API5L X52N X56Q PSL2 OD24 ″ Tubería sin costura

Nuestra fábrica tiene laminado Φ720 que puede producir tubos sin costura de gran tamaño directamente. como API5L X65QS PSL2 OD610 * 12.7mm por laminado en caliente produciendo Longitud 12m

Composición química API5L X65QS PSL2:

Propiedades mecánicas de API5L X65QS PSL2

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Material de acero al carbono para aplicaciones de corrosión por sulfuro de hidrógeno

El sulfuro de hidrógeno H₂S es un compuesto inorgánico que es incoloro, inflamable, soluble en gas ácido de agua, la corrosión por sulfuro de hidrógeno se refiere a la tubería de petróleo y gas que contiene una cierta concentración de sulfuro de hidrógeno (H2S) y corrosión por agua. El H₂S se disuelve en agua y se vuelve ácido, lo que provoca corrosión electroquímica y picaduras y perforaciones locales de las tuberías. Los átomos de hidrógeno generados en el proceso de corrosión son absorbidos por el acero y se enriquecen en los defectos metalúrgicos de la tubería, lo que puede conducir a la fragilización del acero y la iniciación de grietas, lo que lleva al agrietamiento. La tubería y el equipo de los campos de petróleo y gas ácido que contienen H₂S han aparecido muchas veces por roturas repentinas o frágiles, grietas en la zona de soldadura y otros accidentes, que son causados ​​principalmente por grietas inducidas por hidrógeno (HIC) y grietas por tensión de sulfuro (SSC).

Los factores que afectan la corrosión del H₂S incluyen la concentración de sulfuro de hidrógeno, el valor de PH, la temperatura, la velocidad de flujo, la concentración de dióxido de carbono y de iones de cloruro (C1-), etc. Se constituye un ambiente de corrosión bajo tensión de sulfuro de hidrógeno húmedo si se cumplen las siguientes condiciones:

  • La temperatura del medio no es superior a 60 + 2P ℃, P es la presión manométrica media (MPa);
  • B la presión parcial de sulfuro de hidrógeno no es inferior a 0.35 mpa;
  • El medio contiene agua o la temperatura del medio es más baja que la temperatura del punto de rocío del agua;
  • Medio con PH menor a 9 o cianuro.

Los resultados muestran que para el acero de aleación cuando la resistencia o dureza del acero es la misma, la microestructura de distribución uniforme de pequeños carburos esféricos se puede obtener mediante revenido a alta temperatura después del temple, y la resistencia a la corrosión por H2S es mejor que después templado. La forma de las inclusiones también es importante, especialmente la forma del MnS, porque los MnS son propensos a la deformación plástica a altas temperaturas, y la lámina de MnS formada por laminación en caliente no se puede cambiar durante el tratamiento térmico posterior.

Los elementos Mn, Cr y Ni se agregan al acero carbono para mejorar la templabilidad, especialmente Ni. Generalmente se cree que el elemento Ni es beneficioso para la tenacidad del acero de aleación, pero el sobrepotencial de reacción de desprendimiento de hidrógeno del acero al Ni es bajo, el ión de hidrógeno es fácil de descargar y reducir para acelerar la precipitación del hidrógeno, por lo que la resistencia del acero al Ni a La corrosión bajo tensión por sulfuro es pobre. En general, el acero al carbono y el acero aleado deben contener menos del 1% o nada de níquel. Elementos como Mo, V, Nb, etc. que forman carburos estables en el acero.

ISO 15156-2, ISO15156-3 o NACE MR0175-2003 han limitado las condiciones ambientales para evitar la aparición de corrosión bajo tensión. Si no se cumplen estas condiciones, se deben realizar pruebas HIC y SSC, y se deben cumplir otras normas relevantes. El Instituto Americano de Corrosión (NACE) MR-01-95 establece que para prevenir el agrietamiento por corrosión bajo tensión de sulfuro (SSCC), el acero ordinario (contenido de níquel inferior al 1%) con una dureza inferior a Rockwell HRC22 o el acero templado al cromo-molibdeno con un contenido de níquel menor que HRC 26.

Además, existen otras restricciones:

  • Impurezas en el acero: azufre ≤ 0.002%, P≤0.008%, O≤ 0.002%.
  • La dureza no es superior a 22HRC, el límite elástico es inferior a 355MP, la resistencia a la tracción es inferior a 630MPa
  • El contenido de carbono del acero debe reducirse tanto como sea posible bajo la condición de satisfacer las propiedades mecánicas de la placa de acero. Para acero con bajo contenido de carbono y acero al carbono-manganeso: CE≤0.43, CE = C + Mn / 6; Para acero de baja aleación: CE≤045 CE = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15

Placa de acero: SA387 Gr11 (HlC), SA387 Gr12 (HlC), SA387 Gr22 (HlC), SA516 Gr65 (HlC), SA516 Gr70 (HlC);

Tubería de acero: API 5CT H40, J55, L55, C75 (1,2,3), L80 (tipo 1), N80 (tipo Q / T), C95 (tipo Q / T), P105, P110 Q / T); API 5L grado A, grado B, X42, X46, X52; ASTM A53, A106 (A, B, C)

El tubo y la placa de acero al carbono disponibles para la aplicación H₂S

Soldadura de material de caldera ultra-supercrítico

El acero resistente al calor se refiere al acero que trabaja a alta temperatura y tiene una excelente resistencia térmica y estabilidad térmica. La resistencia térmica se refiere a la capacidad de resistir la fluencia y la fractura a alta temperatura, y la estabilidad térmica se refiere a la capacidad de resistir la oxidación y corrosión de medios gaseosos a alta temperatura. La gente suele referirse al acero resistente al calor con resistencia térmica como acero resistente al calor y al acero resistente al calor con estabilidad térmica como acero termoestable. Los aceros resistentes al calor se utilizan principalmente en la ingeniería de potencia y energía, como en la fabricación de equipos de refinación de petróleo, calderas, buques nucleares, turbinas de vapor, recipientes de productos químicos sintéticos, equipos aeroespaciales y otros equipos de procesamiento de alta temperatura. Cabe señalar que muchos aceros inoxidables (309, 310H) también tienen resistencia al calor y, a veces, se los denomina "acero inoxidable resistente al calor".

Las juntas soldadas de acero resistente al calor Tendrá sustancialmente la misma resistencia a la oxidación a alta temperatura que el metal base. La composición de la aleación y el contenido de metal de soldadura deben ser básicamente consistentes con el metal base, como Cr, Mo, W y otros elementos principales, mientras que las impurezas como P y S deben controlarse a un nivel bajo en la medida de lo posible para reducir el tendencia al agrietamiento en caliente. Para mejorar la soldabilidad, el contenido de C del material de soldadura puede ser ligeramente más bajo que el del metal base para garantizar el rendimiento a alta temperatura. La resistencia del metal de soldadura debe ser similar a la del metal base que se va a soldar. Las uniones soldadas de acero resistentes al calor no solo deben tener una resistencia a corto plazo a temperatura ambiente y a alta temperatura básicamente igual a la del metal base, sino que también, lo que es más importante, deben tener propiedades de fluencia a alta temperatura similares a las del metal base. Los requisitos de rendimiento de las nuevas juntas de acero resistentes al calor para calderas ultra-supercríticas se muestran en la siguiente tabla.

gradosTS σb MPaY.Sσs MPaAlargamiento δ %AkvJEsfuerzo admisible a temperatura de funcionamiento, MPaDureza, HB
P12263053017%3164 (620 ℃)225 270 ~
P9263053017%3170 (620 ° C)-
HR3C655-30-69 (650 ° C)-
Super304H590-35-91 (620 ℃) ​​78 (650 ℃)225 270 ~

Aunque la mayor parte de la estructura de soldadura de acero resistente al calor funciona a alta temperatura, pero la inspección final de los recipientes a presión y los requisitos de tuberías, generalmente a temperatura ambiente a 1.5 veces la presión de trabajo, experimente la prueba de presión hidráulica o neumática, la operación de equipos de presión o mantenimiento ha para someterse al proceso de arranque en frío, por lo que la junta de soldadura de acero resistente al calor también debe tener cierta resistencia a la fractura frágil. Para aceros resistentes al calor de martensita y austenita, el contenido de ferrita δ en el metal depositado debe controlarse estrictamente para garantizar la propiedad de fluencia de las uniones soldadas durante el largo tiempo de funcionamiento a alta temperatura.

Soldadura de acero martensítico P92 / T92, P122 / T122

Tanto P92 como P122 son aceros martensíticos, que tienen tendencia al agrietamiento en frío y tendencia al agrietamiento en caliente durante la soldadura. Para evitar grietas en frío en la soldadura, es necesario precalentar antes de soldar. La temperatura de precalentamiento no es menos de 150 ℃ para soldadura TIG y no menos de 200 ℃ para soldadura por arco de electrodo y soldadura por arco sumergido. Para evitar grietas en caliente y grano grueso, la energía de la línea de soldadura debe controlarse estrictamente durante el proceso de soldadura, la temperatura de la capa intermedia debe ser inferior a 300 ℃, y se prefiere la soldadura por arco de argón con electrodo de tungsteno con una pequeña entrada de calor de soldadura. Se debe prestar atención a la soldadura multicapa y de múltiples pasadas cuando se suelda con arco de electrodo. El espesor de la pasada de soldadura no debe ser mayor que el diámetro del electrodo. El ancho del paso de soldadura no debe ser más de 3 veces el diámetro del electrodo y se recomienda que el diámetro del electrodo no sea mayor de 4 mm. Para la pieza de trabajo con un gran espesor de pared, se puede usar soldadura por arco sumergido para soldar, pero alambre fino sumergido Se debe utilizar soldadura por arco y el diámetro del alambre de soldadura debe ser inferior a 3 mm. Al soldar tubos de diámetro pequeño T122 y T92, la parte posterior debe llenarse con argón durante todo el proceso de soldadura. Para tuberías de paredes gruesas de gran diámetro, se requiere protección con gas argón en la parte posterior de las primeras tres capas de soldaduras en la raíz. Después de soldar, use aislamiento de asbesto y enfriamiento lento y permanezca entre 100 ~ 150 ℃ durante al menos 1 ~ 2 horas, hasta que la metalografía se transforme completamente en martensita, luego puede realizar el tratamiento térmico posterior a la soldadura. Para el grosor de la pared de la pieza de trabajo es superior a 40 mm, después de soldar con aislamiento de asbesto enfriamiento lento, 100 ~ 150 ℃ al menos permanecer 1 ~ 2 horas, si no es tratamiento térmico inmediato, debe calentarse a 200 ~ 300 ℃ aislamiento 2 horas y luego enfriar lentamente a temperatura ambiente.

SUPER 304H, SA-213 TP310HCBN Soldadura de acero austenítico

El acero austenítico tiene buena soldabilidad y no tiene tendencia al agrietamiento en frío, por lo que no necesita precalentamiento. Sin embargo, el acero austenítico tiene tendencia al agrietamiento en caliente durante la soldadura, por lo que se debe prestar atención al control de la entrada de calor de la soldadura y la temperatura entre capas. En el proceso de soldadura, el método de soldadura de la energía de la línea de soldadura es más pequeño, como la soldadura TIG manual, la soldadura TIG de alambre frío automática o la soldadura TIG de alambre caliente. Generalmente, la temperatura de la capa intermedia no debe controlarse a más de 150 ℃. Para la soldadura TIG de alambre frío o la soldadura TIG de alambre caliente, el proceso de soldadura continuo requiere enfriamiento por agua entre capas de la soldadura soldada. Para evitar la corrosión intergranular, debe controlarse el contenido de iones de cloruro en el agua de refrigeración. Para evitar la oxidación de los elementos de aleación en la zona de alta temperatura, la superficie posterior debe rellenarse con argón durante todo el proceso de soldadura. Para asegurar una buena fusión en ambos lados de la ranura, el ángulo de la ranura del acero austenítico debe ser mayor que el del acero de ferrita general. Para soldaduras de acero diferente con materiales de ferrita, se recomienda alambre o electrodo de soldadura ernicR-3 o EnICRFE-2. Cuando se suelda acero diferente (con acero de ferrita) y se utiliza a altas temperaturas, se debe tener en cuenta el coeficiente de expansión de ambos materiales.

 

¿Para qué se utiliza el acero resistente a la fluencia?

El molibdeno ha sido un elemento clave de aleación en los aceros de ferrita resistentes a la fluencia que operan a temperaturas de hasta 530 ° C. Las principales aplicaciones del acero resistente a la fluencia se encuentran en centrales eléctricas y plantas petroquímicas, donde las turbinas de vapor requieren grandes piezas forjadas y fundidas, y los recipientes a presión, calderas y sistemas de tuberías requieren tubos, placas y accesorios de todo tipo. También son importantes otras propiedades del material, como la templabilidad, la resistencia a la corrosión y la soldabilidad. La importancia relativa de estas propiedades depende de la aplicación específica del material. Por ejemplo, los rotores de turbinas grandes necesitan acero con buena templabilidad y los sistemas de tuberías de las centrales eléctricas deben ser soldables. Aun así, las aleaciones utilizadas en estas diferentes aplicaciones utilizan todos los mismos principios para mejorar la resistencia a la fluencia.

El molibdeno en solución sólida puede reducir la velocidad de fluencia del acero de manera muy eficaz. Cuando se usa a altas temperaturas, el molibdeno ralentiza la aglomeración y el engrosamiento de los carburos (maduración de ostwald). El temple y revenido producen una microestructura compuesta de bainita superior, lo que da como resultado los mejores resultados en resistencia a altas temperaturas. Para las centrales eléctricas de carbón, la eficiencia de los grupos electrógenos subcríticos es inferior al 40 por ciento. Se espera que las futuras plantas ultra-supercríticas (USC) sean más del 50 por ciento eficientes, reduciendo las emisiones de dióxido de carbono por kilovatio-hora de electricidad producida en casi la mitad. El acero de ferrita resistente a la fluencia todavía se usa comúnmente en plantas de energía, refinerías de petróleo y plantas petroquímicas en todo el mundo. Los componentes incluyen tubos sin costura para calderas de agua caliente y sobrecalentadores, tambor de caldera, colector, bombas y recipientes a presión para propósitos de alta temperatura y espinas de turbinas de vapor de más de 2 metros de diámetro y más de 100 toneladas de peso. Este acero se puede clasificar como acero C-Mn, acero Mo, acero C-RMO de baja aleación y acero 9-12% Cr.

Tipo de planta Subcrítica (más de 300000 kw)
Muro de agua: A192, SA-106B, SA-106C,
Sobrecalentamiento: T11 / P12, P22 /T22, T23, T91T92
Recalentador: P11, T23,T91T92
Economizador: A192
Colector y tubo de vapor: A192, T12, P12
Supercrítico (SC) (más de 600000 kw)
Calentamiento excesivo: T22, T23, T91, T92, TP347H, TP347HFG, SUPER304H, HR3C
Reheater material: P12,T23,T91,T92,TP347H,TP347HFG,SUPER304H,HR3C
Materiales economizadores: A192, SA210C
Colector y tubo de vapor: P11, P91, P92
Ultra-supercrítico (USC) (más de 660000 kw)
Material sobrecalentado: T22,T23,T91,T92,TP347H,TP347HFG, SUPER304H, HR3C
Reheater: P12, T23, T91, T92, TP347H, TP347HFG, SUPER304H, HR3C
Materiales del economizador: A192, SA210C
Colector y tubo de vapor: P11, P91, P92

¿Cómo se conecta el tubo de intercambio de calor con la placa del tubo?

La forma de conexión del tubo de intercambio de calor y la placa del tubo incluye principalmente expansión, soldadura, soldadura de expansión, etc. La junta de expansión de resistencia se refiere a la expansión del rendimiento de sellado y la resistencia a la tracción de la conexión entre el tubo de intercambio de calor y la placa de tubos. Se basa en la deformación plástica del extremo del tubo para resistir la fuerza de tracción. La tensión residual después de la expansión del tubo se debilitará gradualmente cuando la temperatura aumente, de modo que el rendimiento de sellado y la resistencia de la conexión entre el tubo y la placa del tubo disminuirán. Por lo tanto, la expansión de resistencia es adecuada para que la presión de diseño sea menor o igual a 4MPa, la temperatura de diseño sea menor o igual a 300 ℃. La expansión de resistencia no debe usarse en el caso de vibración severa, gran diferencia de temperatura o corrosión por tensión obvia durante la operación.

Al expandir el tubo, la dureza del tubo debe ser menor que la de la placa del tubo. El espacio entre la tubería y la tubería y la suavidad de la tubería afectan la calidad de la tubería en expansión. La superficie rugosa del orificio de la tubería puede producir una gran fuerza de fricción y no es fácil de arrancar, pero es fácil producir fugas. Está estrictamente prohibido que la superficie del orificio de la tubería tenga una ranura longitudinal a través de la ranura. La superficie lisa del orificio del tubo no es fácil de filtrar, pero es fácil de quitar. Generalmente, se requiere que la rugosidad de la superficie sea menor o igual a 12.5 μm. Hay dos tipos de orificios de tubería: orificios y ranuras anulares, el primero como se muestra en la figura (a) a continuación y el último como se muestra en la figura (b) y (c) a continuación.

Después de ranurar, el tubos de acero se aprietan en las ranuras al expandirse, lo que puede mejorar la resistencia al arrancamiento y mejorar el rendimiento del sellado. El número de ranuras anulares en el orificio del tubo depende del grosor de la placa del tubo. En términos generales, se abre una ranura cuando el grosor es inferior a 25 mm y se abren dos ranuras cuando el grosor es superior a 25 mm. Cuando la placa del tubo es gruesa o para evitar la corrosión del espacio, se puede utilizar la estructura que se muestra en la siguiente figura (d), la placa del tubo compuesto y el tubo de intercambio de calor también se pueden expandir, cuando el revestimiento es mayor o igual a 8 mm, debe estar en la ranura del orificio del tubo, la estructura se muestra en la siguiente figura (e).

La soldadura de resistencia se refiere a garantizar el rendimiento de sellado y la resistencia a la tracción del tubo de intercambio de calor y la conexión de la placa de tubos, son los tipos de conexión de placa de tubos más utilizados. La fabricación de soldadura de resistencia es simple, la capacidad de tracción es fuerte, como la falla de la pieza de soldadura, puede ser una soldadura de reparación secundaria, un tubo de intercambio de calor más conveniente. El uso de soldadura de resistencia no está limitado por la presión y la temperatura, pero no es adecuado para la ocasión de grandes vibraciones o corrosión por intersticio. La forma general de soldadura por resistencia se muestra en la figura (a) a continuación. Para evitar la acumulación de líquido alrededor del extremo de la tubería, a menudo se utiliza la estructura que se muestra en la figura (b) a continuación. La estructura que se muestra en la figura (c) a continuación se utiliza generalmente en situaciones en las que la placa de tubos es de acero inoxidable.

Se requiere que el rendimiento de sellado de la junta entre el tubo y la placa del tubo sea alto, o haya corrosión por holgura, resista vibraciones severas y otras ocasiones, una sola expansión o soldadura no puede cumplir con los requisitos, la combinación de los dos puede proporcionar suficiente resistencia y buen rendimiento de sellado. La combinación de expansión y soldadura se puede dividir en dos tipos según la secuencia de expansión y soldadura: expansión y soldadura después de expansión. El método de expansión general inevitablemente tendrá manchas de aceite en el espacio de la junta, que se soldará después de la expansión. Estas manchas de aceite y el aire en el espacio reducirán la calidad de la soldadura.

Soldar antes de la expansión, causará daño a la soldadura. En la actualidad, no existe una disposición uniforme para la elección de los dos órdenes. En la ingeniería real, como la expansión después de la soldadura, antes de la soldadura debe haber aceite limpio; Si la primera soldadura después de la expansión, debe ser un límite a la posición de expansión del extremo del tubo, generalmente para controlar desde la superficie de la placa del tubo 15 mm por encima del alcance de expansión. La primera expansión y luego la soldadura generalmente adopta la forma de expansión de fuerza y ​​soldadura de sellado. La expansión de la resistencia asegura el rendimiento de sellado del tubo y la placa de tubos, proporcionando suficiente resistencia a la tracción, y la soldadura del sello asegura aún más el rendimiento de sellado del tubo y la placa de tubos. La estructura se muestra en la figura (a). La soldadura de fuerza asegura el rendimiento de sellado del tubo y la placa de tubos, proporcionando suficiente resistencia a la tracción y la expansión por adherencia elimina el espacio entre el tubo y el orificio del tubo para garantizar el rendimiento de sellado. La estructura se muestra en la figura (b).

En esencia, la expansión explosiva es también un tipo de expansión de la fuerza, la última generalmente adopta la expansión del rodillo, la primera usa el explosivo en un período de tiempo muy corto para producir una onda de choque de gas a alta presión para hacer que la tubería se adhiera firmemente al orificio del tubo. . Alta eficiencia de expansión y conexión explosiva, sin necesidad de aceite lubricante, fácil de soldar después de la expansión, gran resistencia a la tracción, pequeño alargamiento y deformación axial.

La expansión explosiva es adecuada para tubos de pared delgada, tubos de diámetro pequeño y expansión de hoja de tubo de gran espesor, fugas en el extremo del tubo de intercambio de calor, la expansión mecánica es difícil de reparar en la ocasión.

¿Cómo afectan los elementos de aleación al rendimiento de los aceros criogénicos?

Por lo general, llamamos al acero utilizado el rango de temperatura de -10 a -273 ℃ como acero de baja temperatura o acero criogénico De acuerdo con el contenido y la estructura del elemento de aleación, los aceros criogénicos se pueden dividir en: Acero C-Mn matado con aluminio como 06MnVTi, 06MnVal, Acero 09Mn2Vre, 06MnNb, acero de baja temperatura de cuerpo férrico de baja aleación 0.5Ni, 2.5Ni, 3Ni, 3.5Ni, etc., aceros martensiformes para baja temperatura como el acero 9Ni, 5Ni, aceros austeníticos de alta aleación para baja temperatura como 1Cr18Ni9Ti y 20Mn23Al y así sucesivamente.

El efecto de los elementos de aleación en los aceros de baja temperatura se refiere principalmente a su efecto sobre la tenacidad de los aceros a baja temperatura:

C

Con el aumento del contenido de carbono, la temperatura de transición frágil del acero aumenta rápidamente y la propiedad de soldadura disminuye, por lo que el contenido de carbono del acero de baja temperatura se limita a menos del 0.2%.

Mn

El manganeso puede mejorar obviamente la tenacidad del acero a baja temperatura. El manganeso existe principalmente en forma de solución sólida en el acero y desempeña el papel de fortalecimiento de la solución sólida. Además, el manganeso es un elemento que agranda la región austenítica y reduce la temperatura de transformación (A1 y A3). Es fácil obtener granos de ferrita y perlita finos y dúctiles, que pueden aumentar la energía máxima de impacto y reducir significativamente la temperatura de transición frágil. En general, la relación Mn / C debe ser igual a 3, lo que no solo puede reducir la temperatura de transición frágil del acero, sino también compensar la disminución de las propiedades mecánicas causada por la disminución del contenido de carbono debido al aumento del contenido de Mn.

Ni

El níquel puede aliviar la tendencia a la transición frágil y reducir significativamente la temperatura de la transición frágil. El efecto del níquel en la mejora de la tenacidad del acero a baja temperatura es 5 veces mayor que el del manganeso, es decir, la temperatura de transición frágil disminuye en 10 con el aumento del contenido de níquel en un 1%. Esto se debe principalmente al níquel con carbono, absorbido por la solución sólida y el refuerzo, el níquel también se mueve hacia el punto izquierdo del punto eutectoide del acero eutectoide para reducir el contenido de carbono, reducir la temperatura de transición de fase (A1 y A2), en comparación con el mismo contenido de carbono del acero al carbono, disminución del número de ferrita y refinamiento, poblaciones de perlita (el contenido de carbono de la perlita también es menor que el del acero al carbono). Los resultados experimentales muestran que la razón principal por la que el níquel aumenta la tenacidad a baja temperatura es que el acero que contiene níquel tiene más dislocaciones móviles a baja temperatura y es más fácil de deslizar. Por ejemplo, acero martensiforme de baja temperatura de aleación media con bajo contenido de carbono Acero 9Ni, tiene alta tenacidad a baja temperatura, se puede utilizar para -196 ℃. El acero 5Ni desarrollado sobre la base del acero 9Ni tiene una buena tenacidad a baja temperatura de -162 ~ -196 ℃.

P, S, Sn, Pb Sb

Fósforo, azufre, arsénico, estaño, plomo, antimonio: estos elementos no favorecen la tenacidad del acero a bajas temperaturas.

Se segregan en el límite del grano, lo que reduce la energía superficial y la resistencia del límite del grano, y hace que la grieta frágil se origine en el límite del grano y se extienda a lo largo del límite del grano hasta que se complete la fractura.

El fósforo puede mejorar la resistencia del acero, pero aumentará la fragilidad del acero, especialmente a bajas temperaturas. La temperatura de transición frágil aumenta obviamente, por lo que su contenido debe limitarse estrictamente.

O, H, N

Estos elementos aumentarán la temperatura de transición frágil del acero. Los aceros muertos con silicio desoxidado y con aluminio pueden mejorar la tenacidad a bajas temperaturas, pero debido a que el silicio aumenta la temperatura de transición frágil de los aceros, los aceros muertos con aluminio tienen una temperatura de transición frágil más baja que los aceros muertos con silicio.

La soldabilidad de la carcasa de aceite J55

La carcasa de aceite está compuesta por un collar y un cuerpo de tubería. Un solo cuerpo de tubería se conecta con la rosca del collar y se transporta al sitio del campo petrolero con una conexión de extremo a extremo para facilitar el transporte y el uso después de alcanzar la longitud requerida. Para fortalecer la resistencia y el control anti-aflojamiento de la conexión roscada, es necesario soldar el acoplamiento con el cuerpo de la tubería después de la conexión roscada, por lo que es muy importante analizar el rendimiento de la soldadura y formular un proceso de soldadura razonable. API 5A J55 es uno de los materiales de carcasa más utilizados, y analizamos su soldabilidad en términos de su equivalente de carbono.

Composición química API 5CT J55

Grado CSiMnPSCrNiCuMo
API 5CT J550.34-0.390.20-0.351.25-1.500.0200.0150.150.200.20/

Según la fórmula de carbono equivalente del Instituto Internacional de Soldadura:

CE = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15

CE = 0.69 > 0.4

Su equivalente de carbono es superior a 0.4 y su soldabilidad es pobre. Para obtener una calidad de soldadura calificada, se necesitan altas temperaturas de precalentamiento y estrictas medidas tecnológicas.

Su soldabilidad se analizó de acuerdo con la influencia del contenido del elemento de aleación J55 en la microestructura y propiedades:

  • Tubo de revestimiento J55 tiene un alto contenido de carbono, que es 0.34% ~ 0.39%, lo que hace que la curva de transición de austenita superenfriada del acero se mueva hacia la derecha y aumente; La adición de Cr, Mn, Ni, Cu y otros elementos de aleación hace que la curva de transición de la austenita superenfriada se desplace hacia la derecha, lo que mejora la estabilidad de la austenita superenfriada y aumenta el punto MS (el punto de inicio de la formación de martensita). Todos estos efectos aumentan la tendencia al temple de J55 y han aparecido grietas en la soldadura.
  • J55 tiene una gran tendencia al agrietamiento en frío, principalmente al agrietamiento por enfriamiento y fragilización. Debido a su alta resistencia, alto valor de dureza máxima de la zona afectada por el calor de soldadura y enfriamiento rápido, la martensita se genera fácilmente. Al soldar, intente elegir una gran energía de línea y corriente de soldadura, no debe reducir excesivamente la velocidad de soldadura. Para reducir la velocidad de enfriamiento, extienda el tiempo de enfriamiento de la junta soldada de 800 ℃ a 500 ℃, mejore la microestructura del metal de soldadura y la zona afectada por el calor, y reduzca la dureza máxima de la zona afectada por el calor, precalentamiento antes de soldar y templar después de soldar.
  • La tendencia al agrietamiento en caliente de J55 no es alta porque su conductividad térmica no es fácil de generar eutécticos de baja fusión; La tendencia al agrietamiento por recalentamiento no es grande, porque no contiene carburo fuerte. Se selecciona el alambre de soldadura ER55-G a juego con su resistencia. El alambre de soldadura tiene un excelente rendimiento en el proceso de soldadura, alto contenido de Ni, fuerte resistencia al agrietamiento en frío y excelentes propiedades mecánicas integrales del metal depositado.
  • Debido a la gran entrada de calor requerida para la soldadura J55, el valor de resistencia del material base y el material de soldadura es grande, y la tensión interna durante la soldadura es extremadamente grande. Durante la soldadura, es necesario martillar la soldadura mientras se suelda. Después de la soldadura, se realiza un tratamiento térmico para eliminar la tensión interna y evitar el agrietamiento posterior a la soldadura provocado por una tensión excesiva. El tratamiento térmico posterior a la soldadura también puede mejorar las propiedades de la microestructura de la soldadura.

Proceso de soldadura de J55

Método de soldadura 1: 80% Ar + 20% CO2 Soldadura con gas blindado. Material de soldadura: alambre de soldadura ER55-G, diámetro Φ3.2mm. Parámetros de soldadura: corriente 250 ~ 320A, voltaje 26 ~ 30V; Velocidad de soldadura 35 ~ 50 cm / min;

La temperatura de precalentamiento es de 100 ℃, y la temperatura de la capa intermedia no es más baja que la temperatura de precalentamiento, pero no se permite que sea más alta que la temperatura de precalentamiento de 30.

Tratamiento post-soldadura: refrigeración por aire sin ningún tratamiento térmico.

Resultados: Se calificó la prueba de tracción. Los valores de impacto de las tres muestras en la zona afectada por el calor son 26,47,23, sin calificar. Las muestras de flexión de cuatro lados tienen una grieta de 3.75 mm, una grieta de 4 mm, una grieta de 1.38 mm y una grieta de 0.89 mm, respectivamente, que no están calificadas. Este esquema tecnológico no es razonable.

Método de soldadura 2: 80% Ar + 20% CO2 gas soldadura. Material de soldadura: alambre de soldadura ER55-G, diámetro Φ3.2mm. Parámetros de soldadura: corriente 250 ~ 320A, voltaje 26 ~ 30V; Velocidad de soldadura 35 ~ 50 cm / min; La temperatura de precalentamiento es de 100 ℃, y la temperatura de la capa intermedia no es más baja que la temperatura de precalentamiento, pero no se permite que sea más alta que la temperatura de precalentamiento de 30.

Tratamiento posterior a la soldadura: tratamiento de revenido, temperatura 600 ± 20 ℃, tiempo de espera de 4 h; Velocidad de calentamiento 50 ℃ / h, velocidad de enfriamiento 50 ℃ / h.

Resultados: Se calificó el ensayo de tracción. Los valores de impacto de las tres muestras en la zona afectada por el calor son 51, 40 y 40, respectivamente, los cuales están calificados.

Ensayo de flexión lateral, calificado; El experimento demuestra que este esquema tecnológico es razonable. El tratamiento térmico posterior a la soldadura puede mejorar la microestructura y las propiedades de la soldadura, que es uno de los factores importantes para que la soldadura J55 obtenga las uniones soldadas que cumplan con los requisitos técnicos.

El duro entorno de la carcasa API 5A J55 requiere la calidad de la tubería en sí, también la calidad de la soldadura. Mediante el análisis y ensayo de soldadura anterior, se obtiene el proceso de soldadura que puede cumplir con los requisitos, lo que proporciona una base teórica y experimental para la correcta soldadura de la carcasa de aceite.

Ventajas del intercambiador de calor de tubo en U

El intercambiador de calor de tubo en U se caracteriza por su estructura simple, buena estanqueidad, mantenimiento y limpieza convenientes, bajo costo, buen rendimiento de compensación térmica y fuerte capacidad de carga de presión. El intercambiador de calor de tubo en U tiene el área de intercambio de calor más grande con el mismo diámetro. La estructura principal del intercambiador de calor de tubo en forma de U incluye caja de tubo, cilindro, culata, tubo de intercambio de calor, boquillas, deflector, placa antichoque y tubo guía, estructura anti-cortocircuito, soporte y otros accesorios de la carcasa y el lado del tubo. , es el más utilizado en intercambiadores de calor de carcasa y tubos.

Tubo de intercambio de calor

Los tubos de intercambio de calor utilizados para la transferencia de calor generalmente utilizan tubos de intercambio de calor primarios estirados en frío y tubos de intercambio de calor estirados en frío ordinarios. El primero es adecuado para la transferencia de calor y las ocasiones de vibración sin cambio de fase, y el segundo es adecuado para el hervido, la transferencia de calor por condensación y las ocasiones generales sin vibraciones. La tubería del intercambiador de calor debe poder soportar ciertas diferencias de temperatura, resistencia al estrés y a la corrosión. La longitud del tubo de intercambio de calor es generalmente de 1.0 m, 1.5 m, 2.0 m, 2.5 m, 3.0 m, 4.5 m, 6.0 m, 7.5 m, 9.0 m, 12.0 m. El material de la tubería puede ser acero al carbono, acero inoxidable, aluminio, cobre, latón y aleación de cobre-níquel, níquel, grafito, vidrio y otros materiales especiales, también tubería compuesta de uso frecuente. Para expandir el área del tubo de transferencia de calor efectivo al mismo tiempo, maximizar el coeficiente de transferencia de calor del lado del tubo, el procesamiento del tubo de intercambio de calor o el tubo insertado en las superficies internas y externas de los componentes de flujo perturbados, produciendo turbulencia del fluido en el interior y el exterior. al mismo tiempo, de uso común, como tubos de superficie rugosa, tubo con aletas, tubo de soporte, dentro del tipo enchufable, etc.

Placa de tubos

La placa de tubo es una de las partes más importantes del intercambiador de calor de carcasa y tubo. La placa del tubo es la barrera entre el lado de la carcasa y el lado de la tubería. Cuando el medio de intercambio de calor no tiene corrosión o tiene una corrosión leve, generalmente está hecho de acero con bajo contenido de carbono, acero de baja aleación o acero inoxidable. La forma de conexión de la placa de tubo y la carcasa se divide en tipos no desmontables y desmontables. La primera es la conexión entre la placa de tubo y la carcasa en el intercambiador de calor de placa de tubo fijo. El último, como el tipo de tubo en forma de U, el tipo de cabezal flotante y el tipo de caja de empaquetadura y el tipo de placa de tubo deslizante, la placa de tubo del intercambiador de calor y la conexión de la carcasa. Para conexiones extraíbles, la placa del tubo en sí no suele estar en contacto directo con la carcasa, pero la brida está conectada a la carcasa indirectamente o se sujeta mediante dos bridas en la carcasa y la caja del tubo.

Caja de tubo

La mayoría de los intercambiadores de calor de tubos de carcasa con diámetros de carcasa más grandes adoptan estructuras de tubo y caja. La caja del tubo está ubicada en ambos extremos del intercambiador de calor, que distribuye uniformemente el fluido de la tubería a los tubos del intercambiador de calor y reúne el fluido en los tubos para enviar el intercambiador de calor. En una carcasa de tubos múltiples, la carcasa también puede cambiar la dirección del flujo. La estructura de la caja de tubos está determinada principalmente por si es necesario limpiar el intercambiador de calor o si es necesario dividir el haz de tubos.

El intercambiador de calor de carcasa y tubo en U se ha convertido en el tipo de intercambiador de calor de estructura más comúnmente utilizado en el campo de la industria petroquímica debido a muchas ventajas, pero también tiene algunas desventajas, como que la limpieza de tuberías es más difícil, la tasa de utilización de la placa del tubo es baja debido a la limitación del radio de curvatura de la tubería de curvatura; La distancia entre los tubos más internos del haz de tubos es grande, el proceso de revestimiento es fácil de cortocircuitar y la tasa de desperdicio es alta. Es adecuado para una gran diferencia de temperatura entre la tubería y la pared de la carcasa o el lado de la carcasa donde el medio es fácil de escalar y necesita limpieza, y no es adecuado para el uso de placas de tubo flotantes y fijas en ocasiones, especialmente adecuado para limpieza y no es fácil de escalar bajo alto temperatura, alta presión, medio corrosivo.

¿Cómo se sueldan las juntas de insolación?

Las juntas de aislamiento se utilizan principalmente en la protección de sellado de aceite y gasoductos y para prevenir la corrosión electroquímica. Se componen principalmente de juntas cortas, bridas de acero, anillos de fijación, juntas, placas aislantes, manguitos aislantes y materiales aislantes de relleno. El tipo de sellado puede ser el sello de junta tórica, el sello de anillo en U y el sello compuesto "O + en forma de U", aunque la estructura de sellado es diferente, tienen el mismo principio de sellado. Su principio de sellado es el anillo de sellado bajo la acción de la precarga externa para producir una deformación elástica y la fuerza de sellado necesaria para garantizar que el medio en la tubería no tenga fugas. El siguiente es un ejemplo de la junta aislada X80 DN1200 / PN120 para ilustrar su proceso de soldadura.

El material de la junta aislante en este experimento es API 5L X80y el tamaño es de 1219 mm × 27.5 mm. El material de acero forjado a presión del cuerpo principal (brida, anillo fijo) es F65, clase Ⅳ; La parte de sellado es un anillo de sellado en forma de U de caucho fluorado, que tiene las características de sellado confiable, baja absorción de agua, alta resistencia a la compresión, buena elasticidad y aislamiento eléctrico. El material de la placa de aislamiento tiene un fuerte rendimiento de aislamiento eléctrico, resistencia a la penetración de fluidos y baja absorción de agua. Brida forjada de acuerdo con ASTM A694 para F65, el contenido de C, Mn, P, S y carbono equivalente, índice de resistencia al agrietamiento, requisitos de dureza y energía de impacto. Después de la prueba, la estructura metalográfica es perlita + ferrita, estructura uniforme, sin segregación, el tamaño de grano promedio es de 8 grados. El tamaño de grano más fino asegura la alta resistencia y tenacidad de las piezas forjadas.

Procedimiento de soldadura

Para la soldadura de este producto, después del tratamiento de remoción de tensiones, ensayos de tracción, flexión, impacto, dureza, metalografía y análisis espectral, los resultados cumplen con las especificaciones.

1. Ranura de soldadura

  • De acuerdo con las propiedades del material y el grosor de la pared de los accesorios de tubería y las bridas, elija la forma y el tamaño de ranura adecuados, es decir, ranura en "V" doble
  • Al diseñar el tamaño y el tipo de ranura de soldadura, se considera la influencia de la entrada de calor de soldadura en el rendimiento de los elementos de sellado, y se adopta la entrada de calor más baja para soldar para garantizar que el anillo de sellado de goma cerca de la soldadura no se queme. en el proceso de soldadura. La ranura de espacio estrecho se determina de acuerdo con nuestros años de experiencia en la soldadura de válvulas de bola totalmente soldadas.

2. Método de soldadura

El “respaldo de soldadura por arco de argón + relleno y recubrimiento de soldadura por arco sumergido” del método de soldadura. De acuerdo con el principio de selección de materiales de soldadura para aceros de alta aleación con diferentes grados de acero estipulado en el código y estándar de soldadura de recipientes a presión, se seleccionaron los materiales de soldadura que coincidían con el grado de acero F65, lo que no solo podía garantizar los requisitos de resistencia de F65 y Material X80 pero también tiene buena dureza.

Soldadura brida-niple

Las bridas y las uniones de tuberías se sueldan mediante soldadura por arco de argón y soldadura automática por arco sumergido. Soldadura por arco de argón para soldadura de respaldo, y luego soldadura por arco sumergido automática para soldadura de relleno y recubrimiento.

1. Equipo de soldadura

Máquina de soldadura automática de arco sumergido: velocidad 0.04 ~ 2r / min, rango de sujeción de la pieza de trabajo Φ330 ~ 2 mm, la longitud máxima de la pieza de trabajo soldable 700 mm, la profundidad máxima de la costura de soldadura 4500 mm, puede soportar el peso de 110 t.

La soldadura por arco sumergido tiene las ventajas de una calidad de soldadura confiable, una hermosa formación de cordones de soldadura, una alta tasa de deposición y puede usarse ampliamente en juntas de aislamiento de gran diámetro, válvulas de bola enterradas totalmente soldadas, etc.

2. Método de soldadura

Método de soldadura GTAW + SAW. En primer lugar, utilizamos el respaldo y el relleno de la raíz de soldadura por arco de argón cada vez para garantizar que la raíz se derrita, y luego usamos el método de soldadura de múltiples pasadas multicapa automático de arco sumergido para completar el llenado y el recubrimiento.

Posterior a la soldadura de tratamiento térmico

Para reducir la tensión residual de la soldadura y evitar que la soldadura se agriete o se deforme por tensión, es necesario destensar y templar después de la soldadura. El calentador eléctrico de cuerda tipo SCD (18.5 m de largo) y la caja de control de temperatura tipo LWK-3 × 220-A se utilizan para el tratamiento térmico. El termopar blindado tipo K se selecciona como equipo de medición de temperatura. La temperatura del tratamiento térmico fue de 550ºC y el tiempo de conservación del calor fue de 2 horas.

¿Cuál es el material de N80 en la carcasa de aceite N80?

El revestimiento de petróleo N80 y el tubo de acero sin costura N80 son equipos importantes para la perforación de petróleo, cuyo equipo principal también incluye tubos de perforación, tubos de núcleo y revestimiento, collares de perforación y tubos de acero para perforación de pequeño diámetro.

¿Cuál es el material de N80 en la carcasa de aceite N80?

La carcasa de petróleo N80 y la tubería de acero sin costura N80 tienen tres tipos de longitudes especificadas en el estándar API: a saber, R-1 para 4.88 a 7.62m, R-2 para 7.62 a 10.36m y R-3 para 10.36m a más.

La carcasa de petróleo N80 y la tubería de acero sin costura N80 se utilizan para la perforación de pozos de petróleo principalmente para soportar la pared del pozo durante el proceso de perforación y después de la finalización para garantizar el proceso de perforación y el funcionamiento normal de todo el pozo después de la finalización.

Los tipos y embalajes de tubería de revestimiento de petróleo N80 y tubería de acero sin costura N80 se dividen en dos tipos de acuerdo con SY / T6194-96 "carcasa de petróleo": carcasa de rosca corta y su acoplamiento y carcasa de rosca larga y su acoplamiento. Según SY / T6194-96, la carcasa doméstica debe atarse con alambre de acero o cinturón de acero. Cada carcasa y la parte expuesta de las roscas del acoplamiento deben atornillarse en el anillo de protección para proteger las roscas.

La carcasa de petróleo N80 y la tubería de acero sin costura N80 deben cumplir con SY / T6194-96. Se utilizará el mismo grado de acero para la carcasa y su acoplamiento. Contenido de azufre <0.045% y contenido de fósforo <0.045%.

Carcasa de aceite N80 y tubería de acero sin costura N80 de acuerdo con las disposiciones de GB222-84 para tomar muestras de análisis químico. Análisis químico de acuerdo con las disposiciones de la parte pertinente de GB223.

Carcasa de petróleo N80 y tubería de acero sin costura N80 como se especifica en el Instituto Americano del Petróleo ARISPEC5CT1988, primera edición. El análisis químico se realiza de acuerdo con la última versión de ASTME1 y el análisis químico se realiza de acuerdo con la última versión de ASTME59.