ben. Giriş – LSAW ve Bu Standartlar Neden Önemlidir

1987'den beri çelik boru işinin içindeyim; Shandong'daki küçük bir ERW tesisinde fabrika işçisi olarak başladım., kalite kontrole taşındı, ve son yirmi beş yıldır boru hatları konusunda saha danışmanı olarak görev yapıyorum, açık deniz platformları, ve altı kıtada ağır sivil projeler. Öğrendiğim bir şey varsa, boru spesifikasyonu masa başında yapabileceğiniz bir şey değil. Birisi yanlış standardı seçtiği için milyar dolarlık projelerin ertelendiğini gördüm. Çelik kimyası prosedüre uymadığı için sahada kaynakların çatladığını gördüm. Açık deniz kurulumlarında boru kazıklarının boyut toleranslarının sürüş koşullarına uygun olmaması nedeniyle başarısız olduğunu gördüm.. Bu makale karşılaşacağınız en önemli LSAW boru standartlarından üçü hakkındadır: API5L (petrol ve gazın iş gücü), İÇİNDE 10217 (Avrupa basınçlı boru standardı), ve ASTM A252 (Kazık ve temeller için başvurulacak yer). Her birinin kendi tarihi var, kendi kimyası ve test gereksinimleri, ve gerçek dünyadaki kendi tatlı noktası. Bunları sadece kağıt üzerinde değil, karşılaştıracağım, ama sahada gördüklerime dayanarak - iyi, kötü, ve çirkin. Oluşturma yöntemleri hakkında konuşacağız - JCOE, Evlenmek, RBE ve neden önemli oldukları. LSAW'ın ne zaman tek seçenek olduğu hakkında konuşacağız (ipucu: OD bittiğinde 24 inç veya duvar üstü 20 mm). Ve araştırdığım bazı başarısızlıkların üzerinden geçeceğiz, böylece aynı hatalardan kaçınabilirsiniz. Bu uzun bir süre olacak, detaylı sürüş, ama eğer buna sadık kalırsan, hiçbir ders kitabının size sağlayamayacağı pratik bir anlayışa sahip olacaksınız.

LSAW Çelik Boru Nedir?? (Ve Neden ERW Değil?)

LSAW, Boyuna Tozaltı Kaynaklı anlamına gelir. Çelik levhadan yapılmıştır, bobin değil. ERW'den ilk büyük fark bu (Elektrik Direnci Kaynaklı) Boru. Plaka, bir pres veya silindirler kullanılarak soğuk bir silindir şeklinde şekillendirilir ve daha sonra tozaltı ark kaynağı kullanılarak dikiş boyunca kaynak yapılır., hem içeride hem dışarıda. Tozaltı ark prosesi, kaynak arkını kaplayan granüler bir akı kullanır, onu kirlenmeye karşı korur ve çok yüksek birikme oranlarına izin verir. Sonuç olarak güçlü bir kaynak elde edilir, sünek, ve tamamen kaynaşmış. Ancak LSAW yalnızca bir süreç değil; bu bir aile. Plaka JCOE tarafından oluşturulabilir (J'ye artımlı basma, sonra C, sonra O şekli, ardından mekanik genişleme gelir), Evlenmek (U tuşuna basın, O-basın, Genişletmek), veya RBE (üç silindirli bükme). Her birinin kendine göre avantajları ve ekonomik sipariş miktarları bulunmaktadır.. Ama kilit nokta şu: LSAW, ERW'nin iki temel sınırlamasını çözer. Birinci, ERW'nin çapı sınırlıdır; ticari olarak, yukarıda ERW'yi nadiren görürsünüz 24 inç (610 mm). LSAW şu seviyeye kadar çıkıyor: 64 inç (1626 mm) veya daha da büyük. İkinci, ERW duvar kalınlığı bobin kalınlığıyla sınırlıdır; tipik olarak maksimum 20 ticari kaliteler için mm. LSAW, plaka kullanma, gidebilir 60 mm, 80 mm, eşit 120 özel uygulamalar için mm. Projeniz büyük çap gerektirdiğinde, kalın duvar, veya her ikisi, LSAW şehirdeki tek oyundur. Ve kaynak tozaltı ark ile yapıldığı için, dinamik yükleme açısından doğası gereği ERW'den daha sağlamdır, ekşi servis, ve açık deniz uygulamaları. Açık deniz kurulumlarında ERW borularının yorulma nedeniyle arızalandığını gördüm; LSAW, düzgün yapılmış, dayanır. Bu, ERW'nin kötü olduğu anlamına gelmez; daha küçük çaplar ve daha düşük basınçlar için mükemmeldir; ancak büyük borulara geçtiğinizde, LSAW'a adım atıyorsunuz.

LSAW Şekillendirme Yöntemleri – JCOE, Evlenmek, RBE

Şekillendirme yöntemlerine bakalım, çünkü bunlar birbirinin yerine kullanılamaz. JCOE orta üretim çalışmaları için en yaygın olanıdır. Plaka, önce J şekline gelecek şekilde kademeli olarak bastırılır, sonra bir C, ardından bir O — bir dizi baskı darbesi kullanarak. Daha sonra dikiş kaynak yapılır, ve son olarak boru mekanik olarak genişletilir (the “E” JCOE'de) hassas yuvarlaklık ve boyutsal kararlılık elde etmek için. JCOE esnektir; çapları yapabilirsiniz 406 mm ila 1626 mm, kadar duvarlar 60 mm, ve miktarları 100 Hedef 1000 ekonomik olarak ton. UOE yüksek hacim içindir, büyük çaplı üretim. Plaka ilk önce U şeklinde bastırılır, daha sonra büyük bir kalıpta O şekline dönüşür, sonra kaynak yapıldı, sonra genişletildi. UOE çalıştırmalar için verimlidir 1000 ton, ancak takımlar pahalıdır ve değişiklikler yavaştır. UOE'nin büyük boru hattı projelerinde kullanıldığını göreceksiniz; 1422 Rusya veya Çin'de mm çaplı boru hatları. RBE (üç silindirli bükme) en basitidir: Plaka, onu kademeli olarak bir silindire doğru büken üç silindirden geçirilir. Küçük miktarlar için iyidir (50-300 ton) ve çok büyük çaplar (ilâ 3 metre veya daha fazla), ancak yuvarlaklık genişleme olmadan JCOE veya UOE kadar kesin değildir. sahada, Üçünü de gördüm. Tayvan'da yakın zamanda gerçekleştirilen bir açık deniz rüzgar projesi için, JCOE'yi şunun için kullandık: 2,000 tonlarca 1,200 mm çaplı kazıklar. Toleranslar sıkıydı, ve JCOE süreci teslim edildi. Avustralya'da bir gaz boru hattı için, değirmen UOE'yi kullandı 100 36 inç X70 km. Üretim hızı etkileyiciydi. Önemli olan süreci projeyle eşleştirmek. Genişletme adımını da unutmayın; bu kritik bir adımdır. Mekanik genleşme (tipik olarak 0.8-1.2% çapsal gerinim) Sadece boruyu boyutlandırmakla kalmaz, aynı zamanda kaynağın gerilimini azaltır ve yorulma ömrünü uzatır. Saha kaynağı sırasında genleşmeyi atlayan ve ovallik sorunu yaşayan borular gördüm. Bu yüzden her zaman belirtin “genişletilmiş” Kritik hizmet için LSAW.

II. API 5L LSAW Boru – Yağ & Gaz İletimi

API 5L, petrol ve gaz boru hatlarının kutsal kitabıdır. Hem dikişsiz hem de kaynaklı boruları kapsar, ve LSAW bunun önemli bir parçası. Standart PSL1 ve PSL2'ye ayrılmıştır (Ürün Spesifikasyon Seviyeleri). PSL1, karadaki birçok boru hattı için yeterli olan temel seviyedir. PSL2 daha zorlu gereksinimler ekliyor: daha sıkı kimya sınırları, zorunlu darbe testi, ve daha sıkı tahribatsız muayene. LSAW için, PSL2 genellikle gerektirir 100% kaynak dikişinin ultrasonik muayenesi, güvenilirlik açısından oyunun kurallarını değiştiren bir şey. Sınıflar Gr.B'den değişir (eski iş atı) X80'e kadar (555 MPa verimi) ve daha da yüksek. X70 ve X80, yüksek basınçlı gaz iletiminde yaygındır. Ama olay şu: daha yüksek kaliteler kaynak ve şekillendirmede daha fazla özen gerektirir. Kaynak prosedürü daha yüksek karbon eşdeğerini hesaba katmadığı için X70 LSAW borularının sahada çatladığını gördüm. Karbon eşdeğeri formülü (AK) API 5L'de ​​CE = C'dir + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15. X70 için, CE olabilir 0.40-0.45, bu da genellikle ön ısıtmanın gerekli olduğu anlamına gelir. Bir diğer kritik faktör: DWTT (Ağırlık Düşürme Yırtılma Testi) X65 ve üzeri için, kırılgan kırılmaya karşı direnç sağlamak için. Orta Doğu'da DWTT değerlerinin marjinal olduğu bir X65 gaz hattındaki arızayı araştırdım, ve bir çatlak koştu 30 metre. Yani API 5L LSAW'yi belirttiğinizde, PSL seviyenizi bilmeniz gerekiyor, notun, ve ekşi servis gibi ek gereksinimleriniz (NACE MR0175) veya açık deniz koşulları. Standart birçok seçeneğe izin veriyor, ve doğru olanları seçmek size kalmış. Boyutlar açısından, API 5L LSAW genellikle OD'yi kapsar 406 mm ila 1626 mm, duvarlar 6 mm ila 60 mm. Daha büyük boyutlar için, açık deniz yapıları için API 2B'ye gitmeniz gerekebilir. Ancak çoğu boru hattı için, API 5L LSAW varsayılandır. Ve bu iyi bir varsayılandır; eğer doğru belirtirseniz.

III. İÇİNDE 10217 LSAW Boru – Basınçlı Borular & PED

İÇİNDE 10217 basınç amaçlı kaynaklı çelik borular için Avrupa standardıdır. Birkaç parçaya bölünmüştür; LSAW için, EN hakkında konuşuyoruz 10217-2 (belirtilen yüksek sıcaklık özelliklerine sahip alaşımsız ve alaşımlı çelikler) ve TR 10217-3 (alaşımlı ince taneli çelikler). En sık göreceğiniz kaliteler P235GH'dir, P265GH, ve daha yüksek güç için, S355J2H. Bunlar enerji santrallerinde kullanılır, kimyasal tesisler, ve endüstriyel basınç sistemleri. API 5L'den en büyük fark, test ve sertifikasyon yaklaşımıdır. İÇİNDE 10217 tipik olarak EN gerektirir 10204 3.1 sertifikasyon—bu, değirmenin test sonuçlarını içeren bir denetim sertifikası sağladığı anlamına gelir, ve bağımsız bir denetçi tarafından doğrulandı. Bu, API 5L PSL1'den daha yüksek bir izlenebilirlik düzeyidir, ve PSL2 ile karşılaştırılabilir. Ayrıca, kimya basınçlı kaplar için ayarlanmıştır: düşük karbon, kontrollü artıklar. P235GH, örneğin, maksimum C'ye sahiptir 0.16%, bu da onu çok kaynaklanabilir kılıyor. Almanya'daki bir enerji santralindeki buhar hatları için P265GH LSAW kullandım; kaynak sorunsuz bir şekilde gerçekleşti, ve boru hizmete girdi 15 sorunsuz yıllar. Bir diğer önemli nokta: İÇİNDE 10217 yüksek sıcaklık özellikleri için gereklilikleri içerir, 300°C'deki akma dayanımı gibi. Bu, enerji santrali uygulamaları için kritik öneme sahiptir. API 5L size bu verileri vermez. Yani eğer yüksek sıcaklık için tasarım yapıyorsanız, İÇİNDE 10217 daha iyi bir seçim. Boyutlar API 5L-OD ile örtüşmektedir: 1626 mm, kadar duvarlar 60 mm — ancak kalite tanımları farklıdır. Gördüğüm bir tuzak: birisi belirtilen TR 10217 boru ancak daha sonra API 5L prosedürünü kullanarak kaynak yapmayı denedi. Kimyaları benzer ama aynı değil, ve ısı girdisi gereksinimleri farklılık gösterebilir. Kaynak prosedürünüzü her zaman belirli bir standart için nitelendirin. Pazar açısından, İÇİNDE 10217 Avrupa'da hakimdir ve Avrupa bankaları tarafından finanse edilen projelerde yaygındır. Avrupa dışında, daha az yaygındır, ancak bunu Avrupa standartlarının belirtildiği enerji ve kimya projelerinde göreceksiniz.. Orta Doğu'daki bir proje için, EN kullandık 10217 Müşteri Alman olduğu için tuzdan arındırma tesisi için LSAW. İyi çalıştı, ancak yerel kaynakçıları sertifika gereklilikleri konusunda eğitmemiz gerekiyordu. Yani eğer EN belirtiyorsanız 10217, Tedarik zincirinizin evrak işlerini anladığından emin olun.

İv. ASTM A252 LSAW Boru – Kazık & Açık Deniz Temelleri

ASTM A252 kaynaklı çelik boru kazıkları için standarttır. Boru hattı veya basınçlı borulardan farklı bir dünya. Burada, boru, binaların temellerini desteklemek için zemine çakılır, köprü, açık deniz rüzgar türbinleri, ve deniz yapıları. Notlar Gr.2 ve Gr.3'tür. (Gr.1 artık kullanılmıyor). Gr.2 minimum verime sahiptir 240 MPa, çekme 414 MPa; Gr.3: 310 MPa verimi, 455 MPa çekme. Kimya, API 5L veya EN'den daha az kısıtlayıcıdır 10217 çünkü boru iç basıncı taşımamaktadır; yapıdan eksenel ve bükülme yüklerini taşımaktadır. Ancak bu, kalitenin daha az önemli olduğu anlamına gelmez. Aslında, Kazık boruları sürüş sırasında zorlu koşullarla karşı karşıyadır: çekiçlerden kaynaklanan darbe yükleri, potansiyel burkulma, ve zeminde korozyon. Çelik sürüş koşulları için fazla kırılgan olduğu için kazıkların başarısız olduğunu gördüm. Vietnam'daki bir projede, liman uzatması için A252 Gr.3 LSAW kazıklarını kullandık. İlk birkaç kazık sürüş sırasında çatladı. Araştırma karbon eşdeğerinin yüksek olduğunu gösterdi (0.48) ve dayanıklılık düşüktü. Kontrollü yuvarlanma ve daha düşük CE ile ısıya geçtik, ve sorun durdu. Yani A252 darbe testi gerektirmese de, Dinamik sürüş için tavsiye ederim, özellikle soğuk iklimlerde. Bir diğer önemli nokta: boyutsal toleranslar. Kazık için, sürüş sırasında takılmayı önlemek için düzlük ve ovallik üzerinde sıkı kontrole ihtiyacınız var. A252 çapta ±%1'e izin verir, hangisi yeterli, ancak açık deniz çalışmaları için genellikle daha sıkı toleranslar belirlerim. Ayrıca, kaynak bağlantıları için uçların kare olması gerekir. Eğimli yığınlar gördüm 3 mm, uyum kabuslarına neden oluyor. A252 LSAW sipariş ettiğinizde, hazırlığı bitirmeye dikkat edin. Şekillendirme yöntemi genellikle JCOE veya RBE'dir. UOE istifleme için aşırıya kaçıyor. Ve duvar kalınlığı önemli olabilir; 60 Büyük çaplı açık deniz kazıkları için mm veya daha fazla. Başvurular açısından, A252 LSAW karadaki bina temelleri için kullanılır, köprü iskeleleri, deniz terminalleri, ve giderek açık deniz rüzgar temelleri için. Rüzgar türbinlerine yönelik tek kazıklar oldukça büyüktür; 10 metre çapındadır ve genellikle plakadan yapılırlar, borudan değil, ancak daha küçük tek kazıklar için (ilâ 3 metre), A252 LSAW yaygındır. Kuzey Denizi ve Tayvan Boğazı'ndaki açık deniz rüzgar projelerinde çalıştım, ve kazıklar tüm yapı için kritik öneme sahiptir. Bu yüzden A252'ye bir şeymiş gibi davranmayın. “düşük teknoloji” standart—kendi açısından boru hattı standartları kadar zorludur.

V. LSAW, ERW ve Spiral – LSAW Ne Zaman Belirtilmelidir?

Bu her projede karşılaştığım bir soru. Kısa cevap: OD bittiğinde 24 inç, ya da duvar bitti 20 mm, ya da ihtiyacın var 100% Kaynağın UT'si, veya offshore/dinamik hizmettesiniz. Hadi parçalayalım. ERW daha küçük çaplar ve daha ince duvarlar için idealdir. Daha ucuz, Daha hızlı, ve yaygın olarak mevcut. Ancak ERW'nin sınırlamaları var: kaynak dolgu metali olmadan yapılır, bu nedenle füzyon kusurlarının bulunmamasına karşı hassastır. Ve yapamazsın 100% Bobin geometrisi sayesinde kaynağı kolayca UT yapın. Boru hatları için, İyi değirmen uygulamalarınız varsa ERW X65'e kadar uygundur. En son ERW hatlarını gördüm 40 yıl. Ama denizaşırı için, Yorgunluğun kritik olduğu yer, LSAW tercih edilir çünkü kaynak daha güçlü ve daha incelenebilirdir. Sarmal (SSAW) büyük çaplar için başka bir seçenektir. Bir bobinin spiral kaynaklanmasıyla yapılır, böylece ince duvarlarla büyük çaplara gidebilir. Ancak spiral kaynak daha uzundur, ve stresin yönü karmaşıktır. Statik yükler için, spiral uygun maliyetli olabilir. Ancak dinamik veya yüksek basınçlı servis için, LSAW daha iyi. Stresin kaynağa dik olması nedeniyle spiral boruların kaynakta yorulma nedeniyle başarısız olduğunu gördüm. Yani benim kuralım: petrol ve gaz iletimi için, açık deniz, yüksek basınç, veya ekşi servis, LSAW'yi belirtin. Su hatları için, düşük basınçlı gaz, veya yapısal uygulamalar, spiral kabul edilebilir. Ve aşağıdaki çaplar için 24 inç, ERW genellikle en ekonomik olanıdır. İşte saha notlarımdan bir tablo:

VI. LSAW Kalite Güvencesi – İsteğe Bağlı Değil

LSAW için ödeme yapıyorsanız, kalite için para ödüyorsunuz. Ancak kalite otomatik olarak gerçekleşmez. Doğru denetimleri belirtmeniz ve fabrikayı sorumlu tutmanız gerekiyor. Kritik hizmet için, LSAW borusunun geçmesi gerekir: 100% ultrasonik test (UT) ASTM E213'e göre kaynak dikişinin miktarı. Bu, füzyon eksikliğini tespit eder, cüruf, ve çatlaklar. PSL2 için, bu zorunludur. Diğer standartlar için, tavsiye ederim. Radyografik testler (RT) ASTM E94'e göre de yaygındır, özellikle kalın duvarlar için. RT kalıcı bir kayıt verir, ama daha yavaş ve daha pahalı. Açık deniz için, Prosedürü nitelendirmek için genellikle ilk birkaç boruda hem UT hem de RT'yi belirtirim, daha sonra üretim için UT. API 5L ve EN uyarınca hidrostatik test zorunludur 10217. Her boru belirli bir gerilim seviyesine kadar basınçlandırılır (genellikle 90% verim) ve tutuldu. Bu, borunun basınca dayanabileceğini kanıtlar ve sızıntı olup olmadığını kontrol eder. Ancak hidrostatik test tüm kusurları bulmaz; yalnızca duvardaki sızıntıları bulur. Bu nedenle UT önemlidir. Daha yüksek dereceler için (X65+), DWTT (Ağırlık Düşürme Yırtılma Testi) API 5L Ek A uyarınca PSL2 için gereklidir. Bu kırılgan kırılmaya karşı direnci test eder. Çekmeyi geçen ancak iri taneler nedeniyle DWTT'yi geçemeyen X65 borular gördüm. Bu yüzden atlamayın. Ekşi servis için, HIC'ye ihtiyacın var (Hidrojen Kaynaklı Çatlama) NACE TM0284'e göre testler ve NACE TM0177'ye göre SSC testleri. Bunlar, asitlenmiş H2S'ye maruz bırakılan kuponları gerektiren özel testlerdir.. Bütün fabrikalar bunları yapamaz, öyleyse ileriyi planla. Orta Doğu'daki bir projede, HIC test sonuçları marjinal olduğu için bir değirmeni yeniden nitelendirmek zorunda kaldık. Programa üç ay eklendi. Öyleyse bunu zaman çizelgenize ekleyin. Ayrıca, BİR için 10217, EN'ye ihtiyacın olacak 10204 3.1 sertifikasyon, bu, bağımsız bir denetçinin test sonuçlarını doğruladığı anlamına gelir. Bu, API 5L projeleri için bile iyi bir uygulamadır. Her zaman değirmen test raporlarını isterim (MTR'ler) ve bunları dikkatlice inceleyin. Yanlış işaretlenmiş notlar yakaladım, yanlış ısı numaraları, ve eksik testler. Kalite kontrol sadece fabrikanın işi değil, aynı zamanda sizin de işiniz.

VII. Saha Arıza Durumları & Öğrenilen Dersler

VIII. Seçim Esasları – İşiniz İçin Hangi Standart?

Peki API 5L arasında nasıl seçim yapacaksınız?, İÇİNDE 10217, ve ASTM A252? Uygulamaya bağlıdır. Petrol ve gaz boru hatları için, API 5L bariz bir seçimdir. Ancak PSL1 ve PSL2 arasında karar vermeniz gerekiyor, seviye, ve ek gereklilikler (ekşi servis, açık deniz, vb.). Enerji santrallerindeki basınçlı borular için, kimyasal tesisler, veya Basınçlı Ekipman Direktifi kapsamındaki herhangi bir uygulama (PED), İÇİNDE 10217 standart mı. Size yüksek sıcaklık özellikleri ve EN sağlar. 10204 sertifikasyon. Kazık ve temeller için, ASTM A252 iş gücüdür. Ancak dinamik sürüş için darbe testi eklemeyi düşünün. Açık deniz yapıları için, API 2B veya EN'ye ihtiyacınız olabilir 10225, ama bu başka bir makale. Boyutlar açısından, üçü de benzer aralıkları kapsıyor: OD'ye kadar 1626 mm, kadar duvar 60 mm. Ama sınıf tanımlamaları farklı, bu yüzden onları karıştırmayın. Şunu söyleyen satın alma siparişlerini gördüm: “API 5L Gri. 3” —bu mevcut değil. Gr.3 ASTM A252'dir. Bu yüzden kesin olun. Ayrıca, tedarik zincirini göz önünde bulundurun. Asya'da, API 5L yaygın olarak mevcuttur. Avrupa'da, İÇİNDE 10217 yaygındır. ABD'de, ASTM kuralları. Ancak küresel üreticiler bunlardan herhangi birini yapabilir. Teslim süresi değişebilir. Afrika'daki bir proje için, istemci buna aşina olduğu için API 5L'yi belirledik, ancak fabrika Avrupa'daydı ve prosedürlerini ayarlamak zorundaydı. İki hafta eklendi. O halde küresel düşünün, ama açıkça belirtin.

IX. Özet & Kapanış Düşünceleri

Otuz yıl sonra, LSAW borusuna olduğu gibi saygı duymaya geldim: büyük çaplar için tek seçenek, kalın duvarlar, ve kritik hizmet. API5L, İÇİNDE 10217, ve ASTM A252'nin her birinin güçlü yönleri vardır, ve her birinin kendine has tuhaflıkları var. Önemli olan sadece sayıları anlamak değil, ama gerçek dünyadaki çıkarımlar. API 5L size boru hatları için çeşitli kaliteler sunar, ancak doğru PSL ve ekleri belirtmelisiniz. İÇİNDE 10217 size izlenebilirlik ve yüksek sıcaklık verileri sağlar, ama dereceler farklı. ASTM A252 basittir, ancak bunun düşük teknolojili olduğunu düşünmeyin; kazık yığmak kendi bakımını gerektirir. Her durumda, kalite güvencesi isteğe bağlı değildir. 100% UT, hidrotest, ve kritik hizmet için, DWTT ve HIC testi. Ve kaynak prosedürlerinizi her zaman gerçek malzemeye göre nitelendirin. Bu dersleri zor yoldan öğrendim, zamana ve paraya mal olan başarısızlıklar yoluyla. Umarım bu makale aynı hatalardan kaçınmanıza yardımcı olur. Sorularınız varsa, orada olan eski bir mühendisi bul. Bizi bulmak her zaman kolay olmuyor, ama genellikle paylaşmaya hazırız. Projelerinizde başarılar, ve boruların asla sızmasın.