API5L X52N X56Q PSL2 OD24″ Pipeline senza soluzione di continuità

la nostra fabbrica ha la laminazione di Φ720 in grado di produrre direttamente tubi senza saldatura di grandi dimensioni. come API5L X65QS PSL2 OD610*12.7mm dalla produzione laminata a caldo Lunghezza 12m

Composizione chimica API5L X65QS PSL2:

Proprietà meccaniche API5L X65QS PSL2

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Materiale in acciaio al carbonio per applicazioni di corrosione da acido solfidrico

L'idrogeno solforato H₂S è un composto inorganico che è incolore, infiammabile, solubile nel gas acido dell'acqua, la corrosione dell'acido solfidrico si riferisce all'oleodotto e al gasdotto contenente una certa concentrazione di idrogeno solforato (H2S) e corrosione dell'acqua. H₂S si dissolve in acqua e diventa acido, causando corrosione elettrochimica e vaiolatura locale e perforazione delle tubazioni. Gli atomi di idrogeno generati nel processo di corrosione vengono assorbiti dall'acciaio e arricchiti nei difetti metallurgici del tubo, il che può portare all'infragilimento dell'acciaio e all'innesco di cricche, portando a cricche. La conduttura e l'attrezzatura dei giacimenti di petrolio e gas acidi contenenti H₂S sono apparsi molte volte strappi improvvisi o fratture fragili, fessurazioni della zona di saldatura e altri incidenti, che sono principalmente causati da fessurazione indotta da idrogeno (HIC) e fessurazione da stress da solfuro (SSC).

I fattori che influenzano la corrosione di H₂S includono la concentrazione di idrogeno solforato, il valore PH, la temperatura, la portata, la concentrazione di anidride carbonica e ione cloruro (C1-), ecc. Un ambiente di corrosione da stress di idrogeno solforato è costituito se sono soddisfatte le seguenti condizioni:

  • La temperatura media non è maggiore di 60+2P ℃, P è la pressione relativa media (MPa);
  • B la pressione parziale dell'idrogeno solforato non è inferiore a 0.35 mpa;
  • Il fluido contiene acqua o la temperatura del fluido è inferiore alla temperatura del punto di rugiada dell'acqua;
  • Mezzo con PH inferiore a 9 o cianuro.

I risultati mostrano che per l'acciaio legato quando la resistenza o la durezza dell'acciaio è la stessa, la microstruttura della distribuzione uniforme di piccoli carburi sferici può essere ottenuta mediante rinvenimento ad alta temperatura dopo la tempra e la resistenza alla corrosione da H2S è migliore di quella dopo tempra. Anche la forma delle inclusioni è importante, in particolare la forma di MnS, perché gli MnS sono soggetti a deformazione plastica ad alte temperature e il foglio MnS formato dalla laminazione a caldo non può essere modificato durante il successivo trattamento termico.

Gli elementi Mn, Cr e Ni vengono aggiunti al acciaio al carbonio per migliorare la temprabilità, in particolare Ni. Si ritiene generalmente che l'elemento Ni sia vantaggioso per la tenacità dell'acciaio legato, ma il potenziale eccessivo della reazione di evoluzione dell'idrogeno dell'acciaio Ni è basso, lo ione idrogeno è facile da scaricare e ridurre per accelerare la precipitazione dell'idrogeno, quindi la resistenza dell'acciaio Ni a La corrosione da stress da solfuro è scarsa. In generale, l'acciaio al carbonio e l'acciaio legato dovrebbero contenere meno dell'1% o nessun nichel. Elementi come Mo, V, Nb, ecc. che formano carburi stabili nell'acciaio.

ISO 15156-2, ISO15156-3 o NACE MR0175-2003 hanno limitato le condizioni ambientali per evitare il verificarsi di corrosione sotto sforzo. Se queste condizioni non sono soddisfatte, devono essere eseguiti i test HIC e SSC e devono essere soddisfatti altri standard pertinenti. L'American Corrosion Institute (NACE) MR-01-95 afferma che per prevenire la tensocorrosione da solfuro (SSCC), l'acciaio ordinario (contenuto di nichel inferiore all'1%) con una durezza inferiore a Rockwell HRC22 o l'acciaio al cromo-molibdeno temperato con contenuto di nichel inferiore di HRC 26 deve essere utilizzato.

Inoltre, ci sono altre restrizioni:

  • Impurità nell'acciaio: zolfo 0.002%, P≤ 0.008%, O≤ 0.002%.
  • La durezza non è superiore a 22HRC, la resistenza allo snervamento è inferiore a 355MP, la resistenza alla trazione è inferiore a 630MPa
  • Il contenuto di carbonio dell'acciaio dovrebbe essere ridotto il più possibile a condizione di soddisfare le proprietà meccaniche della lamiera d'acciaio. Per acciaio a basso tenore di carbonio e acciaio al carbonio-manganese: CE≤0.43, CE=C+Mn/6; Per acciai basso legati: CE≤045 CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

Piastra in acciaio: SA387 Gr11 (HlC), SA387 Gr12 (HlC), SA387 Gr22 (HlC), SA516 Gr65 (HlC), SA516 Gr70 (HlC);

Tubo d'acciaio: 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)

Il tubo e la piastra disponibili in acciaio al carbonio per l'applicazione H₂S

Saldatura di materiale caldaia ultra-supercritico

L'acciaio resistente al calore si riferisce all'acciaio che lavora ad alta temperatura e ha un'eccellente resistenza termica e stabilità termica. La resistenza termica si riferisce alla capacità di resistere allo scorrimento e alla frattura ad alta temperatura e la stabilità termica si riferisce alla capacità di resistere all'ossidazione e alla corrosione dei mezzi gassosi ad alta temperatura. Le persone di solito si riferiscono all'acciaio resistente al calore con resistenza termica come acciaio resistente al calore e acciaio resistente al calore con stabilità termica come acciaio resistente al calore. Gli acciai resistenti al calore sono utilizzati principalmente nell'ingegneria energetica ed energetica, come nella produzione di apparecchiature per la raffinazione del petrolio, caldaie, navi nucleari, turbine a vapore, navi chimiche sintetiche, attrezzature aerospaziali e altre attrezzature per il trattamento ad alta temperatura. Va notato che molti acciai inossidabili (309, 310H) hanno anche una resistenza al calore e sono talvolta indicati come "acciaio inossidabile resistente al calore".

I giunti saldati di acciaio resistente al calore deve avere sostanzialmente la stessa resistenza all'ossidazione ad alta temperatura del metallo di base. La composizione della lega e il contenuto di metallo di saldatura dovrebbero essere sostanzialmente coerenti con il metallo di base, come Cr, Mo, W e altri elementi principali, mentre le impurità come P e S dovrebbero essere controllate a un livello basso il più possibile per ridurre il tendenza al crack caldo. Al fine di migliorare la saldabilità, il contenuto di C del materiale di saldatura può essere leggermente inferiore a quello del metallo di base per garantire prestazioni ad alta temperatura. La resistenza del metallo saldato deve essere simile a quella del metallo base da saldare. I giunti saldati in acciaio resistenti al calore non solo devono avere una resistenza a breve termine a temperatura ambiente e ad alta temperatura sostanzialmente uguale a quella del metallo di base, ma anche, cosa più importante, avere proprietà di scorrimento ad alta temperatura simili a quelle del metallo di base. I requisiti prestazionali dei nuovi giunti in acciaio resistenti al calore per caldaie ultra-supercritiche sono riportati nella tabella seguente.

classiTS b MPaY.Sσs MPaAllungamento δ%AkvJSforzo ammissibile alla temperatura di esercizio, MPaDurezza, HB
P12263053017%3164 (620 ℃)225 ~ 270
P9263053017%3170 (620 ℃)-
HR3C655-30-69 (650 ℃)-
Super304H590-35-91(620℃)78(650℃)225 ~ 270

Sebbene la maggior parte della struttura di saldatura in acciaio resistente al calore funzioni ad alta temperatura, ma l'ispezione finale per i recipienti a pressione e i requisiti delle tubazioni, di solito a temperatura ambiente fino a 1.5 volte la pressione di esercizio, prova di pressione idraulica o pneumatica, il funzionamento delle attrezzature a pressione o la manutenzione hanno per subire il processo di avviamento a freddo, quindi anche il giunto di saldatura in acciaio resistente al calore dovrebbe avere una certa resistenza alla frattura fragile. Per gli acciai resistenti al calore martensite e austenite, il contenuto di δ ferrite nel metallo depositato deve essere rigorosamente controllato per garantire la proprietà di scorrimento dei giunti saldati durante il lungo periodo di funzionamento ad alta temperatura.

Saldatura acciaio martensitico P92/T92, P122/T122

Sia P92 che P122 sono acciai martensitici, che hanno tendenza alla fessurazione a freddo e tendenza alla fessurazione a caldo durante la saldatura. Per evitare cricche da freddo nella saldatura, è necessario preriscaldare prima della saldatura. La temperatura di preriscaldamento non è inferiore a 150 per la saldatura TIG e non inferiore a 200 per la saldatura ad arco ad elettrodo e ad arco sommerso. Al fine di prevenire crepe calde e grana grossa, l'energia della linea di saldatura deve essere rigorosamente controllata durante il processo di saldatura, la temperatura dello strato intermedio deve essere inferiore a 300 ℃ e si preferisce la saldatura ad arco di argon con elettrodo di tungsteno con un piccolo apporto di calore di saldatura. È necessario prestare attenzione alla saldatura multistrato e multi-pass durante la saldatura ad arco con elettrodo. Lo spessore della passata di saldatura non deve essere maggiore del diametro dell'elettrodo. La larghezza del passaggio di saldatura non deve essere superiore a 3 volte il diametro dell'elettrodo e si consiglia che il diametro dell'elettrodo non sia superiore a 4 mm. deve essere utilizzata la saldatura ad arco e il diametro del filo di saldatura deve essere inferiore a 3 mm. Quando si saldano tubi di piccolo diametro T122 e T92, il lato posteriore deve essere riempito di argon durante l'intero processo di saldatura. Per tubi a pareti spesse di grande diametro, è necessaria una protezione dal gas argon sul retro dei primi tre strati di saldature alla radice. Dopo la saldatura, utilizzare isolamento in amianto e raffreddamento lento e rimanere tra 100 ~ 150 per almeno 1 ~ 2 ore, fino a quando la metallografia non è completamente trasformata in martensite, quindi è possibile eseguire il trattamento termico post-saldatura. Per lo spessore della parete del pezzo è maggiore di 40 mm, dopo la saldatura con isolamento in amianto raffreddamento lento, 100 ~ 150 almeno 1 ~ 2 ore, se non immediatamente il trattamento termico, deve essere riscaldato a 200 ~ 300 ℃ isolamento 2 ore e poi raffreddamento lento a temperatura ambiente.

SUPER 304H, SA-213 TP310HCBN Saldatura di acciai austenitici

L'acciaio austenitico ha una buona saldabilità e nessuna tendenza alla criccatura a freddo, quindi non necessita di preriscaldamento. Tuttavia, l'acciaio austenitico ha una tendenza alla criccatura a caldo durante la saldatura, quindi è necessario prestare attenzione al controllo dell'apporto di calore della saldatura e della temperatura intercalare. Nel processo di saldatura, il metodo di saldatura dell'energia della linea di saldatura è più piccolo, come la saldatura TIG manuale, la saldatura TIG a filo freddo automatica o la saldatura TIG a filo caldo. Generalmente, la temperatura dell'intercalare non deve essere controllata più di 150 ℃. Per la saldatura TIG a filo freddo automatica o la saldatura TIG a filo caldo, il processo di saldatura continua richiede il raffreddamento ad acqua tra gli strati della saldatura saldata. Per prevenire la corrosione intergranulare, è necessario controllare il contenuto di ioni cloruro nell'acqua di raffreddamento. Per prevenire l'ossidazione degli elementi di lega nella zona ad alta temperatura, la superficie posteriore deve essere riempita di argon durante l'intero processo di saldatura. Per garantire una buona fusione su entrambi i lati della scanalatura, l'angolo della scanalatura dell'acciaio austenitico dovrebbe essere maggiore di quello dell'acciaio ferrite generale. Per la saldatura di acciai dissimili con materiali in ferrite, si consiglia il filo o l'elettrodo di saldatura ernicR-3 o EnICRFE-2. Quando si saldano acciai dissimili (con acciai ferritici) e si utilizzano ad alte temperature, si deve tenere conto del coefficiente di dilatazione di entrambi i materiali.

 

A cosa serve l'acciaio resistente al creep?

Il molibdeno è stato un elemento di lega chiave negli acciai ferritici resistenti al creep operanti a temperature fino a 530°C. Le principali applicazioni dell'acciaio resistente al creep sono nelle centrali elettriche e negli impianti petrolchimici, dove le turbine a vapore richiedono grandi fucinati e getti, e recipienti a pressione, caldaie e sistemi di tubazioni richiedono tubi, piastre e accessori di ogni tipo. Oltre alla resistenza al creep ad alta temperatura, sono importanti anche altre proprietà del materiale come temprabilità, resistenza alla corrosione e saldabilità. L'importanza relativa di queste proprietà dipende dall'applicazione specifica del materiale. Ad esempio, i grandi rotori delle turbine richiedono acciaio con una buona temprabilità e i sistemi di tubazioni delle centrali elettriche devono essere saldabili. Anche così, le leghe utilizzate in queste diverse applicazioni utilizzano tutti gli stessi principi per migliorare la resistenza allo scorrimento.

Il molibdeno in soluzione solida può ridurre molto efficacemente la velocità di scorrimento dell'acciaio. Se utilizzato ad alte temperature, il molibdeno rallenta l'agglomerazione e l'ingrossamento dei carburi (maturazione di ostwald). La tempra e il rinvenimento producono una microstruttura composta da bainite superiore, con i migliori risultati nella resistenza alle alte temperature. Per le centrali elettriche a carbone, l'efficienza dei gruppi elettrogeni subcritici è inferiore al 40%. Si prevede che i futuri impianti ultra-supercritici (USC) avranno un'efficienza superiore al 50%, riducendo di quasi la metà le emissioni di anidride carbonica per kilowattora di elettricità prodotta. L'acciaio ferrite resistente allo scorrimento è ancora comunemente usato nelle centrali elettriche, nelle raffinerie di petrolio e negli impianti petrolchimici in tutto il mondo. I componenti includono tubi senza saldatura per caldaie ad acqua calda e surriscaldatori, tamburo della caldaia, collettore, pompe e recipienti a pressione per scopi ad alta temperatura e spine di turbine a vapore di oltre 2 metri di diametro e oltre 100 tonnellate di peso. Questo acciaio può essere classificato come acciaio C-Mn, acciaio Mo, acciaio C-RMO a bassa lega e acciaio 9-12% Cr.

Tipo impianto Subcritico (Oltre 300000 kw)
Muro d'acqua: A192, SA-106B, SA-106C,
Surriscaldamento: T11/P12, P22/T22,T23, T91, T92
Riscaldatore: P11,T23,T91, T92
Economizzatore: A192
Collettore e tubo vapore: A192, T12, P12
Supercritico (SC) (oltre 600000 kw)
Surriscaldamento: T22, T23, T91, T92, TP347H, TP347HFG, SUPER304H, HR3C
Reheater material: P12,T23,T91,T92,TP347H,TP347HFG,SUPER304H,HR3C
Materiali dell'economizzatore: A192, SA210C
Collettore e tubo vapore: P11,P91, P92
Ultra-supercritico (USC) (oltre 660000 kw)
Materiale surriscaldato: T22,T23,T91,T92,TP347H,TP347HFG, SUPER304H, HR3C
Reheater: P12, T23, T91, T92, TP347H, TP347HFG, SUPER304H, HR3C
Materiali dell'economizzatore: A192, SA210C
Collettore e tubo vapore: P11,P91,P92

Come è collegato il tubo di scambio termico con la piastra tubiera?

La forma di connessione del tubo di scambio termico e della piastra tubiera comprende principalmente espansione, saldatura, saldatura ad espansione, ecc. Il giunto di dilatazione della resistenza si riferisce all'espansione delle prestazioni di tenuta e alla resistenza alla trazione della connessione tra il tubo di scambio termico e la piastra tubiera. Si basa sulla deformazione plastica dell'estremità del tubo per resistere alla forza di trazione. La sollecitazione residua dopo l'espansione del tubo si indebolirà gradualmente all'aumentare della temperatura in modo da diminuire le prestazioni di tenuta e la resistenza della connessione tra il tubo e la piastra tubiera. Pertanto, l'espansione della forza è adatta per la pressione di progetto è inferiore o uguale a 4 MPa, la temperatura di progetto è inferiore o uguale a 300 ℃. L'espansione della resistenza non deve essere utilizzata in caso di forti vibrazioni, grande differenza di temperatura o evidente corrosione da stress durante il funzionamento.

Quando si espande il tubo, la durezza del tubo deve essere inferiore a quella della piastra tubiera. Lo spazio tra il tubo e il tubo e la levigatezza del tubo influiscono sulla qualità del tubo in espansione. La superficie ruvida del foro del tubo può produrre una grande forza di attrito e non è facile da rimuovere, ma è facile produrre perdite. È severamente vietato che la superficie del foro del tubo abbia una scanalatura longitudinale. La superficie liscia del foro del tubo non è facile da perdere, ma facile da rimuovere. In genere, la rugosità superficiale deve essere inferiore o uguale a 12.5 μm. Esistono due tipi di fori per tubi: fori e scanalature anulari, il primo come mostrato nella figura (a) di seguito e il secondo come mostrato nelle figure (b) e (c) di seguito.

Dopo la scanalatura, il tubi di acciaio vengono schiacciati nelle scanalature durante l'espansione, il che può migliorare la resistenza allo strappo e migliorare le prestazioni di tenuta. Il numero di scanalature anulari nel foro del tubo dipende dallo spessore della piastra tubiera. In generale, viene aperta una fessura quando lo spessore è inferiore a 25 mm e vengono aperte due fessure quando lo spessore è maggiore di 25 mm. Quando la piastra tubiera è spessa o per evitare la corrosione del gap, è possibile utilizzare la struttura mostrata nella figura seguente (d), la piastra tubiera composita e il tubo di scambio termico possono anche essere espansi, quando il rivestimento è maggiore o uguale a 8 mm, dovrebbe trovarsi nella scanalatura sul foro del tubo, la struttura è mostrata nella figura seguente (e).

La saldatura di forza si riferisce a garantire le prestazioni di tenuta e la resistenza alla trazione del tubo di scambio termico e della connessione della piastra tubiera, sono i tipi di connessione della piastra tubiera più utilizzati. La produzione di saldatura di forza è semplice, la capacità di trazione è forte, come il guasto della parte di saldatura, può essere una saldatura di riparazione secondaria, un tubo di scambio termico più conveniente. L'uso della saldatura di forza non è limitato dalla pressione e dalla temperatura, ma non è adatto in occasione di grandi vibrazioni o corrosione. La forma generale della saldatura per resistenza è mostrata nella figura (a) di seguito. Per evitare l'accumulo di liquido intorno all'estremità del tubo, viene spesso utilizzata la struttura mostrata nella figura (b) di seguito. La struttura come mostrato nella figura (c) sottostante è generalmente utilizzata nella situazione in cui la piastra tubiera è in acciaio inossidabile.

Le prestazioni di tenuta del giunto tra tubo e piastra tubiera devono essere elevate, o vi è corrosione da gioco, resistere a forti vibrazioni e altre occasioni, la singola espansione o saldatura non può soddisfare i requisiti, la combinazione dei due può fornire una resistenza sufficiente e buone prestazioni di tenuta. La combinazione di espansione e saldatura può essere suddivisa in due tipi in base alla sequenza di espansione e saldatura: espansione e saldatura dopo espansione. Il metodo di espansione generale avrà inevitabilmente macchie d'olio nella fessura del giunto, che verranno saldate dopo l'espansione. Queste macchie d'olio e l'aria nell'intercapedine ridurranno la qualità della saldatura.

Saldare prima dell'espansione, causerà danni alla saldatura. Allo stato attuale, non esiste una disposizione uniforme per la scelta dei due ordini. Nell'ingegneria attuale, come l'espansione dopo la saldatura, prima della saldatura dovrebbe essere olio pulito; Se la prima saldatura dopo l'espansione, dovrebbe essere un limite alla posizione di espansione dell'estremità del tubo, generalmente per controllare dalla superficie della piastra tubiera 15 mm sopra l'ambito di espansione. La prima espansione e poi la saldatura adottano generalmente la forma dell'espansione della forza e della saldatura a tenuta. L'espansione della resistenza garantisce le prestazioni di tenuta del tubo e della piastra tubiera, fornendo una resistenza alla trazione sufficiente e la saldatura della tenuta garantisce ulteriormente le prestazioni di tenuta del tubo e della piastra tubiera. La struttura è mostrata nella figura (a). La saldatura ad alta resistenza garantisce le prestazioni di tenuta del tubo e della piastra tubiera, fornendo una resistenza alla trazione sufficiente e l'espansione adesiva elimina lo spazio tra il tubo e il foro del tubo per garantire le prestazioni di tenuta. La struttura è mostrata in figura (b).

In sostanza, l'espansione esplosiva è anche una sorta di espansione della forza, quest'ultima di solito adotta l'espansione del rullo, la prima utilizza l'esplosivo in un brevissimo periodo di tempo per produrre un'onda d'urto di gas ad alta pressione per rendere il tubo saldamente attaccato al foro del tubo . Elevata espansione esplosiva e efficienza di connessione, nessuna necessità di olio lubrificante, facile da saldare dopo l'espansione, grande resistenza alla trazione, piccolo allungamento assiale e deformazione.

L'espansione esplosiva è adatta per tubi a parete sottile, tubi di piccolo diametro e espansione della piastra tubiera di grande spessore, perdite all'estremità del tubo di scambio termico, l'espansione meccanica è difficile da riparare.

In che modo gli elementi di lega influenzano le prestazioni degli acciai criogenici?

Di solito chiamiamo l'acciaio utilizzato l'intervallo di temperatura da -10 a -273 ℃ come acciaio a bassa temperatura o acciaio criogenico In base al contenuto e alla struttura dell'elemento di lega, gli acciai criogenici possono essere suddivisi in: Acciaio C-Mn calmato con alluminio come 06MnVTi, 06MnVal, 09Mn2Vre, 06MnNb acciaio, acciaio per basse temperature con corpo ferrico bassolegato 0.5Ni, 2.5Ni, 3Ni, 3.5Ni, ecc., acciai martensiformi per basse temperature come 9Ni, 5Ni, acciai austenitici per basse temperature come 1Cr18Ni9Ti e 20Mn23Al e così via.

L'effetto degli elementi di lega negli acciai a bassa temperatura si riferisce principalmente al suo effetto sulla tenacità a bassa temperatura degli acciai:

C

Con l'aumento del contenuto di carbonio, la temperatura di transizione fragile dell'acciaio aumenta rapidamente e la proprietà di saldatura diminuisce, quindi il contenuto di carbonio dell'acciaio a bassa temperatura è limitato a meno dello 0.2%.

Mn

Il manganese può ovviamente migliorare la tenacità a bassa temperatura dell'acciaio. Il manganese esiste principalmente sotto forma di soluzione solida in acciaio e svolge il ruolo di rafforzamento della soluzione solida. Inoltre, il manganese è un elemento che allarga la regione dell'austenite e riduce la temperatura di trasformazione (A1 e A3). È facile ottenere grani di ferrite e perlite fini e duttili, che possono aumentare l'energia di impatto massima e ridurre significativamente la temperatura di transizione fragile. In generale, il rapporto Mn/C dovrebbe essere pari a 3, che non solo può ridurre la temperatura di transizione fragile dell'acciaio, ma anche compensare la diminuzione delle proprietà meccaniche causata dalla diminuzione del contenuto di carbonio dovuta all'aumento del contenuto di Mn.

Ni

Il nichel può alleviare la tendenza alla transizione fragile e ridurre significativamente la temperatura della transizione fragile. L'effetto del nichel sul miglioramento della tenacità a bassa temperatura dell'acciaio è 5 volte quello del manganese, ovvero la temperatura di transizione fragile diminuisce di 10 con l'aumento del contenuto di nichel dell'1%. Ciò è dovuto principalmente al nichel con carbonio, assorbito dalla soluzione solida e dal rinforzo, il nichel si sposta anche verso il punto sinistro del punto eutettoide dell'acciaio eutettoide per ridurre il contenuto di carbonio, ridurre la temperatura di transizione di fase (A1 e A2), rispetto con lo stesso contenuto di carbonio dell'acciaio al carbonio, diminuzione del numero di ferrite e raffinazione, popolazioni di perlite (anche il contenuto di carbonio della perlite è inferiore a quello dell'acciaio al carbonio). I risultati sperimentali mostrano che il motivo principale per cui il nichel aumenta la tenacità a bassa temperatura è che l'acciaio contenente nichel ha dislocazioni più mobili a bassa temperatura ed è più facile da attraversare. Ad esempio, acciaio per basse temperature martensiforme a basso tenore di carbonio di media lega Acciaio 9Ni, ha un'elevata tenacità alle basse temperature, può essere utilizzato per -196℃. L'acciaio 5Ni sviluppato sulla base dell'acciaio 9Ni ha una buona tenacità alle basse temperature a -162~-196℃.

P, S, Sn, Pb Sb

Fosforo, zolfo, arsenico, stagno, piombo, antimonio: questi elementi non favoriscono la tenacità a bassa temperatura dell'acciaio.

Segregano nel bordo del grano, il che riduce l'energia superficiale e la resistenza del bordo del grano e fa sì che la frattura fragile abbia origine dal bordo del grano e si estenda lungo il bordo del grano fino al completamento della frattura.

Il fosforo può migliorare la resistenza dell'acciaio, ma aumenterà la fragilità dell'acciaio, specialmente alle basse temperature. La temperatura di transizione fragile è ovviamente aumentata, quindi il suo contenuto dovrebbe essere strettamente limitato.

O, H, N

Questi elementi aumenteranno la temperatura di transizione fragile dell'acciaio. Il silicio disossidato e gli acciai calmati con alluminio possono migliorare la tenacità alle basse temperature, ma poiché il silicio aumenta la temperatura di transizione fragile degli acciai, gli acciai calmati con alluminio hanno una temperatura di transizione fragile inferiore rispetto agli acciai calmati con silicio.

La saldabilità della carcassa dell'olio J55

La cassa dell'olio è composta da un collare e da un corpo tubo. Un unico corpo del tubo è collegato con la filettatura del collare e trasportato al sito del giacimento petrolifero con connessione end-to-end per facilitare il trasporto e l'uso dopo aver raggiunto la lunghezza richiesta. Al fine di rafforzare la resistenza e il controllo anti-allentamento della connessione filettata, è necessario saldare il giunto con il corpo del tubo dopo la connessione filettata, quindi è molto importante analizzare le prestazioni di saldatura e formulare un processo di saldatura ragionevole. API 5A J55 è uno dei materiali di rivestimento più comunemente utilizzati e abbiamo analizzato la sua saldabilità in termini di carbonio equivalente.

Composizione chimica API 5CT J55

ClasseCSiMnPSCrNiCuMo
API 5CT J550.34-0.390.20-0.351.25-1.500.0200.0150.150.200.20/

Secondo la formula equivalente al carbonio dell'International Institute of Welding:

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

CE = 0.69 > 0.4

Il suo equivalente di carbonio è superiore a 0.4 e la sua saldabilità è scarsa. Per ottenere una qualità di saldatura qualificata, sono necessarie un'elevata temperatura di preriscaldamento e rigide misure tecnologiche.

La sua saldabilità è stata analizzata in base all'influenza del contenuto di elementi in lega J55 sulla microstruttura e sulle proprietà:

  • Tubo di rivestimento J55 ha un alto contenuto di carbonio, che è 0.34% ~ 0.39%, che fa muovere la curva di transizione dell'austenite super raffreddata dell'acciaio verso destra e aumentare; L'aggiunta di Cr, Mn, Ni, Cu e altri elementi in lega fa spostare la curva di transizione dell'austenite super raffreddata a destra, il che migliora la stabilità dell'austenite super raffreddata e aumenta il punto MS (il punto iniziale della formazione di martensite). Tutti questi effetti aumentano la tendenza alla tempra di J55 e sono comparse crepe di saldatura.
  • J55 ha una grande tendenza a cracking a freddo, principalmente cracking da tempra e fragilità. Grazie all'elevata resistenza, all'elevato valore massimo di durezza della zona termicamente alterata della saldatura e al rapido raffreddamento, la martensite viene generata facilmente. Durante la saldatura, provare a scegliere una grande energia di linea e corrente di saldatura, non dovrebbe ridurre eccessivamente la velocità di saldatura. Per ridurre la velocità di raffreddamento, prolungare il tempo di raffreddamento del giunto saldato da 800 ℃ a 500 ℃, migliorare la microstruttura del metallo saldato e della zona termicamente alterata e ridurre la durezza massima della zona termicamente alterata, preriscaldamento prima della saldatura e tempra dopo la saldatura è necessaria.
  • La tendenza alla rottura a caldo di J55 non è elevata perché la sua conducibilità termica non è facile da generare eutettico a bassa fusione; La tendenza alla rottura da riscaldamento non è grande, perché non contiene carburo forte. Viene selezionato il filo di saldatura ER55-G abbinato alla sua resistenza. Il filo di saldatura ha eccellenti prestazioni del processo di saldatura, alto contenuto di Ni, forte resistenza alle cricche da freddo ed eccellenti proprietà meccaniche complete del metallo depositato.
  • A causa dell'elevato apporto di calore richiesto per la saldatura J55, il valore di resistenza del materiale di base e del materiale di saldatura è elevato e lo stress interno durante la saldatura è estremamente elevato. Durante la saldatura, è necessario martellare la saldatura durante la saldatura. Dopo la saldatura viene eseguito un trattamento termico per eliminare le tensioni interne ed evitare le fessurazioni post saldatura dovute a stress eccessivo. Il trattamento termico post-saldatura può anche migliorare le proprietà della microstruttura della saldatura.

Processo di saldatura di J55

Metodo di saldatura 1: Saldatura schermata 80% Ar + 20% CO2 gas. Materiale di saldatura: filo di saldatura ER55-G, diametro Φ3.2 mm. Parametri di saldatura: corrente 250 ~ 320 A, tensione 26 ~ 30 V; Velocità di saldatura 35 ~ 50 cm / min;

La temperatura di preriscaldamento è di 100 ℃ e la temperatura dello strato intermedio non è inferiore alla temperatura di preriscaldamento, ma non può essere superiore alla temperatura di preriscaldamento di 30 ℃.

Trattamento post-saldatura: raffreddamento ad aria senza alcun trattamento termico.

Risultati: la prova di trazione è stata qualificata. I valori di impatto dei tre campioni nella zona termicamente alterata sono 26,47,23, non qualificati. I quattro campioni di flessione laterale hanno rispettivamente una fessura di 3.75 mm, 4 mm, 1.38 mm, 0.89 mm, che non sono qualificati. Questo schema tecnologico non è ragionevole.

Metodo di saldatura 2: Saldatura a gas 80% Ar + 20% CO2. Materiale di saldatura: filo di saldatura ER55-G, diametro Φ3.2 mm. Parametri di saldatura: corrente 250 ~ 320 A, tensione 26 ~ 30 V; Velocità di saldatura 35 ~ 50 cm / min; La temperatura di preriscaldamento è di 100 ℃ e la temperatura dello strato intermedio non è inferiore alla temperatura di preriscaldamento, ma non può essere superiore alla temperatura di preriscaldamento di 30 ℃.

Trattamento di post-saldatura: trattamento di tempra, temperatura 600 ± 20 ℃, tempo di permanenza per 4 ore; Velocità di riscaldamento 50 ℃ / h, velocità di raffreddamento 50 ℃ / h.

Risultati: la prova di trazione è stata qualificata. I valori di impatto dei tre campioni nella zona termicamente alterata sono rispettivamente 51, 40 e 40, che sono qualificati.

Prova di flessione laterale, qualificata; L'esperimento dimostra che questo schema tecnologico è ragionevole. Il trattamento termico post-saldatura può migliorare la microstruttura e le proprietà della saldatura, che è uno dei fattori importanti per la saldatura J55 per ottenere i giunti saldati che soddisfano i requisiti tecnici.

Il duro ambiente dell'involucro API 5A J55 richiede la qualità del tubo stesso, anche la qualità della saldatura. Attraverso le suddette analisi e prove di saldatura si ottiene il processo di saldatura in grado di soddisfare i requisiti, che fornisce una base teorica e sperimentale per la corretta saldatura della cassa olio.

Vantaggi dello scambiatore di calore a tubi a U.

Lo scambiatore di calore a tubi a U è caratterizzato dalla sua struttura semplice, buona tenuta, manutenzione e pulizia convenienti, basso costo, buone prestazioni di compensazione termica e forte capacità di sopportare la pressione. Lo scambiatore di calore a tubo a U ha la più grande area di scambio termico con lo stesso diametro. La struttura principale dello scambiatore di calore a tubi a forma di U comprende scatola tubi, cilindro, testa, tubo di scambio termico, ugelli, deflettore, piastra antiurto e tubo guida, struttura anti-cortocircuito, supporto e altri accessori del lato del mantello e del tubo , è il più comunemente usato negli scambiatori di calore a fascio tubiero.

Tubo di scambio termico

I tubi di scambio termico utilizzati per il trasferimento di calore di solito utilizzano tubi di scambio termico primari trafilati a freddo e normali tubi di scambio termico trafilati a freddo. Il primo è adatto per il trasferimento di calore e le occasioni di vibrazione senza cambio di fase, e il secondo è adatto per il ribollimento, il trasferimento di calore a condensazione e le occasioni generali senza vibrazioni. Il tubo dello scambiatore di calore deve essere in grado di resistere a determinate differenze di temperatura, sollecitazione e resistenza alla corrosione. La lunghezza del tubo di scambio termico è generalmente di 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. Il materiale del tubo può essere acciaio al carbonio, acciaio inossidabile, alluminio, rame, ottone e lega di rame-nichel, nichel, grafite, vetro e altri materiali speciali, anche tubi compositi spesso utilizzati. Al fine di espandere l'area del tubo di trasferimento del calore efficace allo stesso tempo, massimizzare il coefficiente di trasferimento del calore sul lato del tubo, la lavorazione del tubo di scambio termico o nel tubo inserito nelle superfici interne ed esterne dei componenti del flusso disturbato, producendo turbolenza del fluido all'interno e all'esterno allo stesso tempo, comunemente usati come tubi a superficie ruvida, tubo alettato, tubo di supporto, all'interno del tipo plug-in, ecc.

Lastra tubolare

La piastra tubiera è una delle parti più importanti dello scambiatore di calore a fascio tubiero. La piastra tubiera è la barriera tra il lato del mantello e il lato del tubo. Quando il mezzo di scambio termico non presenta corrosione o una leggera corrosione, è generalmente realizzato in acciaio a basso tenore di carbonio, acciaio a bassa lega o acciaio inossidabile. La forma di connessione della piastra tubiera e del guscio è divisa in tipi non staccabili e staccabili. Il primo è il collegamento tra piastra tubiera e mantello nello scambiatore di calore a piastre tubiere fisso. Questi ultimi, come il tipo a tubo a forma di U, il tipo a testa flottante e il tipo a baderna e il tipo a piastra tubiera scorrevole con piastra tubiera e collegamento a mantello. Per i collegamenti rimovibili, la piastra tubiera stessa di solito non è a diretto contatto con il mantello, ma la flangia è collegata al mantello indirettamente o è bloccata da due flange sul mantello e sulla scatola del tubo.

Scatola del tubo

La maggior parte degli scambiatori di calore a fascio tubiero con diametri di mantello maggiori adottano strutture a tubo e scatola. La scatola dei tubi si trova ad entrambe le estremità dello scambiatore di calore, che distribuisce uniformemente il fluido dal tubo ai tubi dello scambiatore di calore e raccoglie il fluido nei tubi insieme per inviare lo scambiatore di calore. In un involucro multitubo, l'involucro può anche cambiare la direzione del flusso. La struttura della scatola tubi è determinata principalmente dalla necessità di pulire lo scambiatore di calore o di dividere il fascio tubiero.

Lo scambiatore di calore a fascio tubiero a U è diventato il tipo di scambiatore di calore più comunemente utilizzato nel campo dell'industria petrolchimica a causa di molti vantaggi, ma presenta anche alcuni svantaggi come la pulizia dei tubi è più difficile, il tasso di utilizzo della piastra tubiera è basso a causa della limitazione del raggio di curvatura del tubo piegato; La distanza tra i tubi più interni del fascio tubiero è grande, il processo di shell è facile da cortocircuitare e il tasso di scarto è elevato. È adatto per grandi differenze di temperatura tra il tubo e la parete del guscio o il lato del guscio in cui il mezzo è facile da ridimensionare e necessita di pulizia, e non è adatto per l'uso di occasioni di tipo piastra tubiera flottante e fissa, particolarmente adatto per pulire e non facile da scalare in alto temperatura, alta pressione, mezzo corrosivo.

Come si sono saldati i giunti di insolazione?

I giunti isolanti sono utilizzati principalmente nella protezione di tenuta di olio e gasdotti e per prevenire la corrosione elettrochimica. Sono composti principalmente da giunti corti, flange in acciaio, anelli di fissaggio, guarnizioni, piastre isolanti, manicotti isolanti e materiali isolanti di riempimento. Il tipo di tenuta può essere la tenuta O-ring, la tenuta U-ring e la tenuta composita "O + a forma di U", sebbene la struttura di tenuta sia diversa, hanno lo stesso principio di tenuta. Il suo principio di tenuta è l'anello di tenuta sotto l'azione del precarico esterno per produrre una deformazione elastica e la forza di tenuta necessaria per garantire che il fluido nella tubazione non sia trafilato. Di seguito è riportato un esempio del giunto isolato X80 DN1200 / PN120 per illustrare il suo processo di saldatura.

Il materiale del giunto isolante in questo esperimento è API 5L X80e la dimensione è 1219 mm × 27.5 mm. Il materiale di forgiatura a pressione del corpo principale (flangia, anello fisso) è F65, classe Ⅳ; La parte di tenuta è un anello di tenuta a forma di U in gomma fluoro, che ha le caratteristiche di tenuta affidabile, basso assorbimento d'acqua, elevata resistenza alla compressione, buona elasticità e isolamento elettrico. Il materiale della piastra isolante ha una forte prestazione di isolamento elettrico, resistenza alla penetrazione del fluido e basso assorbimento d'acqua. Flangia forgiata in conformità con ASTM A694 per F65, contenuto di C, Mn, P, S ed equivalente di carbonio, indice di resistenza alla rottura, durezza ed energia d'impatto. Dopo il test, la struttura metallografica è perlite + ferrite, struttura uniforme, nessuna segregazione, la granulometria media è di 8 gradi. La granulometria più fine garantisce l'elevata resistenza e tenacità dei forgiati.

Procedura di saldatura

Per la saldatura di questo prodotto, dopo il trattamento di rimozione delle sollecitazioni, prove di trazione, flessione, impatto, durezza, metallografia e analisi spettrale, i risultati soddisfano le specifiche.

1. Saldatura scanalatura

  • In base alle proprietà del materiale e allo spessore della parete dei raccordi per tubi e delle flange, scegliere la forma e le dimensioni appropriate della scanalatura, ovvero la doppia scanalatura a "V"
  • Quando si progettano le dimensioni e il tipo di scanalatura di saldatura, viene considerata l'influenza dell'apporto di calore della saldatura sulle prestazioni degli elementi di tenuta e l'apporto di calore inferiore viene adottato per la saldatura per garantire che l'anello di tenuta in gomma vicino alla saldatura non venga bruciato nel processo di saldatura. La scanalatura a spazio stretto è determinata in base alla nostra esperienza pluriennale nella saldatura di valvole a sfera completamente saldate.

2. Metodo di saldatura

Il "supporto per saldatura ad arco di argon + riempimento e rivestimento per saldatura ad arco sommerso" del metodo di saldatura. In base al principio di selezione dei materiali di saldatura per acciai altolegati con diversi gradi di acciaio stabilito nel codice e nello standard di saldatura dei recipienti a pressione, sono stati selezionati i materiali di saldatura corrispondenti al grado di acciaio F65, che non solo potevano garantire i requisiti di resistenza di F65 e Materiale X80 ma hanno anche una buona tenacità.

Saldatura flangia-nipplo

Flange e giunti di tubi sono saldati mediante saldatura ad arco di argon e saldatura automatica ad arco sommerso. Saldatura ad arco di argon per la saldatura di rinforzo, quindi saldatura ad arco sommerso automatica per la saldatura di riempimento e copertura.

1. Attrezzatura per saldatura

Saldatrice automatica ad arco sommerso: velocità 0.04 ~ 2r / min, campo di serraggio del pezzo Φ330 ~ 2 mm, lunghezza massima del pezzo saldabile 700 mm, profondità massima del cordone di saldatura 4500 mm, può sopportare il peso di 110 t.

La saldatura ad arco sommerso presenta i vantaggi di una qualità di saldatura affidabile, una bella formazione del cordone di saldatura, un alto tasso di deposizione e può essere ampiamente utilizzata in giunti isolanti di grande diametro, valvole a sfera interrate completamente saldate, ecc.

2. Metodo di saldatura

Metodo di saldatura GTAW + SAW. In primo luogo utilizziamo il supporto e il riempimento della radice della saldatura ad arco di argon ogni volta per garantire che la radice si sciolga, quindi utilizziamo il metodo di saldatura multistrato automatico multistrato ad arco sommerso per completare il riempimento e il rivestimento.

Trattamento termico post saldatura

Al fine di ridurre lo stress residuo della saldatura e prevenire la rottura della saldatura o la deformazione della tensione, è necessario eliminare lo stress e rinvenire dopo la saldatura. Il riscaldatore elettrico a fune di tipo SCD (lungo 18.5 m) e la scatola di controllo della temperatura di tipo LWK-3 × 220-A vengono utilizzati per il trattamento termico. La termocoppia corazzata di tipo K è selezionata come apparecchiatura di misurazione della temperatura. La temperatura del trattamento termico era di 550 ℃ e il tempo di conservazione del calore era di 2 ore.

Qual è il materiale di N80 nell'involucro dell'olio N80?

L'involucro del petrolio N80 e il tubo in acciaio senza saldatura N80 sono attrezzature importanti per la trivellazione petrolifera, la cui attrezzatura principale comprende anche tubi di perforazione, tubi di anima e involucro, collari di perforazione e tubi di acciaio per perforazioni di piccolo diametro.

Qual è il materiale di N80 nell'involucro dell'olio N80

L'involucro del petrolio N80 e il tubo in acciaio senza saldatura N80 hanno tre tipi di lunghezze specificate nello standard API: vale a dire, R-1 da 4.88 a 7.62 m, R-2 da 7.62 a 10.36 m e R-3 da 10.36 m a più.

L'involucro dell'olio N80 e il tubo in acciaio senza saldatura N80 sono utilizzati per la perforazione del pozzo petrolifero principalmente per supportare la parete del pozzo durante il processo di perforazione e dopo il completamento per garantire il processo di perforazione e il normale funzionamento dell'intero pozzo dopo il completamento

I tipi di involucro petrolio N80 e tubo di acciaio senza saldatura N80 e l'imballaggio sono suddivisi in due tipi secondo SY / T6194-96 "involucro petrolio": involucro filettato corto e relativo accoppiamento e involucro filettato lungo e relativo accoppiamento. Secondo SY / T6194-96, l'involucro domestico deve essere legato con filo di acciaio o cintura di acciaio. Ogni custodia e la parte esposta delle filettature del giunto devono essere avvitate sull'anello di protezione per proteggere le filettature.

L'involucro del petrolio N80 e il tubo in acciaio senza saldatura N80 devono essere conformi a SY / T6194-96. La stessa qualità di acciaio deve essere utilizzata per il rivestimento e il suo accoppiamento. Contenuto di zolfo <0.045% e contenuto di fosforo <0.045%.

Involucro dell'olio N80 e tubo in acciaio senza saldatura N80 secondo le disposizioni di GB222-84 per prelevare campioni di analisi chimiche. Analisi chimica secondo le disposizioni della parte pertinente di GB223.

Involucro in petrolio N80 e tubo in acciaio senza saldatura N80 come specificato nell'American Petroleum Institute ARISPEC5CT1988, 1a edizione. L'analisi chimica viene eseguita secondo l'ultima versione di ASTME59 e l'analisi chimica viene eseguita secondo l'ultima versione di ASTME350.