ריתוך סופר דופלקס עם תנאים היפרבריים: הליכי תיקון בים

מהו ריתוך היפרברי, ומדוע זה משנה לתיקון סופר דופלקס מחוץ לחוף?

ריתוך היפרברי הוא ריתוך תת-מימי יבש המבוצע בתוך בית גידול בלחץ, שבו מים נעקרים על ידי אטמוספירה של גז-לנשימה בלחץ הסביבה של הים שמסביב או בסמוך לו. עבור צינורות סופר דופלקס מנירוסטה, זרמים וצמתים מבניים, זוהי שיטת התיקון היחידה המשחזרת באופן אמין ריתוכים באיכות אטמוספרית בעומק, וזו הסיבה שהיא ברירת המחדל בכל פעם שלא ניתן לשחזר קו פגום אל פני השטח.

מפעילים מהחוף מגיעים לתיקון היפרברי במקום התאוששות מלאה של צינורות מכיוון שההתאוששות איטית, יקרה ולעיתים בלתי אפשרית לקווים עמוקים- או מעוגנים בכבדות. בית גידול היפרברי מאפשר לצוות ריתוך מוסמך לחתוך את החלק הפגוע, להכין את המפרק ולרתך אותו בחזרה למקומו, תוך שימוש בתהליכים ובקרות איכות המשקפות חנות לייצור עליון ולא ריתוך פתוח במים.

מדוע סופר דופלקס מעלה את ההימור במיוחד

דרגות סופר דופלקס כגון UNS S32750 (2507) ו-UNS S32760 נבחרות לשירות בים בדיוק בגלל החוזק והעמידות הגבוהה שלהן בפני פיתולים, חריצים ופיצוח קורוזיה של כלוריד במי ים. הביצועים האלה תלויים במיקרו-מבנה של אוסטניט- מבוקרת קפדנית, ותנאים היפרבריים הם אחת הסביבות הבודדות שמסוגלות להפר את האיזון הזה במהלך הריתוך עצמו, מה שהופך את ההסמכה להליך הרבה פחות סלחנית מאשר לתיקוני נירוסטה אוסטניטית או פלדת פחמן.

איזו דרגת סופר דופלקס מפעילי חוף צריכים לציין עבור תיקון היפרברי?

ריתוך התיקון צריך תמיד להתאים לדרגת צינור האב: UNS S32750 (2507) עבור צנרת תת-ימית כללית ושירות מבנים, ו-UNS S32760 (סוג Zeron 100) כאשר הנכס עומד גם בפני שירות חמוץ או חשיפה לחריצי כלוריד- גבוהים, שכן החלפת חומר מילוי תחתון{5}}תתיקוני או חומר בסיס תיקון גלווני אי התאמה של עמידות בפני קורוזיה- שעלולה לחתוך את שארית חיי התכנון של הצינור.

מקור: ASTM A923; הפניות הנדסיות לריתוך-תעשייתי על מפרט S32750/S32760 offshore.

PREN, או מספר שווה ערך להתנגדות בור, הוא הקיצור הסטנדרטי לדירוג עמידות בפני קורוזיה בדרגות דופלקס וסופר דופלקס: PREN=%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N. כל הליך תיקון היפרברי צריך להיות מוסמך כדי להדגים שה-PREN המרותך כ-של אזור הריתוך של המתכת והחום-שפגוע אינו נמוך מהותית מצינור האב, שכן ריתוך תיקון צריך להיות החוליה החלשה רק פעם אחת.

כיצד משפיע לחץ סביבתי מוגבר על מבנה המיקרו של מתכת הריתוך?

לחץ היפרברי מוגבר מדכא את מסיסות החנקן במאגר הריתוך ומעביר את קינטיקה של טרנספורמציה של פאזות, מה שדוחף את המיקרו-מבנה המרותך לכיוון עודף פריט, אלא אם כן גז המגן וכניסת החום מותאמים במכוון כדי לפצות; ללא תיקון, הדבר מעלה את הסיכון לקשיחות מופחתת ועמידות נמוכה יותר בפני קורוזיה בדיוק היכן שהתיקון צריך לבצע את הביצועים הטובים ביותר.

מחקר עצמאי על ריתוך דופלקס היפרברי הוכיח את רגישות הלחץ הזו ישירות. מחקרים על ריתוך קשת בשטף- של פלדת אל-חלד דופלקסת ​​בלחצים היפרבריים מדומים מצאו שתכולת הפריט במתכת הריתוך השתנתה באופן לא-ליניארי עם הלחץ, וכי עמידות בפני קורוזיה בבור עקבה אחר האיזון שנוצר בין שלבי פריט, אוסטניט ואוסטניט משניים במקום לחץ בלבד.

השלכה מעשית:לא ניתן להניח ש-WPS מוסמך באטמוספרה אחת, או אפילו בעומק היפרברי אחד, תקף בלחץ אחר. גז מגן מועשר- בחנקן, כניסת חום מותאמת ובקרת טמפרטורת מעבר הם האמצעים הסטנדרטיים, ויש להכשיר כל שילוב מחדש- לעומק העבודה הספציפי.

לחץ נוסף-אפקטים מונעים ששווה לציין עבורם

התנהגות הקשת הופכת פחות יציבה ככל שהלחץ בתא עולה, וזו הסיבה ש-GTAW ממוכן או GMAW מועדפים על פני טכניקה ידנית לעבודת סופר דופלקס היפרברית.

קצב הקירור של בריכת הריתוך ומצב ההתמצקות משתנים עם הלחץ והרכב הגז, ומשפיעים על משקעים בשלב משני, ובתמורה, על הקשיחות.

מתכות מילוי מבוססות-ניקל (בדרך כלל AWS ERNiCrMo-3 / Inconel 625 סוג) מצוינות לעתים קרובות עבור ריתוכים דופלקסים היפרבריים מכיוון שהם פחות רגישים להיווצרות יתר של פריט מאשר חומר מילוי דופלקס תואם.

אילו תהליכי ריתוך מתאימים לתיקון סופר דופלקס היפרברי יבש?

ריתוך קשת טונגסטן בגז ממוכן (GTAW) וריתוך גז מתכת קשת (GMAW), כולל גרסאות שטף-עם ליבות, הם התהליכים עם רקורד ההסמכה החזק ביותר לתיקון סופר דופלקס היפרברי יבש, וההנחיות של החברה לסיווג-מתירות את שניהם, בעוד שתהליכים אחרים דורשים הסמכה נוספת לפני השימוש.

מקור: הנחיות לריתוך תת-מימי של DNV; AWS D3.6M קוד ריתוך תת מימי; פרסם מחקר ריתוך GMA/FCA היפרברי על פלדת אל חלד דופלקס.

אילו תקנים קובעים את ההסמכה של הליך ריתוך סופר דופלקס היפרברי?

כל תיקון היפרברי בים בצנרת סופר דופלקס צריך להיות מוסמך תחת AWS D3.6M לדרגת ריתוך תת-מימי, בהצלבה-לתקן הסמכה של תהליך בסיסי כגון ASME Section IX או ISO 15614, וכן, עבור נכסים בים הצפוני ומוסדרים בפיקוח דומה, כנגד דרישות הסיווג- של החברה והן ללא דרישות המסמך הבודד של NORSOK. מתכת ריתוך-בסיס מקצה לקצה.

מקור: AWS D3.6M:2017 קוד ריתוך תת-ימי; הדרכה לריתוך תת-מימי של DNV; NORSOK M-601; סדרת ISO 15614.

הבנת מחלקות הריתוך של AWS D3.6M

• דרישות איכות Class A - השוות לריתוך שבוצע באוויר; השכבה המצוינת בדרך כלל ללחץ ראשי-לשמירה על תיקוני סופר דופלקס.
• Class B - עבור יישומים פחות קריטיים שבהם המאפיינים עשויים להיות מופחתים חלקית ביחס לריתוך-באוויר.
• איכות Class O - נשלטת לחלוטין על ידי קוד ייעודי אחר או מפרט לקוח אחר, בשכבות עם הדרישות הספציפיות תת-מימיות- של D3.6M.

עבור תיקון צינור סופר דופלקס הנושא נוזל תהליך בלחץ תכנון, הסמכה מסוג A היא ברירת המחדל הסבירה; כל דבר פחות מעביר את הסיכון למפעיל ללא הפחתה מקבילה כתוצאה מהכשל.

כיצד מאומתת עמידות בפני קורוזיה לאחר תיקון היפרברי?

אימות שלאחר-ריתוך לתיקוני סופר דופלקס היפרברי צריך לכלול מדידת תכולת פריט על פני אזור המתכת והחום-המושפע, בתוספת בדיקת טבילה של כלוריד ברזל בשיטת ASTM A923, כיוון שקבלה חזותית ורדיוגרפית לבדה אינה יכולה לזהות את היווצרות הפאזה הבין-מתכתית או הטיית פריט שבדרך כלל מפרקת את הביצועים של המפרק הדו-פלקס המפרק{3}.

בסיס קבלה טיפוסי:ירידה במשקל מתחת לכ-10 מ"ג/דמ"ר ליום (mdd) במבחן ASTM A923 שיטה C, כאשר הנתון המדויק נקבע לפי מפרט הפרויקט, ותכולת פריט מוחזקת בטווח שאושר במהלך הסמכת ההליך, בדרך כלל מכוון למבנה דו--פאזי מאוזן ולא למצב העשיר-פריט שגורם ללחץ היפרברי ללא ירידה.

מכיוון שבדיקת קורוזיה כושלת לאחר ביצוע בית הגידול היא יקרה לתיקון, רוב הקבלנים המנוסים מבצעים את בדיקת ההסמכה של ASTM A923 על ה-WPS עצמו, בלחץ העבודה בפועל ובתערובת הגז, לפני חיתוך הצינור החי. זה מעביר את גילוי סכנת קורוזיה מאתר התיקון למעבדת ההסמכה, לשם היא שייכת.

באיזו שיטת תיקון יש לבחור: בית גידול יבש, חלל מקומי או ריתוך רטוב?

ריתוך היפרברי של בית גידול יבש הוא ברירת המחדל הנכונה עבור כל תיקון סופר דופלקס על גבול לחץ ראשי או איבר מבני נושא-עומס; ריתוך חלל מקומי הוא אפשרות מקובלת רק עבור תיקונים קטנים, נגישים גיאומטרית; וריתוך רטוב ידני צריך להיות שמור לייצוב זמני או לא{1}}קריטי, מכיוון שהוא אינו יכול לשחזר באופן אמין את המיקרו-מבנה שנותן לסופר דופלקס את ביצועי הקורוזיה שלו.

מקור: הנחיות לריתוך תת-מימי של DNV; פרסם מחקר על חלל מקומי תת מימי וריתוך היפרברי של נירוסטה דופלקס.

איזה תיעוד רכש ו-QC צריכים קונים לדרוש מקבלן תיקון היפרברי בים?

קונים צריכים לדרוש חבילת WPS/PQR ספציפית לעבודה המוסמכת בעומק התיקון בפועל ובתערובת הגז, רשומות הסמכות של ביצועי הרתך הנוכחיים של AWS D3.6M-, דוחות בדיקת פריט ו-ASTM A923 מריתוך ההסמכה, ויכולת עקיבות מלאה של חומר על צינור האב ומתכת המילוי היא הוכחה לריתוך היפר-qualic או מתכת מילוי זו. צינור, בעומק זה, לתקן קורוזיה זה.

WPS/PQR מוסמך בלחץ התא בפועל של העבודה, תערובת הגז-לנשימה ותהליך הריתוך (GTAW או GMAW/FCAW).

רשומות ביצועי רתך צולל-נוכחות תחת AWS D3.6M עבור סוג הריתוך שצוין.

תוכן פריט ודוחות בדיקת קורוזיה ASTM A923 שיטה C שנוצרו מריתוך ההסמכה, לא מנתוני קופונים לא קשורים.

דוחות בדיקת חומר (MTRs) לפי EN 10204 3.1 או 3.2 עבור צינור אב ומתכת מילוי, המאשרים את הציון וה-PREN.

תוכנית בדיקה לא-הרסנית (רדיוגרפיה ו/או בדיקות אולטרסאונד) המתאימה לאילוצי הגישה לבית גידול, שהוגדרו לפני הגיוס.

שאלות נפוצות

ש: האם ניתן להשתמש בחומר מילוי סטנדרטי דופלקס 2205 לתיקון צינור סופר דופלקס 2507 מתחת למים?

ת: לא. מתכת המילוי צריכה להתאים או להתאים יתר על המידה לתוכן הסגסוגת של צינור האב ול-PREN; שימוש בחומר מילוי 2205 בתיקון 2507 או S32760 יוצר פער עמידות- בפני קורוזיה בריתוך, שהוא בדרך כלל המקום הכי פחות נסבל לקיום אחד.

ש: האם לחץ היפרברי תמיד מעלה את תכולת הפריט במתכת ריתוך דופלקס?

ת: מחקרים מראים שהקשר הוא בלחץ- ובתהליך-והתלויים בתהליך ולא לינאריים למהדרין, אך תנאים היפרבריים לא מתוקנים בדרך כלל נוטים לכיוון של עודף פריט בגלל מסיסות חנקן מדוכאת, וזו הסיבה שגז המגן והזנת חום חייבים להיות-מוכשרים מחדש עבור כל לחץ עבודה.

ש: האם ריתוך רטוב מקובל אי פעם עבור צינורות סופר דופלקס?

ת: רק לייצוב זמני או לא-קריטי. עבור כל תיקון שנועד להחזיר שירות קריטי-לטווח ארוך לקורוזיה-, ריתוך היפרברי יבש המוסמך ל-AWS D3.6M Class A הוא התקן המתאים.

ש: איזו בדיקת קורוזיה יש לציין עבור ריתוך סופר דופלקס היפרברי?

ת: ASTM A923 שיטה C, בדיקת טבילת כלוריד ברזל, היא השיטה הסטנדרטית לזיהוי היווצרות פאזה בין-מתכתית בריתכות דופלקס וסופר דופלקס, ויש להפעיל אותה על ריתוך ההסמכה לפני תחילת ריתוך הייצור.

ש: מה ההבדל בין AWS D3.6M Class A ו-Class B ריתוכים?

ת: ריתוכים מסוג A מוחזקים בתקן איכות השווה לריתוך המבוצע באוויר ומתאימים לתיקוני שמירה-בלחץ ראשוני; ריתוכים מסוג B מקבלים תכונות מופחתות במקצת ושמורים ליישומים פחות קריטיים.