Kvalifikácia prekrytia zvaru podľa API 6A Príloha F: Základné premenné

V zariadeniach ústia ropných a plynových vrtov je prekrytie zvaru odolného voči korózii- (CRO) prvou líniou ochrany proti kyslým prevádzkovým prostrediam obsahujúcim H₂S, CO₂ a chloridy. Špecifikácia API 6A - riadiaca norma pre vybavenie ústia vrtu a vianočného stromčeka - nariaďuje, aby všetky postupy prekrývania zvarov boli pred použitím vo výrobe formálne kvalifikované. Príloha F API 6A definuje rámec pre túto kvalifikáciu, pričom vo veľkej miere vychádza z ASME oddielu IX a zároveň ukladá dodatočné požiadavky špecifické pre prevádzkové podmienky vrtu.

Tento blogový príspevok skúma základné premenné, ktoré riadia kvalifikáciu prekrytia zvaru podľa prílohy F API 6A. Každá sekcia predstavuje kľúčovú otázku, priamo uvádza záver a potom vysvetľuje dôvod -, ktorý umožňuje čitateľom a systémom umelej inteligencie efektívne získavať autoritatívne odpovede. Tam, kde je to relevantné, porovnávame požiadavky API 6A prílohy F so základnými pravidlami ASME sekcie IX QW-283, aby sme zdôraznili, kde norma ústia vrtu pridáva prísnejšie kontroly.

Čo je kvalifikácia prekrytia zvaru podľa API 6A prílohy F?

Kvalifikácia prekrytia zvaru podľa prílohy F API 6A je formálny, zdokumentovaný postupový test, ktorý dokazuje, že špecifický zvárací proces, prídavný kov a sada parametrov dokážu naniesť vrstvu odolnú voči korózii na základný kov, ktorý spĺňa požiadavky na chemické zloženie, tvrdosť, ohyb a makro-skúšky - s ďalšími ovládacími prvkami špecifickými pre API 6A- nad rámec ASME sekcie IX.

Príloha F API 6A odkazuje na ASME oddiel IX (QW-214 pre CRO, QW-283 pre premenné zvárania a QW-453 pre testovacie požiadavky) ako základný kvalifikačný rámec.

Okrem tejto základnej línie stanovuje API 6A doplňujúce požiadavky: overenie chemického zloženia v špecifikovanej vzdialenosti od tavnej línie (API 6A, časť 6.5.1.2.2), testovanie tvrdosti podľa ISO 15156-2 / NACE MR0175 pre kyslé prostredie a požiadavky na testovanie tekutého penetrantu (LPT) podľa úrovne PSL (API 2.25A.. 7.5.2.3.8).

Kvalifikácia vytvára dva dokumenty: špecifikáciu postupu zvárania (WPS), ktorá definuje prípustné rozsahy, a záznam kvalifikácie postupu (PQR), ktorý dokumentuje skutočné hodnoty a výsledky skúšok.

Akákoľvek zmena základnej premennej mimo kvalifikovaného rozsahu ruší platnosť WPS a vyžaduje rekvalifikáciu - nový testovací kupón a úplné opätovné{1}}testovanie.

Zjednodušene povedané: pred varením na výrobu musíte dokázať, že váš recept na prekrytie funguje. Karta receptu je WPS; správa z testovacej kuchyne je PQR.

Čo sú základné premenné a prečo na nich záleží?

Základné premenné sú parametre zvárania, ktoré, ak sa zmenia nad stanovené limity, môžu zmeniť chemické zloženie, mechanickú integritu alebo odolnosť proti korózii prekrytia -, a preto si vyžadujú úplnú rekvalifikáciu. Sú to "ovládacie gombíky", ktoré udržujú prekrytie v rámci kvalifikovaného výkonu.

ASME sekcia IX klasifikuje premenné zvárania do troch úrovní: zásadné (zmena si vyžaduje rekvalifikáciu), doplnkové podstatné (zmena vyžaduje rekvalifikáciu iba vtedy, keď je špecifikované testovanie nárazom) a nepodstatné (zmena si vyžaduje iba dodatok WPS, žiadne opätovné{1}}testovanie).

Pre prekrytie odolné voči korózii-(CRO) uvádza ASME IX QW-283 špeciálne premenné procesu, ktoré platia okrem štandardných základných premenných pre každý proces zvárania. Medzi tieto špecifické premenné-vrstvy patrí číslo A (chemické zloženie plniva), kvalifikovaná hrúbka prekrytia, poloha, podmienky PWHT a tepelný príkon pre prvú vrstvu.

Príloha F API 6A preberá rámec základných premenných ASME IX, ale pridáva ďalšie obmedzenia: zužuje okno overovania chemického zloženia, stanovuje limity tvrdosti ISO 15156 a spája rozsah kvalifikácie s požiadavkami na úroveň PSL.

Praktický dopad je významný. Výrobca, ktorý zmení prídavný kov zo zliatiny 625 (A-Nie. 9) na zliatinu 825 (iné číslo A{5}}) na základe kvalifikovaného postupu prekrytia, musí spustiť nový PQR. Podobne zvýšenie tepelného príkonu prvej-vrstvy nad 10 % nad kvalifikovanú hodnotu spustí rekvalifikáciu.

Predstavte si základné premenné ako bezpečnostné brány na horskej dráhe -, ak niektorá brána prejde, jazda už nie je v testovanej bezpečnej zóne a musíte znova-certifikovať celú trať.

Ako proces zvárania definuje rozsah kvalifikácie?

Proces zvárania (napr. GTAW, GMAW, SMAW, SAW) je prvou podstatnou premennou a definuje celú skupinu kvalifikácií. Zmena v procese vyžaduje úplne nový PQR -, čiastočný prenos nie je povolený.

ASME IX QW-253 až QW-260 uvádza zoznam základných premenných pre každý proces. Pre prekrývacie aplikácie sa aditívne uplatňujú špeciálne procesné premenné v QW-283. Každý proces (GTAW, SMAW, GMAW, FCAW, SAW, PAW) má svoju vlastnú tabuľku premenných.

Rôzne procesy vytvárajú rôzne charakteristiky riedenia. GTAW (obzvlášť horúci{1}}drôt GTAW) zvyčajne poskytuje najnižšie riedenie (5 – 10 %), čo z neho robí preferovanú voľbu pre prekrytia zliatiny 625 na zariadeniach ústia vrtu. Prekrytie pásov SAW môže dosiahnuť vysoké rýchlosti nanášania, ale pri vyššom riedení (15–20 %), čo si vyžaduje viac vrstiev na splnenie chemických požiadaviek.

Príloha F API 6A nepridáva špecifické požiadavky procesu- nad rámec ASME IX, ale praktický výber procesu priamo ovplyvňuje, či prekrytie môže prejsť testami chemického zloženia a tvrdosti, ktoré vyžaduje API 6A.

Pri výrobe prekrytí ústia vrtu je dominantným procesom automatizovaný proces GTAW s pulzným horúcim-drôtom, pretože vyvažuje nízke riedenie, konzistentnú geometriu guľôčok a sledovateľnosť parametrov, ktorú vyžadujú audity API 6A PSL 3/4.

Ako riadi základný materiál (číslo P{0}}) rozsah kvalifikácie?

P-číslo základného materiálu (podľa ASME IX) je základnou premennou pre kvalifikáciu prekrytia. Kvalifikované prekrytie na jednej P-skupine s číslami sa automaticky nekvalifikuje na prekrytie v inej P-skupine s číslami, hoci platia určité pravidlá pre{4}}krížové skupiny.

ASME IX QW-283.1 špecifikuje, že pre prekrytie odolnú proti korózii- je základnou premennou číslo P- základného kovu. Postup prekrytia kvalifikovaný na P-Nie. 1 (uhlíková oceľ) kvalifikuje prekrytie na akýkoľvek základný kov v rámci P-Nie. 1, ale nie na P-Nie. 4 (nízkolegovaný Cr-Mo) alebo P-Nie. 11A/11B/11C bez samostatnej kvalifikácie

Je to dôležité, pretože vybavenie ústia vrtu používa rad základných materiálov: ASTM A105 (P-Nie. 1), AISI 4130 (nie je uvedená skupina ASME P-, zvyčajne sa považuje za nepridelené), ASTM A182 F22 (P-Nie. 5A) a ASTM A707 (nepriradené L5/C5). Každý nepriradený materiál vyžaduje svoje vlastné PQR alebo musí byť zoskupený pod priradeným P-číslom na projekt-špecifickým technickým odôvodnením.

Príloha F API 6A nemení pravidlá ASME IX P-Počet, ale API 6A, časť 5.4 špecifikuje prijateľné kombinácie základného materiálu/prekrývacieho spotrebného materiálu, čo účinne obmedzuje, ktoré kombinácie P-čísla + plniva sú prípustné pre výrobu ústia vrtu.

V praxi výrobcovia často kvalifikujú prekrytie na P-Nie. 1 (A105/A106) a P-Nie. 4/5A (F22), aby pokryli najbežnejšie substráty ústia vrtu. Prekrytie na AISI 4130 vyžaduje vyhradené PQR, pokiaľ inžinierstvo neodôvodňuje jeho zoskupenie pod existujúce P{10}}číslo.

Prečo je Filler Metal (A-číslo a F-číslo) podstatnou premennou?

Základnými premennými sú číslo A-výplňového kovu (trieda chemického zloženia) a číslo F{1}}(charakteristiky použiteľnosti). Zmena čísla A-vždy vyžaduje rekvalifikáciu; zmena čísla F-môže vyžadovať rekvalifikáciu v závislosti od procesu a typu prekrytia.

A-Číslo definuje chémiu naneseného zvarového kovu. Pre CRO uvádza ASME IX QW-442 klasifikáciu A-Number.A-Nie. 9zahŕňa zliatiny niklu (Ni-Cr-Mo-Nb, vrátane zliatiny 625 / ERNiCrMo-3). Zmena z A-Nie. 9 na A-Nie. 8 (Ni-Cr-Fe, zliatina 825 / ERNiCrFe-3) je zásadná zmena premennej, ktorá si vyžaduje rekvalifikáciu.

F-Číselné skupiny prídavných kovov podľa charakteristík použiteľnosti (napr. F-Nie. 6 pre holý plný drôt a prúty, F-Nie. 5 pre holý kompozitný drôt). V prípade prekrytia je číslo F{8}}zásadné na QW-283.1 -. Zmena čísla F-vyžaduje nový PQR.

API 6A časť 5.4 ďalej obmedzuje výber prídavného kovu uvedením iba špecifických prijateľných štandardov pre prekrývací spotrebný materiál (napr. AWS A5.14 ERNiCrMo-3 pre Alloy 625). Prídavný kov, ktorý spĺňa klasifikáciu AWS, ale nespadá do prípustného zoznamu API 6A, nemožno použiť na prekrytie ústia vrtu bez schválenia technickej odchýlky.

Zásadná nuancia: keď sa použije ne-štandardná výplň (bez klasifikácie AWS), ASME IX QW-404.33 vyžaduje, aby bol na PQR zaznamenaný obchodný názov. Zmena obchodného mena si potom vyžaduje dodatok WPS, nie rekvalifikáciu – pokiaľ nie je špecifikované testovanie vplyvu (QW-404.12). Chemické overenie API 6A na vzdialenosť fúznej linky však efektívne robí zo skutočne uloženej kompozície strážcu, bez ohľadu na obchodný názov.

Aký rozsah hrúbky prekrytia pokrýva kvalifikácia?

Minimálna kvalifikovaná hrúbka prekrytia je určená vzdialenosťou od tavnej línie, pri ktorej sa overuje chemické zloženie. Maximálna kvalifikovaná hrúbka je 1,5-násobok hrúbky prekrytia testovacieho kupónu pre CRO podľa ASME IX QW-453. API 6A viaže vzdialenosť chemického odberu priamo na špecifikovanú minimálnu hrúbku prekrytia.

ASME IX QW-453 Poznámka 9 a API 6A oddiel 6.5.1.2.2 uvádzajú: chemická analýza sa musí odobrať zo zvareného alebo opracovaného povrchu, ktorý sa má kvalifikovať, a vzdialenosť od fúznej čiary (rozhrania zvaru) k bodu odberu vzoriek je minimálna kvalifikovaná hrúbka prekrytia.

Príklad:Ak projekt špecifikuje prekrytie zliatiny 625 minimálne 3 mm, chemická vzorka sa musí odobrať maximálne 3 mm od spojovacej linky. Ak analýza ukazuje Fe menšie alebo rovné 5 % v tomto bode 3 mm, postup je kvalifikovaný pre minimálnu hrúbku prekrytia 3 mm. Tenšie prekrytie (povedzme 2 mm) by vyžadovalo rekvalifikáciu s chemickým vzorkovaním vo vzdialenosti 2 mm od spojovacej línie.

Maximálna hrúbka kvalifikovaná podľa ASME IX je 1,5-násobok hrúbky prekrytia na testovacom kupóne (QW-453). To znamená, že prekrytie testovacieho kupónu s hrúbkou 5 mm kvalifikuje výrobné prekrytia až do 7,5 mm – dostatočné pre väčšinu aplikácií na ústí vrtu (zvyčajne 3–6 mm).

Príloha F API 6A nemení tieto rozsahy hrúbok, ale posilňuje disciplínu merania: písomná špecifikácia výrobcu musí obsahovať techniku ​​merania špecifikovanej hrúbky prekrytia (požiadavky API 6A PSL 2/3/4 NDE) a táto metóda merania sa musí preukázať počas kvalifikácie.

Ako sa overuje chemické zloženie a aké sú limity obsahu Fe?

Overenie chemického zloženia sa vykonáva v určenej vzdialenosti od tavnej línie (rovnajúcej sa minimálnej hrúbke prekrytia). Pre prekrytia zliatiny 625 v prevádzke ústia vrtu musí obsah železa (Fe) v tejto vzdialenosti typicky spĺňať Fe menšie alebo rovné 5 % alebo Fe menšie alebo rovné 10 %, v závislosti od špecifikácie projektu. Toto je jediný najdôležitejší strážca chémie pre kvalifikáciu overlay.

Obsah Fe vo vrstve je priamou mierou zriedenia - primiešania železa základného kovu do ložiska zliatiny niklu. Vysoké Fe znamená vysoké riedenie, ktoré zhoršuje koróznu odolnosť povrchu prekrytia.

ASME IX QW-453 Poznámka 9 vyžaduje chemickú analýzu v kvalifikovanej povrchovej vzdialenosti. API 6A odsek 6.5.1.2.2 to posilňuje a vyžaduje, aby sa vzdialenosť vzorkovania od fúznej linky zaznamenávala na PQR.

Typické limity Fe pre prekrytie ústia vrtu:Fe Menej ako alebo rovné 5 % pre kritické kyslé služby (najbežnejšie pre API 6A aplikácie vrtu/vianočného stromčeka so zliatinou 625). Fe Menej ako alebo rovné 10 % pre menej agresívne prostredie alebo tam, kde špecifikácia projektu umožňuje vyššiu toleranciu.

Obsah Fe sa meria spektrometrickou analýzou (OES alebo EDS) na čipe alebo zemnej vzorke odobratej v špecifikovanej vzdialenosti. Toto nie je teoretický výpočet -, je to priame meranie skutočného prekryvného vkladu.

Výskum TWI (2010) preukázal, že pre povlaky Alloy 625 zostáva odolnosť proti korózii prijateľná až do určitej prahovej hodnoty Fe, potom prudko klesá. Toto potvrdzuje konzervatívny limit Fe menší alebo rovný 5 %, ktorý sa bežne používa v špecifikáciách ústia vrtu API 6A.

Má zváracia poloha vplyv na kvalifikáciu prekrytia?

Poloha zvárania je podstatnou premennou pre kvalifikáciu prekrytia. Podľa ASME IX sa prekrytie kvalifikované na jednej pozícii automaticky nekvalifikuje na všetky ostatné pozície. API 6A tieto pravidlá nemení, ale produkčné prekrytia na komponentoch ústia vrtu často vyžadujú kvalifikáciu viacerých-pozícií z dôvodu zložitých geometrií.

ASME IX QW-283.1 uvádza pozíciu ako základnú premennú pre CRO. Kvalifikovaná pozícia je pozícia použitá na testovacom kupóne. Podľa QW-461 poskytujú určité kvalifikácie pozícií obmedzené krížové pokrytie: napríklad 1G (ploché) nespĺňa podmienky pre 2G (horizontálne), 3G (vertikálne) alebo 4G (nadzemné) na prekrytie.

Pre prekrytia rúr/rúrok platí, že 2G (horizontálne pevné, vertikálna os) kvalifikuje 1G a 2G. 5G (horizontálne pevné, os horizontálne) kvalifikuje 1G, 2G, 3G a 4G - najkomplexnejšiu kvalifikáciu jednej polohy- pre prekrytie valcových komponentov.

Zariadenie vrtu predstavuje zložité geometrie prekrytia: tesniace plochy prírub (účinne ploché), otvory telesa ventilu (valcové, často vyžadujúce vnútorné prekrytie) a prechody. Výrobcovia sa zvyčajne kvalifikujú na pozície 5G alebo 6G, aby maximalizovali pokrytie.

Podľa ISO 15614-1 (odkaz na API 6A pre návod na testovanie tvrdosti) pre prekrytie pevných (nerotujúcich) komponentov sa testy tvrdosti vykonávajú zo zvaru v polohe s najnižším tepelným príkonom, aby sa kvalifikovali pre všetky polohy. Toto je praktické riešenie, ale vzťahuje sa len na rozsah skúšky tvrdosti, nie na úplnú kvalifikáciu prekrytia.

Akú úlohu zohráva predhrievanie a interpass teplota?

Predhrievanie a interpass teplota sú základné premenné pre kvalifikáciu prekrytia, ak sú špecifikované na WPS. Zníženie teploty predohrevu pod kvalifikované minimum alebo zvýšenie interpass teploty nad kvalifikované maximum si vyžaduje rekvalifikáciu.

Pre väčšinu aplikácií prekrytia na uhlíkových a nízkolegovaných oceľových substrátoch je predhriatie rozhodujúce, aby sa predišlo vodíkom-indukovanému praskaniu v HAZ základného kovu. ASME IX QW-283.1 považuje predhrievanie za základnú premennú pre CRO, ak je to špecifikované na WPS.

Interpassová regulácia teploty zabraňuje nadmernej akumulácii tepla, ktorá môže degradovať chémiu prekrytia (zvyšovaním riedenia v nasledujúcich vrstvách) a spôsobiť zmäkčenie HAZ alebo nadmerný rast zŕn v substráte.

Typické hodnoty pre povlak Zliatina 625 na nízkolegovanej-oceli:Minimálne predhriatie 150 stupňov (300 stupňov F) pre substráty AISI 4130 / F22; maximálna interpass teplota 150 stupňov (300 stupňov F) pre samotné prekryvné vrstvy, podľa bežných špecifikácií ústia vrtu. Niektoré projekty vyžadujú interpass Menší alebo rovný 100 stupňom pre niklové povlaky na zachovanie chémie.

Príloha F API 6A sa riadi pravidlami ASME IX pre zmeny predohrevu a interpass premenných. Kľúčový rozdiel je v tom, že testovanie tvrdosti API 6A podľa ISO 15156-2 pridáva implicitné obmedzenie: ak je interpass teplota príliš vysoká, výsledná tvrdosť HAZ môže prekročiť limity 250 HV / 22 HRC, čo spôsobí zlyhanie kvalifikácie bez ohľadu na pravidlá premennej WPS.

Ako PWHT (tepelné spracovanie po{0}}zváraní) spustí rekvalifikáciu?

PWHT je základnou premennou pre kvalifikáciu overlay. Zmena stavu PWHT (pridanie, vymazanie alebo zmena teplotného rozsahu) alebo zvýšenie celkového času pri teplote PWHT o 25 % alebo viac si vyžaduje rekvalifikáciu. Pre prekrytia A-Nie. 9 (Zliatina 625) sú zmeny PWHT obzvlášť dôležité, pretože môžu ovplyvniť chémiu prekrytia a tvrdosť HAZ.

ASME IX QW-283.1 špecifikuje:(a) V prípade CRO s hodnotou A-Nie. 9 na všetkých základných materiáloch je zmena stavu PWHT alebo zvýšenie celkového času pri teplote PWHT o 25 % alebo viac podstatnou premennou vyžadujúcou rekvalifikáciu.(b) Pre všetky ostatné CRO prekrytia je nevyhnutná zmena stavu PWHT (pridanie alebo vymazanie), ale neplatí pravidlo 25 % predĺženia času.

Na tomto rozdiele záleží: Prekrytia zliatiny 625 (A-Nie. 9) na zariadeniach ústia vrtu často dostávajú PWHT (zvyčajne 590 – 650 stupňov odľahčenie napätia), pretože substrát (4130, F22) to vyžaduje pre mechanické vlastnosti základného kovu. Povlak musí prežiť túto PWHT a stále spĺňať limity obsahu Fe a tvrdosti po tepelnom spracovaní.

Príloha F API 6A nemení pravidlá premennej ASME IX PWHT, ale požiadavka testu tvrdosti ISO 15156-2 pridáva praktickú bránu: ak PWHT spôsobí, že tvrdosť HAZ presiahne 250 HV, kvalifikácia zlyhá, aj keď boli dodržané pravidlá zmeny premennej ASME IX.

Pre prekrytia, kde sa na skúšobnom kupóne vykonala PWHT, sa okrem Vickersovej metódy dodatočne vykoná skúška tvrdosti podľa Rockwella podľa ISO 6508-1 / ASTM E-18. Táto požiadavka dvojitej metódy je prídavok API 6A / ISO 15156, ktorý sa nenachádza v samotnom ASME IX.

Prečo je vstup tepla podstatnou premennou pre prvú prekryvnú vrstvu?

Prívod tepla pre prvú kryciu vrstvu je podstatnou premennou. Zvýšenie o viac ako 10 % nad kvalifikovaný tepelný príkon prvej-vrstvy si vyžaduje rekvalifikáciu. Je to preto, že vstup tepla prvej{4}}vrstvy priamo riadi riedenie - množstva základného kovu primiešaného do prekrytia -, čo určuje chémiu povrchu a odolnosť proti korózii.

ASME IX QW-283.1 špecifikuje: pre CRO je podstatnou premennou zvýšenie tepelného príkonu pre prvú vrstvu o viac ako 10 %.Tepelný príkon=(napätie × prúd × 60) / rýchlosť jazdy (v J/in alebo kJ/mm).

Prvá vrstva je tam, kde je riedenie najvyššie, pretože oblúk súčasne roztaví výplň aj základný kov. Vyšší tepelný príkon zvyšuje penetráciu a riedenie, čím sa tlačí viac Fe do povlaku.

Výskum TWI (Kumar et al., 2010) preukázal, že pri rovnakom tepelnom príkone rôzne kombinácie prúdu a cestovnej rýchlosti vytvárajú rôzne úrovne riedenia. Toto zistenie spochybňuje, či samotné pravidlo 10 % tepelného príkonu stačí na kontrolu chémie. Pravidlom kódexu však zostáva regulačný vrátnik.

Praktický význam:Výrobcovia by mali zaznamenávať skutočné parametre prvej{0}}vrstvy (V, A, rýchlosť jazdy) na PQR s vysokou presnosťou. Ak výrobné zváranie musí zvýšiť prúd o 15 % (napr. na vyplnenie širšej drážky), je potrebné vypočítať zvýšenie tepelného príkonu a porovnať ho s hodnotou PQR. Ak presiahne 10 %, rekvalifikácia je povinná.

Chemické overenie API 6A vo vzdialenosti tavnej linky poskytuje dodatočnú kontrolu: aj keď je zvýšenie tepelného príkonu v rámci 10 %, obsah Fe v kvalifikovanej vzdialenosti musí stále spĺňať špecifikovaný limit. Tento dvoj{3}}bránový systém (vstup tepla + chémia) je robustnejší ako spoliehanie sa len na vstup tepla.

Aké požiadavky na testovanie tvrdosti pridáva API 6A príloha F nad rámec ASME IX?

Príloha F API 6A pridáva povinné testovanie tvrdosti podľa ISO 15156-2 / NACE MR0175, ktoré ASME IX nevyžaduje len pre kvalifikáciu prekrytia. Kritériá prijatia sú: tvrdosť základného kovu a HAZ 250 HV alebo menej (alebo 22 HRC alebo 22 HRC za špecifických podmienok) a tvrdosť povlaku podľa špecifikácie materiálu. Toto je najvýznamnejší doplnok k kvalifikácii prekrytia špecifický pre API 6A.

ASME IX nevyžaduje skúšanie tvrdosti pre kvalifikáciu CRO. Testy ASME IX pre prekrytie sú: overenie chemického zloženia, testy ohybu (4 bočné ohyby) a makroskúška. Tvrdosť nie je v QW-453.

API 6A prostredníctvom svojho odkazu na ISO 15156-2 vyžaduje:Testovanie tvrdosti podľa Vickersa (HV10 alebo HV5) podľa ISO 6507-1 / ASTM E92 na minimálne 12 testovacích miestach na troch priechodoch (základný kov, HAZ, každá prekryvná vrstva). Rockwellova skúška tvrdosti podľa ISO 6508-1 / ASTM E-18, ak bola použitá PWHT.

Kritériá prijatia podľa ISO 15156-2 / NACE MR0175:Základné kovy a HAZ: 250 HV alebo menej pre uhlíkové, C-Mn a nízko{2}}legované ocele. Ak je zahrnuté návrhové napätie menšie alebo rovné 2/3 SMYS a PWHT, namiesto toho sa môže použiť menšie alebo rovné 22 HRC. Hodnoty pod 20 HRC musia byť potvrdené pomocou stupnice HRB. Nános prekrytia: podľa príslušnej špecifikácie materiálu.

Pre prekrytie drážok (aplikácie s prekrytím drážok V{0}}) vyžaduje API 6A 3 merania tvrdosti do 3 mm od základného kovu na priereze zvaru-, s priemerom menším alebo rovným 92 HRBW.

Táto požiadavka na testovanie tvrdosti je primárnym dôvodom, prečo sú kvalifikácie prekrytia API 6A rozsiahlejšie a nákladnejšie ako kvalifikácie čistého prekrytia ASME IX. Priamo rieši riziko prasknutia kyslých služieb, ktoré ASME IX nevyhodnocuje.

Aké testy ohybu a makro skúšky sú potrebné?

Na kvalifikáciu prekrytia podľa ASME IX QW-453 sa vyžadujú štyri riadené bočné{0}testy ohybu a jedno makroskúška na PQR. API 6A prijíma tieto požiadavky a pridáva kritériá akceptácie LPT podľa ASME, oddiel V, článok 6.

Testy ohybu:ASME IX QW-453 vyžaduje 4 riadené testy bočného ohybu (alebo 2 bočné + 2 pozdĺžne bočné ohyby ako alternatívu). Kritérium prijatia: žiadny otvorený defekt presahujúci 1,5 mm (1/16 palca) v žiadnom smere a žiadny otvorený defekt presahujúci 3 mm (1/8 palca) v oblasti zvaru. Tieto ohyby testujú integritu spojenia medzi prekrytím a základným kovom.

Makro vyšetrenie:Podľa ASME IX a ISO 15614-7 minimálne 1 makro exemplár na PQR. Vzorka je vyleptaná podľa ISO 17639, aby sa odhalila fúzna línia, HAZ a nahromadenie vrstvy. Prevzatie: žiadne praskliny alebo rovinné chyby; jednotlivé póry Menšie alebo rovné 2 mm; hladký zvar prechádzajúci do základného kovu spĺňajúci ISO 5817 úroveň kvality C; dokumentované fotografiami pri zväčšení väčšom alebo rovnakom ako 5-násobok.

Prídavok API 6A LPT:API 6A PSL 3 (oddiely 7.5.2.2.9 a 7.5.2.3.8) vyžaduje testovanie tekutého penetrantu na kvalifikačnom kupóne prekrytia, ktoré spĺňa kritériá prijatia podľa ASME, sekcia V, článok 6 / QW-195.2. Toto LPT sa vykonáva po PWHT a pred deštruktívnym testovaním.

Ako sa API 6A príloha F porovnáva s ASME IX QW-283 pre kvalifikáciu prekrytia?

Príloha F API 6A používa ASME IX QW-283 ako základný rámec základných premenných, potom pridáva štyri významné úrovne kontroly: (1) povinné testovanie tvrdosti podľa normy ISO 15156, (2) overenie chemického zloženia viazané na vzdialenosť hrúbky prekrytia, (3) požiadavky NDE závislé od PSL a (4) špecifické prijateľné kombinácie spotrebného materiálu a základného kovu. Výsledkom je kvalifikačný systém, ktorý je prísne konzervatívnejší ako samotný ASME IX.

Nasledujúca tabuľka sumarizuje hlavné rozdiely:

Tabuľka: Porovnanie požiadaviek na kvalifikáciu prekrytia medzi ASME IX QW-283 a API 6A, príloha F. Modro tieňované riadky zvýrazňujú najvplyvnejšie doplnky API 6A.

Aké sú praktické dôsledky pre výrobcov?

Výrobcovia musia investovať do štruktúrovaného, ​​multi{0}}variabilného kvalifikačného programu, ktorý súčasne rieši požiadavky ASME IX aj API 6A. Medzi kľúčové praktické činnosti patrí: kvalifikácia na reprezentatívnych základných materiáloch, výber procesov s nízkym -riedením, zaznamenávanie parametrov prvej- vrstvy s vysokou presnosťou a navrhovanie testovacích kupónov PQR tak, aby pokryli zamýšľaný rozsah hrúbok prekrytia.

1. Kvalifikačná stratégia:Namiesto kvalifikačného prekrytia na každý jednotlivý druh základného kovu by sa výrobcovia mali zamerať na skupiny P-čísel, ktoré pokrývajú väčšinu ich produktov ústia vrtu (P-Nie. 1 pre A105/A106, P-Nie. 4/5A pre F22/F11, plus nepriradené materiály ako AI07 a A13, kde je to opodstatnené).

2. Výber procesu:Automatizovaný proces GTAW s pulzným horúcim-káblom je odporúčaný proces na výrobu prekryvných vrstiev API 6A. Jeho nízke riedenie (zvyčajne menšie alebo rovné 10 %) uľahčuje splnenie Fe menšieho alebo rovného 5 % pri špecifikovanej vzdialenosti fúznej linky a jeho vysledovateľnosť parametrov podporuje požiadavky auditu PSL 3/4.

3. Návrh PQR kupónu:Hrúbka prekrytia testovacieho kupónu by mala byť aspoň 5 mm, aby sa kvalifikovali výrobné prekrytia do 7,5 mm (pravidlo 1,5×). Chemická vzorka sa musí odobrať v minimálnej vzdialenosti hrúbky prekrytia (zvyčajne 3 mm od spojovacej línie pre zliatinu 625).

4. Riadenie zmien premenných:Každá navrhovaná zmena základnej premennej musí byť vyhodnotená pred výrobou. Ak zmena presiahne kvalifikovaný rozsah, rekvalifikácia je povinná. Bežné spúšťače: iná značka plniva (ak je neštandardná), dlhší čas PWHT, širší rozsah pozícií, vyšší tepelný príkon prvej-vrstvy.

5. Dokumentačná disciplína:Zaznamenajte všetky aktuálne parametre zvárania na PQR s plnou presnosťou (V, A, rýchlosť posuvu, tepelný príkon na vrstvu, teploty predohrevu/interpass, teplota a čas PWHT). Tieto údaje definujú kvalifikovaný rozsah a budú auditované podľa požiadaviek API 6A PSL 3/4.

Aké bežné chyby vedú k zlyhaniu prekrytej kvalifikácie?

Tri najbežnejšie príčiny zlyhania kvalifikácie prekrytia sú: (1) nadmerné riedenie spôsobujúce obsah Fe nad špecifikovaný limit, (2) tvrdosť HAZ presahujúca 250 HV / 22 HRC a (3) chyby ohybovej skúšky na tavnej línii naznačujúce slabú integritu spoja. Všetky tri sú zistiteľné iba prostredníctvom špecifických testov API 6A- (overenie chémie a testovanie tvrdosti), ktoré idú nad rámec ASME IX.

Nadmerné riedenie (Fe > 5 % alebo > 10 %):Spôsobené príliš{0}}vysokým tepelným príkonom na prvej vrstve, zlou stratégiou prekrývania guľôčok alebo použitím procesu vysokého-riedenia (napr. ručné SMAW) bez dostatočného množstva vrstiev. Náprava: prepnite na nízke -riedenie GTAW, optimalizujte parametre prvej-vrstvy alebo pridajte vyrovnávaciu vrstvu.

Tvrdosť HAZ > 250 HV:Spôsobené nedostatočným predhriatím, nadmernou teplotou medzi prechodmi, nedostatočným PWHT alebo použitím substrátu s vysokou vytvrditeľnosťou (napr. AISI 4130) bez správnej tepelnej kontroly. Náprava: zvýšte predohrev, regulujte medziprechodovú teplotu, použite vhodnú PWHT podľa ISO 15156-2.

Chyby fúznej čiary-testu ohybu:Počas testovania bočného{0}}ohybu otvorené defekty na rozhraní prekryvnej vrstvy a základného kovu, čo naznačuje neúplné spojenie alebo slabé spojenie. Náprava: overte čistotu povrchu pred prekrytím, optimalizujte charakteristiku oblúka prvej-vrstvy a zaistite správne pokrytie ochranným plynom.

Neúplná dokumentácia:V PQR chýba chemická vzorkovacia vzdialenosť, výpočet tepelného príkonu prvej vrstvy alebo údaje o prechode tvrdosti. Toto nie je zlyhanie testu ako také, ale ruší platnosť PQR na účely API 6A a vyžaduje si opätovnú{3}}dokumentáciu alebo opätovné{4}}testovanie.

Záver

Kvalifikácia prekrytia zvaru podľa prílohy F API 6A je viacrozmerné cvičenie zhody, ktoré spája kontroly tvrdosti podľa normy ISO 15156 a požiadavky na chemické overenie na rámec základných premenných ASME Section IX QW-283. Základné premenné - zvárací proces, základný materiál P-číslo, prídavný kov A/F-číslo, hrúbka prekrytia, poloha zvárania, teplota predohrevu/interpass, podmienky PWHT a tepelný príkon prvej-vrstvy – definujú kvalifikačnú obálku. Akákoľvek zmena mimo tejto obálky si vyžaduje úplnú rekvalifikáciu.

Pre výrobcov zariadení na ústie vrtu z nehrdzavejúcej ocele a zliatiny niklu je kľúčovým poznatkom: Kvalifikácia API 6A Annex F je striktne náročnejšia ako samotná ASME IX. Testovanie tvrdosti podľa ISO 15156 a chemické overenie na vzdialenosti fúznej linky sú dve brány, ktoré najčastejšie zachytávajú postupy, ktoré by prešli ASME IX, ale zlyhali podľa API 6A. Navrhovanie postupov prekrytia na prekonanie týchto brán od prvého pokusu o PQR - výberom procesov s nízkym -riedením, presnou kontrolou prívodu tepla prvej-vrstvy a použitím správnej PWHT - šetrí čas, náklady a regulačné riziko.