Zakaj je sestava X52 nadzorovana tako skrbno
API 5L X52, zapisan kot L360 v standardu ISO 3183, je razred cevi iz ogljika-mangana z določeno najmanjšo mejo tečenja 359 MPa ali 52 ksi. Omejitve sestave v API 5L niso zapisane predvsem za doseganje te trdnosti, ki se doseže z nadzorovanim valjanjem in majhnimi dodatki mikro-legirnih elementov. Napisani so tako, da zagotavljajo, da je mogoče cevi, izdelane v zelo širokem razponu premerov in debelin sten, zanesljivo variti na terenu in ohraniti primerno žilavost.
Zato API 5L deli zahteve glede sestave na dve ravni specifikacije izdelka. PSL1 je osnovna raven, razvrščena samo po razredih. PSL2 nalaga strožje omejitve, obvezno kontrolo ekvivalenta ogljika in dodatna testiranja, naroča pa se s pogoji dobave, kot je X52N za normalizirano, X52M za termomehansko valjano ali X52Q za kaljeno in popuščano.
Mejne vrednosti kemijske sestave
| Element | PSL1 brezhibno | PSL1 varjen | PSL2 |
|---|---|---|---|
| Ogljik | 0,28 odstotka maks | 0,26 odstotka največ | 0,24 odstotka največ |
| Mangan | 1,40 odstotka maks | 1,40 odstotka maks | 1,40 odstotka maks |
| fosfor | 0,030 odstotka maks | 0,030 odstotka maks | 0,025 odstotka maks |
| Žveplo | 0,030 odstotka maks | 0,030 odstotka maks | 0,015 odstotka maks |
| Silicij | ni določeno | ni določeno | 0,45 odstotka največ |
| Baker | 0,50 odstotka maks | 0,50 odstotka maks | 0,50 odstotka maks |
| Nikelj | 0,50 odstotka maks | 0,50 odstotka maks | 0,50 odstotka maks |
| Chromium | 0,50 odstotka maks | 0,50 odstotka maks | 0,50 odstotka maks |
| molibden | 0,15 odstotka maks | 0,15 odstotka maks | 0,15 odstotka maks |
| Niobij plus vanadij plus titan | 0,15 odstotka maks | 0,15 odstotka maks | 0,15 odstotka maks |
Omejitev mangana vsebuje pomembno opombo: za vsako zmanjšanje ogljika za 0,01 odstotka pod določeno najvišjo vrednostjo se lahko mangan poveča za 0,05 odstotka nad najvišjo vrednostjo, do absolutne zgornje meje 1,65 odstotka. To je standardno tehtnico, ki mlinu omogoča izmenjavo ogljika z manganom, hkrati pa ohranja varljivost pod nadzorom. Baker, nikelj in krom so preostali elementi v tem razredu in so omejeni, tako da ne zvišajo kaljivosti nepričakovano.
Ekvivalent ogljika in varljivost
Pri cevi PSL2 je kemija nadzorovana tudi z ogljikovim ekvivalentom, ki pretvori učinek posameznih legirnih elementov v en sam indeks varljivosti. Dva uporabljena izraza sta ekvivalent ogljika IIW in parameter Pcm.
Ekvivalent ogljika IIW je enak ogljiku plus manganu deljeno s šest, plus krom plus molibden plus vanadij deljeno s pet, plus nikelj plus baker deljeno s petnajst.
Pcm je enako ogljik plus silicij deljeno s trideset, plus mangan plus baker plus krom deljeno z dvajset, plus nikelj deljeno s šestdeset, plus molibden deljeno s petnajst, plus vanadij deljeno z deset, plus petkrat bor.
Meje varljivosti, ki se uporabljajo za PSL2 X52, so IIW ogljikov ekvivalent največ 0,43 odstotka in Pcm največ 0,25 odstotka, izračunano iz toplotne analize. Cev, ki ustreza tem vrednostim, je običajno mogoče variti brez predgretja pri zmerni debelini stene, pod pogojem, da je varilni postopek kvalificiran za dejanski premer, steno in pogoje okolja.
Mehanske lastnosti, ki sledijo sestavi
| Raven specifikacije izdelka | Razpon meje tečenja | Razpon natezne trdnosti |
|---|---|---|
| PSL1, razred X52 | 359 do 530 MPa | 455 do 760 MPa |
| PSL2, stopnje X52N, X52M in X52Q | 360 do 530 MPa | 460 do 760 MPa |
Najmanjši raztezek se izračuna iz preseka nateznega preskušanca v skladu s formulo v API 5L, namesto da bi se vzel kot fiksen odstotek, cev PSL2 pa poleg tega zahteva minimalno pogostost nateznega preskusa in, kjer to določi kupec, preskus udarca z zarezo Charpy V-. Kombinacija zmerne vsebnosti ogljika z mikro-legirnimi dodatki je tisto, kar omogoča, da razred doseže 359 MPa, medtem ko še vedno zagotavlja trdno območje, ki je izpostavljeno toploti.
Preverjanje ob prihodu cevi
Primerjajte toplotno analizo na certifikatu obrata z zgornjimi mejami in potrdite, da so vrednosti ekvivalenta ogljika navedene za material PSL2.
Potrdite vrsto potrdila. Certifikat EN 10204 tipa 3.1 je običajna zahteva za cevovode in mora biti sledljiv do oznak cevi.
Če se analiza izdelka izvaja na končni cevi, uporabite dovoljena odstopanja pri analizi izdelka namesto mejnih vrednosti toplotne analize.
Preverite, ali se pogoji dostave na potrdilu, na primer X52N ali X52M, ujemajo z naročilnico.
Shranite potrdilo in zapise o preskusu po toplotnem številu, tako da se morebitna kasnejša kvalifikacija varjenja lahko nanaša na dejansko sestavo.
pogosta vprašanja
V: Kakšna je vsebnost ogljika v API 5L X52?
Največ je 0,28 odstotka za brezšivne cevi PSL1, 0,26 odstotka za varjene cevi PSL1 in 0,24 odstotka za cevi PSL2. Dejanske toplote so običajno precej pod maksimumom, tako da se ohranita varivost in žilavost.
V: Koliko mangana vsebuje X52?
Največ je 1,40 odstotka. Če se vsebnost ogljika zmanjša pod določeno najvišjo vrednost, se lahko mangan poveča za 0,05 odstotka za vsako 0,01-odstotno zmanjšanje ogljika, do zgornje meje 1,65 odstotka.
V: Kakšna je razlika med sestavo PSL1 in PSL2 za X52?
PSL2 zniža najvišjo vsebnost ogljika na 0,24 odstotka, poostri fosfor na 0,025 odstotka in žveplo na 0,015 odstotka, doda mejo silicija in uvede obvezno kontrolo ekvivalenta ogljika skupaj z dodatnim testiranjem.
V: Kakšna je mejna vrednost žvepla in zakaj je pomembna?
PSL1 dovoljuje največ 0,030 odstotka, PSL2 pa dovoljuje največ 0,015 odstotka. Žveplo tvori vključke, ki zmanjšajo žilavost in duktilnost ter povečajo dovzetnost za razpoke pri mokri kisli uporabi, zato strožja omejitev podpira zahtevnejše aplikacije.
V: Zakaj so niobij, vanadij in titan skupaj omejeni na 0,15 odstotka?
Ti elementi so dodani za prefinjenost zrn in izločevalno ojačitev, vendar prevelike količine med varjenjem zgrobijo toplotno prizadeto območje in zmanjšajo udarno žilavost. Kombinirani limit ohranja ugodnost brez kazni.
V: Ali cev X52 zahteva predgretje za varjenje?
Običajno ni, če je ekvivalent ogljika v mejah PSL2 in je debelina stene zmerna. Odločitev mora še vedno slediti kvalificiranemu postopku varjenja, ki upošteva premer, debelino stene, omejitev in temperaturo okolja.
