الدور التأسيسي والمتطلبات المعدنية لأنابيب الإنطلاق
الأنبوب قمزة, عنصر أساسي في أي نظام نقل السوائل, يخدم وظيفة حاسمة: توفير أ $90$-فرع درجة في خط أنابيب للسماح بالتحويل, خلط, أو التوزيع المتساوي للتدفق. بينما تبدو بسيطة في الهندسة, يتطلب تصنيعها تشوهًا بلاستيكيًا كبيرًا - تشكيل وصلة فرعية - مما يؤدي إلى حالات إجهاد معقدة وتغيرات هيكلية مجهرية في المادة. هذا الطلب المتأصل على القابلية للتشكيل, إلى جانب الحاجة إلى التركيب النهائي لتحمل نفس الشيء, وغالبا أعلى, الضغوط الداخلية والأحمال الخارجية كالأنبوب المستقيم الذي سيتم لحامه به, يملي ضوابط صارمة على المعادن والتصنيع. إن الاختيار المادي لنقطة الإنطلاق ليس تعسفيًا أبدًا; يجب أن يتطابق تمامًا مع مادة الأنابيب لضمان التكامل السلس من حيث قابلية اللحام, المقاومة للتآكل, والتوافق مع التوسع الحراري.
المعيار الحاكم للعديد من التركيبات المدرجة, وخاصة الكربون وسبائك الفولاذ, يكون أستم A234/A234M, الذي يحدد “تجهيزات الأنابيب من الفولاذ الكربوني المطاوع وسبائك الفولاذ لخدمة درجات الحرارة المتوسطة والعالية.” هذه المواصفات تملي التركيب الكيميائي, المعالجات الحرارية المطلوبة, واختبار الخصائص الميكانيكية اللازمة لاعتماد التركيبات لتطبيقات الضغط. درجات الفولاذ المقاوم للصدأ, بينما يتم تصنيعها غالبًا باستخدام تقنيات تشكيل مماثلة, تندرج تحت مواصفات المواد ذات الصلة ولكنها متميزة (مثل, A403 للتجهيزات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي), ولكن ملاءمتها النهائية للغرض يتم تحديدها من خلال نفس المبادئ الأساسية: الحفاظ على البنية المجهرية المرغوبة وضمان السلامة الميكانيكية بعد التشكيل. تتضمن عملية التصنيع لقمزة غير ملحومة عادةً طريقة الانتفاخ الهيدروليكي أو عملية البثق الساخن, كلاهما يتطلب أن تكون المادة قابلة للسحب بدرجة عالية عند درجة حرارة التشكيل وتتطلب معالجة حرارية بعد التشكيل لتخفيف الضغوط المتبقية واستعادة البنية المجهرية المثالية, وهي خطوة إلزامية بشكل أساسي للحصول على الشهادة.
عمال الصلب الكربوني: A234 الدرجات WPB وWPC
الدرجات وب و WPC هي في كل مكان, تجهيزات للأغراض العامة في صناعة الأنابيب ذات درجة الحرارة والضغط المعتدلة. أنها تمثل الفولاذ الكربوني الأساسي, مع كون WPB هو الصف القياسي بينما يوفر WPC قوة أعلى قليلاً نظرًا لمحتوى الكربون الأقصى الأعلى بشكل هامشي والتحكم الأكثر إحكامًا في عناصر صناعة السبائك الأخرى. أساسهم المعدني هو البساطة: مصفوفة من الحديد والكربون مع كميات مضبوطة من المنغنيز, السيليكون, والبقايا. تستمد القوة في المقام الأول من محتوى البرليت داخل مصفوفة الفريت, وهي دالة لمستوى الكربون.
وتتركز القيود الفنية التي تحكم هذه الدرجات على قابلية اللحام وصلابة الشق. نظرًا لأن هذه المحملات سيتم لحامها ميدانيًا بأنابيب الصلب الكربوني, السيطرة على $\text{Carbon Equivalent Value}$ ($\text{CEV}$) أمر بالغ الأهمية, على الرغم من أنها أقل صرامة من الأنابيب عالية القوة. التكلفة المنخفضة والليونة المتوفرة بسهولة لـ WPB/WPC تجعلها مثالية للخدمة في درجات الحرارة المحيطة والمتوسطة, مثل الماء, هواء, والهيدروكربونات غير المسببة للتآكل. ومع ذلك, استخدامها يقتصر بشكل صارم على درجة الحرارة (بسبب التحجيم وفقدان القوة) وبوجود وسائل الإعلام العدوانية (بسبب افتقارها المتأصل إلى مقاومة التآكل). مطلب حاسم لكلا الصفين, خاصة بعد التشوه البلاستيكي لتشكيل نقطة الإنطلاق, هو المكلف تطبيع أو تخفيف التوتر المعالجة الحرارية, والتي يتم إجراؤها لتقليل الضغوط المتبقية المتراكمة أثناء التشكيل ولضمان الزي الموحد, بنية مجهرية من الحديد واللؤلؤ دقيقة الحبيبات تضمن الحد الأدنى المطلوب من الإنتاجية وقوة الشد.
الجدول الأول: متطلبات التركيب الكيميائي (أستم A234 وبب و وك – التجهيزات المطاوع)
يركز التحكم التركيبي على ضمان قابلية اللحام الجيدة والحد الأدنى من القوة. القيم المعروضة هي النسب المئوية القصوى ما لم يتم تحديد نطاق.
| عنصر | وبب ماكس (%) | وك ماكس (%) |
| كربون ($\text{C}$) | $0.30$ | $0.35$ |
| منغنيز ($\text{Mn}$) | $0.29 – 1.06$ | $0.29 – 1.06$ |
| فسفور ($\text{P}$) | $0.035$ | $0.035$ |
| كبريت ($\text{S}$) | $0.035$ | $0.035$ |
| سليكون ($\text{Si}$) | $0.10 – 0.35$ | $0.10 – 0.35$ |
| كروم ($\text{Cr}$) | $0.40$ | $0.40$ |
| الموليبدينوم ($\text{Mo}$) | $0.15$ | $0.15$ |
| نيكل ($\text{Ni}$) | $0.40$ | $0.40$ |
| نحاس ($\text{Cu}$) | $0.35$ | $0.35$ |
| الفاناديوم ($\text{V}$) | $0.08$ | $0.08$ |
السبائك المقاومة للزحف: WP91 و15CrMoV
القفز من WPB/WPC إلى WP91 و 15CrMoV يمثل الانتقال من الخدمة ذات الأغراض العامة إلى الخدمة المتخصصة للغاية, خدمة حرجة في درجات الحرارة العالية والضغط العالي, في المقام الأول في صناعة توليد الطاقة (سخانات فائقة, أجهزة إعادة التسخين, خطوط البخار الرئيسية). هذه هي سبائك منخفضة, فولاذ مقاوم للزحف, مصممة للحفاظ على السلامة الهيكلية ومقاومة التشوه المعتمد على الوقت (زحف) في درجات حرارة أعلى بكثير $500^\circ\text{C}$.
WP91: ثورة P91
ASTM A234 الصف WP91 هو المعادل المناسب المطاوع لـ $\text{P91}$ الأنابيب, تعديل $\text{9Cr}-1\text{Mo}$ الفولاذ الحديدي. إن بنيتها المعدنية عبارة عن توازن متطور مصمم لتحقيق أقصى قدر من القوة في درجات الحرارة العالية ومقاومة الأكسدة. على $9\%$ $\text{Cr}$ يوفر مقاومة ممتازة للأكسدة الجانبية للبخار, بينما $1\%$ $\text{Mo}$ يعزز قوة درجات الحرارة العالية. بشكل حاسم, إنها سبائك صغيرة مع نيوبيوم ($\text{Nb}$) و الفاناديوم ($\text{V}$), والسيطرة عليها بإحكام نتروجين ($\text{N}$). يسهل هذا المزيج تكوين تشتت جيد للرواسب الثانوية المستقرة للغاية (مثل, $\text{V}$-ثري $\text{MX}$ نيتريدات الكربون و $\text{Nb}$-ثري $\text{M}_{23}\text{C}_6$ كربيدات) أثناء المعالجة الحرارية الإلزامية. هذه الرواسب هي العمود الفقري لمقاومة زحف السبائك, تثبيت حدود الحبوب والاضطرابات بشكل فعال, منع حركتهم حتى في ظل ارتفاع الضغط ودرجة الحرارة المستمرة.
إن تصنيع ولحام WP91 حساس للغاية. على عكس الكربون الصلب, تعتمد الخصائص النهائية لـ WP91 بشكل كامل على الدقة, المعالجة الحرارية على مرحلتين: تطبيع (لضمان هيكل مارتنسيتي بالكامل) تليها هدأ (لتسريع مراحل التقوية واستعادة الصلابة المطلوبة). أي انحراف عن الوقت المحدد ودرجة الحرارة أثناء اللحام (تتطلب التسخين المسبق الصارم والمعالجة الحرارية بعد اللحام – $\text{PWHT}$) أو أثناء التصنيع سوف يؤدي إلى أدنى مستوى, عنصر يحتمل أن يكون عرضة للفشل. وتتطلب هذه الحساسية أعلى مستوى من مراقبة الجودة, في كثير من الأحيان بما في ذلك اختبار الصلابة و $\text{PWHT}$ المراقبة لضمان سلامة $\text{MX}$ يتم الحفاظ على الرواسب.
15CrMoV: سبيكة زحف كلاسيكية
التسمية 15CrMoV غالبًا ما يشير إلى مادة قياسية صينية كلاسيكية ($\text{GB 5310}$) أو ما يعادلها الأوروبية, يمثل بديلاً منخفض السبائك لـ WP91, تحتوي عادة على حوالي $15\%$ $\text{Cr}$, إضافات صغيرة من $\text{Mo}$, وغالبا $\text{V}$. تم تصميم هذا الفولاذ لخدمة الزحف, ولكن بشكل عام في أنظمة درجات الحرارة والضغط الأقل تطرفًا من $\text{P91}$. تعتمد مقاومتها للزحف على بنية الحديدي-البينيتي, معززة بهطول كربيد, ولكن تفتقر إلى عالية $\text{Cr}$ مقاومة الأكسدة وفائقة الاستقرار $\text{MX}$ رواسب $\text{P91}$. في حين أن اللحام أكثر تسامحا من $\text{P91}$, فإنه لا يزال يتطلب الحذر $\text{PWHT}$ لضمان استقرار كربيد وتخفيف التوتر, مما يعكس التحدي المعدني العالمي لجميع السبائك المقاومة للزحف.
الجدول الأول-ب: متطلبات التركيب الكيميائي (WP91 و15CrMoV – التجهيزات المطاوع)
ملاحظة: 15يعتمد تكوين CrMoV على مواصفات الصناعة النموذجية للمعادل $\text{1.25Cr}-0.5\text{Mo}$ سبيكة زحف, على وجه التحديد $\text{A234}$ قد يختلف ما يعادلها.
| عنصر | WP91 ماكس (%) | 15كروموف ماكس (%) |
| كربون ($\text{C}$) | $0.08 – 0.12$ | $0.12 – 0.20$ |
| منغنيز ($\text{Mn}$) | $0.30 – 0.60$ | $0.40 – 0.70$ |
| فسفور ($\text{P}$) | $0.020$ | $0.035$ |
| كبريت ($\text{S}$) | $0.010$ | $0.035$ |
| سليكون ($\text{Si}$) | $0.20 – 0.50$ | $0.15 – 0.35$ |
| كروم ($\text{Cr}$) | $8.0 – 9.5$ | $0.10 – 0.30$ |
| الموليبدينوم ($\text{Mo}$) | $0.85 – 1.05$ | $0.40 – 0.60$ |
| الفاناديوم ($\text{V}$) | $0.18 – 0.25$ | $0.10 – 0.30$ |
| نيوبيوم ($\text{Nb}$) | $0.06 – 0.10$ | – |
| نيكل ($\text{Ni}$) | $0.40$ | – |
| الألومنيوم ($\text{Al}$) | – | $0.040$ |
| نتروجين ($\text{N}$) | $0.030 – 0.070$ | – |
محفظة الفولاذ المقاوم للصدأ: SS304H, SS31603, وSS321H
تمثل المجموعة النهائية من المواد الانتقال إلى الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي عائلة, تم اختيارها في المقام الأول لمقاومتها الاستثنائية للتآكل والأداء الجيد لدرجات الحرارة العالية (وإن لم يكن للزحف بنفس الطريقة $\text{WP91}$). تشكل هذه المواد مكعبًا محوره الوجه ($\text{FCC}$) البنية المجهرية استقرت بالنيكل, الذي يوفر ليونة ممتازة, صلابة, والخصائص غير المغناطيسية. مواصفاتهم الأساسية للتجهيزات هي أستم A403.
SS304H وSS321H: الأكسدة في درجة الحرارة العالية والتحكم في التحسس
SS304H هو البديل عالي الكربون للمعيار $\text{304}$ سبيكة. زيادة محتوى الكربون عمدا ($0.04\%$ إلى $0.10\%$) يتم تضمينه لتعزيز قوة المادة في درجات حرارة مرتفعة, وخاصة بالنسبة للخدمة أعلاه $525^\circ\text{C}$ حيث قد يصبح الزحف مصدر قلق. ومع ذلك, هذا المحتوى العالي من الكربون يجعله عرضة للغاية لـ التوعية- هطول $\text{Cr}$-كربيدات ($\text{Cr}_{23}\text{C}_6$) عند حدود الحبوب عند تعرضها لدرجات حرارة تتراوح بين $425^\circ\text{C}$ و $815^\circ\text{C}$- مما يستنزف المصفوفة المحيطة بها $\text{Cr}$, مما يجعلها عرضة للتآكل الحبيبي في الخدمة.
لمواجهة هذا, على SS321H الصف يستخدم تقنية تعرف باسم الاستقرار. إنه مخلوط مع تيتانيوم ($\text{Ti}$), مادة كربيد قوية لها صلة أعلى بكثير بالكربون من الكروم. بإضافة $\text{Ti}$ (بكمية خمسة أضعاف محتوى الكربون), يشكل الكربون بشكل تفضيلي مستقرًا كربيدات التيتانيوم ($\text{TiC}$) داخل الحبوب الداخلية, وبالتالي منع $\text{Cr}$-كربيدات من الترسيب عند حدود الحبوب. هذا يسمح $\text{SS321H}$ المحملات لاستخدامها بأمان في نطاق التحسس الحرج (مثل, مكونات الفرن, أنظمة العادم) دون التعرض لخطر هجوم التآكل اللاحق. يحب $\text{304H}$, على $\text{321H}$ التعيين يعني التحكم, محتوى كربون أعلى لضمان تحسين قوة درجات الحرارة العالية.
SS31603 (316L): مقاومة متفوقة للتنقر والشقوق
SS31603 هي النسخة منخفضة الكربون من $\text{316}$ عائلة, يشار إليها عادة باسم 316L. السمة المميزة هي إضافة الموليبدينوم ($\text{Mo}$), عادة $2.0\%$ إلى $3.0\%$. هذا $\text{Mo}$ أمر بالغ الأهمية لتعزيز رقم ما يعادل مقاومة الحفر ($\text{PREN}$), توفير مقاومة متفوقة بشكل ملحوظ للتآكل الموضعي (هجوم الحفر والشقوق) في البيئات التي تحتوي على الكلوريد (مثل, مياه البحر, عمليات كيميائية معينة) مقارنة ب $\text{304}$ عائلة.
على “$\text{L}$” (منخفض الكربون, الأعلى $0.03\%$) يجعل التعيين $\text{316L}$ مقاومة بطبيعتها التوعية أثناء اللحام أو التصنيع, نظرًا لعدم توفر كمية كافية من الكربون لتشكيل حدود الحبوب الضارة $\text{Cr}$-كربيدات. وهذا يعني ذلك, على عكس $\text{304}$ أو $\text{321}$, $\text{316L}$ بشكل عام، لا يتطلب التلدين حلاً بعد اللحام لاستعادة مقاومة التآكل, فائدة كبيرة في التصنيع الميداني. ومع ذلك, يضحي محتواه المنخفض من الكربون ببعض القوة في درجات الحرارة العالية, مما يجعلها غير مناسبة بشكل عام للخدمة المذكورة أعلاه $425^\circ\text{C}$ حيث $\text{H}$ سيتم اختيار الدرجات لتحسين أداء الزحف.
الجدول الأول-ج: متطلبات التركيب الكيميائي (تجهيزات الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي)
تستند القيم التالية إلى متطلبات ASTM A403/A403M, تمثل الكيمياء الأساسية للدرجات المطاوع.
| عنصر | SS304H (ماكس %) | SS31603 (ماكس %) | SS321H (ماكس %) |
| كربون ($\text{C}$) | $0.04 – 0.10$ | $0.030$ | $0.04 – 0.10$ |
| منغنيز ($\text{Mn}$) | $2.00$ | $2.00$ | $2.00$ |
| فسفور ($\text{P}$) | $0.045$ | $0.045$ | $0.045$ |
| كبريت ($\text{S}$) | $0.030$ | $0.030$ | $0.030$ |
| سليكون ($\text{Si}$) | $1.00$ | $1.00$ | $1.00$ |
| كروم ($\text{Cr}$) | $18.0 – 20.0$ | $16.0 – 18.0$ | $17.0 – 19.0$ |
| نيكل ($\text{Ni}$) | $8.0 – 10.5$ | $10.0 – 14.0$ | $9.0 – 12.0$ |
| الموليبدينوم ($\text{Mo}$) | – | $2.00 – 3.00$ | – |
| تيتانيوم ($\text{Ti}$) | – | – | $5 \times \text{C min}, 0.70 \text{ max}$ |
ولاية المعالجة الحرارية: استعادة النزاهة
لجميع هذه التجهيزات المطاوع, إن المعالجة الحرارية الإلزامية بعد عملية التشكيل ليست مجرد إجراء شكلي; إنها الخطوة الحاسمة التي تحدد مدى ملاءمة المادة للخدمة, القضاء على الأضرار الناجمة عن تشكيل واستعادة الأمثل, البنية الدقيقة المتوازنة.
الجدول الثاني: متطلبات المعالجة الحرارية (وب, WP91, وتركيبات الفولاذ المقاوم للصدأ)
تختلف المعالجات الحرارية المطلوبة بشكل أساسي بسبب الهياكل المعدنية المميزة للكربون, زحف, والفولاذ المقاوم للصدأ.
| درجة | نوع المعالجة الحرارية | نطاق درجة حرارة | الغرض الفني |
| وب / WPC | تطبيع أو تخفيف التوتر | $1100-1600^\circ\text{F}$ ($595-870^\circ\text{C}$) | القضاء على الضغوط تشكيل; صقل/استعادة البنية الفيريتيكية-البيرليتية. |
| WP91 | تطبيع وخفف | تطبيع: $1900^\circ\text{F}$ ($\sim 1040^\circ\text{C}$); هدأ: $1350-1470^\circ\text{F}$ ($730-800^\circ\text{C}$) | تحقيق هيكل مارتنزيت مخفف بالكامل; يعجل $\text{MX}$ مراحل قوة الزحف. |
| 15CrMoV | تطبيع أو مروي وخفف | عادة $900-1000^\circ\text{C}$ و $680-750^\circ\text{C}$ | استعادة البنية الباينيتيكية/الفيريتيكية; ضمان كربيدات مستقرة لمقاومة الزحف. |
| SS304H | الحل صلب | $1900^\circ\text{F}$ ($\sim 1040^\circ\text{C}$) الحد الادني, تليها التبريد السريع. | حل $\text{Cr}$-كربيدات واستعادة المقاومة الكاملة للتآكل; تخفيف التوتر. |
| SS31603 | الحل صلب | $1900^\circ\text{F}$ ($\sim 1040^\circ\text{C}$) الحد الادني, تليها التبريد السريع. | استعادة أقصى قدر من المقاومة للتآكل والاستقرار منخفض الكربون; تخفيف التوتر. |
| SS321H | الحل صلب & استقرت | $1920^\circ\text{F}$ ($\sim 1050^\circ\text{C}$) الحد الادني, تليها التبريد السريع. | حل جميع المراحل (بما فيها $\text{TiC}$); في بعض الأحيان يتم إضافة استقرار درجة الحرارة المنخفضة. |
تؤكد الاختلافات على المتطلبات الأساسية لكل فئة من المواد:
-
الفولاذ الكربوني: في المقام الأول تخفيف التوتر وصقل الحبوب.
-
زحف الفولاذ (WP91): مطلوب درجات حرارة محددة للغاية لتوليد المجمع, رواسب مرتبة توفر قوة الزحف. على $\text{P91}$ يعد تطبيع درجات الحرارة وتلطيفها أمرًا بالغ الأهمية ويتم اختيارهما بعناية لتحسين الأداء $\text{MX}$ استقرار المرحلة.
-
الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ: ارتفاع درجة الحرارة الحل الصلب يليه التبريد السريع إلزامي لحل أي راسب $\text{Cr}$-كربيدات (في $\text{304H}$) أو $\text{Sigma}$ مرحلة, وبالتالي استعادة المادة كاملة, مقاومة التآكل موحدة. ل $\text{H}$ الدرجات, يجب أن تضمن هذه المعالجة الحرارية النهائية أيضًا تحقيق القوة العالية للكربون.
السلامة الميكانيكية: ضمان الأداء
تضمن الخصائص الميكانيكية النهائية التي يتم قياسها بعد المعالجة الحرارية المطلوبة أن تتحمل نقطة الإنطلاق أحمال التصميم دون الاستسلام قبل الأوان. العلاقة بين قوة الخضوع وقوة الشد هي مقياس لكفاءة المادة وليونتها, بينما تؤكد الاستطالة صلابة كافية واحتياطية من اللدونة لتجنب الفشل الهش الكارثي.
الجدول الثالث: متطلبات الشد (وب, WP91, وتركيبات الفولاذ المقاوم للصدأ)
تم تحديد الحد الأدنى من متطلبات خاصية الشد التالية بواسطة ASTM A234 (لـ WPB/WP91) و ASTM A403 (للفولاذ المقاوم للصدأ).
| درجة | قوة العائد (0.2% الإزاحة) مين, كى اس اي (الآلام والكروب الذهنية) | قوة الشد دقيقة, كى اس اي (الآلام والكروب الذهنية) | استطالة في 2 في أو 50 مم, مين, % |
| وب / WPC | $35$ ($240$) | $60$ ($415$) | $22$ |
| WP91 | $60$ ($415$) | $85$ ($585$) | $20$ |
| 15CrMoV | $45$ ($310$) | $70$ ($485$) | $20$ |
| SS304H | $30$ ($205$) | $75$ ($515$) | $30$ |
| SS31603 | $25$ ($170$) | $70$ ($485$) | $30$ |
| SS321H | $30$ ($205$) | $75$ ($515$) | $30$ |
تسلط البيانات الضوء على الاختلافات الصارخة في فلسفة التصميم:
-
PDB/WPC: يوفر متوازنة, قوة معتدلة.
-
WP91: يوفر قوة معززة بشكل ملحوظ (ما يقرب من ضعف العائد من WPB) في درجات حرارة عالية, وهو دليل على نجاح هندستها المجهرية. نسبة العائد إلى الشد عالية, مما يعكس تعزيزا كبيرا, هيكل مارتنسيتي مقسى.
-
الفولاذ الأوستنيتي: يُظهر الحد الأدنى المضمون من قوة الخضوع مقارنةً بالفولاذ الكربوني/سبائك الفولاذ, خصوصًا $\text{316L}$, مما يعكس تصميمها الأساسي لمقاومة التآكل والمتانة, ليس فقط من أجل القوة الساكنة. ومع ذلك, غالبًا ما تعني قدرتها الممتازة على تصلب العمل أن قوة الخضوع الفعلية بعد التشكيل أعلى بكثير من الحد الأدنى المحدد. $\text{304H}$ و $\text{321H}$ إظهار الحد الأدنى من القوة أفضل قليلاً من $\text{316L}$ بسبب محتواها العالي من الكربون. جميع درجات الفولاذ المقاوم للصدأ تظهر ليونة عالية, يتجاوز $30\%$ استطالة, ضمان صلابتها الاستثنائية.
الخطوة الأخيرة لنقطة الإنطلاق هي دمجها في نظام الأنابيب عن طريق اللحام, والذي يقدم مجموعة فريدة من التحديات المصممة خصيصًا للملف المعدني لكل مادة.
-
الفولاذ الكربوني (PDB/WPC): هؤلاء هم الأكثر تسامحا. إجراءات اللحام القياسية, التسخين المسبق فقط للأقسام السميكة أو درجات الحرارة المحيطة المنخفضة, وليس إلزاميا $\text{PWHT}$ لمقاطع رقيقة. الشاغل الرئيسي هو ضمان اندماج تمرير الجذر بشكل صحيح, وخاصة في الهندسة المعقدة للنقطة الإنطلاق.
-
زحف الفولاذ (WP91 و15CrMoV): وتتطلب هذه إجراءات لحام متخصصة للغاية بسبب ميولها إلى تصلب الهواء.
-
WP91: يجب أن تكون ملحومة باستخدام التسخين الصارم (عادة $200^\circ\text{C}$ الحد الادني) ويتم التحكم في درجة الحرارة البينية بعناية لمنع تكوين مارتنسيت غير مخفف, والتي تكون هشة وعرضة للتشقق. إلزامية $\text{PWHT}$ (الساعة $730^\circ\text{C}$ إلى $800^\circ\text{C}$) مطلوب مباشرة بعد اللحام لتلطيف المارتنسيت وإنشاء $\text{MX}$ يترسب. الفشل في تنفيذ السليم $\text{PWHT}$ يمكن أن يؤدي إلى لينة $\text{HAZ}$ (النوع الرابع قابلية التشقق) أو هشة $\text{HAZ}$, المساس بشدة بأداء الزحف على المدى الطويل.
-
15CrMoV: يتطلب ضوابط مماثلة, على الرغم من التسخين و $\text{PWHT}$ عادة ما تكون درجات الحرارة أقل وأقل حساسية قليلاً من WP91 بسبب انخفاض محتوى السبائك.
-
-
الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ: وتتطلب هذه معالجة فريدة للحفاظ على مقاومة التآكل والتحكم في الضغوط المتبقية.
-
SS304H: اللحام يمثل مشكلة لأن دورة حرارة اللحام سوف تحسس $\text{HAZ}$. ما لم يكن من الممكن أن يكون الحل صلب التجميع النهائي (وهو أمر غير عملي لمصنع كبير), وينبغي تجنبه في الخدمة المسببة للتآكل.
-
SS31603 (316L): خيار اللحام المفضل لخدمة التآكل. المحتوى المنخفض من الكربون يلغي الحاجة إلى $\text{PWHT}$ لاستعادة مقاومة التآكل, مما يجعل التصنيع الميداني بسيطًا. الشاغل الرئيسي هو التحكم في مدخلات الحرارة لتجنب التشقق الساخن (بسبب انخفاض درجة انصهار المركبات مثل الكبريت أو الفوسفور) والحد من التشوه بسبب ارتفاع معامل التمدد الحراري مقارنة بالفولاذ الكربوني.
-
SS321H: وجود $\text{Ti}$ يتطلب معدن حشو اللحام المتخصص لضمان الحفاظ على الاستقرار في منطقة اللحام. على $\text{Ti}$ كما يجعل معدن اللحام بطيئًا وأكثر صعوبة في التعامل معه مقارنة بالمعيار القياسي $\text{304L}$ أو $\text{316L}$.
-
خط الإنتاج المتنوع من المحملات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ, تمتد من الفولاذ الكربوني القوي إلى السبائك عالية الأداء ودرجات الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي, يجسد الطبيعة المعقدة والمهمة لمكونات أنابيب الضغط. يعد اختيار مادة الإنطلاق الصحيحة قرارًا هندسيًا أساسيًا تمليه شروط الخدمة الأكثر تطلبًا:
-
PDB/WPC: الحل الاقتصادي للضغط ودرجة الحرارة المعتدلة, بيئات غير قابلة للتآكل.
-
WP91/15CrMoV: الحل الإلزامي لارتفاع درجة الحرارة, البيئات التي يهيمن عليها الزحف في توليد الطاقة, حيث السيطرة المجهرية المطلقة (عن طريق التطبيع والتلطيف) هو العامل الوحيد الأكثر أهمية للسلامة على المدى الطويل.
-
SS31603: الخيار الافتراضي لخدمة التآكل التي تنطوي على الكلوريدات, تقدم مقاومة ممتازة للتنقر وقابلية اللحام السهلة بسبب محتواها المنخفض من الكربون.
-
SS304H/SS321H: درجات متخصصة للخدمة في درجات الحرارة العالية حيث تتطلب مقاومة الأكسدة والقوة, مع $\text{321H}$ تقديم التثبيت الحاسم للتيتانيوم لتجنب التحسس الكارثي في أنظمة درجات الحرارة المرتفعة المسببة للتآكل.
كل نقطة الإنطلاق, بغض النظر عن مادته, تم تصميمه من خلال حدود كيميائية دقيقة, يتعرض لتشوه البلاستيك الضخم, وأخيرًا تم استعادته إلى حالته المثالية من خلال المعالجة الحرارية التي يتم التحكم فيها بدقة. تعتمد سلامة نظام نقل السوائل بشكل كامل على قدرة الشركة المصنعة على التأكد من أن كل نقطة توصيل على حدة تلبي المادة الكيميائية, ميكانيكية, ومتطلبات البنية المجهرية المنصوص عليها في مواصفات ASTM الخاصة بها, التأكد من أنه يعمل بشكل لا تشوبه شائبة ضمن غلافه التشغيلي المحدد, من القوة الثابتة لنقطة الإنطلاق المصنوعة من الفولاذ الكربوني إلى ثبات الزحف على المدى الطويل لـ a $\text{WP91}$ المناسب في $600^\circ\text{C}$. المحملات هي شهود صامتون على تدفق الموارد الأكثر أهمية للحضارة, ووظيفتها التي لا تشوبها شائبة هي شهادة ثابتة على علم هندسة المواد.
يجب ان تكون تسجيل الدخول لإضافة تعليق.