Zváranie Super Duplex s hyperbarickými podmienkami: Postupy opravy na mori

Čo je hyperbarické zváranie a prečo je dôležité pri offshore super duplexných opravách?

Hyperbarické zváranie je suché zváranie pod vodou, ktoré sa vykonáva vo vnútri pretlakového prostredia, kde je voda vytláčaná dýchacou- atmosférou plynu pri tlaku okolitého mora alebo blízko neho. Pre super duplexné potrubia, stúpačky a konštrukčné uzly z nehrdzavejúcej ocele je to jediná metóda opravy, ktorá spoľahlivo reprodukuje zvary v atmosférickej{2}}kvalite v hĺbke, a preto je to predvolená voľba vždy, keď sa poškodené vedenie nedá dostať na povrch.

Prevádzkovatelia na mori siahajú po hyperbarickej oprave namiesto úplnej obnovy potrubia, pretože obnova je pomalá, nákladná a často nemožná pre hlboko{0}}zasadené alebo silne ukotvené vedenia. Hyperbarické prostredie umožňuje certifikovanej zváračskej skupine vyrezať poškodenú časť, pripraviť spoj a zvariť ho späť na miesto pomocou procesov a kontrol kvality, ktoré odzrkadľujú výrobnú dielňu na vrchu a nie otvorené-vodné mokré zváranie.

Prečo Super Duplex konkrétne zvyšuje stávky

Super duplexné triedy ako UNS S32750 (2507) a UNS S32760 sú vybrané pre offshore služby práve kvôli ich vysokej pevnosti a odolnosti voči jamkovej, štrbinovej a chloridovej korózii v morskej vode. Tento výkon závisí od prísne kontrolovanej mikroštruktúry 50/50 austenitu-feritu a hyperbarické podmienky sú jedným z mála prostredí schopných narušiť túto rovnováhu počas samotného zvárania, vďaka čomu je kvalifikácia postupu oveľa menej zhovievavá ako pri opravách austenitickej nehrdzavejúcej alebo uhlíkovej ocele.

Ktorú triedu Super Duplex by mali prevádzkovatelia na mori špecifikovať na hyperbarickú opravu?

Opravný zvar by mal vždy zodpovedať kvalite základnej rúry: UNS S32750 (2507) pre všeobecné podmorské potrubia a konštrukčné služby a UNS S32760 (typ Zeron 100), kde je aktívum vystavené aj kyslej prevádzke alebo vystaveniu štrbinám s vysokým-chloridom, pretože nahradenie nižším-základným a legovaným spojovacím materiálom alebo galvanickým plnivom na opravu nesúlad-odolnosti proti korózii, ktorý môže skrátiť zvyšok projektovanej životnosti potrubia.

Zdroj: ASTM A923; referencie priemyselného zváračského-inžinierstva v špecifikácii S32750/S32760 offshore.

PREN alebo ekvivalentné číslo odolnosti proti bodovej korózii je štandardná skratka na klasifikáciu odolnosti proti korózii medzi duplexnými a super duplexnými triedami: PREN=%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N. Akýkoľvek postup hyperbarickej opravy by mal byť kvalifikovaný, aby sa preukázalo, že -zvarené PREN zvarového kovu a tepelne{5}}ovplyvnenej zóny nie je podstatne nižšie ako základná rúra, pretože opravný zvar musí byť najslabším článkom iba raz.

Ako ovplyvňuje zvýšený okolitý tlak mikroštruktúru zvarového kovu?

Zvýšený hyperbarický tlak potláča rozpustnosť dusíka vo zvarovom kúpeli a posúva kinetiku fázovej transformácie, čo posúva -zvarenú mikroštruktúru smerom k prebytku feritu, pokiaľ sa ochranný plyn a prívod tepla zámerne neupravia, aby to kompenzovali; neopravené, to zvyšuje riziko zníženej húževnatosti a nižšej odolnosti proti korózii presne tam, kde je potrebné, aby oprava fungovala najlepšie.

Nezávislý výskum hyperbarického duplexného zvárania priamo preukázal túto tlakovú citlivosť. Štúdie jadrového oblúkového zvárania duplexnej nehrdzavejúcej ocele pri simulovaných hyperbarických tlakoch zistili, že obsah feritu vo zvarovom kove sa menil nelineárne- s tlakom a že odolnosť proti bodovej korózii sledovala výslednú rovnováhu fáz feritu, austenitu a sekundárneho austenitu namiesto samotného tlaku.

Praktický význam:WPS kvalifikovaná pri jednej atmosfére alebo dokonca pri jednej hyperbarickej hĺbke nemožno považovať za platnú pri inom tlaku. Ochranný plyn-obohatený o dusík, upravený tepelný príkon a interpassová regulácia teploty predstavujú štandardné zmiernenie a každá kombinácia musí byť rekvalifikovaná-pre konkrétnu hĺbku práce.

Dodatočný tlak-efekty, ktoré sa oplatí špecifikovať

Správanie oblúka sa stáva menej stabilným, keď tlak v komore stúpa, čo je dôvod, prečo sú mechanizované GTAW alebo GMAW uprednostňované pred manuálnou technikou pre hyperbarickú super duplexnú prácu.

Rýchlosť ochladzovania zvarového kúpeľa a režim tuhnutia sa menia s tlakom a zložením plynu, čo ovplyvňuje precipitáciu sekundárnej fázy a následne húževnatosť.

Prídavné kovy na báze niklu- (bežne AWS ERNiCrMo-3 / typ Inconel 625) sú často špecifikované pre hyperbarické duplexné zvary, pretože sú menej citlivé na nadmernú tvorbu feritu ako zodpovedajúce duplexné výplne.

Ktoré zváracie procesy sú kvalifikované na suchú hyperbarickú super duplexnú opravu?

Mechanizované zváranie plynovým volfrámovým oblúkom (GTAW) a zváranie plynovým kovovým oblúkom (GMAW) vrátane variantov s tavivom-jsú procesy s najsilnejším kvalifikačným záznamom pre suchú hyperbarickú superduplexnú opravu a klasifikačné-pokyny spoločnosti povoľujú oboje, zatiaľ čo iné procesy vyžadujú pred použitím dodatočnú kvalifikáciu.

Zdroj: DNV návod na zváranie pod vodou; Kód pre zváranie pod vodou AWS D3.6M; publikoval výskum hyperbarického zvárania GMA/FCA na duplexnej nehrdzavejúcej oceli.

Aké normy upravujú kvalifikáciu postupu hyperbarického superduplexného zvárania?

Každá pobrežná hyperbarická oprava na super duplexnom potrubí by mala byť kvalifikovaná podľa AWS D3.6M pre triedu zvárania pod vodou, krížové{1}}odkazy na základný procesný kvalifikačný štandard, ako je ASME Section IX alebo ISO 15614, a pre Severné more a podobne regulované aktíva na klasifikáciu-požiadavky spoločnosti a NORSOK, pretože žiadny jeden dokument nepokrýva oboje základné-metalické zváranie pod vodou.

Zdroj: AWS D3.6M:2017 Kód pre zváranie pod vodou; DNV návod na zváranie pod vodou; NORSOK M-601; Séria ISO 15614.

Pochopenie tried zvárania AWS D3.6M

• Požiadavky na kvalitu triedy A - porovnateľné so zváraním vykonávaným na vzduchu; úroveň, ktorá je bežne špecifikovaná pre superduplexné-opravy primárneho tlaku.
• Trieda B - pre menej kritické aplikácie, kde môžu byť vlastnosti čiastočne znížené v porovnaní s-zvarom na vzduchu.
• Kvalita triedy O - sa riadi výlučne iným určeným kódom alebo špecifikáciou klienta, ktorá je prepojená so špecifickými podmorskými-požiadavkami D3.6M.

Pre super duplexné opravy potrubia prepravujúce procesnú kvapalinu pri projektovanom tlaku je primeranou predvolenou hodnotou kvalifikácia triedy A; čokoľvek menšie presúva riziko na operátora bez zodpovedajúceho zníženia následkov poruchy.

Ako sa overuje odolnosť proti korózii po hyperbarickej oprave?

Overenie po{0}}zvare pri superduplexných hyperbarických opravách by malo zahŕňať meranie obsahu feritu cez zvarový kov a tepelne-ovplyvnenú zónu, plus ponorný test chloridu železitého podľa ASTM A923 Metóda C, pretože samotná vizuálna a rádiografická kontrola nedokáže odhaliť tvorbu intermetalickej fázy alebo feritové zošikmenie, ktoré najčastejšie znižuje koróziu v tlakových-zváraných duplexných spojoch.

Typický akceptačný základ:úbytok hmotnosti pod približne 10 mg/dm²/deň (mdd) v teste ASTM A923 Metóda C s presným číslom stanoveným špecifikáciou projektu a obsahom feritu v rozsahu overenom počas kvalifikácie postupu, pričom sa vo všeobecnosti zameriava na vyváženú dvojfázovú štruktúru, a nie na podmienky bohaté na ferit-, ktoré má tendenciu vytvárať nezmiernený hyperbarický tlak.

Pretože oprava neúspešného korózneho testu po zásahu do biotopu je nákladná, väčšina skúsených dodávateľov vykonáva kvalifikačné testovanie ASTM A923 na samotnom WPS pri aktuálnom pracovnom tlaku a zmesi plynov pred rezaním do potrubia pod napätím. Tým sa zisťovanie rizika korózie presúva z miesta opravy do kvalifikačného laboratória, kam patrí.

Aký spôsob opravy by sa mal zvoliť: suché miesto, miestna dutina alebo mokré zváranie?

Hyperbarické zváranie v suchom prostredí je správnou predvolenou hodnotou pre akúkoľvek super duplexnú opravu primárneho tlakového ohraničenia alebo nosného{0}} konštrukčného prvku; lokálne dutinové zváranie je prijateľnou možnosťou len pre malé, geometricky dostupné opravy; a ručné mokré zváranie by malo byť vyhradené na dočasnú alebo -nekritickú stabilizáciu, pretože nedokáže spoľahlivo reprodukovať mikroštruktúru, ktorá dáva super duplexu jeho korózne vlastnosti.

Zdroj: DNV návod na zváranie pod vodou; publikoval výskum o podvodnom lokálnom a hyperbarickom zváraní duplexnej nehrdzavejúcej ocele.

Akú dokumentáciu o obstarávaní a kontrole kvality by mali kupujúci požadovať od dodávateľa opráv hyperbarických opráv na mori?

Kupujúci by mali vyžadovať{0}}špecifický balík WPS/PQR pre danú prácu kvalifikovaný pre skutočnú hĺbku opravy a zmes plynov, aktuálne záznamy o kvalifikácii zvárača-AWS D3.6M, správy o ferite a testoch ASTM A923 z kvalifikačného zvaru a úplnú vysledovateľnosť materiálu na základnej rúre a prídavnom kove, pretože generické hyperbarické zváranie, táto kvalifikácia na zváranie pri tejto hĺbke potrubia alebo korózii nie je štandardným dôkazom toho, že pri tejto hĺbke potrubia nemôžeme preukázať.

WPS/PQR sa kvalifikovali podľa aktuálneho tlaku v komore, dýchacej- zmesi plynov a procesu zvárania (GTAW alebo GMAW/FCAW).

Záznamy kvalifikácie zváračov-potápačov aktuálne podľa AWS D3.6M pre špecifikovanú triedu zvaru.

Správy o obsahu feritu a testoch korózie ASTM A923 Metóda C generované z kvalifikačného zvaru, nie z nesúvisiacich údajov kupónu.

Správy o skúške materiálu (MTR) podľa EN 10204 3.1 alebo 3.2 pre základnú rúrku aj prídavný kov, potvrdzujúce triedu a PREN.

Plán nedeštruktívneho vyšetrenia (rádiografia a/alebo ultrazvukové testovanie) vhodný pre obmedzenia prístupu k biotopu, definovaný pred mobilizáciou.

Často kladené otázky

Otázka: Môže sa štandardná duplexná výplň 2205 použiť na opravu super duplexného potrubia 2507 pod vodou?

Odpoveď: Nie. Prídavný kov by sa mal zhodovať alebo prevyšovať obsah zliatiny základnej rúry a PREN; použitie plniva 2205 na oprave 2507 alebo S32760 vytvára na zvare medzeru proti korózii-, čo je zvyčajne najmenej tolerovateľné miesto.

Otázka: Zvyšuje hyperbarický tlak vždy obsah feritu v duplexnom zvarovom kove?

Odpoveď: Výskum ukazuje, že tento vzťah je závislý od tlaku- a{1}}procesu, a nie striktne lineárny, ale nekorigované hyperbarické podmienky vo všeobecnosti smerujú k nadmernému feritu z dôvodu zníženej rozpustnosti dusíka, a preto sa musí ochranný plyn a prívod tepla rekvalifikovať-pre každý pracovný tlak.

Otázka: Je niekedy prijateľné mokré zváranie pre super duplexné potrubia?

Odpoveď: Len na dočasnú alebo -nekritickú stabilizáciu. Pri akejkoľvek oprave, ktorej cieľom je obnoviť dlhodobú{2}}službu kritickú pre koróziu-, je vhodným štandardom suché hyperbarické zváranie kvalifikované podľa AWS D3.6M triedy A.

Otázka: Ktorý korózny test by mal byť špecifikovaný pre hyperbarický super duplexný opravný zvar?

Odpoveď: ASTM A923 Metóda C, ponorný test chloridu železitého, je štandardná metóda na zisťovanie tvorby intermetalickej fázy v duplexných a super duplexných zvaroch a mala by sa spustiť na kvalifikačnom zvare pred začatím výrobného zvárania.

Otázka: Aký je rozdiel medzi zvarmi AWS D3.6M triedy A a triedy B?

Odpoveď: Zvary triedy A majú štandard kvality porovnateľný so zváraním vykonávaným na vzduchu a sú vhodné na opravy primárneho tlaku-; Zvary triedy B akceptujú trochu obmedzené vlastnosti a sú vyhradené pre menej kritické aplikácie.