Toz Teknoloji 164 (2006) 82-88.
[23] D. A. Scott, Eski ve Tarihi Metal Metalografi ve Mikroyapı, Singapur: J. Paul Getty Güven (1991).
[24] K.M. Koo, BENİM. Yau, Dickon H. L.. arasında, C.C.H. o, Barkhausen emisyonla düz karbon çelik perlit tanelerinin karakterizasyonu,
Malzeme Bilimi ve Mühendisliği: A, 351 (2003) 310-315.
[25] Pauli Lehto, Heikki Remes, Tapio Saukkonen, Hannu Hanninen'in, Jani Romanoff, kaynaklanmış yapı çeliği Hail Petch ilişki tanecik boyutu dağılımına etkisi, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği 592 (2013) 28-39.
[26] L. E. Samuels, Karbon Çelikler Işık Mikroskopi, Amerika Birleşik Devletleri: ASM Uluslararası, 1999.
