Đường ống liền mạch API5L X52N X56Q PSL2 OD24 ″

nhà máy của chúng tôi có Φ720 cán có thể sản xuất ống liền mạch kích thước lớn trực tiếp. chẳng hạn như API5L X65QS PSL2 OD610 * 12.7mm bằng cách sản xuất cán nóng Chiều dài 12m

Thành phần hóa học API5L X65QS PSL2:

Tính chất cơ học API5L X65QS PSL2

www.wldsteel.com

[email được bảo vệ]

Vật liệu thép carbon cho các ứng dụng ăn mòn Hydrogen sulfide

Hydro sunfua H₂S là một hợp chất vô cơ không màu, dễ cháy, tan trong khí axit trong nước, ăn mòn hydro sunfua dùng để chỉ đường ống dẫn dầu khí có chứa một nồng độ hydro sunfua nhất định (H2S) và ăn mòn nước. H₂S hòa tan trong nước và trở thành axit, dẫn đến ăn mòn điện hóa và làm rỗ cục bộ và thủng đường ống. Các nguyên tử hydro được tạo ra trong quá trình ăn mòn được thép hấp thụ và làm giàu trong các khuyết tật luyện kim của đường ống, điều này có thể dẫn đến sự biến dạng của thép và tạo ra các vết nứt, dẫn đến nứt. Đường ống và thiết bị của mỏ dầu khí axit có chứa H₂S đã nhiều lần xuất hiện tình trạng đứt gãy đột ngột, đứt gãy giòn, nứt vùng hàn và các tai nạn khác mà nguyên nhân chủ yếu là nứt do hydro (HIC) và nứt do ứng suất sunfua (SSC).

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự ăn mòn của H₂S bao gồm nồng độ hydrogen sulfide, giá trị PH, nhiệt độ, tốc độ dòng chảy, carbon dioxide và nồng độ ion clorua (C1-), v.v ... Môi trường ăn mòn ứng suất hydro sulfide ướt được tạo thành nếu đáp ứng các điều kiện sau:

  • Nhiệt độ trung bình không lớn hơn 60 + 2P ℃, P là áp suất trung bình đo (MPa);
  • B áp suất riêng phần của hydro sunfua không nhỏ hơn 0.35mpa;
  • Môi trường chứa nước hoặc nhiệt độ trung bình thấp hơn nhiệt độ đọng sương của nước;
  • Trung bình với PH nhỏ hơn 9 hoặc xyanua.

Kết quả cho thấy rằng đối với thép hợp kim khi cường độ hoặc độ cứng của thép là như nhau, cấu trúc vi mô của sự phân bố đồng đều các cacbua hình cầu nhỏ có thể thu được bằng cách tôi luyện ở nhiệt độ cao sau khi tôi nguội, và khả năng chống ăn mòn H2S tốt hơn sau đó. luyện khí. Hình dạng của các tạp chất cũng rất quan trọng, đặc biệt là hình dạng của MnS, vì MnS dễ bị biến dạng dẻo ở nhiệt độ cao và tấm MnS được tạo thành bằng cách cán nóng không thể thay đổi trong quá trình xử lý nhiệt tiếp theo.

Các nguyên tố Mn, Cr và Ni được thêm vào thép carbon để cải thiện độ cứng, đặc biệt là Ni. Thông thường, người ta tin rằng nguyên tố Ni có lợi cho độ dẻo dai của thép hợp kim, nhưng khả năng quá áp của phản ứng tiến hóa hydro của thép Ni thấp, ion hydro dễ phóng điện và giảm để đẩy nhanh quá trình kết tủa hydro, vì vậy điện trở của thép Ni là ăn mòn ứng suất sunfua kém. Nói chung, thép cacbon và thép hợp kim nên chứa ít hơn 1% hoặc không có niken. Các nguyên tố như Mo, V, Nb, ... tạo thành cacbit ổn định trong thép.

ISO 15156-2, ISO15156-3 hoặc NACE MR0175-2003 đã giới hạn các điều kiện môi trường để tránh xảy ra hiện tượng ăn mòn do ứng suất. Nếu các điều kiện này không được đáp ứng, các thử nghiệm HIC và SSC sẽ được thực hiện và các tiêu chuẩn liên quan khác phải được đáp ứng. Viện ăn mòn Hoa Kỳ (NACE) MR-01-95 tuyên bố rằng để ngăn nứt ăn mòn do ứng suất sunfua (SSCC), thép thông thường (hàm lượng niken nhỏ hơn 1%) có độ cứng dưới Rockwell HRC22 hoặc thép chrome-molypden đã được tôi luyện với hàm lượng niken nhỏ hơn hơn HRC 26 sẽ được sử dụng.

Ngoài ra, có những hạn chế khác:

  • Tạp chất trong thép: lưu huỳnh ≤ 0.002%, P≤0.008%, O≤ 0.002%.
  • Độ cứng không quá 22HRC, độ bền chảy nhỏ hơn 355MP, độ bền kéo nhỏ hơn 630MPa
  • Hàm lượng cacbon của thép phải được giảm càng nhiều càng tốt trong điều kiện thỏa mãn các tính chất cơ học của thép tấm. Đối với thép cacbon thấp và thép cacbon-mangan: CE≤0.43, CE = C + Mn / 6; Đối với thép hợp kim thấp: CE≤045 CE = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15

Thép tấm : SA387 Gr11 (HlC), SA387 Gr12 (HlC), SA387 Gr22 (HlC), SA516 Gr65 (HlC), SA516 Gr70 (HlC);

Ống thép: API 5CT H40, J55, L55, C75 (1,2,3), L80 (loại 1), N80 (loại Q / T), C95 (loại Q / T), P105, P110 Q / T); API 5L lớp A, lớp B, X42, X46, X52; ASTM A53, A106 (A, B, C)

Ống và tấm thép carbon có sẵn cho ứng dụng H₂S

Hàn vật liệu lò hơi siêu tới hạn

Thép chịu nhiệt dùng để chỉ thép làm việc ở nhiệt độ cao và có độ bền nhiệt và độ bền nhiệt tuyệt vời. Độ bền nhiệt đề cập đến khả năng chống rão và đứt gãy ở nhiệt độ cao, và độ bền nhiệt đề cập đến khả năng chống lại quá trình oxy hóa và ăn mòn của môi trường khí ở nhiệt độ cao. Người ta thường gọi thép chịu nhiệt có độ bền nhiệt là thép chịu nhiệt và thép chịu nhiệt có độ bền nhiệt là thép bền nhiệt. Thép chịu nhiệt chủ yếu được sử dụng trong kỹ thuật điện và năng lượng, chẳng hạn như trong sản xuất thiết bị lọc dầu, nồi hơi, tàu hạt nhân, tuabin hơi nước, tàu hóa chất tổng hợp, thiết bị hàng không vũ trụ và các thiết bị xử lý nhiệt độ cao khác. Cần lưu ý rằng nhiều loại thép không gỉ (309, 310H) cũng có khả năng chịu nhiệt và đôi khi được gọi là “thép không gỉ chịu nhiệt”.

Các mối hàn của thép chịu nhiệt về cơ bản phải có cùng khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao như kim loại cơ bản. Thành phần hợp kim và hàm lượng của kim loại mối hàn về cơ bản phải phù hợp với kim loại cơ bản, chẳng hạn như Cr, Mo, W và các nguyên tố chính khác, trong khi các tạp chất như P và S nên được kiểm soát ở mức thấp nhất có thể để giảm xu hướng nứt nóng. Để cải thiện tính hàn, hàm lượng C của vật liệu hàn có thể thấp hơn một chút so với kim loại cơ bản để đảm bảo hiệu suất ở nhiệt độ cao. Độ bền của kim loại hàn phải tương tự như độ bền của kim loại cơ bản được hàn. Các mối hàn bằng thép chịu nhiệt không chỉ có độ bền ngắn hạn ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ cao về cơ bản tương đương với kim loại cơ bản, mà quan trọng hơn, có tính chất rão ở nhiệt độ cao tương tự như của kim loại cơ bản. Các yêu cầu về tính năng của các mối nối thép chịu nhiệt mới cho nồi hơi siêu siêu tới hạn được trình bày trong bảng sau.

các lớpTS σb MPaY.Sσs MPaKéo dài δ %AkvJỨng suất cho phép ở nhiệt độ hoạt động, MPaĐộ cứng, HB
P12263053017%3164 (620 ℃)225 270 ~
P9263053017%3170 (620 ℃)-
HR3C655-30-69 (650 ℃)-
Super304H590-35-91 (620 ℃) ​​78 (650 ℃)225 270 ~

Mặc dù hầu hết các kết cấu hàn thép chịu nhiệt đều làm việc dưới nhiệt độ cao, nhưng việc kiểm tra lần cuối đối với các bình chịu áp lực và các yêu cầu về đường ống, thường ở nhiệt độ phòng đến 1.5 lần so với thử nghiệm áp suất làm việc bằng thủy lực hoặc áp suất khí nén, hoạt động của thiết bị áp lực hoặc bảo trì có phải trải qua quá trình bắt đầu nguội, vì vậy mối hàn thép chịu nhiệt cũng phải có khả năng chống gãy giòn nhất định. Đối với thép chịu nhiệt Mactenxit và Austenit, hàm lượng δ Ferit trong kim loại lắng đọng cần được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo tính chất rão của các mối hàn trong thời gian dài chạy ở nhiệt độ cao.

P92 / T92, P122 / T122 hàn thép martensitic

Cả P92 và P122 đều là thép mactenxit, có xu hướng nứt lạnh và xu hướng nứt nóng trong quá trình hàn. Để ngăn ngừa các vết nứt nguội khi hàn, cần làm nóng sơ bộ trước khi hàn. Nhiệt độ làm nóng sơ bộ không nhỏ hơn 150 ℃ đối với hàn TIG và không nhỏ hơn 200 ℃ đối với hàn hồ quang điện cực và hàn hồ quang chìm. Để ngăn ngừa nứt nóng và hạt thô, năng lượng đường hàn nên được kiểm soát chặt chẽ trong quá trình hàn, nhiệt độ lớp xen giữa phải nhỏ hơn 300 ℃ và ưu tiên hàn hồ quang argon bằng điện cực vonfram với đầu vào nhiệt hàn nhỏ. Khi hàn hồ quang điện cực cần chú ý hàn nhiều lớp và nhiều đoạn. Chiều dày đường hàn không được lớn hơn đường kính điện cực. Chiều rộng đường hàn không được lớn hơn 3 lần đường kính điện cực và khuyến cáo đường kính điện cực không quá 4mm Đối với phôi có chiều dày thành lớn, có thể sử dụng hàn hồ quang chìm để hàn, nhưng dây mảnh chìm. Nên sử dụng hàn hồ quang, và đường kính của dây hàn nhỏ hơn 3mm. Khi hàn các ống có đường kính nhỏ T122 và T92, mặt sau phải được điền đầy argon trong toàn bộ quá trình hàn. Đối với các đường ống có thành dày có đường kính lớn, cần có lớp bảo vệ bằng khí argon ở mặt sau của ba lớp đầu tiên của mối hàn ở gốc. Sau khi hàn mối hàn, sử dụng vật liệu cách nhiệt bằng amiăng và làm nguội chậm và ở trong khoảng 100 ~ 150 ℃ trong ít nhất 1 ~ 2 giờ, cho đến khi kim loại hoàn toàn chuyển thành mactenxit, sau đó có thể tiến hành xử lý nhiệt sau hàn. Đối với độ dày thành phôi lớn hơn 40mm, sau khi hàn với vật liệu cách nhiệt amiăng làm mát chậm, 100 ~ 150 ℃ ít nhất ở lại 1 ~ 2 giờ, nếu không xử lý nhiệt ngay lập tức, nên được gia nhiệt đến cách nhiệt 200 ~ 300 ℃ trong 2 giờ và sau đó làm lạnh chậm đến nhiệt độ phòng.

Hàn thép Austenit SUPER 304H, SA-213 TP310HCBN

Thép Austenit có khả năng hàn tốt và không có xu hướng nứt lạnh nên không cần gia nhiệt trước. Tuy nhiên, thép Austenit có xu hướng nứt nóng trong quá trình hàn, vì vậy cần chú ý đến việc kiểm soát nhiệt đầu vào và nhiệt độ lớp xen giữa. Trong quá trình hàn, phương pháp hàn năng lượng dòng hàn nhỏ hơn, chẳng hạn như hàn TIG thủ công, hàn TIG dây nguội tự động hoặc hàn TIG dây nóng. Nói chung, nhiệt độ giữa các lớp nên được kiểm soát không quá 150 ℃. Đối với hàn TIG dây nguội tự động hoặc hàn TIG dây nóng, quá trình hàn liên tục yêu cầu nước làm mát giữa các lớp của mối hàn được hàn. Để ngăn ngừa sự ăn mòn giữa các hạt, cần kiểm soát hàm lượng ion clorua trong nước làm mát. Để ngăn chặn quá trình oxy hóa của các nguyên tố hợp kim trong vùng nhiệt độ cao, bề mặt sau phải được lấp đầy bằng argon trong toàn bộ quá trình hàn. Để đảm bảo sự hợp nhất tốt trên cả hai mặt của rãnh, rãnh Góc của thép Austenit phải lớn hơn của thép ferit nói chung. Đối với hàn thép khác nhau với vật liệu ferit, nên dùng dây hoặc điện cực hàn ernicR-3 hoặc EnICRFE-2. Khi thép khác nhau được hàn (với thép ferit) và sử dụng ở nhiệt độ cao, hệ số giãn nở của cả hai vật liệu phải được tính đến.

 

Thép chống rão được sử dụng để làm gì?

Molypden là một nguyên tố hợp kim quan trọng trong thép ferit chống rão hoạt động ở nhiệt độ lên đến 530 ° C. Các ứng dụng chính của thép chống rão là trong các nhà máy điện và nhà máy hóa dầu, nơi tuabin hơi nước yêu cầu rèn và đúc lớn, và các bình chịu áp lực, nồi hơi và hệ thống đường ống yêu cầu các loại ống, tấm và phụ kiện. các đặc tính vật liệu khác như độ cứng, khả năng chống ăn mòn và khả năng hàn cũng rất quan trọng. Tầm quan trọng tương đối của các đặc tính này phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể của vật liệu. Ví dụ, rôto tuabin lớn cần thép có độ cứng tốt, và hệ thống đường ống của nhà máy điện phải hàn được. Mặc dù vậy, các hợp kim được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau này đều sử dụng các nguyên tắc giống nhau để cải thiện độ bền rão.

Molypden trong dung dịch rắn có thể làm giảm tốc độ rão của thép rất hiệu quả. Khi được sử dụng ở nhiệt độ cao, molypden làm chậm quá trình kết tụ và làm thô cacbua (sự chín của ostwald). Làm nguội và tôi luyện tạo ra một cấu trúc vi mô bao gồm bainite trên, dẫn đến kết quả tốt nhất về độ bền nhiệt độ cao. Đối với các nhà máy nhiệt điện than, hiệu suất của các tổ máy phát điện tới hạn thấp hơn 40%. Các nhà máy siêu siêu tới hạn (USC) trong tương lai dự kiến ​​sẽ đạt hiệu quả hơn 50%, giảm gần một nửa lượng khí thải carbon dioxide trên mỗi kilowatt giờ điện được sản xuất. Thép ferrite kháng Creep vẫn thường được sử dụng trong các nhà máy điện, nhà máy lọc dầu và nhà máy hóa dầu trên toàn thế giới. Các thành phần bao gồm các ống liền mạch cho nồi hơi nước nóng và bộ quá nhiệt, trống lò hơi, bộ thu nhiệt, máy bơm và bình chịu áp lực cho mục đích nhiệt độ cao và các cột tuabin hơi có đường kính hơn 2 mét và trọng lượng hơn 100 tấn. Thép này có thể được phân loại là thép C-Mn, thép Mo, thép C-RMO hợp kim thấp và thép 9-12% Cr.

Loại nhà máy Dưới tới hạn (Trên 300000 kw)
Tường nước: A192, SA-106B, SA-106C,
Quá nhiệt: T11 / P12, P22 /T22, T23, T91, T92
Lò sưởi: P11, T23,T91, T92
Economizer: A192
Đầu và ống dẫn hơi: A192, T12, P12
Siêu tới hạn (SC) (Trên 600000 kw)
Quá nóng: T22, T23, T91, T92, TP347H, TP347HFG, SUPER304H, HR3C
Reheater material: P12,T23,T91,T92,TP347H,TP347HFG,SUPER304H,HR3C
Vật liệu Economizer: A192, SA210C
Đầu và ống dẫn hơi: P11, P91, P92
Siêu siêu tới hạn (USC) (Trên 660000 kw)
Vật liệu quá nhiệt: T22,T23,T91,T92,TP347H,TP347HFG, SUPER304H, HR3C
Reheater: P12, T23, T91, T92, TP347H, TP347HFG, SUPER304H, HR3C
Vật liệu Economizer: A192, SA210C
Đầu và ống dẫn hơi: P11, P91, P92

Ống trao đổi nhiệt được nối với tấm ống như thế nào?

Hình thức kết nối của ống trao đổi nhiệt và tấm ống chủ yếu bao gồm mở rộng, hàn, hàn giãn nở, vv Khe co giãn cường độ đề cập đến việc mở rộng hiệu suất làm kín và độ bền kéo của kết nối giữa ống trao đổi nhiệt và tấm ống. Nó dựa vào sự biến dạng dẻo của đầu ống để chịu lực kéo. Ứng suất dư sau quá trình giãn nở của ống sẽ yếu dần khi nhiệt độ tăng lên do đó hiệu suất làm kín và độ bền của liên kết giữa ống và tấm ống sẽ giảm. Do đó, độ giãn nở cường độ phù hợp với áp suất thiết kế nhỏ hơn hoặc bằng 4MPa, nhiệt độ thiết kế nhỏ hơn hoặc bằng 300 ℃. Không nên sử dụng giãn nở cường độ trong trường hợp rung động nghiêm trọng, chênh lệch nhiệt độ lớn, hoặc ăn mòn ứng suất rõ ràng trong quá trình vận hành.

Khi mở rộng ống, độ cứng của ống phải thấp hơn độ cứng của tấm ống. Khe hở giữa ống và ống và độ nhẵn của ống ảnh hưởng đến chất lượng của ống giãn nở. Bề mặt gồ ghề của lỗ ống có thể tạo ra lực ma sát lớn và không dễ kéo ra, nhưng lại dễ sinh ra rò rỉ. Bề mặt của lỗ ống bị nghiêm cấm có một đường dọc xuyên qua rãnh. Bề mặt nhẵn của lỗ ống không dễ bị rò rỉ mà còn dễ dàng kéo ra. Nói chung, độ nhám bề mặt được yêu cầu nhỏ hơn hoặc bằng 12.5μm. Có hai loại lỗ ống: lỗ và rãnh hình khuyên, loại trước như thể hiện trong hình (a) bên dưới, và loại sau như thể hiện trong hình (b) và (c) bên dưới.

Sau khi tạo rãnh, những ống thép được ép chặt vào các rãnh khi mở rộng, điều này có thể cải thiện khả năng chống kéo đứt và nâng cao hiệu suất làm kín. Số lượng khe hình khuyên trong lỗ ống phụ thuộc vào độ dày của tấm ống. Nói chung, một khe được mở khi độ dày nhỏ hơn 25mm và hai khe được mở khi độ dày lớn hơn 25mm. Khi tấm ống dày hoặc để tránh ăn mòn khe hở, có thể sử dụng kết cấu thể hiện trong hình (d) sau đây, tấm ống hỗn hợp và ống trao đổi nhiệt cũng có thể được mở rộng, khi tấm phủ lớn hơn hoặc bằng 8mm, nên ở rãnh trên lỗ ống, cấu tạo như hình sau (e).

Độ bền hàn đề cập đến để đảm bảo hiệu suất niêm phong và độ bền kéo của ống trao đổi nhiệt và kết nối tấm ống, là kiểu kết nối tấm ống được sử dụng rộng rãi nhất. Cường độ sản xuất hàn là đơn giản, khả năng kéo mạnh mẽ, chẳng hạn như hàn hỏng hóc, có thể hàn sửa chữa thứ cấp, ống trao đổi nhiệt thuận tiện hơn. Việc sử dụng hàn cường độ không bị giới hạn bởi áp suất và nhiệt độ, nhưng nó không thích hợp cho trường hợp rung động lớn hoặc ăn mòn khe hở. Hình thức chung của hàn cường độ được thể hiện trong hình (a) dưới đây. Để tránh tích tụ chất lỏng xung quanh đầu ống, người ta thường sử dụng kết cấu như hình (b) dưới đây. Cấu trúc như trong hình (c) dưới đây thường được sử dụng trong trường hợp ống thép không gỉ.

Hiệu suất làm kín của mối nối giữa ống và tấm ống được yêu cầu cao, hoặc có sự ăn mòn khe hở, chịu được rung động nghiêm trọng và các trường hợp khác, sự giãn nở hoặc hàn đơn lẻ không thể đáp ứng yêu cầu, sự kết hợp của cả hai có thể cung cấp đủ độ bền và hiệu suất niêm phong tốt. Sự kết hợp giữa mở rộng và hàn có thể được chia thành hai loại theo trình tự mở rộng và hàn: mở rộng và hàn sau khi mở rộng. Phương pháp giãn nở chung chắc chắn sẽ có vết dầu ở khe nối, vết hàn sau khi giãn nở sẽ bị bong ra. Những vết dầu này và không khí trong khe hở sẽ làm giảm chất lượng mối hàn.

Hàn trước khi mở rộng, sẽ gây ra hư hỏng cho mối hàn. Hiện tại, không có quy định thống nhất cho sự lựa chọn của hai đơn đặt hàng. Trong kỹ thuật thực tế, chẳng hạn như mở rộng sau khi hàn, trước khi hàn phải sạch dầu; Nếu lần đầu tiên hàn sau khi mở rộng, phải là một giới hạn đối với vị trí mở rộng của đầu ống, nói chung để kiểm soát từ bề mặt của tấm ống 15mm trên phạm vi mở rộng. Việc mở rộng đầu tiên và sau đó hàn thường áp dụng hình thức mở rộng cường độ và hàn kín. Việc mở rộng độ bền đảm bảo hiệu suất niêm phong của ống và tấm ống, cung cấp đủ độ bền kéo và việc hàn bịt kín hơn nữa đảm bảo hiệu suất làm kín của ống và tấm ống. Cấu trúc được thể hiện trong hình (a). Hàn cường độ đảm bảo hiệu suất niêm phong của ống và tấm ống, cung cấp đủ độ bền kéo và sự giãn nở dính loại bỏ khoảng cách giữa ống và lỗ ống để đảm bảo hiệu suất hàn kín. Cấu trúc được thể hiện trong hình (b).

Về bản chất, giãn nở nổ cũng là một loại giãn nở cường độ, loại sau thường áp dụng giãn nở con lăn, loại trước dùng thuốc nổ trong thời gian rất ngắn sinh ra sóng xung kích khí áp suất cao làm cho ống bám chặt vào lỗ ống. . Độ giãn nở và hiệu quả kết nối nổ cao, không cần dầu bôi trơn, dễ hàn sau khi giãn nở, độ bền kéo lớn, độ giãn dài và biến dạng dọc trục nhỏ.

Nổ giãn nở thích hợp cho các ống thành mỏng, ống có đường kính nhỏ và độ giãn nở tấm ống dày lớn, rò rỉ cuối ống trao đổi nhiệt, giãn nở cơ học khó sửa chữa.

Các nguyên tố hợp kim ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất của thép đông lạnh?

Chúng tôi thường gọi thép được sử dụng trong phạm vi nhiệt độ -10 đến -273 ℃ là thép nhiệt độ thấp hoặc thép đông lạnh Theo hàm lượng và cấu trúc nguyên tố hợp kim, thép đông lạnh có thể được chia thành: Thép C-Mn bằng nhôm như 06MnVTi, 06MnVal 09Mn2Vre, 06MnNb thép, thép hợp kim thấp nhiệt độ thấp thân sắt 0.5Ni, 2.5Ni, 3Ni, 3.5Ni, v.v., thép nhiệt độ thấp Martensiform như thép 9Ni, 5Ni, thép nhiệt độ thấp Austenit hợp kim cao như 1Cr18Ni9Ti và 20Mn23Al, v.v.

Ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim trong thép nhiệt độ thấp chủ yếu đề cập đến ảnh hưởng của nó đối với độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp của thép:

C

Với sự gia tăng của hàm lượng cacbon, nhiệt độ chuyển đổi giòn của thép tăng nhanh và tính hàn giảm, do đó hàm lượng cacbon của thép nhiệt độ thấp được giới hạn dưới 0.2%.

Mn

Mangan có thể cải thiện rõ ràng độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp của thép. Mangan chủ yếu tồn tại ở dạng dung dịch rắn trong thép và đóng vai trò tăng cường dung dịch rắn. Ngoài ra, mangan là một nguyên tố làm mở rộng vùng austenit và làm giảm nhiệt độ biến đổi (A1 và A3). Có thể dễ dàng thu được các hạt ferit và ngọc trai mịn và dẻo, có thể làm tăng năng lượng va đập tối đa và giảm đáng kể nhiệt độ chuyển tiếp giòn. Nói chung, tỷ lệ Mn / C phải bằng 3, điều này không chỉ có thể làm giảm nhiệt độ chuyển giòn của thép mà còn bù đắp cho sự giảm cơ tính do giảm hàm lượng cacbon do hàm lượng Mn tăng.

Ni

Niken có thể làm giảm bớt xu hướng chuyển đổi giòn và làm giảm đáng kể nhiệt độ của quá trình chuyển đổi giòn. Tác dụng của niken đối với việc cải thiện độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp của thép gấp 5 lần so với mangan, tức là nhiệt độ chuyển tiếp giòn giảm 10 ℃ với sự gia tăng của hàm lượng niken 1%. Điều này chủ yếu là do niken với cacbon, được hấp thụ bởi dung dịch rắn và chất gia cố, niken cũng di chuyển đến điểm bên trái của điểm eutectoid thép eutectoid để giảm hàm lượng cacbon, giảm nhiệt độ chuyển pha (A1 và A2), so với với cùng hàm lượng carbon của thép carbon, giảm số lượng ferit và tinh chế, quần thể ngọc trai (hàm lượng carbon của ngọc trai cũng thấp hơn thép carbon). Kết quả thí nghiệm cho thấy nguyên nhân chính khiến niken tăng độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp là do thép chứa niken có nhiều biến dạng di chuyển hơn ở nhiệt độ thấp và dễ trượt chéo hơn. Ví dụ, hợp kim trung bình thép nhiệt độ thấp martensiform carbon thấp Thép 9Ni, có độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp cao, có thể được sử dụng cho -196 ℃. Thép 5Ni được phát triển trên cơ sở thép 9Ni có độ dẻo dai tốt ở nhiệt độ thấp -162 ~ -196 ℃.

P, S, Sn, Pb Sb

Phốt pho, lưu huỳnh, asen, thiếc, chì, antimon: những nguyên tố này không có lợi cho độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp của thép.

Chúng phân tách trong ranh giới hạt, làm giảm năng lượng bề mặt và lực cản của ranh giới hạt, và gây ra vết nứt giòn bắt nguồn từ ranh giới hạt và kéo dài dọc theo ranh giới hạt cho đến khi đứt gãy hoàn toàn.

Phốt pho có thể cải thiện độ bền của thép, nhưng nó sẽ làm tăng độ giòn của thép, đặc biệt là ở nhiệt độ thấp. Nhiệt độ chuyển tiếp giòn rõ ràng là tăng lên, vì vậy hàm lượng của nó nên được giới hạn nghiêm ngặt.

O, H, N

Các yếu tố này sẽ làm tăng nhiệt độ chuyển giòn của thép. Thép khử silic và nhôm khử oxy có thể cải thiện độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp, nhưng vì silic làm tăng nhiệt độ chuyển tiếp giòn của thép, thép bị khử nhôm có nhiệt độ chuyển tiếp giòn thấp hơn thép khử silic.

Khả năng hàn của vỏ dầu J55

Vỏ dầu được cấu tạo bởi một vòng đệm và thân ống. Một thân ống duy nhất được kết nối với ren vòng cổ và vận chuyển đến địa điểm khai thác dầu với kết nối đầu cuối để thuận tiện cho việc vận chuyển và sử dụng sau khi đạt đến chiều dài yêu cầu. Để tăng cường độ bền và kiểm soát chống lỏng mối nối ren, cần hàn khớp nối với thân ống sau khi nối ren, vì vậy việc phân tích hiệu suất hàn và xây dựng quy trình hàn hợp lý là rất quan trọng. API 5A J55 là một trong những vật liệu vỏ bọc được sử dụng phổ biến nhất, và chúng tôi đã phân tích khả năng hàn của nó về mức độ tương đương cacbon của nó.

Thành phần hóa học API 5CT J55

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

Theo công thức tương đương cacbon của Viện hàn quốc tế:

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

CE = 0.69 > 0.4

Lượng carbon tương đương của nó lớn hơn 0.4 và khả năng hàn kém. Để có được chất lượng hàn đạt tiêu chuẩn, cần có nhiệt độ nung sơ bộ cao và các biện pháp công nghệ nghiêm ngặt.

Khả năng hàn của nó được phân tích theo ảnh hưởng của hàm lượng nguyên tố hợp kim J55 đến cấu trúc và tính chất vi mô:

  • Ống vỏ J55 có hàm lượng cacbon cao, đó là 0.34% ~ 0.39%, làm cho đường cong chuyển tiếp Austenit siêu lạnh của thép di chuyển sang phải và tăng lên; Việc bổ sung Cr, Mn, Ni, Cu và các nguyên tố hợp kim khác làm cho đường cong chuyển tiếp của Austenit siêu lạnh dịch chuyển sang phải, điều này giúp tăng cường độ ổn định của Austenit siêu lạnh và tăng điểm MS (điểm bắt đầu của sự hình thành Mactenxit). Tất cả những tác động này làm tăng xu hướng dập tắt của J55 và các vết nứt hàn đã xuất hiện.
  • J55 có xu hướng nứt lạnh lớn, chủ yếu là vết nứt dập tắt và nứt vỡ. Do độ bền cao, giá trị độ cứng tối đa cao của vùng ảnh hưởng nhiệt hàn và làm nguội nhanh, mactenxit dễ dàng được tạo ra. Khi hàn, cố gắng chọn năng lượng dòng và dòng hàn lớn, không nên giảm tốc độ hàn quá mức. Để giảm tốc độ làm mát, kéo dài thời gian làm mát của mối hàn từ 800 ℃ đến 500 ℃, cải thiện cấu trúc vi mô của kim loại mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt, và giảm độ cứng tối đa của vùng ảnh hưởng nhiệt, gia nhiệt sơ bộ trước khi hàn và tôi sau khi hàn là cần thiết.
  • Xu hướng nứt nóng của J55 không cao vì độ dẫn nhiệt của nó không dễ tạo ra eutectic nhiệt hạch thấp; Xu hướng nứt khi hâm nóng là không lớn, vì nó không chứa cacbua mạnh. Dây hàn ER55-G phù hợp với độ bền của nó được chọn. Dây hàn có hiệu suất quá trình hàn tuyệt vời, hàm lượng Ni cao, khả năng chống nứt lạnh mạnh và các đặc tính cơ học toàn diện tuyệt vời của kim loại lắng đọng.
  • Do yêu cầu nhiệt đầu vào lớn cho hàn J55, giá trị độ bền của vật liệu cơ bản và vật liệu hàn là lớn, và ứng suất bên trong khi hàn là cực kỳ lớn. Trong quá trình hàn cần phải đóng búa vào mối hàn trong khi hàn. Sau khi hàn, xử lý nhiệt được thực hiện để loại bỏ ứng suất bên trong và tránh nứt sau hàn do ứng suất quá mức. Xử lý nhiệt sau mối hàn cũng có thể cải thiện các tính chất vi cấu trúc hàn.

Quá trình hàn của J55

Phương pháp hàn 1: 80% Ar + 20% khí CO2 hàn được che chắn. Vật liệu hàn: dây hàn ER55-G, đường kính Φ3.2mm. Thông số hàn: dòng điện 250 ~ 320A, điện áp 26 ~ 30V; Tốc độ hàn 35 ~ 50cm / phút;

Nhiệt độ gia nhiệt sơ bộ là 100 ℃, và nhiệt độ lớp xen giữa không được thấp hơn nhiệt độ gia nhiệt sơ bộ, nhưng không được phép cao hơn nhiệt độ gia nhiệt sơ bộ là 30.

Xử lý sau hàn: làm mát không khí mà không cần xử lý nhiệt.

Kết quả: Kiểm tra độ bền kéo đạt tiêu chuẩn. Giá trị tác động của ba mẫu trong vùng ảnh hưởng nhiệt là 26,47,23, không đạt tiêu chuẩn. Bốn mẫu uốn bên lần lượt có vết nứt 3.75mm, vết nứt 4mm, vết nứt 1.38mm, vết nứt 0.89mm là không đạt chất lượng. Sơ đồ công nghệ này không hợp lý.

Phương pháp hàn 2: 80% Ar + 20% CO2 hàn khí. Vật liệu hàn: dây hàn ER55-G, đường kính Φ3.2mm. Thông số hàn: dòng điện 250 ~ 320A, điện áp 26 ~ 30V; Tốc độ hàn 35 ~ 50cm / phút; Nhiệt độ gia nhiệt sơ bộ là 100 ℃, và nhiệt độ lớp xen giữa không được thấp hơn nhiệt độ gia nhiệt sơ bộ, nhưng không được phép cao hơn nhiệt độ gia nhiệt sơ bộ là 30.

Xử lý sau hàn: xử lý ủ, nhiệt độ 600 ± 20 ℃, thời gian giữ trong 4 giờ; Tốc độ làm nóng 50 ℃ / h, tốc độ làm lạnh 50 ℃ / h.

Kết quả: Kiểm tra độ bền kéo đạt tiêu chuẩn. Các giá trị tác động của ba mẫu trong vùng ảnh hưởng nhiệt lần lượt là 51, 40 và 40, các giá trị này đạt tiêu chuẩn.

Kiểm tra uốn bên, đủ tiêu chuẩn; Thực nghiệm chứng minh rằng sơ đồ công nghệ này là hợp lý. Xử lý nhiệt sau hàn có thể cải thiện cấu trúc và tính chất vi mô hàn, đây là một trong những yếu tố quan trọng để hàn J55 có được mối hàn đạt yêu cầu kỹ thuật.

Môi trường khắc nghiệt của vỏ bọc API 5A J55 đòi hỏi chất lượng của chính ống, cũng là chất lượng của mối hàn. Qua phân tích và kiểm tra mối hàn trên, thu được quy trình hàn đạt yêu cầu, làm cơ sở lý thuyết và thực nghiệm cho việc hàn chính xác vỏ dầu.

Ưu điểm của bộ trao đổi nhiệt dạng ống chữ U

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chữ U được đặc trưng bởi cấu trúc đơn giản, độ kín tốt, bảo dưỡng và vệ sinh thuận tiện, chi phí thấp, hiệu suất bù nhiệt tốt và khả năng chịu áp lực mạnh. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chữ U có diện tích trao đổi nhiệt lớn nhất dưới cùng một đường kính. Cấu tạo chính của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chữ U bao gồm hộp ống, xi lanh, đầu, ống trao đổi nhiệt, đầu phun, vách ngăn, tấm chống giật và ống dẫn hướng, cấu trúc chống ngắn mạch, giá đỡ và các phụ kiện khác của vỏ và mặt ống , được sử dụng phổ biến nhất trong thiết bị trao đổi nhiệt dạng vỏ và ống.

Ống trao đổi nhiệt

Ống trao đổi nhiệt dùng để truyền nhiệt thường sử dụng ống trao đổi nhiệt kéo nguội sơ cấp và ống trao đổi nhiệt kéo lạnh thông thường. Đầu tiên thích hợp cho các trường hợp truyền nhiệt và rung động mà không thay đổi pha, và loại sau thích hợp cho các trường hợp khởi động lại, truyền nhiệt ngưng tụ và các trường hợp chung không rung. Ống trao đổi nhiệt phải có khả năng chịu được sự chênh lệch nhiệt độ, ứng suất và chống ăn mòn nhất định. Chiều dài của ống trao đổi nhiệt thường là 1.0m, 1.5m, 2.0m, 2.5m, 3.0m, 4.5m, 6.0m, 7.5m, 9.0m, 12.0m. Vật liệu của ống có thể là thép cacbon, thép không gỉ, nhôm, đồng, đồng thau và hợp kim đồng-niken, niken, than chì, thủy tinh và các vật liệu đặc biệt khác, cũng thường được sử dụng ống composite. Để mở rộng diện tích của ống truyền nhiệt hiệu quả đồng thời tối đa hóa hệ số truyền nhiệt bên ống, xử lý ống trao đổi nhiệt hoặc trong ống được đưa vào bề mặt bên trong và bên ngoài của các thành phần dòng chảy bị xáo trộn, tạo ra sự hỗn loạn chất lỏng bên trong và bên ngoài. đồng thời, thường được sử dụng như ống có bề mặt nhám, ống có vây, ống đỡ, bên trong loại phích cắm, v.v.

Tấm ống

Tấm ống là một trong những bộ phận quan trọng nhất của thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống. Tấm ống là tấm chắn giữa thành vỏ và thành ống. Khi môi trường trao đổi nhiệt không có sự ăn mòn hoặc ăn mòn nhẹ, nó thường được làm bằng thép cacbon thấp, thép hợp kim thấp hoặc thép không gỉ. Hình thức kết nối của ống-tấm và vỏ được chia thành loại không thể tháo rời và có thể tháo rời. Đầu tiên là kết nối giữa tấm ống và vỏ trong bộ trao đổi nhiệt dạng tấm ống cố định. Loại thứ hai, chẳng hạn như loại ống hình chữ U, loại đầu nổi và loại hộp nhồi và loại ống trượt ống trao đổi nhiệt dạng tấm và kết nối vỏ. Đối với các mối nối rời, bản thân tấm ống thường không tiếp xúc trực tiếp với vỏ mà mặt bích được nối với vỏ một cách gián tiếp hoặc được kẹp chặt bởi hai mặt bích trên vỏ và hộp ống.

Hộp ống

Hầu hết các thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống có đường kính vỏ lớn hơn đều sử dụng cấu trúc dạng ống và hộp. Hộp ống nằm ở hai đầu của bộ trao đổi nhiệt, có tác dụng phân phối đều chất lỏng từ ống đến các ống trao đổi nhiệt và gom chất lỏng trong các ống lại với nhau để đưa ra thiết bị trao đổi nhiệt. Trong vỏ nhiều ống, vỏ cũng có thể thay đổi hướng dòng chảy. Cấu trúc của hộp ống chủ yếu được xác định bởi bộ trao đổi nhiệt cần được làm sạch hoặc bó ống có cần được chia nhỏ hay không.

Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống và vỏ sò đã trở thành kiểu kết cấu thiết bị trao đổi nhiệt được sử dụng phổ biến nhất trong lĩnh vực hóa dầu do có nhiều ưu điểm, tuy nhiên nó cũng có một số nhược điểm như vệ sinh đường ống khó hơn, tỷ lệ sử dụng tấm ống là thấp do hạn chế về bán kính cong của ống uốn cong; Khoảng cách giữa các ống trong cùng của bó ống lớn, quá trình tạo vỏ dễ xảy ra hiện tượng ngắn mạch, tỷ lệ phế phẩm cao. Nó thích hợp cho sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa đường ống và thành vỏ hoặc bên vỏ, nơi môi trường dễ đóng cặn và cần làm sạch, và không thích hợp để sử dụng các loại tấm ống nổi và cố định, đặc biệt thích hợp cho việc làm sạch và không dễ đóng cặn dưới cao nhiệt độ, áp suất cao, môi chất ăn mòn.

Làm thế nào các mối nối cách điện hàn?

Các mối nối cách điện chủ yếu được sử dụng trong việc bảo vệ niêm phong của dầu và đường ống dẫn khí đốt và để ngăn ngừa ăn mòn điện hóa. Chúng chủ yếu bao gồm các khớp nối ngắn, mặt bích thép, vòng cố định, con dấu, tấm cách nhiệt, ống bọc cách nhiệt và vật liệu cách nhiệt lấp đầy. Loại niêm phong có thể là con dấu O-ring, con dấu chữ U và con dấu composite “O + hình chữ U”, mặc dù cấu trúc làm kín khác nhau nhưng chúng có cùng một nguyên tắc làm kín. Nguyên lý làm kín của nó là vòng đệm dưới tác dụng của tải trọng bên ngoài sinh ra biến dạng đàn hồi và lực làm kín cần thiết để đảm bảo môi chất trong đường ống không bị rò rỉ. Sau đây là ví dụ về mối nối cách điện X80 DN1200 / PN120 để minh họa quá trình hàn của nó.

Vật liệu của mối nối cách điện trong thí nghiệm này là API 5L X80, và kích thước là 1219mm × 27.5mm. Vật liệu thép rèn áp lực thân chính (mặt bích, vòng cố định) là F65, lớp Ⅳ; Bộ phận làm kín là vòng đệm hình chữ U bằng cao su flo, có đặc tính làm kín đáng tin cậy, độ hút nước thấp, cường độ nén cao, đàn hồi tốt và cách điện. Vật liệu tấm cách nhiệt có hiệu suất cách điện mạnh, khả năng chống thấm chất lỏng và hấp thụ nước thấp. Mặt bích rèn theo tiêu chuẩn ASTM A694 cho F65, hàm lượng C, Mn, P, S và carbon tương đương, chỉ số chống nứt, yêu cầu về độ cứng và năng lượng tác động. Sau khi kiểm tra, cấu trúc kim loại là ngọc trai + ferit, cấu trúc đồng nhất, không phân tách, cỡ hạt trung bình đạt 8 bậc. Kích thước thớ mịn hơn đảm bảo độ bền và độ dẻo dai cao của vật rèn.

Quy trình hàn

Đối với việc hàn của sản phẩm này, sau khi xử lý loại bỏ ứng suất, kéo, uốn, va đập, độ cứng, kim loại học và phân tích quang phổ, kết quả đáp ứng các thông số kỹ thuật.

1. Hàn rãnh

  • Theo đặc tính vật liệu và độ dày thành của phụ kiện đường ống và mặt bích, hãy chọn dạng và kích thước rãnh thích hợp, cụ thể là rãnh chữ “V” kép
  • Khi thiết kế kích thước và loại rãnh hàn, ảnh hưởng của đầu vào nhiệt hàn đến hiệu suất của các bộ phận làm kín được xem xét và đầu vào nhiệt thấp hơn được sử dụng để hàn để đảm bảo rằng vòng đệm cao su gần với mối hàn sẽ không bị đốt cháy. trong quá trình hàn. rãnh khe hẹp được xác định dựa trên nhiều năm kinh nghiệm của chúng tôi trong việc hàn van bi được hàn hoàn toàn.

2. Phương pháp hàn

Phương pháp hàn “hỗ trợ hàn hồ quang argon + hàn đắp và bao phủ hồ quang chìm”. Theo nguyên tắc lựa chọn vật liệu hàn cho thép hợp kim cao với các cấp thép khác nhau được quy định trong mã và tiêu chuẩn hàn bình chịu áp lực, các vật liệu hàn phù hợp với cấp thép F65 đã được lựa chọn, không chỉ đảm bảo các yêu cầu về độ bền của F65 và Chất liệu X80 nhưng cũng có độ dẻo dai tốt.

Hàn núm vú mặt bích

Mặt bích và các mối nối ống được hàn bằng phương pháp hàn hồ quang argon và hàn hồ quang chìm tự động. Hàn hồ quang argon để hàn nền, và sau đó hàn hồ quang chìm tự động để hàn đắp và hàn phủ.

1. Thiết bị hàn

Máy hàn tự động hồ quang chìm: tốc độ 0.04 ~ 2r / phút, phạm vi kẹp phôi Φ330 ~ 2 700mm, chiều dài tối đa của phôi hàn 4500mm, chiều sâu đường hàn tối đa 110mm, có thể chịu trọng lượng 30 tấn.

Hàn hồ quang chìm có ưu điểm là chất lượng mối hàn đáng tin cậy, hình thành hạt hàn đẹp, tốc độ lắng đọng cao và có thể được sử dụng rộng rãi trong các mối nối cách điện có đường kính lớn, van bi chôn toàn bộ, v.v.

2. Phương pháp hàn

Phương pháp hàn GTAW + SAW. Đầu tiên, chúng tôi sử dụng lớp đệm và lấp đầy chân răng bằng hồ quang argon mỗi lần để đảm bảo chân răng tan chảy, sau đó sử dụng phương pháp hàn nhiều lớp tự động hồ quang chìm để hoàn thành việc lấp đầy và bao phủ.

Xử lý nhiệt hàn

Để giảm ứng suất dư của mối hàn và tránh cho mối hàn bị nứt hoặc biến dạng ứng suất, cần phải khử ứng suất và tôi luyện sau khi hàn. Lò sưởi điện loại dây SCD (dài 18.5m) và hộp điều khiển nhiệt độ loại LWK-3 × 220-A được sử dụng để xử lý nhiệt. Cặp nhiệt điện bọc thép kiểu K được chọn làm thiết bị đo nhiệt độ. Nhiệt độ xử lý nhiệt là 550 ℃, và thời gian giữ nhiệt là 2 giờ.

Chất liệu của N80 trong N80 vỏ dầu là gì?

Vỏ dầu khí N80 và ống thép liền mạch N80 là thiết bị quan trọng để khoan dầu, thiết bị chính của chúng cũng bao gồm ống khoan, ống lõi và vỏ, vòng đệm khoan và ống thép để khoan đường kính nhỏ.

Chất liệu của N80 trong N80 vỏ dầu là gì

Vỏ dầu khí N80 và ống thép liền mạch N80 có ba loại chiều dài được quy định trong tiêu chuẩn API: cụ thể là R-1 dài 4.88 đến 7.62m, R-2 dài 7.62 đến 10.36m và R-3 dài hơn 10.36m.

Vỏ dầu N80 và ống thép liền N80 dùng cho khoan giếng dầu chủ yếu để chống đỡ thành giếng trong quá trình khoan và sau khi hoàn thành để đảm bảo quá trình khoan và sự hoạt động bình thường của toàn bộ giếng sau khi hoàn thành

Vỏ dầu khí N80 và các loại ống thép liền mạch N80 và bao bì được chia thành hai loại theo SY / T6194-96 “vỏ dầu khí”: vỏ có ren ngắn và khớp nối và vỏ có ren dài và khớp nối của nó. Theo SY / T6194-96, vỏ trong nước nên được buộc bằng dây thép hoặc đai thép. Mỗi vỏ và phần tiếp xúc của ren của khớp nối phải được vặn trên vòng bảo vệ để bảo vệ ren.

Vỏ dầu khí N80 và ống thép liền mạch N80 phải theo SY / T6194-96. Cùng loại thép sẽ được sử dụng cho vỏ và khớp nối của nó. Hàm lượng lưu huỳnh <0.045% và hàm lượng phốt pho <0.045%.

N80 vỏ dầu và N80 ống thép liền khối theo quy định của GB222-84 để lấy mẫu phân tích hóa học. Phân tích hóa học theo các quy định trong phần liên quan của GB223.

Vỏ dầu khí N80 và ống thép liền mạch N80 theo quy định trong Viện Dầu khí Hoa Kỳ ARISPEC5CT1988, ấn bản đầu tiên. Phân tích hóa học được thực hiện theo phiên bản mới nhất của ASTME1 và phân tích hóa học được thực hiện theo phiên bản mới nhất của ASTME59.