عملیات حرارتی لوله خط API 5L X70
API 5L X70یک گرید خط لوله کم آلیاژ با مقاومت بالا با حداقل استحکام تسلیم (SMYS) 485 مگاپاسکال و حداقل مقاومت کششی مشخص (SMTS) 570 مگاپاسکال است. X70 در خطوط لوله انتقال نفت و گاز استفاده می شود که در آن فشارهای بالاتر و دیواره های نازک تر باعث کاهش تناژ فولاد و هزینه جوش می شود. خواص به تنهایی از کربن حاصل نمی شود: X70 به عناصر ریزآلیاژی مانند نیوبیم، وانادیم و تیتانیوم و نورد و خنک کننده کنترل شده متکی است.
شرایط تحویل در API 5L
API 5L (ویرایش 46) چندین شرایط تحویل را برای خط لوله مجاز می کند. برای X70، گزینه های عملی عبارتند از:
As-rolled (AR):بدون عملیات حرارتی عمدی؛ خواص متکی به نورد کنترل شده است
نورد حرارتی مکانیکی (M):TMCP با دمای پایان کنترل شده و خنک‌سازی سریع، مسیر غالب برای X70 مدرن
نرمال شده (N):گرم کردن مجدد به آستنیت، خنک کننده هوا؛ برای برخی از محصولات مسیر صفحه استفاده می شود
خاموش و تمپر شده (QT):برای دیوارهای سنگین تر یا جاهایی که آسیاب نیاز به چقرمگی و قوام استحکام بیشتری دارد استفاده می شود
استاندارد یک مسیر را برای X70 تعیین نمی کند. سازنده فرآیندی را انتخاب می کند که دارای مقادیر مشخص شده مقاومت، چقرمگی و سختی باشد و شرایط تحویل در گواهی آسیاب ذکر شده است.
عملیات حرارتی با X70 چه می کند
نرمال کردن، دانه فریت را تصفیه می کند و ریزساختار را پس از عملیات شکل دهی یا جوشکاری یکنواخت می کند، که چقرمگی در دمای پایین را بهبود می بخشد. Quench and Temper یک ساختار بینیت یا مارتنزیت تمپر شده ایجاد می کند که استحکام بالایی با چقرمگی قابل قبول می دهد. در TMCP، اهداف ریزساختاری یکسانی از طریق نورد کنترل‌شده و خنک‌سازی تسریع‌شده بدون مرحله عملیات حرارتی جداگانه حاصل می‌شوند. در هر مسیر، هدف یک ساختار ریزدانه با معادل کربن کم است، زیرا این ترکیب هم استحکام و هم جوش‌پذیری میدانی را ارائه می‌کند.
شیمی و کنترل سختی
| پارامتر | کنترل معمولی X70 PSL 2 |
|---|---|
| کربن، حداکثر | 0.12% |
| کربن معادل CEV، حداکثر | 0.43% |
| میکروآلیاژها | Nb، V، Ti به صورت جداگانه یا ترکیبی اضافه شده است |
| Pcm (حساسیت ترک)، حداکثر | 0.25% |
این محدودیت ها در API 5L PSL 2 تنظیم شده اند و در بسیاری از موارد فولاد را بدون پیش گرمایش اجباری قابل جوش نگه می دارند. برای خطوط خدمات ترش، محدودیت های اضافی از طریق ISO 15156 / NACE MR0175 اعمال می شود، از جمله درپوش سختی معمولاً در یا کمتر از 250 HV10.
جوشکاری و تمرین پس از جوشکاری
جوشکاری میدانی از روش های واجد شرایط با ورودی گرمای کنترل شده پیروی می کند. پیش گرما به جای اعمال کورکورانه از رویه واجد شرایط انتخاب می شود
عملیات حرارتی بدنه لوله پس از جوش معمولاً برای لوله خط X70 مورد نیاز نیست
برای سرویس ترش، سختی جوش تایید شده و زیر حد پروژه نگهداری می شود
آزمایش جوش گیره شامل آزمایش‌های کششی، خمشی هدایت‌شده و چارپی در هر پروژه است
بازرسی پس از پردازش
لوله X70 تمام شده با آزمایش کشش در جهت عرضی، آزمایش ضربه شارپی V-notch در دمای مشخص شده، بررسی سختی در صورت نیاز، و بررسی غیر مخرب درز بررسی می شود. آزمایش هیدرواستاتیک فشار محاسبه شده از ضخامت دیواره مشخص شده، آزادسازی آسیاب را تکمیل می کند.
سوالات متداول
Q1: آیا API 5L X70 به عملیات حرارتی نیاز دارد؟
نه همیشه. X70 معمولاً به صورت نورد ترمومکانیکی عرضه می شود. نرمال کردن یا خاموش کردن و تمپر زمانی استفاده می شود که آسیاب به آن نیاز دارد تا خواص مشخص شده را برآورده کند، به ویژه برای دیوارهای سنگین.
Q2: قدرت تسلیم X70 چقدر است؟
حداقل قدرت تسلیم مشخص شده 485 مگاپاسکال (70400 psi) است.
Q3: چرا X70 بدون ترک مکرر جوش داده می شود؟
محدودیت‌های کربن کم و معادل کربن PSL 2 X70، ناحیه متاثر از حرارت را فقط تا حد محدودی قابل سخت شدن نگه می‌دارد، که این چیزی است که فولاد را برای جوشکاری در میدان عملی می‌کند.
Q4: آیا می توان از X70 در سرویس ترش استفاده کرد؟
بله، اگر مطابق با الزامات استاندارد ISO 15156 / NACE MR0175، از جمله محدودیت های سختی و شیمی، عرضه و واجد شرایط باشد.
Q5: تفاوت بین X70 و X65 چیست؟
X70 دارای حداقل استحکام تسلیم مشخص شده بالاتری است (485 مگاپاسکال در مقابل 450 مگاپاسکال برای X65)، که با محتوای میکروآلیاژ کمی بالاتر و کنترل فرآیند سخت تر به دست می آید.
Q6: TMCP مخفف چیست؟
پردازش کنترل‌شده ترمومکانیکی: نورد و خنک‌سازی کنترل‌شده در طول تولید صفحه یا لوله که دانه را بدون یک مرحله کوره عملیات حرارتی جداگانه تصفیه می‌کند.
