Proč je složení X52 kontrolováno tak pečlivě
API 5L X52, zapsaný jako L360 v ISO 3183, je karbon-manganová potrubní třída se specifikovanou minimální mezí kluzu 359 MPa nebo 52 ksi. Limity složení v API 5L nejsou primárně psány pro dosažení takové pevnosti, která se získává řízeným válcováním a malými přídavky mikro-legovacích prvků. Jsou napsány tak, aby zaručovaly, že trubky vyrobené ve velmi širokém rozsahu průměrů a tlouštěk stěn lze spolehlivě svařovat v terénu a stále si zachovávají dostatečnou houževnatost.
To je důvod, proč API 5L rozděluje požadavky na složení mezi dvě úrovně specifikace produktu. PSL1 je základní úroveň, seřazená pouze podle třídy. PSL2 ukládá přísnější limity, povinnou kontrolu uhlíkového ekvivalentu a dodatečné testování a je objednáván s dodacími podmínkami, jako je X52N pro normalizované, X52M pro termomechanicky válcované nebo X52Q pro kalené a temperované.
Limity chemického složení
| Živel | PSL1 bezproblémové | PSL1 svařovaný | PSL2 |
|---|---|---|---|
| Uhlík | 0,28 procenta max | 0,26 procenta max | 0,24 procenta max |
| Mangan | 1,40 procenta max | 1,40 procenta max | 1,40 procenta max |
| Fosfor | 0,030 procenta max | 0,030 procenta max | 0,025 procenta max |
| Síra | 0,030 procenta max | 0,030 procenta max | 0,015 procenta max |
| Křemík | není specifikováno | není specifikováno | 0,45 procenta max |
| Měď | 0,50 procenta max | 0,50 procenta max | 0,50 procenta max |
| Nikl | 0,50 procenta max | 0,50 procenta max | 0,50 procenta max |
| Chrom | 0,50 procenta max | 0,50 procenta max | 0,50 procenta max |
| Molybden | 0,15 procenta max | 0,15 procenta max | 0,15 procenta max |
| Niob plus vanad plus titan | 0,15 procenta max | 0,15 procenta max | 0,15 procenta max |
Limit pro mangan nese důležitou poznámku: za každé snížení uhlíku o 0,01 procenta pod specifikované maximum může být mangan zvýšen o 0,05 procenta nad jeho maximum, až do absolutního stropu 1,65 procenta. Jedná se o standardní rovnováhu, která umožňuje mlýnu obchodovat uhlík s manganem a přitom udržovat svařitelnost pod kontrolou. Měď, nikl a chrom jsou zbytkové prvky v této třídě a jsou uzavřeny tak, aby neočekávaně nezvyšovaly prokalitelnost.
Ekvivalent uhlíku a svařitelnost
U trubek PSL2 je chemie také řízena pomocí uhlíkového ekvivalentu, který převádí účinek jednotlivých legujících prvků do jediného indexu svařitelnosti. Dva použité výrazy jsou uhlíkový ekvivalent IIW a parametr Pcm.
Uhlíkový ekvivalent IIW se rovná uhlíku plus manganu děleno šesti, plus chrom plus molybden plus vanad děleno pěti, plus nikl plus měď děleno patnácti.
Pcm rovná se uhlík plus křemík děleno třiceti, plus mangan plus měď plus chrom děleno dvaceti, plus nikl děleno šedesáti, plus molybden děleno patnácti, plus vanad dělený deseti plus pětkrát bor.
Limity svařitelnosti použité pro PSL2 X52 jsou IIW uhlíkový ekvivalent maximálně 0,43 procenta a Pcm maximálně 0,25 procenta, vypočítané z tepelné analýzy. Trubku, která splňuje tyto hodnoty, lze normálně svařovat bez předehřívání při střední tloušťce stěny za předpokladu, že postup svařování je kvalifikovaný pro skutečný průměr, stěnu a okolní podmínky.
Mechanické vlastnosti, které následují po složení
| Úroveň specifikace produktu | Rozsah meze kluzu | Rozsah pevnosti v tahu |
|---|---|---|
| PSL1, třída X52 | 359 až 530 MPa | 455 až 760 MPa |
| PSL2, třídy X52N, X52M a X52Q | 360 až 530 MPa | 460 až 760 MPa |
Minimální prodloužení se vypočítá z průřezu zkušebního kusu v tahu podle vzorce v API 5L, nikoli jako pevné procento, a trubka PSL2 navíc vyžaduje minimální četnost zkoušek tahem a tam, kde to kupující stanoví, zkoušky rázovým vrubem Charpy V-. Kombinace mírného obsahu uhlíku s mikro-legovacími přísadami umožňuje této třídě dosáhnout 359 MPa při zachování houževnaté tepelně ovlivněné zóny.
Ověření, když potrubí dorazí
Porovnejte tepelnou analýzu na certifikátu mlýna s výše uvedenými limity a potvrďte, že hodnoty uhlíkového ekvivalentu jsou uvedeny pro materiál PSL2.
Potvrďte typ certifikátu. Certifikát EN 10204 typ 3.1 je obvyklým požadavkem na potrubní potrubí a musí být navázáno na značení potrubí.
Pokud se analýza produktu provádí na hotové trubce, použijte povolené tolerance analýzy produktu spíše než limity tepelné analýzy.
Zkontrolujte, zda dodací podmínky na certifikátu, například X52N nebo X52M, odpovídají nákupní objednávce.
Uschovejte certifikát a záznamy o zkoušce podle čísla tepla, aby se případná následná svářečská kvalifikace mohla vrátit zpět ke skutečnému složení.
FAQ
Otázka: Jaký je obsah uhlíku API 5L X52?
Maximum je 0,28 procenta u bezešvé trubky PSL1, 0,26 procenta u svařované trubky PSL1 a 0,24 procenta u trubky PSL2. Skutečné teploty jsou obvykle hluboko pod maximem, takže svařitelnost a houževnatost jsou zachovány.
Otázka: Kolik manganu obsahuje X52?
Maximum je 1,40 procenta. Pokud je obsah uhlíku snížen pod specifikované maximum, může být mangan zvýšen o 0,05 procenta za každé snížení uhlíku o 0,01 procenta, až do stropu 1,65 procenta.
Otázka: Jaký je rozdíl mezi složením PSL1 a PSL2 pro X52?
PSL2 snižuje uhlíkové maximum na 0,24 procenta, zpřísňuje fosfor na 0,025 procenta a síru na 0,015 procenta, přidává limit křemíku a zavádí povinnou kontrolu uhlíkového ekvivalentu spolu s dodatečným testováním.
Otázka: Jaký je limit síry a proč na tom záleží?
PSL1 umožňuje maximum 0,030 procenta a PSL2 umožňuje maximum 0,015 procenta. Síra tvoří inkluze, které snižují houževnatost a tažnost a zvyšují náchylnost k praskání v mokrém kyselém provozu, takže přísnější limit podporuje náročnější aplikace.
Otázka: Proč je niob, vanad a titan celkově omezen na 0,15 procenta?
Tyto prvky se přidávají pro zjemnění zrna a zpevnění precipitace, ale nadměrné množství zdrsňuje tepelně ovlivněnou zónu během svařování a snižuje rázovou houževnatost. Kombinovaný limit zachovává výhodu bez sankce.
Otázka: Vyžaduje trubka X52 předehřátí pro svařování?
Obvykle ne, když je uhlíkový ekvivalent v mezích PSL2 a tloušťka stěny je střední. Rozhodnutí by se mělo stále řídit kvalifikovaným postupem svařování, který zohledňuje průměr, tloušťku stěny, omezení a okolní teplotu.
