ASTM A671 CC60 CL22 S2 (-46درجة مئوية) Nace MR0175 LSAW Steel Pipe 1066.8 X 12.7 مم
مقدمة إلى ASTM A671 CC60 CL22 S2 (-46درجة مئوية) Nace MR0175 LSAW Steel Pipe
ASTM A671 CC60 CL22 S2 (-46درجة مئوية) Mr0175 التصنيف LSAW انابيب الصلب هو عالي الجودة محذوفة كهربائية (افو) أنابيب الصلب الكربونية مصممة لخدمة الضغط العالي في درجات حرارة في الغلاف الجوي والأقل, خاصة في البيئات الصعبة مثل انتقال النفط والغاز. بقطر خارجي من 1066.8 مم (42 بوصة) وسمك الجدار من 12.7 مم, هذا القوس المغمورة الطولية ملحومة (لساو) يتم تصنيع الأنابيب من درجة ASTM A516 60 لوحات وعاء الضغط, ضمان صلابة ممتازة وقابلية اللحام. يشير تعيين CL22 إلى تطبيع المعالجة الحرارية والفحص الشعاعي, في حين أن المتطلبات التكميلية S2 يضمن صلابة تأثير درجات الحرارة المنخفضة عند -46 درجة مئوية. يضمن الامتثال لـ NACE MR0175 مقاومة تكسير الإجهاد الكبريتيد (SSC) في بيئات الخدمة الحامضة, مما يجعلها مثالية للظروف القاسية.
الخصائص الميكانيكية القوية للأنبوب, بما في ذلك الحد الأدنى من قوة العائد 220 قوة MPA وقوة الشد من 415-550 ميجا باسكال, جنبا إلى جنب مع مقاومة التآكل, اجعلها مناسبة للتطبيقات مثل خطوط صندوق الإرسال الرئيسية, الأنابيب المرجل, وخطوط الأنابيب البتروكيماوية. فعاليتها من حيث التكلفة, مقارنة بالسبائك عالية الأداء مثل Inconel® 718, وقدرتها على الأداء في إعدادات درجات الحرارة المنخفضة والتآكل, ضعها كخيار موثوق للبنية التحتية الحرجة. توفر هذه المقالة استكشافًا مفصلاً للتكوين الكيميائي للأنابيب, الخصائص الميكانيكية, عمليات التصنيع, المقاومة للتآكل, التطبيقات, والتحمل الأبعاد, مع الجداول الشاملة تلخص المعلمات الرئيسية. مقارنات مع inconel 718, INCOLOY 901, وتسليط الضوء على API 5L X70 دورها المتخصص في التطبيقات الصناعية.
التركيب الكيميائي وتحليل المواد
التركيب الكيميائي لأنبوب ASTM A671 CC60 CL22 S2, بناءً على درجة ASTM A516 60 لوحات, مصمم للقوة, المتانة, وقابلية اللحام في بيئات درجات الحرارة المنخفضة. التكوين النموذجي يشمل الكربون (0.04-0.27 ٪), المنغنيز (0.85-1.20 ٪), الفوسفور (≤0.025 ٪), الكبريت (≤0.025 ٪), السيليكون (0.15-0.40 ٪), وكميات تتبع من الألمنيوم (≥0.02 ٪) لإزالة الأكسدة. تضمن هذه العناصر بنية مجهرية مستقرة مع الحد الأدنى من الادراج, تعزيز أداء الأنبوب في الخدمة الحامضة لكل nace MR0175. محتوى الكربون المنخفض يقلل من خطر عيوب اللحام, بينما يحسن المنغنيز القوة والمتانة. يتم التحكم في الفوسفور والكبريت بإحكام لمنع احتضان, حاسمة لمقاومة تأثير درجة الحرارة المنخفضة عند -46 درجة مئوية.
بالمقارنة مع inconel 718 (50-55 ٪ نيكل, 17-21 ٪ الكروم, 4.75-5.50 ٪ niobium), يحتوي ASTM A671 CC60 على عناصر سبائك أقل بكثير, الاعتماد على الكربون والمنغنيز للقوة بدلاً من تصلب هطول الأمطار القائم على النيكل. INCOLOY 901 (40-45 ٪ نيكل, 2.35-3.10 ٪ التيتانيوم) يحتوي أيضًا على محتوى عالي السبائك, تقديم مقاومة تآكل متفوقة ولكن بتكلفة أعلى. بالنسبة إلى API 5L X70 (0.26% كربون, 1.65% المنغنيز), ASTM A671 CC60 لديه ما يعادل الكربون أقل (أنا ≤0.43 ٪), تحسين قابلية اللحام ولكن يوفر قوة عائد أقل قليلاً (220 MPA مقابل. 485 الآلام والكروب الذهنية). يضمن امتثال NACE MR0175 صلابة ≤22 HRC والبنية المجهرية التي يتم التحكم فيها لمقاومة SSC, شرط حاسم لخطوط أنابيب الغاز الحامضة. هذا التكوين يوازن بين التكلفة والأداء, جعل الأنابيب مناسبة للقطر الكبير, تطبيقات الضغط العالي.
الخصائص الميكانيكية
يتم تحسين الخواص الميكانيكية لأنبوب ASTM A671 CC60 CL22 S2 لدرجة الحرارة المنخفضة, تطبيقات الضغط العالي. الحد الأدنى قوة العائد 220 الآلام والكروب الذهنية (32 كسيت), مع قوة الشد 415-550 ميجا باسكال (60-80 KSI) واستطالة ≥27 ٪ لسمك الجدار ≤ 25 مم, لكل درجة ASTM A516 60. يفرض المتطلبات التكميلية S2 اختبار تأثير Charpy V -Notch عند -46 درجة مئوية, مع الحد الأدنى من امتصاص الطاقة 14 ي (أعزب) و 18 ي (متوسط) لخط مركز اللحام, منطقة متأثرة بالحرارة (المخاطر), والقاعدة المعدنية, ضمان الصلابة في البيئات الباردة. تطبيع المعالجة الحرارية (CL22) في 850-950 درجة مئوية, تليها تبريد الهواء, صقل بنية الحبوب, التخلص من الضغوط المتبقية وتعزيز أداء درجات الحرارة المنخفضة.
بالمقارنة مع inconel 718 (مقاومة الخضوع 1035 الآلام والكروب الذهنية, مقاومة الشد 1275 الآلام والكروب الذهنية), يوفر ASTM A671 CC60 قوة أقل ولكنه أكثر فعالية من حيث التكلفة للتطبيقات الهيكلية. INCOLOY 901 (قوة العائد ~ 900 ميجا باسكال) يوفر قوة أعلى من CC60 ولكنه أقل ملاءمة للخدمة الحامضة في درجات الحرارة المنخفضة. API 5L X70 (مقاومة الخضوع 485 الآلام والكروب الذهنية, مقاومة الشد 570 الآلام والكروب الذهنية) يتفوق على CC60 في القوة ولكنه يفتقر إلى نفس صلابة درجات الحرارة المنخفضة والامتثال NACE دون معالجة إضافية. يخضع لحام الأنبوب لتوتر واختبارات الانحناء الموجهة المستعرضة لكل ASTM A671, ضمان النزاهة تحت الضغط. هذه الخصائص تجعل ASTM A671 CC60 CL22 S2 مثالية لخطوط الأنابيب في المناخات الباردة والبيئات التآكل, تقديم توازن من المتانة, قوة, والقدرة على تحمل التكاليف.
مقاومة التآكل والامتثال NACE MR0175
تم تصميم أنبوب ASTM A671 CC60 CL22 S2 لمقاومة التآكل المعتدلة, تم تعزيزه بواسطة NACE MR0175 الامتثال لبيئات الخدمة الحامضة التي تحتوي على كبريتيد الهيدروجين (H2S). محتوى الكربون المنخفض والكبريت, جنبا إلى جنب مع البنية المجهرية التي تسيطر عليها (صلابة ≤22 HRC), تقليل التعرض لتكسير الإجهاد الكبريتيد (SSC) والتكسير الناجم عن الهيدروجين (هذا). يمكن طلاء سطح الأنبوب بالإيبوكسي (EP), بولي ايثيلين (PE), البولي بروبيلين (ص), الايبوكسي المربوطة بالاندماج (FBE), أو زيت مضاد للتآكل لتعزيز مقاومة التآكل الخارجي في التربة أو البيئات البحرية. من الممكن أيضًا التغلب على الجلفنة, على الرغم من أنه أقل شيوعًا لأنابيب القطر الكبيرة.
على عكس Inconel 718, التي تتفوق في بيئات تآكل غنية بالكلوريد وعالية درجة الحرارة بسبب النيكل بنسبة 50-55 ٪ و 2.8-3.3 ٪ موليبدينوم, يعتمد ASTM A671 CC60 على الطلاء لحماية التآكل, نظرًا لأن قاعدة الصلب الكربونية أقل مقاومة بطبيعتها. INCOLOY 901 يوفر مقاومة تآكل أفضل من CC60 ولكنه لا يتوافق عادةً مع NACE دون معالجة محددة. أنابيب API 5L x70, تستخدم في تطبيقات مماثلة, تتطلب الطلاء مثل 3LPE لمقاومة التآكل, على غرار CC60, ولكن قد لا تلبي متطلبات صلابة NACE MR0175 دون عناصر تحكم إضافية. قدرة الأنبوب على العمل في خطوط أنابيب الغاز الحامضة, إلى جانب تكلفته المنخفضة مقارنة بسبائك النيكل, يجعلها خيارًا عمليًا لتطبيقات النفط والغاز حيث تكون مقاومة التآكل المعتدلة كافية مع الحماية المناسبة.
التصنيع والمعالجة
تصنيع ASTM A671 CC60 CL22 S2 LSAW انابيب الصلب يتضمن الدقة الكهربائية مع المعادن الحشو, باستخدام درجة ASTM A516 60 لوحات. تستلزم عملية LSAW ألواح المتداول في شكل أسطواني, تليها لحام القوس المغمورة الطولية (رأيت) على كل من الأسطح الداخلية والخارجية لضمان التماس القوي. يتم تعزيز اللحام وتنظيفه باستخدام شفرات الوشاح, ضمان دقة الأبعاد ونهاية سلسة. تطبيع المعالجة الحرارية (CL22) في 850-950 درجة مئوية, تليها تبريد الهواء, يتم تطبيقه على الأنبوب بأكمله, بما في ذلك اللحامات و haz, للقضاء على الضغوط المتبقية وتعزيز صلابة درجات الحرارة المنخفضة. يوضح متطلبات S2 اختبار التأثير في -46 درجة مئوية, التحقق من الأداء في الظروف الباردة.
يخضع الأنبوب 100% الاختبار الشعاعي (RT) لكل 22 للكشف عن عيوب اللحام, جنبا إلى جنب مع الهيدروستاتيكي, بالموجات فوق الصوتية, أو اختبار إدي تيار لضمان النزاهة. يتضمن الامتثال NACE MR0175 التحكم في الصلابة والبنية المجهرية من خلال المعالجة الحرارية واختيار المواد. بالمقارنة مع inconel 718, الذي يتطلب ذوبان الفراغ والعلاجات الحرارية المعقدة (مثلا, الحل الصلب عند 1038 درجة مئوية), ASTM A671 CC60 هو أبسط لإنتاج, تقليل التكاليف. INCOLOY 901 وتتضمن أنابيب API 5L X70 أيضًا عمليات أبسط من Inconel 718 ولكن قد تتطلب اختبارًا إضافيًا للخدمة الحامضة. أبعاد الأنبوب (1066.8 ملم OD, 12.7 مم بالوزن) يتم تحقيقها مع المتداول الدقيق واللحام, مقابلة التحمل ASTM A671 لتطبيقات القطر الكبيرة.
التطبيقات
ASTM A671 CC60 CL22 S2 (-46درجة مئوية) Mr0175 التصنيف LSAW انابيب الصلب يستخدم على نطاق واسع في الصناعات التي تتطلب أداءً موثوقاً في درجات حرارة منخفضة وفي بيئات الخدمة الحامضة. وتشمل تطبيقاتها الأساسية خطوط صندوق النقل الرئيسية للزيت والغاز, خطوط أنابيب اتصال كبيرة في المحطة, أنابيب مدخل الغلاية والمخرج, وتخزين الإنتاج العائم والتفريغ (FPSO) أنابيب الوحدة النمطية. صلابة أنبوب درجة الحرارة المنخفضة عند -46 درجة مئوية تجعلها مناسبة للمناخات الباردة, في حين أن الامتثال NACE MR0175 يضمن المتانة في البيئات المحتوية على H2S مثل آبار الغاز الحامضة. قطرها الكبير (1066.8 مم) وسمك الجدار المعتدل (12.7 مم) دعم نقل السوائل عالية الضغط في البتروكيماويات, الطاقة الحرارية, وصناعات نقل الغاز.
على عكس Inconel 718, تستخدم في تطبيقات الفضاء والغاز الحامض في درجات الحرارة العالية (مثلا, مكونات المحرك النفاث), تم تحسين ASTM A671 CC60 لدرجة الحرارة المنخفضة, مشاريع حساسة التكلفة. INCOLOY 901, يعمل في بيئات متشابهة من التوتر, يفتقر إلى التركيز المنخفض في درجة الحرارة من CC60. يتم استخدام أنابيب API 5L X70 في تطبيقات خطوط أنابيب مماثلة ولكن قد لا تلبي نفس متطلبات درجة الحرارة المنخفضة أو NACE دون تخصيص. براعة الأنبوب, مع نهاية تشطيبات مثل المشطوف, عادي, أو الخيوط, وطلاءات مثل FBE أو 3LPE, يعزز قدرتها على التكيف مع الماء, زيت, ونقل الغاز, جعلها خيارًا مفضلاً لمشاريع البنية التحتية في بيئات قاسية.
التحمل الأبعاد
تخضع التحمل الأبعاد لـ ASTM A671 CC60 CL22 S2 LSAW Steel لأنبوب الصلب ASTM A671, ضمان الدقة لتطبيقات القطر الكبيرة. لأنبوب بقطر خارجي من 1066.8 مم (42 بوصة), التسامح هو ± 0.5 ٪ من OD المحددة (ما يقرب من ± 5.33 مم). تسامح سمك الجدار ل 12.7 مم ± 12.5 ٪ (ما يقرب من ± 1.59 مم), ضمان قوة متسقة. انحراف الاستقامة يقتصر على 0.2% طول الأنبوب, حاسمة لخطوط الأنابيب الطويلة. إن تحمل محيط الأنبوب هو ± 0.5 ٪ من OD المحدد, وتسامح الوزن هو ± 10 ٪, ضمان التوحيد في المشاريع واسعة النطاق.
بالمقارنة مع inconel 718 المطروقات (ASTM B637: ± 0.25 مم لأقطار صغيرة), ASTM A671 CC60 لديه التحمل أكثر مرونة بسبب حجمه الأكبر والتركيز الهيكلي. INCOLOY 901 تتبع المخفوفات معايير دقة مماثلة إلى Inconel 718, بينما أنابيب API 5L X70 (API ل 5: ± 0.75 ٪ من, ± 10 ٪ بالوزن) لديك تحملات OD أكثر إحكاما ولكن تحمل سماكة جدار مماثلة. يتم التحكم في ارتفاع التماس لحام لضمان الانتهاء السلس, وتنتهي نهاية (مثلا, مشطوف) تلبية معايير ASME B16.25. تضمن هذه التحمل التثبيت والأداء الموثوق بهم في تطبيقات مثل أنابيب نقل الغاز, حيث دقة الأبعاد أمر بالغ الأهمية.
المواصفات الفنية وجدول المعلمات
يلخص الجدول التالي المعلمات الرئيسية لـ ASTM A671 CC60 CL22 S2 (-46درجة مئوية) Nace MR0175 LSAW Steel Pipe (1066.8 X 12.7 مم), توفير مرجع للمهندسين.
| المعلمة | مواصفات |
|---|---|
| القياسية | ASTM A671 / ASME SA671 |
| الصف | CC60 CL22 S2 |
| المواد | ASTM A516 درجة 60 |
| القطر الخارجي | 1066.8 مم (42 بوصة) |
| سمك الجدار | 12.7 مم |
| التركيب الكيميائي | ج: 0.04-0.27 ٪, مينيسوتا: 0.85-1.20 ٪, ف: ≤0.025 ٪, S: ≤0.025 ٪, الاشتراكية الدولية: 0.15-0.40 ٪, ال: ≥0.02 ٪ |
| مقاومة الخضوع (دقيقة) | 220 الآلام والكروب الذهنية (32 كسيت) |
| مقاومة الشد | 415-550 ميجا باسكال (60-80 KSI) |
| استطالة (دقيقة) | ≥27 ٪ (≤25 مم بالوزن) |
| اختبار تأثير (S2) | -46درجة مئوية, 14 ي (أعزب), 18 ي (متوسط) للحام, المخاطر, المعادن الأساسية |
| المعالجة بالحرارة | تطبيع في 850-950 درجة مئوية, يبرد الهواء (CL22) |
| Mr0175 التصنيف | صلابة ≤22 HRC, مقاومة SSC |
| طريقة اللحام | لساو (المغمورة قوس اللحام) |
| اختبار | 100% RT, الهيدروليكي, بالموجات فوق الصوتية, توتر, اختبارات الانحناء |
| الطلاء | EP, PE, ص, FBE, زيت مضاد للتآكل, الجلفنة, varnishing |
| نهاية التشطيبات | مشطوف, عادي, الخيوط, مقترن |
| التطبيقات | خطوط أنابيب النفط/الغاز, الأنابيب المرجل, البتروكيماويات, وحدات FPSO |
يوفر هذا الجدول نظرة عامة موجزة على مواصفات الأنبوب, المساعدة في قرارات التصميم والمشتريات.
مقارنة مع inconel 718, INCOLOY 901, و API 5L x70
يختلف ASTM A671 CC60 CL22 S2 بشكل كبير عن Inconel 718, INCOLOY 901, و API 5L X70 في التكوين, خصائص, والتطبيقات. Inconel 718 (مقاومة الخضوع 1035 الآلام والكروب الذهنية, 50-55 ٪ نيكل) يتفوق في درجة الحرارة العالية, بيئات تآكل مثل الفضاء والآبار الغاز الحامضة, تقديم مقاومة تآكل متفوقة ولكن بتكلفة أعلى بكثير. ASTM A671 CC60 (مقاومة الخضوع 220 الآلام والكروب الذهنية) تم تحسينه لدرجات الحرارة المنخفضة, تطبيقات حساسة التكلفة, الاعتماد على الطلاء لحماية التآكل. INCOLOY 901 (قوة العائد ~ 900 ميجا باسكال, 40-45 ٪ نيكل) يوفر مقاومة عالية القوة والتآكل للفضاء ولكن يفتقر إلى صلابة درجات الحرارة المنخفضة والامتثال NACE لـ CC60 دون تخصيص.
API 5L X70 (مقاومة الخضوع 485 الآلام والكروب الذهنية, مقاومة الشد 570 الآلام والكروب الذهنية) يستخدم في تطبيقات خطوط أنابيب مماثلة, تقديم قوة أعلى من CC60 ولكن من المحتمل أن يكون أقل صلابة في درجة الحرارة المنخفضة والامتثال NACE ما لم تتم معالجتها على وجه التحديد. تضمن اختبار ASTM A671 CC60 واختبار S2 أداءً فائقًا عند -46 درجة مئوية, في حين أن CEV السفلي يعزز قابلية اللحام مقارنة بـ X70. يعتمد الاختيار على متطلبات المشروع: Inconel 718 للتآكل الشديد ودرجة الحرارة, INCOLOY 901 للفضاء عالي القوة, API 5L X70 لخطوط الأنابيب عالية الضغط, و ASTM A671 CC60 لفعالة من حيث التكلفة, خدمة حامضة درجات الحرارة المنخفضة.
التحديات والقيود
على الرغم من مزاياه, يواجه ASTM A671 CC60 CL22 S2 أنبوب التحديات. تتطلب قاعدة الصلب الكربونية الطلاء لمقاومة التآكل الخارجي, على عكس مقاومة Inconel 718 المتأصلة. في الخدمة الحامضة, الالتزام الصارم لضوابط NACE MR0175 وضوابط البنية المجهرية أمر بالغ الأهمية لمنع SSC, تتطلب معالجة الحرارة واختبارها الدقيقة. عملية LSAW, في حين أنها فعالة من حيث التكلفة للأقطار الكبيرة, يتطلب لحام عالي الجودة لتجنب العيوب, مع 100% RT إضافة إلى تكاليف الإنتاج. أداء درجات الحرارة المنخفضة عند -46 درجة مئوية قوية, لكن التطبيقات الموجودة أسفل درجة الحرارة هذه قد تتطلب درجات بديلة مثل ASTM A671 CC65 أو CC70.
بالمقارنة مع API 5L X70, ASTM A671 CC60 لديه قوة أقل, الحد من استخدامه في خطوط الأنابيب ذات الضغط العالي. Inconel 718 و incoloy 901, بينما أقوى, هي باهظة الثمن بالنسبة للبنية التحتية على نطاق واسع. تركيب أنابيب القطر الكبيرة (1066.8 مم) يتطلب معدات متخصصة, ويجب أن يحافظ اللحام الميداني على امتثال NACE. يتم تخفيف هذه التحديات من خلال الطلاء المتقدم, مراقبة جودة صارمة, والتصميم الصحيح, ضمان موثوقية الأنبوب في التطبيقات الصعبة مثل انتقال الغاز ومعالجة البتروكيماويات.
الاتجاهات المستقبلية والابتكارات
يتشكل مستقبل ASTM A671 CC60 CL22 S2 LSAW من خلال التقدم في التصنيع, الطلاء, والاستدامة. إن الابتكارات في اللحام القوس المغمورة ومراقبة اللحام في الوقت الفعلي تعمل على تحسين جودة التماس, تقليل العيوب, وخفض التكاليف. البحث في الطلاء المتقدم, مثل FBE القائم على التكنولوجيا النانوية و 3LPE, يعزز مقاومة التآكل, تمديد عمر الخدمة في البيئات القاسية. تكامل الأدوات الرقمية, مثل الصيانة التنبؤية ومراقبة خطوط الأنابيب, يعمل على تحسين الكفاءة التشغيلية والسلامة في تطبيقات النفط والغاز.
الطلب المتزايد على البنية التحتية للطاقة, خاصة في المناخات الباردة وحقول الغاز الحامضة, يقود استخدام الأنابيب المتوافقة مع NACE مثل ASTM A671 CC60. الممارسات المستدامة, مثل استخدام طرق إنتاج الصلب المعاد تدوير, تتماشى مع الأهداف البيئية. بالمقارنة مع inconel 718 و incoloy 901, التي تستكشف التصنيع الإضافي لأجزاء معقدة, يركز ASTM A671 CC60 على قابلية التوسع الفعالة من حيث التكلفة لخطوط الأنابيب ذات القطر الكبير. مع تسريع انتقالات الطاقة العالمية, سيبقى هذا الأنبوب مكونًا مهمًا, دعم نقل الموائع الموثوقة والمستدامة في ظروف صعبة.
استنتاج
ASTM A671 CC60 CL22 S2 (-46درجة مئوية) Nace MR0175 LSAW Steel Pipe (1066.8 X 12.7 مم) قوي, حل فعال من حيث التكلفة للضغط العالي, تطبيقات درجات الحرارة المنخفضة في بيئات الخدمة الحامضة. تكوينها الكيميائي, بناءً على درجة ASTM A516 60, يضمن قابلية اللحام والصلابة, بينما تطبيع (CL22) واختبار التأثير في -46 درجة مئوية (S2) ضمان الأداء في المناخات الباردة. يضمن الامتثال NACE MR0175 مقاومة SSC, مما يجعلها مثالية لأنابيب أنابيب النفط والغاز, الأنابيب المرجل, والتطبيقات البتروكيماوية. عملية LSAW واختبار صارم (100% RT, الهيدروليكي) ضمان الموثوقية للبنية التحتية ذات القطر الكبير.
بالمقارنة مع inconel 718 و incoloy 901, توفر ASTM A671 CC60 مقاومة أقل قوة وتآكل ولكنها تتفوق في حساسية التكلفة, تطبيقات درجة الحرارة المنخفضة. بالنسبة إلى API 5L X70, إنه يوفر صلابة فائقة للدرجات الفائقة والامتثال NACE. يعد جدول المعلمات التفصيلي والتحمل الأبعاد المقدم بمثابة مورد قيّم للمهندسين. الابتكارات المستقبلية في اللحام, الطلاء, والاستدامة ستعزز أدائها, ضمان دورها في البنية التحتية الحرجة. لا يزال ASTM A671 CC60 CL22 S2 شهادة على توازن الأداء, القدرة على تحمل التكاليف, والموثوقية في الهندسة الحديثة.
يجب ان تكون تسجيل الدخول لإضافة تعليق.