Kas ir ūdeņraža izraisīta krekinga (HIC)?
Ūdeņraža izraisīta plaisāšana ir ūdeņraža bojājuma veids, kas rodas oglekļa un zema{0}}leģētā tēraudā, kad atomu ūdeņradis nokļūst materiālā no kodīgas vides, parasti mitrā režīmā, kas satur sērūdeņradi (H₂S). Naftas un gāzes cauruļvadā H₂S reaģē ar dzelzi uz tērauda virsmas un izdala atomu ūdeņradi. Ūdeņraža atomi izkliedējas tēraudā un rekombinējas par molekulāro ūdeņradi pie iekšējām pārrāvumiem, piemēram, iegarenu mangāna sulfīda ieslēgumu, viduslīnijas segregācijas vai grupētu oksīdu. Tā kā molekulārais ūdeņradis nevar izkliedēties atpakaļ, tas uzkrāj iekšēju spiedienu, kas var radīt burbuļus uz virsmas un izraisīt pakāpenisku plaisāšanu cauri sienas biezumam.
HIC atšķiras no sulfīda spriegumu plaisāšanas (SSC): SSC ir nepieciešams stiepes spriegums, un tas notiek augstas -cietības vai augstas-stiprības mikrostruktūrās, savukārt HIC var attīstīties bez ārēja sprieguma un galvenokārt ir atkarīgs no tērauda tīrības, ieslēguma morfoloģijas un mikrostruktūras. Abi atteices režīmi tiek risināti, kad caurule tiek pasūtīta skābam pakalpojumam.
HIC prasības API 5L specifikācijā
Saskaņā ar API 5L HIC pārbaude nav vispārēja prasība katrai caurulei. Tas attiecas uz PSL 2 pakāpēm, kas pasūtītas ar skābu-pakalpojuma apzīmējumu, kas norādīts ar burtuSklases nosaukumā, piemēram, X52MS, X60MS, X65MS, X65QS un X70QS. Šajos apzīmējumos M apzīmē termomehāniski velmētu izstrādājumu un Q apzīmē rūdītu un rūdītu izstrādājumu; S sufikss nozīmē, ka caurulei ir noteikta izturība pret ūdeņraža izraisītu plaisāšanu H2S vidē. HIC testa prasības šīm kategorijām ir noteiktas API 5L B pielikumā, un testa procedūra tiek veikta saskaņā ar NACE TM0284, kas ir standarta metode cauruļvadu tērauda izturības pret ūdeņraža izraisītu plaisāšanu novērtēšanai.
| Vienums | Tipiska prasība |
|---|---|
| Piemērojams produkts | PSL 2 caurule ar S sour{1}}pakalpojuma apzīmējumu, piemēram, X52MS, X65MS, X65QS |
| Pārbaudes metode | NACE TM0284 |
| Plaisu garuma attiecība (CLR) | max 15% |
| Plaisu biezuma attiecība (VKS) | max 5% |
| Plaisu jutības koeficients (CSR) | max 2% |
CLR, VKS un CSR ierobežojumi tabulā ir pieņemamās vērtības, kas parasti tiek lietotas API 5L B pielikuma pirkuma specifikācijās. Galīgie pieņemšanas kritēriji vienmēr ir noteikti pirkuma pasūtījumā un projekta specifikācijā, kas var noteikt stingrākas vērtības smagai apkalpošanai.
Kāds ir CLR, VKS un CSR pasākums
Pēc pārbaudes paraugu sagriež un pārbauda metalogrāfiski. Trīs koeficienti tiek aprēķināti no plaisām, kas novērotas sekciju virsmās:
| Indikators | Definīcija |
|---|---|
| CLR (plaisu garuma attiecība) | Plaisu garumu summa uz pārbaudītās sejas, dalīta ar kopējo sejas platumu |
| VKS (plaisu biezuma attiecība) | Plaisu biezumu summa dalīta ar parauga sienas biezumu |
| CSR (plaisu jutīguma koeficients) | Summa (plaisas garums x plaisas biezums) katrai plaisai, dalīta ar (virsmas platums x sienas biezums) |
CLR atspoguļo, cik liela daļa sekcijas platuma ir bojāta, CTR atspoguļo to, cik tuvu plaisas iekļūst sienā, un CSR apvieno abus vienā jutības indeksā. Caurule, kas atbilst visiem trim ierobežojumiem, tiek uzskatīta par izturīgu pret HIC pārbaudītajā stāvoklī.
Testa nosacījumi atbilstoši NACE TM0284
NACE TM0284 tests pakļauj mehāniski apstrādātus paraugus paskābinātam sāls šķīdumam, kas piesātināts ar sērūdeņradi. Standarta testa vide ir A šķīdums, kas sastāv no 5% nātrija hlorīda un 0,5% etiķskābes destilētā ūdenī, kas piesātināts ar H2S 25 ± 3 grādu temperatūrā 96 stundas. Šķīdums B, kas nesatur etiķskābi un sākas ar augstāku pH līmeni, tiek izmantots, ja pircējs ir norādījis, lai attēlotu mazāk smagus lauka apstākļus. Paraugus parasti ņem no parastā metāla, bet metinātajām caurulēm arī no metināšanas un karstuma ietekmētās zonas, jo šuve bieži vien ir visprasīgākā vieta, lai kvalificētu skābu{9}}pakalpojumu. Pēc ekspozīcijas paraugi tiek sadalīti un novērtēti, vai tiem nav burbuļu un plaisāšanas, kā aprakstīts iepriekš.
Metalurģijas faktori, kas kontrolē HIC pretestību
HIC pretestību nosaka tērauda ražošanas un velmēšanas stadijā, nevis tikai pārbaudot. Vislielākā ietekme ir šādiem faktoriem:
| Faktors | Ietekme uz HIC pretestību |
|---|---|
| Sēra saturs | Zems S, parasti 0,003% vai mazāk skābām šķirnēm, samazina mangāna sulfīda ieslēgumus vietās, kur uzkrājas ūdeņradis |
| Ārstēšana ar kalciju | Pārveido atlikušos sulfīdus mazos, lodveida, ne{0}}deformējamos ieslēgumos, kas velmēšanas laikā nepagarinās |
| Fosfors un segregācija | Zems P un samazināta centra līnijas segregācija ierobežo joslu struktūras, kas darbojas kā plaisu ceļi |
| Tīrība | Stingra oksīdu un citu ieslēgumu kontrole samazina plaisu rašanās vietas |
| Mikrostruktūra | Vienveidīgs ferīta-perlīts vai adatveida ferīts bez cietām lentēm uzlabo pretestību |
| Mikrosakausēšana | Nb, V un Ti uzlabo graudu izmēru un atbalsta kontrolētu velmēšanu |
| Ritināšanas un dzesēšanas prakse | Kontrolēta velmēšana un dzesēšana, tostarp tiešsaistes normalizēšana, ja tāda ir, rada viendabīgu struktūru |
Ja šīs vadības ierīces tiek izmantotas kopā, tērauds ir izturīgs pret ūdeņraža uzkrāšanos un plaisu izplatīšanos, tāpēc{0}}apkalpošanas līnijas caurule tiek ražota īpaši kausēšanai un velmēšanai, nevis vienkārši pārbauda no krājumiem.
Kā praksē tiek pārbaudīta HIC veiktspēja
Kvalifikācija parasti notiek divu{0}}pakāpju maršrutā. Pirmkārt, dzirnavas veic tipa vai kvalifikācijas pārbaudi, lai pierādītu, ka ražošanas ceļš var atbilst nepieciešamajām CLR, CTR un CSR vērtībām. Pēc tam ražošanas caurulei tiek veikta partiju-pa-vai siltuma-ar-siltuma testēšana, saskaņā ar vienošanos pirkuma pasūtījumā, ko bieži apliecina trešās-puses pārbaudes aģentūra. Var tikt noteikta arī visa caurules korpusa papildu ultraskaņas pārbaude, lai noteiktu laminējumu vai iekšējos pārtraukumus, kas varētu ietekmēt -slikto pakalpojumu veiktspēju.
Kāpēc HIC prasības ir svarīgas cauruļvadu inženierijā?
Cauruļvadi, kas ved mitru gāzi vai jēlnaftu ar H₂S, darbojas apstākļos, kas īsā laikā var noārdīt parasto oglekļa tēraudu. Ja veidojas HIC, tulznas un iekšējās plaisas vājina sienu un bez brīdinājuma var izraisīt noplūdi vai plīst. API 5L PSL 2 sour-apkalpošanas caurules norādīšana ar pārbaudītu HIC veiktspēju aizsargā līnijas strukturālo integritāti, pagarina pārbaužu intervālus un kalpošanas laiku, kā arī samazina dārgu kļūmju un vides incidentu risku.
FAQ
Vai HIC pārbaude ir obligāta visām API 5L caurulēm?
Nē. HIC pārbaude ir nepieciešama tikai tad, ja caurule ir pasūtīta PSL 2 sour-pakalpojuma klasei ar apzīmējumu S vai ja to pieprasa pirkuma specifikācija. Standarta API 5L PSL 1 vai PSL 2 caurule bez S apzīmējuma nav pakļauta B pielikuma HIC pārbaudei.
Kāda ir atšķirība starp HIC un SSC?
HIC virza iekšējais ūdeņraža spiediens ieslēgumos, un tam nav nepieciešams ārējs spriegums. SSC, sulfīda spriegumu plaisāšanai, ir nepieciešams stiepes spriegums, un tas parasti notiek cietākās mikrostruktūrās; to novērtē ar citu pārbaudes metodi NACE TM0177.
Kurām API 5L kategorijām ir S sour{1}}pakalpojuma apzīmējums?
PSL 2 klases, piemēram, X52MS, X56MS, X60MS, X60QS, X65MS, X65QS, X70MS un X70QS, var pasūtīt ar S sufiksu, ja nepieciešama -rūgta ekspluatācijas pretestība.
Cik ilgi nepieciešams NACE TM0284 HIC tests?
Standarta iedarbība ir 96 stundas testa šķīdumā 25 ± 3 grādu temperatūrā, pēc tam paraugus sagriež, pulē un pārbauda metalogrāfiski. Pilns testa cikls, ieskaitot paraugu sagatavošanu un novērtēšanu, parasti aizņem apmēram vienu nedēļu.
Vai metinātā API 5L caurule var izturēt HIC pārbaudi?
Jā. Metinātām caurulēm paraugus ņem no parastā metāla un no metināšanas šuves un siltuma ietekmētās zonas. Šuve bieži ir kontroles vieta, tāpēc metināšanas palīgmateriāli, siltuma padeve un pēc-metināšanas stāvoklis tiek pārvaldīts kā daļa no sliktā-pakalpojuma kvalifikācijas.
Kādas CLR, VKS un CSR vērtības pircējam ir jānorāda?
Parasti lietotās API 5L B pielikuma vērtības ir CLR max 15%, CTR max 5% un CSR max 2%. Īpaši smagam pakalpojumam pircēji var noteikt stingrākus ierobežojumus, tāpēc vērtības vienmēr ir skaidri jānorāda pirkuma pasūtījumā.
