ASTM A269 316L Нержавеющая труба Отчет об инспекции
Декабрь 15, 2018
API 5L Grade-B ВПВ линия трубы Технические характеристики , 20″DN (508.0 мм)× WT 7.9 мм
Декабрь 29, 2018
М. Т11. Эрвина Efzan *, S. Kesahvanveraragu, J. Emerson
1.0 ВВЕДЕНИЕ
1.1 Морской трубопровод Материал
Трубопроводы в морских платформах изготовлены из различных материалов. Выбор материала зависит от определенных условий, таких как стоимость, функциональное требование, Рабочие условия давления и температуры, коррозия Скорость и т.д. [1-2]. Поскольку существуют разновидности трубопроводов в морской платформы, Выбор материала и эти соображения высоко требуется. В оффшорной промышленности, металл является весьма используемым материалом, который может быть сортирован в черный и цветные металлы [1-3]. Металлы, содержащие железо (Fe) в качестве премьера композиций известны как черные металлы, в то время как металлы, содержащие другие элементы, называются цветными металлами [4-5]. Чугун и сталь относится к черной категории металла, в то время как цветные металлы включают алюминий (Al), Медь (Cu), верить (Sn) и кремния (Si) [3-5]. По Mamdouh [6], Цветные металлы являются в основном используются металлы по строительству морских трубопроводов платформы из-за экономическую эффективность и способность выдерживать
рабочее состояние.
1.2 Обычная углеродистая сталь
Углеродистая сталь представляет собой материал, состоящий из углерода в качестве основного легирующего элемента. Углеродистая сталь состоит из железа (Fe), углерод (С), фосфор (P), Марганец (MN), сера (S) и кремния (Si) [7]. В настоящее время на мировом рынке, углеродистая сталь производится и используется в больших количествах для тяжелой промышленности, особенно на шельфе транспортная система и добыча нефти [8]. Это происходит потому, что из углеродистой стали имеет высокую прочность, хорошая свариваемость, высокая температура сопротивление, хорошая защита поверхности к внешней среде и дешевле, чем в других легированных сталях, такие как низколегированная сталь и нержавеющая сталь [3-4].
Из углеродистой стали могут быть классифицированы на низкое, средние и высокие углеродистые стали на основе его содержания углерода (Индийский институт технологии, 2010). Низкоуглеродистая сталь также называют как мягкая сталь и, как правило, содержит менее 0.3% углерод. Тем временем, средние и высокие углеродистая стали имеет содержание углерода 0.3 – 0.45% а также 0.45 – 0.75% соответственно [4][9]. Трубопровод В промышленности, особенно в морских трубопроводах, нельзя использовать средне- и высокоуглеродистую сталь из-за их плохой стойкости к хрупкости и снижения свариваемости [10]. Таким образом, низкоуглеродистая сталь является предпочтительной в морских трубопроводах среди дизайнеров, Изготовители и регуляторы. Он охватывает сеть трубопроводов высоких температур сосудов, Теплообменники, компрессоры и трубопроводы передачи [9][10]. Подробная информация об использовании низкоуглеродистых сталей в морских трубопроводах обработки платформы приведена в таблице 1. Из таблицы 1, низкоуглеродистая сталь Тип API 5L Х52 Класс имеет самый высокий предел прочности на разрыв 455 MPa, в то время как тип API 5L сорт В, обладает самой низкой прочностью на разрыв 413 MPa.
Таблица 1: Типы низкоуглеродистых сталей в морской платформы обработки в соответствии с нормами и стандартами, предел прочности, Состав материала и приложения:
|
Нет. |
Коды и стандарты (ASTM / API) |
растяжимый Прочность (MPa) |
Композиция материалов |
Применение в Морская платформа |
Ссылка |
|
1 |
A106 Марка Б (Бесшовная труба) |
415 |
С <= 0.30 MN <= 1.06 P <= 0.035 S <= 0.035 |
1. система забортной воды 2. закачивание воды система 3. Произведено воды система 4. Питьевая вода система 5. Сухое топливо и газа система 6. Система пожарной воды 7. гликоль и впрыска метанола система 8. Инертный газ / воздух завода трубы |
[2] [11] [12] |
|
2 |
API 5L Марка Б (сварная труба) |
413 |
С <= 0.28 MN <= 1.20 P <= 0.030 S <= 0.030 |
[2] [11] [13] |
|
|
3 |
A671 Grade CC60 (сварная труба) |
415 |
С <= 0.21 MN <= 0.98 P <= 0.035 S <= 0.035 |
[2] [11] [14] |
|
|
4 |
API 5L Оценка X52 (Бесшовная труба) |
455 |
С <= 0.28 MN <= 1.40 P <= 0.030 S <= 0.030 |
[2] [11] [13] |
|
|
5 |
A333 Grade 6 (Бесшовная труба) |
415 |
С <= 0.30 MN <= 1.06 P <= 0.025 S <= 0.025 |
1. система выравнивания 2. система забортной воды 3. Система пожарной воды 4. Слейте воду и сточные воды система |
[2] [11] [15] |
1.3 A333 Grade 6 Низкоуглеродистая стальная труба
На основе комплексных данных в таблице 1, материал типа A333 Оценка 6 был выбран для анализа микроструктуры характеристики
и механические свойства материала. В целом, A333 Grade 6 трубы называется температурой трубы низкой, так как он может выдерживать
ударная вязкость при низкой температуре, как -45 ° C [15].
Тем временем 1 показаны образцы A333 Grade 6 стальные трубы с низким содержанием углерода.
2.0 МЕТОДИКА
2.1 Микроструктурная характеристика
По Шармила [17], увеличенное изображение имеет важное значение для изучения морфологии, микроструктура, и форма различных функций, включая зерно, фазы и встроенные частицы. Фигура, Существуют различные методы микроскопии широко используются в области исследований, такие как оптическая микроскопия (О), сканирующая электронная микроскопия (SEM) и просвечивающей электронной микроскопии (HAS). По словам Грабб [18], Существуют различные преимущества с помощью оптического микроскопа, такие как захватывает изображения с высоким разрешением, быстрый сбор данных и обеспечивает более количественные результаты. Таким образом, Метод светового микроскопа был использован для характеристики микроструктуры A333 Grade 6 материал.
Оптическая микроскопия нуждается поверхность особи быть плоской, гладкой и без царапин.
тем не мение, он не должен не быть в какой-либо определенной формы, такие как прямоугольная, круговые или другие геометрические формы. В качестве таких, надлежащая подготовка образца была сделана перед проведением микроструктуры характеристики через оптическую микроскопию. A333 Grade 6 низкоуглеродистой образец стальной трубы разрезают на 1 длина см, и лом металлический лист прикреплен к образцу был удален через процесс шлифования. После резки образца, поверхность была измельчают, чтобы удалить грубую поверхность и царапины на образце. более того, два различных решения полировки, такие как поликристаллический алмаз (3 мкм и 1 мкм) и некристаллического коллоидный диоксид кремния выливали равномерно на испытательных сковородки, чтобы обеспечить эффективный процесс полировки,. Отражающая поверхность была достигнута после завершения процесса полировки.
Травление является заключительным этапом подготовки образца до наблюдения микроструктуры с помощью оптического микроскопа. Травление используется для обозначения физического и химического пилинга атомных слоев материала [17]. По Нияз [19], ниталя является лучшим решением для травления низкоуглеродистых сталей [20]. Кроме того, время травления является важным фактором, который необходимо учитывать для того, чтобы обеспечить поверхность образца травлению до точного уровня. В общем-то, низкоуглеродистых сталей должны быть вытравлены с использованием ниталя в период времени от нескольких секунд до нескольких минут [21]. A333 Grade 6 низкий образец из углеродистой стали был травлению для 3 мин, чтобы обеспечить точное отображение микроструктуры. Тем временем 2 отображает процесс травления A333 Grade 6 низкоуглеродистая стальная поверхность образца.
Тем временем 2: (1) Травление Процесс; (2) После травления и очистки процесса
После подготовки образца была завершена точно, Микроструктура поверхности материала наблюдали через оптический микроскоп при трех различных оптических увеличений, а именно в 10 раз, 20X и 50X.
2.2 Твердость по Виккерсу Испытание
Подготовлен образец был смонтирован на наковальне тестера устройства Виккерса под микроскопом зрения. 10 кгс нагрузка была затем применена и с последующим нажатием алмазной пирамиды в плоскую поверхность образца для продолжительности 15 s. После завершения времени задержки, вмятина наблюдалась через микроскопическую точку зрения. Размер вмятины должен быть рассчитан путем измерения двух диагоналей [22].
3.0 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Микроструктурная характеристика
Тем временем 3: Микроструктура A333 Grade 6 Низкая Сталь углеродистая при увеличении 10Х. Перлита и феррита слои помечены, чтобы дифференцировать фазовую структуру.
Из результатов световой микроскопии, Микроструктура поверхности образца при увеличении 10Х, 20Х и 50X показаны на рисунках 3, 4 а также 5 соответственно.
По словам Скотта [23], низкоуглеродистая сталь имеет две основные составляющие, которые перлит и феррит. Перлит определяется как темные области в микроструктуре, и состоит из тонкой смеси феррита и железных частиц карбида. Тем временем, в соответствии с Koo [24], перлит зерно валяется вдоль границ зерен феррита. С другой стороны, более светлые участки известны как феррит, и границы зерен между ферритовыми частицами отчетливо видны. В целом, с низким содержанием углерода 0.16% Содержание углерода состоит из объемной доли, 0.79% доэвтектоидного феррита и 0.21% перлита, соответственно [24]. Оба перлита и феррита слои обозначены на рисунках 3, 4 а также 5. К тому же, микроструктуры при увеличении 10Х и 20Х отображения четких границ зерен в между ферритными зернами. Тем временем 6 показана форма феррита в низкоуглеродистой стали, чтобы оправдать заявление относительно границ зерен в ферритного зерна.
Тем временем 6: граница зерна аллотриоморфно в низкоуглеродистой стали [23]
Важность анализа микроструктуры материала, особенно стали или сплавы, заключается в определение свойств материала путем наблюдения размера частиц и количества в самом материале. На основе Холла-Петч отношения, уменьшение размера зерен импровизирует прочность стали [25]. Фигура, Из результатов, полученных с помощью оптического микроскопа, низкоуглеродистая сталь Тип A333 Оценка 6 состоит из меньшего размера ферритных границ зерен.
3.2 Твердость по Виккерсу Испытание
Согласно данным, полученным из раздела 2.2, Виккерсу результаты испытаний твердости зависит от приложенной нагрузки, жилище продолжительность и Отступят диаметры. Таким образом, для этого теста, 10 кгс был применен для 15 s для отступа на A333 Grade 6 стальные образцы с низким содержанием углерода. Тест был повторен 5 различные области образца, который включает в себя 4 края и середина образца. После того, как индентора Виккерса сделал яму на образец в виде пирамиды формы алмаза, заполняющие линии были приспособлены к обоим краям диагоналей, и значения были записаны в устройстве. Бесшовная труба, Результаты были представлены в терминах HV, который показывает уровень твердости, представленный твердомер по Виккерсу. Полученные результаты включают диагональные диаметры и значения твердости для 5 точки, а средний HV для образца показан в таблице 2.
Таблица 2: Твердость Значение образца A333 Grade 6 Низкоуглеродистая сталь
|
Низкоуглеродистая сталь: A333 Grade 6 (20 мм х 10 мм х 2 мм) Прямоугольные ОБРАЗЦЫ |
|||
|
точка |
Диаметр 1 (мкм) |
Диаметр 2 (мкм) |
Твердость по Виккерсу (HV) |
|
1 |
330.075 |
332.100 |
169.131 |
|
2 |
336.960 |
340.605 |
161.535 |
|
3 |
336.555 |
333.315 |
165.268 |
|
4 |
329.670 |
326.835 |
172.065 |
|
5 |
328.455 |
333.720 |
169.131 |
|
Средняя Твердость по Виккерсу Значение |
166.826 |
||
Полученные результаты были проверены с помощью микроструктуры отступа через оптическую микроскопию. Тем временем 7 изображен образец микроструктуры в форме алмаза отступа на Поинт 1, 3 а также 5 образца соответственно.
Это показывает, что есть небольшое различие между результатами Hardness стоимости (HV). Хотя испытание было сделано 5 различные точки, значения твердости, полученные должны быть идентичными из-за того же испытуемого материала. По словам Танака и Камия [22], шероховатость поверхности влияет на измерение величины твердости. Хотя поверхность образца измельчали равномерно, было ухудшение точности результата. тем не менее, в соответствии с Сэмюэлс [26], уровень твердости низкоуглеродистой стали (0.1% содержание углерода) является 140HV. Тем временем, результаты, полученные для A333 Grade 6 низкоуглеродистая сталь, показывает, что значение твердости примерно 166.826HV.
4.0 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В общем и целом, можно сделать вывод, что A333 Grade 6 низкоуглеродистая сталь обладает микроструктурой с меньшим размером зерен и меньшим содержанием перлита. Эта информация была проверена на высокую прочность и пластичность материала. между тем, среднее значение твердости этого материала является 166.836HV, и это соответствует диапазону величины твердости для нефте- и газопроводов, что максимум 250HV. Так как A333 класса 6 низкоуглеродистая сталь имеет соответствующую кристаллическую структуру и уровень жесткости, он подходит для использования в качестве оффшорного материала трубопровода платформы.
Кроме того, результаты данной работы могут способствовать дальнейшие исследования на шельфе материала трубопровода.
РЕКОМЕНДАЦИИ
[1]M.Tanzosh,Глава A3: Трубопроводные материалы, в Piping Handbook, Нью-Йорк, McGraw-Hill, (2000).
[2]M.Tanzosh,Глава A3: Трубопроводные материалы, в Piping Handbook, Нью-Йорк, McGraw-Hill, (2000).
[3]Norsok Стандартный, М-001 Выбор материала, Норвежская нефтяная промышленность, Норвегия,(2004).
[4]Papavinasam,глава 3 - материалы, Контроль коррозии в нефтяной и газовой промышленности, (2014) 133-177.
[5]F.Ashby,Выбор материалов в машиностроении дизайна, Burlington: Elsevier Издательство, (2005).
[6]Лион,5 - черные и цветные металлы, Материалы для архитекторов и строителей, 3 (2006) 149-196. Subrata, Справочник Offshore Engineering, Plainfield: Elsevier Ltd. (2005).
[7]H.S. Wenyong Ву, микроструктура, механические свойства и поведение коррозии лазера сварных соединений разнородных
между ферритной нержавеющей сталью и углеродистой сталью, Материалы & дизайн, 65 (2014) 855-861.
[8]Stipanicev,F. Turcu, L. Эно, O. Росас, R. Basseguy, М. Sztyler, I.B. бук, Коррозия углеродистой стали бактериями
от систем впрыска оффшорной морской воды Северного моря: Лабораторные исследования, Биоэлектрохимия 97 (2013) 76-88.
[9]кузнец,Трубопроводы материалы Выбор и применение, Burlington: Gulf Professional Publishing, (2005).
[10] A.J. Bryhan, W. Troyer, Свариваемость из низкоуглеродистой Мо-Nb, Х-70 трубопроводной стали, Сварка Исследования, 1 (1980) 37-47.
[11] Norsok Стандартный, Материал Паспорт для трубопроводов, издание 6, Норвежская нефтяная промышленность, Норвегия (2013).
[12] Американские Трубопроводные продукты, Каталог товаров, Имеется в наличии: http://www.amerpipe.com/products. (2014).
[13] Гуандун Lizz Steel Pipe Co., ООО, APE Spec 5L Gr.B из углеродистой стали Трубы, Имеется в наличии: http://www.apisteel.com/api-spec-5l-gr-b-carbon-steel-piping-1611/. (2014)
[14] Aesteiron Стали Private Limited, ASTM A671 EFW Трубы, HTTPS://www.abtersteel.com/. (2014).
[15] Американское общество по испытанию и материалов (В качестве таких), ASTM A333: Стандартные спецификации для бесшовных и сварных стальных труб для низких температур службы, Американское общество по испытанию и материалов (В качестве таких), Тем временем, (2013).
[16] Солнечный Steel Enterprise Ltd., ASTM A333 Grade 6 Бесшовная труба, Солнечный Steel Enterprise Ltd., 2011. Имеется в наличии: http://www.sunnysteel.com/astm-a333-grade-6_seamless-pipe.php#.VDBllXkcT6U. (2014).
[17] S. М. Mukhopadhyay, Подготовка образцов для микроскопических и спектроскопического определения характеристик твердых поверхностей и пленок,
Примеры методы подготовки в аналитической химии 162 (2003) 377-411.
[18] D. Грабб, 2.17 - оптическая микроскопия, Polymer Science: Всесторонняя Ссылка, 2 (2012) 465-478.
[19] F. Нияз, М. R. хан, я. Хак, “Микроструктурная характеристика низкоуглеродистой стали использоваться в авиационной промышленности, JPMS конференция Issue, Пакистан, (2010).
[20] P.G. Ульянов, D.Yu. Усачев, A.V. Федоров, КАК. Бондаренко, B.V. Сеньковский, O.F. Vyvenko, S.V. Pushko, K.S. Balizh, A.A. Мальцев, K.I.
Borygina, a.m. Добротворский, V.K. Адамчук, Микроскопия углеродистых сталей: Комбинированное AFM и исследование ЭИ, Applied Surface Science 267 (2013) 216-218.
[21] Е. Жиро, P. Жак, pH. Harlet, Фигура. Молс, J. от Humbeeck, Е. Aernoudt, F. Delannay, Металлографические методы
Выявление многофазной Микроструктура TRIP-Assisted сталей, материалы Характеристика 40 (1998) 111-118.
[22] M.A.H. Камия, Анализ измельчения тонера листов с использованием твердости по Виккерсу в качестве индекса размолоспособности, Порошковые технологии 164 (2006) 82-88.
[23] точки. Скотт, Металловедение и микроструктура древних и исторических металлов, Сингапур: J. Пол Гетти (1991).
[24] K.M. Koo, M.Y. Яу, Дикон H.L. из, C.C.H. это, Характеристика перлитных зерен в обычной углеродистой стали путем эмиссии Баркгаузена,
Материалы Наука и техника: А, 351 (2003) 310-315.
[25] Pauli ЛЕХТО, Хейкки Remes, Тапио Саукконен, Ханну Ханнинен, Яни Romanoff, Влияние распределения зерен по размерам на отношениях Холла-Петче сварных стальных конструкций, Материалы Наука и техника 592 (2013) 28-39.
[26] L. Е. Сэмюэлс, Свет Микроскопия углеродистых сталей, Соединенные Штаты: ASM International, 1999.
