Hitsauspäällystyksen pätevyys API 6A liitteen F mukaan: Olennaiset muuttujat

Öljy- ja kaasukaivopäälaitteissa korroosiota{0}}kestävä hitsauspäällys (CRO) on etulinjan suojaus H₂S-, CO₂- ja klorideja sisältäviä happamia käyttöympäristöjä vastaan. API-spesifikaatio 6A - kaivonpää- ja joulukuusilaitteiden hallitseva standardi - edellyttää, että kaikki hitsauspinnoitustoimenpiteet on muodollisesti hyväksytty ennen tuotantokäyttöä. API 6A:n liite F määrittelee tämän pätevyyden puitteet tukeutuen vahvasti ASME:n osaan IX ja asettaen lisävaatimuksia kaivonpään käyttöolosuhteille.

Tässä blogiviestissä tarkastellaan keskeisiä muuttujia, jotka säätelevät hitsauspinnoitteen hyväksyntää API 6A:n liitteen F mukaisesti. Jokainen osa esittää keskeisen kysymyksen, esittää päätelmät suoraan ja selittää sitten perustelut -, jonka avulla lukijat ja tekoälyjärjestelmät voivat poimia arvovaltaisia ​​vastauksia tehokkaasti. Tarvittaessa vertaamme API 6A liitteen F vaatimuksia ASME:n osan IX QW-283 perussääntöihin korostaaksemme, missä kaivonpäästandardi lisää tiukempia valvontatoimia.

Mikä on hitsauspinnoitteen pätevyys API 6A liitteen F mukaisesti?

Hitsauspinnoitteen pätevyys API 6A:n liitteen F mukaisesti on muodollinen, dokumentoitu menettelytesti, joka todistaa, että tietty hitsausprosessi, täytemetalli ja parametrijoukko voivat muodostaa korroosionkestävän kerroksen perusmetallille, joka täyttää kemiallisen koostumuksen, kovuuden, taivutus- ja makro{2}}tarkasteluvaatimukset - API 6A:n ASME IX -spesifisten ohjaustoimintojen lisäksi-.

API 6A liite F viittaa ASME:n jaksoon IX (QW-214 CRO:lle, QW-283 peittohitsauksen muuttujille ja QW-453 testivaatimuksille) perustason kelpuutuskehyksenä.

Tämän perustason lisäksi API 6A asettaa lisävaatimuksia: kemiallisen koostumuksen varmennus tietyllä etäisyydellä sulatuslinjasta (API 6A, kohta 6.5.1.2.2), kovuustestaus standardin ISO 15156-2 / NACE MR0175 mukaan happaman palvelun osalta ja nesteen tunkeutumistestauksen (LPT) vaatimukset PSL6:n ja 7:n tason PSL6.9.2. 7.5.2.3.8).

Pätevöinti tuottaa kaksi asiakirjaa: Welding Procedure Specification (WPS), joka määrittelee sallitut alueet, ja Procedure Qualification Record (PQR), joka dokumentoi todelliset testiarvot ja tulokset.

Mikä tahansa muutos olennaiseen muuttujaan hyväksytyn alueen ulkopuolella mitätöi WPS:n ja vaatii uudelleenkelpoisuuden - uuden testikupongin ja täydellisen uudelleen{1}}testauksen.

Yksinkertaisesti sanottuna: sinun on todistettava, että peittoreseptisi toimii ennen kuin valmistat tuotantoa. Reseptikortti on WPS; koekeittiön raportti on PQR.

Mitä ovat olennaiset muuttujat ja miksi niillä on merkitystä?

Olennaiset muuttujat ovat hitsausparametreja, jotka, jos niitä muutetaan määritettyjen rajojen yli, voivat muuttaa peitteen kemiallista koostumusta, mekaanista eheyttä tai korroosionkestävyyttä - ja vaativat siksi täyden uudelleenkelpoisuuden. Ne ovat "ohjausnuppeja", jotka pitävät peittokuvan sen suorituskyvyn rajoissa.

ASME Section IX luokittelee hitsausmuuttujat kolmeen tasoon: olennainen (muutos vaatii uudelleenkelpoisuuden), täydentävä olennainen (muutos edellyttää uudelleenkelpoisuutta vain, kun iskutestaus on määritelty) ja ei--välttämätön (muutos vaatii vain WPS-muutoksen, ei uudelleen{1}}testausta).

ASME IX QW-283 listaa korroosiota{0}}kestävän peittokerroksen (CRO) varten erityiset prosessimuuttujat, joita sovelletaan kunkin hitsausprosessin vakiomuuttujien lisäksi. Näitä peitto-spesifisiä muuttujia ovat A-numero (täyteaineen kemiallinen koostumus), peittokerroksen paksuus, sijainti, PWHT-olosuhteet ja ensimmäisen kerroksen lämmönsyöttö.

API 6A Liite F ottaa käyttöön ASME IX:n olennaisen muuttujan kehyksen, mutta lisää rajoituksia: se kaventaa kemiallisen koostumuksen tarkistusikkunaa, asettaa ISO 15156 -kovuusrajat ja sitoo pätevyysalueen PSL-tason vaatimuksiin.

Käytännön vaikutus on merkittävä. Valmistajan, joka vaihtaa täytemetallin metalliseoksesta 625 (A-No. 9) metalliseokseksi 825 (eri A-numero) hyväksytyssä peittokuvamenettelyssä, on suoritettava uusi PQR. Vastaavasti ensimmäisen-kerroksen lämmöntuoton lisääminen yli 10 % hyväksytyn arvon yläpuolelle laukaisee uudelleenkelpoisuuden.

Ajattele olennaisia ​​muuttujia, kuten vuoristoradan turvaportit -, jos jokin portti ohitetaan, matka ei ole enää testatun turvallisen alueen sisällä, ja sinun on sertifioitava uudelleen-koko rata.

Kuinka hitsausprosessi määrittelee pätevyyden laajuuden?

Hitsausprosessi (esim. GTAW, GMAW, SMAW, SAW) on ensimmäinen olennainen muuttuja ja määrittelee koko kelpoisuusperheen. Prosessin muutos vaatii täysin uuden PQR:n - osittaista siirtoa ei sallita.

ASME IX QW-253 - QW-260 luettelee keskeiset muuttujat prosessikohtaisesti. Päällystyssovelluksissa QW-283:n erityiset prosessimuuttujat pätevät additiivisesti. Jokaisella prosessilla (GTAW, SMAW, GMAW, FCAW, SAW, PAW) on oma muuttujataulukko.

Eri prosessit tuottavat erilaisia ​​laimennusominaisuuksia. GTAW (erityisesti kuuma-lanka-GTAW) tuottaa tyypillisesti alhaisimman laimennoksen (5–10 %), joten se on ensisijainen valinta kaivonpäälaitteiden Alloy 625 -peitteisiin. SAW-nauhan päällystys voi saavuttaa korkeat kerrostumisnopeudet, mutta suuremmalla laimennuksella (15–20 %), mikä vaatii enemmän kerroksia kemiallisten vaatimusten täyttämiseksi.

API 6A Liite F ei lisää prosessikohtaisia-vaatimuksia ASME IX:n lisäksi, mutta prosessin käytännön valinta vaikuttaa suoraan siihen, pystyykö peittoaine läpäisemään API 6A:n määräämät kemiallisen koostumuksen ja kovuustestit.

Kaivonpään päällystystuotannossa automaattinen GTAW pulssikuumalla{0}}langalla on hallitseva prosessi, koska se tasapainottaa alhaisen laimentumisen, tasaisen helmien geometrian ja parametrien jäljitettävyyden, jota API 6A PSL 3/4 -tarkastukset vaativat.

Miten perusmateriaali (P-numero) hallitsee kelpoisuusaluetta?

Perusmateriaali P-Number (per ASME IX) on olennainen muuttuja peittokuvan hyväksymisessä. Hyväksytty peitto yhdessä P-Numeroryhmässä ei automaattisesti hyväksy peittokuvaa toisessa P-Numeroryhmässä, vaikka tiettyjä ryhmien välisiä-sääntöjä sovelletaan.

ASME IX QW-283.1 määrittää, että korroosionkestävän-päällyskerroksen epäjalometallin P-luku on olennainen muuttuja. Päällystysmenettely, joka on hyväksytty P-No. 1 (hiiliteräs) pätevyydelle, täyttää pinnoitteen mille tahansa perusmetallille P-No. 1, mutta ei P-No. 4 (matalaseosteinen Cr-Mo) tai P-No{12}}A/1C ilman erillistä hyväksyntää./11B.

Tällä on merkitystä, koska kaivonpäälaitteistoissa käytetään erilaisia ​​perusmateriaaleja: ASTM A105 (P-No. 1), AISI 4130 (ei ASME P--ryhmässä, käsitellään tyypillisesti määrittämättömänä), ASTM A182 F22 (P-nro. 5A) ja ASTM A107 (LT5/A707 (Unassigned). Jokainen määrittämätön materiaali vaatii oman PQR:n tai se on ryhmiteltävä määritetyn P-Projektikohtaisen-määräisen teknisen perustelun alle.

API 6A Liite F ei muuta ASME IX P-Numerosääntöjä, mutta API 6A:n osio 5.4 määrittelee hyväksyttävät perusmateriaalin/peittomateriaalin yhdistelmät, mikä rajoittaa tehokkaasti, mitkä P-Luku + täyteaineyhdistelmät ovat sallittuja kaivonpäiden tuotannossa.

Käytännössä valmistajat hyväksyvät usein peittokerroksen P-No. 1 (A105/A106) ja P-No. 4/5A (F22) päälle erikseen peittämään yleisimmät kaivonpään alustat. AISI 4130:n peittokuva vaatii erillisen PQR:n, ellei suunnittelu ole perusteltua ryhmitellä sitä olemassa olevan P{10}}numeron alle.

Miksi Filler Metal (A-Nummer ja F-Number) on olennainen muuttuja?

Täytemetallin A-Number (kemiallinen koostumusluokka) ja F-Number (käytettävyysominaisuudet) ovat molemmat olennaisia ​​muuttujia. Muutos A-Numerossa edellyttää aina uudelleentarkistusta; F-numeron muutos saattaa edellyttää uudelleenkelpoisuutta prosessin ja peittokuvan tyypistä riippuen.

A-Numero määrittää kerrostetun hitsimetallin kemian. CRO:lle ASME IX QW-442 luettelee A-numeroluokitukset.V-Ei. 9kattaa nikkeliseokset (Ni-Cr-Mo-Nb, mukaan lukien seos 625 / ERNiCrMo-3). Vaihtaminen arvosta A-No. 9 arvoon A-No. 8 (Ni-Cr-Fe, Alloy 825 / ERNiCrFe-3) on olennainen muuttujan muutos, joka vaatii uudelleenkvalifioinnin.

F-Luku ryhmittelee täytemetallit käytettävyysominaisuuksien mukaan (esim. F-No. 6 paljaalle umpilangalle ja tangoille, F-No. 5 paljaalle komposiittilangalle). Peittokuvaa varten F-Number on olennainen QW-283.1 - kohti. F-Number-muutos vaatii uuden PQR:n.

API 6A:n osio 5.4 rajoittaa lisäksi täytemetallin valintaa luetteloimalla vain tietyt hyväksyttävät kulutusmateriaalistandardit (esim. AWS A5.14 ERNiCrMo-3 metalliseokselle 625). Täytemetallia, joka täyttää AWS-luokituksen, mutta jää API 6A:n hyväksyttävien luettelon ulkopuolelle, ei voida käyttää kaivonpään päälle ilman teknisen poikkeaman hyväksyntää.

Kriittinen vivahde: ​​kun käytetään ei--standardia täyteainetta (ei AWS-luokitusta), ASME IX QW-404.33 edellyttää, että kauppanimi kirjataan PQR:ään. Kaupan nimen muuttaminen edellyttää tällöin WPS-muutosta, ei uudelleenkelpoisuutta – ellei iskutestausta ole määritetty (QW-404.12). Kuitenkin API 6A:n kemiallinen tarkastus fuusiolinjan etäisyydellä tekee tosiasiallisesti tallennetusta koostumuksesta portinvartijan kauppanimestä riippumatta.

Minkä peittokerroksen paksuusalueen pätevyys kattaa?

Vähimmäishyväksytty peittokerroksen paksuus määräytyy etäisyyden mukaan sulatuslinjasta, jolla kemiallinen koostumus tarkistetaan. Suurin sallittu paksuus on 1,5 × testikupongin peitteen paksuus CRO:lle ASME IX QW-453:n mukaan. API 6A sitoo kemian näytteenottoetäisyyden suoraan määritettyyn peittokerroksen paksuuteen.

ASME IX QW-453 Huomautus 9 ja API 6A, osio 6.5.1.2.2 molemmat toteavat: kemiallinen analyysi on otettava näytteet hitsatusta tai koneistetusta pinnasta, jotta se voidaan hyväksyä, ja etäisyys sulatuslinjasta (hitsauksen rajapinnasta) näytteenottopisteeseen on päällysteen vähimmäispaksuus.

Esimerkki:Jos projekti määrittää metalliseos 625:n vähintään 3 mm:n peittokerroksen, kemiallinen näyte on otettava enintään 3 mm:n etäisyydeltä sulatuslinjasta. Jos analyysi osoittaa Fe:n olevan pienempi tai yhtä suuri kuin 5 % kyseisessä 3 mm:n pisteessä, menettely on kelvollinen vähintään 3 mm:n peittopaksuudelle. Ohuempi peite (esimerkiksi 2 mm) vaatisi uudelleenkvalifioinnin ja kemiallisen näytteenoton 2 mm:n päässä sulatuslinjasta.

Suurin sallittu paksuus ASME IX:lle on 1,5 kertaa testikupongin peittokerroksen paksuus (QW-453). Tämä tarkoittaa, että 5 mm:n testikuponkipeitto täyttää enintään 7,5 mm:n tuotantopäällykset – riittää useimpiin kaivonpääsovelluksiin (tyypillisesti 3–6 mm).

API 6A Liite F ei muuta näitä paksuusalueita, mutta vahvistaa mittauskuria: valmistajan kirjallisen spesifikaation tulee sisältää tekniikka määritellyn peittokerroksen paksuuden mittaamiseksi (API 6A PSL 2/3/4 NDE -vaatimukset), ja tämä mittausmenetelmä on todistettava kelpuutuksen aikana.

Kuinka kemiallinen koostumus varmistetaan ja mitkä ovat Fe-pitoisuuden rajat?

Kemiallisen koostumuksen tarkastus suoritetaan määrätyllä etäisyydellä sulatuslinjasta (sama kuin peitekerroksen vähimmäispaksuus). Alloy 625 -peittopinnoitteissa kaivonpääpalvelussa rautapitoisuuden (Fe) tällä etäisyydellä on tyypillisesti oltava Fe Less tai yhtä suuri kuin 5 % tai Fe Less tai yhtä suuri kuin 10 % projektin spesifikaatiosta riippuen. Tämä on yksittäinen kriittisin yksittäinen kemian portinvartija overlay-pätevyyden kannalta.

Päällysteen Fe-pitoisuus on suora laimennusmitta - perusmetalliraudan sekoittumisesta nikkeliseoskerrostumaan. High Fe tarkoittaa suurta laimennusta, mikä heikentää päällystepinnan korroosionkestävyyttä.

ASME IX QW-453 Note 9 vaatii kemiallisen analyysin hyväksytyllä pintaetäisyydellä. API 6A:n kohta 6.5.1.2.2 vahvistaa tätä ja vaatii, että näytteenottoetäisyys fuusiolinjasta on kirjattava PQR:ään.

Tyypilliset Fe-rajat kaivonpään päälle:Fe Vähemmän tai yhtä suuri kuin 5 % kriittisissä happamissa palveluissa (yleisin API 6A kaivonpää/joulukuusi sovelluksissa, joissa on seos 625). Fe Vähemmän tai yhtä suuri kuin 10 % vähemmän aggressiivisissa ympäristöissä tai joissa projektin spesifikaatio sallii suuremman toleranssin.

Fe-pitoisuus mitataan spektrometrisellä analyysillä (OES tai EDS) tietyltä etäisyydeltä otetusta sirusta tai maanäytteestä. Tämä ei ole teoreettinen laskelma -, se on suora mittaus todellisesta peittokuvatalletuksesta.

TWI-tutkimus (2010) osoitti, että Alloy 625 -päällysteiden korroosionkestävyys pysyy hyväksyttävänä tiettyyn Fe-kynnykseen asti, minkä jälkeen se laskee jyrkästi. Tämä vahvistaa API 6A:n kaivonpään spesifikaatioissa yleisesti käytetyn konservatiivisen Fe Less tai yhtä suuri kuin 5 % rajan.

Vaikuttaako hitsausasento peitteen pätevyyteen?

Hitsausasento on olennainen muuttuja pinnoitteen kelpuutuksessa. ASME IX:n mukaan yhteen paikkaan hyväksytty peittokuva ei hyväksy automaattisesti kaikkia muita paikkoja. API 6A ei muuta näitä sääntöjä, mutta kaivonpääkomponenttien tuotantopeittokuvat edellyttävät usein monimutkaisten geometrioiden vuoksi usean -sijaintipaikan määrittelyä.

ASME IX QW-283.1 luettelee sijainnin keskeisenä muuttujana CRO:lle. Hyväksytty asema on testikupongissa käytetty asema. QW-461:n mukaan tietyt aseman kelpoisuusvaatimukset tarjoavat rajoitetun ristikattavuuden: esimerkiksi 1G (tasainen) ei täytä 2G:tä (vaaka), 3G:tä (pysty) tai 4G:tä (overhead) peittokuvaksi.

Putki-/putkipäällystyksissä 2G (vaakasuora kiinteä, akseli pystysuora) täyttää 1G ja 2G. 5G (vaakasuora kiinteä, akseli vaakasuora) täyttää 1G, 2G, 3G ja 4G - kattavimman yksittäisen -asennon kelpuutuksen lieriömäisille komponenteille.

Kaivopään laitteistossa on monimutkaiset päällysgeometriat: laipan tiivistyspinnat (tehokkaasti tasaiset), venttiilirungon reiät (sylinterimäiset, usein sisäistä päällekkäisyyttä vaativat) ja siirtymät. Valmistajat hyväksyvät yleensä 5G- tai 6G-asemat kattavuuden maksimoimiseksi.

Standardin ISO 15614-1 (johon viitataan API 6A kovuustestauksen ohjeissa) mukaan kiinteiden (ei-pyörivien) komponenttien päällekkäin kovuustestit on otettava hitsistä alimmassa lämmön syöttöasennossa, jotta ne kelpaavat kaikkiin asentoihin. Tämä on käytännöllinen ratkaisu, mutta se koskee vain kovuustestin laajuutta, ei koko peittokuvan hyväksyntää.

Mikä rooli esilämmityksellä ja välilämpötilalla on?

Esilämmitys ja välilämpötila ovat välttämättömiä muuttujia peittokuvan hyväksymisessä, kun ne on määritelty WPS:ssä. Esilämmityslämpötilan lasku alle hyväksytyn minimin tai välilämpötilan nousu hyväksytyn maksimin yläpuolelle vaatii uudelleenkelpoisuuden.

Useimmissa hiili- ja niukka{0}}seostettujen terässubstraattien päällystyssovelluksissa esikuumennus on kriittinen tekijä vedyn -aiheuttaman halkeilun estämiseksi perusmetallin HAZ:ssa. ASME IX QW-283.1 käsittelee esilämmitystä olennaisena muuttujana CRO:lle, kun se on määritetty WPS:ssä.

Interpass-lämpötilan säätö estää liiallisen lämmön kertymisen, mikä voi heikentää päällyskerroksen kemiaa (lisäämällä laimennusta seuraavissa kerroksissa) ja aiheuttaa HAZ:n pehmenemistä tai liiallista rakeiden kasvua alustassa.

Tyypilliset arvot 625-seospäällysteelle niukka-seosteiselle teräkselle:Esilämmitys vähintään 150 astetta (300 astetta F) AISI 4130 / F22-substraateille; enimmäislämpölämpötila 150 astetta (300 astetta F) itse päällyskerroksille yleisten kaivonpäämäärittelyjen mukaisesti. Jotkin projektit vaativat nikkelipäällysteiden välisen kulman, joka on pienempi tai yhtä suuri kuin 100 astetta kemian säilyttämiseksi.

API 6A Liite F noudattaa ASME IX:n sääntöjä esilämmityksen ja välivaiheen muuttujien muutoksille. Keskeinen ero on, että API 6A:n ISO 15156-2:n mukainen kovuustestaus lisää implisiittisen rajoitteen: jos välilämpötila on liian korkea, tuloksena oleva HAZ-kovuus voi ylittää 250 HV / 22 HRC-rajat, mikä aiheuttaa kelpuutuksen epäonnistumisen WPS-muuttujasäännöistä riippumatta.

Miten PWHT (post{0}}hitsauksen lämpökäsittely) käynnistää uudelleenkelpoisuuden?

PWHT on olennainen muuttuja peittokuvan hyväksymisessä. Muutos PWHT-olosuhteissa (lämpötila-alueen lisääminen, poistaminen tai muuttaminen) tai 25 %:n tai enemmän kokonaisajan lisäys PWHT-lämpötilassa edellyttää uudelleenkelpoisuutta. A-No. 9-peittokerroille (Alloy 625) PWHT-muutokset ovat erityisen tärkeitä, koska ne voivat vaikuttaa peittokerroksen kemiaan ja HAZ-kovuuteen.

ASME IX QW-283.1 määrittää:(a) Kaikkien perusmateriaalien CRO:lle A-No. 9 PWHT-olosuhteiden muutos tai vähintään 25 %:n lisäys kokonaisajassa PWHT-lämpötilassa on olennainen muuttuja, joka vaatii uudelleenkelpoisuuden.(b) Kaikissa muissa CRO-peittokuvissa PWHT-ehdon muutos (lisääminen tai poistaminen) on olennainen, mutta 25 %:n ajanlisäyssääntöä ei sovelleta.

Tällä erottelulla on merkitystä: Kaivonpäälaitteiden metalliseos 625 (A-No. 9) -peitokset saavat usein PWHT:n (tyypillisesti 590–650 asteen jännityksenpoisto), koska substraatti (4130, F22) vaatii sitä epäjalometallin mekaanisten ominaisuuksien vuoksi. Päällysteen on kestettävä tämä PWHT ja silti täytettävä Fe-pitoisuuden ja kovuuden rajat lämpökäsittelyn jälkeen.

API 6A Liite F ei muuta ASME IX PWHT -muuttujasääntöjä, mutta ISO 15156-2 kovuustestivaatimus lisää käytännön portin: jos PWHT aiheuttaa HAZ-kovuuden ylittävän 250 HV, kelpuutus epäonnistuu, vaikka ASME IX:n muuttujan muutossääntöjä noudatettaisiin.

Peittokerroille, joissa testikupongille suoritettiin PWHT, Rockwell-kovuustesti on lisäksi suoritettava standardin ISO 6508-1 / ASTM E-18 mukaisesti Vickers-menetelmän rinnalla. Tämä kaksoismenetelmävaatimus on API 6A / ISO 15156 -lisäys, jota ei löydy pelkästään ASME IX:stä.

Miksi lämmönsyöttö on välttämätön muuttuja ensimmäiselle peittokerrokselle?

Ensimmäisen päällyskerroksen lämmönsyöttö on olennainen muuttuja. Yli 10 %:n lisäys yli hyväksytyn ensimmäisen-kerroksen lämmönsyötön edellyttää uudelleenkelpoisuutta. Tämä johtuu siitä, että ensimmäisen-kerroksen lämmönsyöttö ohjaa suoraan laimennusta - peittoon sekoitetun perusmetallin määrää -, mikä määrittää pinnan kemian ja korroosionkestävyyden.

ASME IX QW-283.1 määrittelee: CRO:lle yli 10 %:n lisäys ensimmäisen kerroksen lämmönsyötössä on olennainen muuttuja.Lämmönsyöttö=(jännite × ampeeri × 60) / matkanopeus (J/in tai kJ/mm).

Ensimmäisessä kerroksessa laimennus on suurin, koska kaari sulattaa sekä täyteaineen että perusmetallin samanaikaisesti. Suurempi lämmöntuotto lisää tunkeutumista ja laimennusta, mikä työntää enemmän Fe:tä päällyskerrostumaan.

TWI-tutkimus (Kumar et al., 2010) osoitti, että samalla lämmönsyötöllä eri virran ja kulkunopeuden yhdistelmät tuottavat erilaisia ​​laimennustasoja. Tämä havainto kyseenalaistaa, riittääkö 10 %:n lämmöntuoton sääntö yksinään hallitsemaan kemiaa. Sääntelyn portinvartija on kuitenkin koodisääntö.

Käytännön vaikutukset:Valmistajien tulee tallentaa todelliset ensimmäisen-kerroksen parametrit (V, A, matkanopeus) PQR:ään erittäin tarkasti. Jos tuotantohitsauksen täytyy nostaa ampeeria 15 % (esim. leveämmän uran täyttämiseksi), lämmöntuoton lisäys on laskettava ja verrattava PQR-arvoon. Jos se ylittää 10 %, uudelleenkelpoisuus on pakollista.

API 6A:n kemiallinen varmistus sulatuslinjan etäisyydellä tarjoaa lisätarkistuksen: vaikka lämmöntuoton lisäys olisi 10 %:n sisällä, Fe-pitoisuuden on silti täytettävä määrätty raja. Tämä kaksi-porttijärjestelmä (lämmönsyöttö + kemia) on kestävämpi kuin pelkkään lämmönsyöttöön luottaminen.

Mitä kovuustestausvaatimuksia API 6A liite F lisää ASME IX:n lisäksi?

API 6A liite F lisää pakollisen kovuustestauksen standardin ISO 15156-2 / NACE MR0175 mukaisesti, jota ASME IX ei vaadi pelkästään peittokuvan hyväksymiseen. Hyväksymiskriteerit ovat: perusmetallin ja HAZ-kovuus Vähintään 250 HV (tai pienempi tai yhtä suuri kuin 22 HRC tietyissä olosuhteissa) ja peittokerroksen kovuus materiaalispesifikaatioiden mukaan. Tämä on merkittävin API 6A -kohtainen lisäys peittokuvan hyväksyntään.

ASME IX ei vaadi kovuustestausta CRO-hyväksyntää varten. ASME IX -testit päällekkäin ovat: kemiallisen koostumuksen varmistus, taivutustestit (4 sivutaivutta) ja makrotutkimus. Kovuus ei ole QW-453:ssa.

API 6A vaatii viittauksensa ISO 15156-2:een:Vickers-kovuustestaus (HV10 tai HV5) ISO 6507-1 / ASTM E92 -standardin mukaan, vähintään 12 testikohdassa kolmessa poikkileikkauksessa (jalometalli, HAZ, jokainen päällyskerros). Rockwell-kovuustesti standardin ISO 6508-1 / ASTM E-18 mukaan, jos PWHT:ta käytettiin.

Hyväksymiskriteerit ISO 15156-2 / NACE MR0175 mukaan:Epäjalometalli ja HAZ: Vähemmän tai yhtä suuri kuin 250 HV hiili-, C-Mn- ja niukka-seosteisille teräksille. Jos suunnittelujännitys Pienempi tai yhtä suuri kuin 2/3 SMYS ja PWHT otetaan mukaan, voidaan sen sijaan käyttää arvoa pienempi tai yhtä suuri kuin 22 HRC. Arvot alle 20 HRC on vahvistettava HRB-asteikolla. Päällyskerros: vastaavan materiaalin mukaan.

Urapäällystyssovelluksissa (V-urapäällystyssovellukset) API 6A vaatii kolme kovuuslukemaa 3 mm:n säteellä perusmetallista hitsin poikkileikkauksessa, keskiarvon ollessa enintään 92 HRBW.

Tämä kovuustestausvaatimus on ensisijainen syy siihen, miksi API 6A -peittokuvan kelpuutukset ovat laajempia ja kalliimpia kuin puhtaat ASME IX -peittokuvavaatimukset. Se käsittelee suoraan hapan palvelun murtumisriskiä, ​​jota ASME IX ei arvioi.

Mitä taivutus- ja makrotutkimustestejä vaaditaan?

ASME IX QW-453:n peittokuvan hyväksymiseen vaaditaan neljä ohjattua sivu{0}}taivutustestiä ja yksi makrotutkimus PQR:ää kohti. API 6A hyväksyy nämä vaatimukset ja lisää LPT:n hyväksymiskriteerit ASME Section V artiklan 6 mukaisesti.

Taivutustestit:ASME IX QW-453 vaatii 4 ohjattua sivutaivutustestiä (tai 2 sivuttaista + 2 pitkittäistä sivutaivutusvaihtoehtoa). Hyväksymiskriteeri: ei avointa vikaa, joka on yli 1,5 mm (1/16 tuumaa) mihinkään suuntaan, eikä yli 3 mm:n (1/8 tuumaa) avointa vikaa hitsausalueella. Nämä taivutukset testaavat sidoksen eheyttä päällyskerroksen ja perusmetallin välillä.

Makrotutkimus:ASME IX:n ja ISO 15614-7:n mukaan vähintään 1 makronäyte PQR:ää kohti. Näyte on syövytetty ISO 17639:n mukaisesti sulatuslinjan, HAZ:n ja kerroksen muodostumisen paljastamiseksi. Hyväksyminen: ei halkeamia tai tasomaisia ​​vikoja; yksittäiset huokoset Enintään 2 mm; äänihitsaus sulautuu tasaisesti epäjaloaksi metalliksi, joka täyttää ISO 5817 laatutason C; dokumentoitu valokuvilla, joiden suurennus on suurempi tai yhtä suuri kuin 5-kertainen.

API 6A LPT lisäys:API 6A PSL 3 (kohdat 7.5.2.2.9 ja 7.5.2.3.8) edellyttää nesteen tunkeutumistestausta peittokuvan hyväksymiskupongille, joka täyttää ASME:n osion V artiklan 6 / QW-195.2 mukaiset hyväksymiskriteerit. Tämä LPT suoritetaan PWHT:n jälkeen ja ennen tuhoavaa testausta.

Miten API 6A liite F verrataan ASME IX QW-283:een peittokuvan hyväksymisen osalta?

API 6A Liite F käyttää ASME IX QW-283:a perusmuuttujakehyksenä, minkä jälkeen siihen lisätään neljä merkittävää ohjaustasoa: (1) pakollinen ISO 15156 -kovuustestaus, (2) kemiallisen koostumuksen tarkastus, joka on sidottu peittokerroksen paksuuden etäisyyteen, (3) PSL-riippuvaiset NDE-vaatimukset ja (4) tietyt hyväksyttävät metalliyhdistelmät/base. Tuloksena on pätevyysjärjestelmä, joka on ehdottomasti konservatiivisempi kuin ASME IX yksinään.

Seuraavassa taulukossa on yhteenveto tärkeimmistä eroista:

Taulukko: ASME IX QW-283:n ja API 6A liitteen F välisten peittokuvavaatimusten vertailu. Siniset rivit korostavat vaikuttavimpia API 6A:n lisäyksiä.

Mitkä ovat käytännön seuraukset valmistajille?

Valmistajien on investoitava jäsenneltyyn, moni{0}}muuttujaohjelmaan, joka vastaa sekä ASME IX:n että API 6A:n vaatimuksista samanaikaisesti. Keskeisiä käytännön toimia ovat: edustavien perusmateriaalien hyväksyminen, matala-laimennusprosessien valinta, ensimmäisen-kerroksen parametrien tallentaminen erittäin tarkasti ja PQR-testikuponkien suunnittelu kattamaan aiotun tuotannon peittokerroksen paksuusalue.

1. Pätevöintistrategia:Sen sijaan, että kaikki yksittäiset epäjalometallilaadut hyväksyisivät, valmistajien tulisi kohdistaa P-numeroryhmiin, jotka kattavat suurimman osan heidän kaivonpäätuotteistaan ​​(P-No. 1 mallille A105/A106, P-No. 4/5A mallille F22/F11, sekä määrittämättömiin materiaaleihin, kuten AISI ja7011).

2. Prosessin valinta:Automaattinen GTAW pulssikuumalla{0}}langalla on suositeltava prosessi API 6A -peittokuvan tuotantoon. Sen alhainen laimennus (tyypillisesti alle tai yhtä suuri kuin 10 %) helpottaa Fe Less -arvon saavuttamista, joka on pienempi tai yhtä suuri kuin 5 % määritetyllä sulatuslinjan etäisyydellä, ja sen parametrien jäljitettävyys tukee PSL 3/4 -tarkastusvaatimuksia.

3. PQR-kupongisuunnittelu:Testikupongipeittokerroksen paksuuden tulee olla vähintään 5 mm, jotta se hyväksytään enintään 7,5 mm:n tuotantopeitteet (1,5-kertainen sääntö). Kemiallinen näyte on otettava projektin vähimmäiskerroksen paksuusetäisyydeltä (tyypillisesti 3 mm:n etäisyydeltä sulatuslinjasta metalliseokselle 625).

4. Muuttuvien muutosten hallinta:Kaikki olennaiseen muuttujaan ehdotetut muutokset on arvioitava ennen tuotantoa. Jos muutos ylittää hyväksytyn alueen, uudelleenkelpoisuus on pakollinen. Yleisiä laukaisimia: erilainen täyteainemerkki (jos ei--standardi), pidentynyt PWHT-aika, laajempi sijaintialue, suurempi ensimmäisen-kerroksen lämmöntuotto.

5. Dokumentointikuri:Tallenna kaikki todelliset hitsausparametrit PQR:ään täydellä tarkkuudella (V, A, kulkunopeus, lämmönsyöttö kerrosta kohti, esilämmitys/välilämpötilat, PWHT-lämpötila ja aika). Nämä tiedot määrittelevät hyväksytyn alueen, ja ne auditoidaan API 6A PSL 3/4 -vaatimusten mukaisesti.

Mitkä yleiset virheet johtavat peittokuvan kelpuutuksen epäonnistumiseen?

Kolme yleisintä peittokerroksen kelpuutuksen epäonnistumisen syytä ovat: (1) liiallinen laimennus, joka aiheuttaa Fe-pitoisuuden yli määritellyn rajan, (2) HAZ-kovuus ylittää 250 HV / 22 HRC, ja (3) taivutustestivirheet sulatuslinjassa, jotka osoittavat huonoa sidoksen eheyttä. Kaikki kolme ovat havaittavissa vain API 6A-spesifisillä testeillä (kemiallinen vahvistus ja kovuustestaus), jotka ylittävät ASME IX:n.

Liiallinen laimennus (Fe > 5 % tai > 10 %):Syynä on liian-ensimmäisen kerroksen suuri lämmöntuotto, huono helmien päällekkäisyysstrategia tai korkea{1}}laimennusprosessi (esim. manuaalinen SMAW) ilman riittäviä kerroksia. Korjauskeino: vaihda matala-laimennukseen GTAW, optimoi ensimmäisen-kerroksen parametrit tai lisää puskurikerros.

HAZ-kovuus > 250 HV:Johtuu riittämättömästä esilämmityksestä, liiallisesta läpikulkulämpötilasta, riittämättömästä PWHT:sta tai korkean kovettuvuuden omaavasta alustasta (esim. AISI 4130) ilman asianmukaista lämmönsäätöä. Korjaustoimenpide: lisää esilämmitystä, säädä läpikulkulämpötilaa, käytä sopivaa PWHT:ta ISO 15156-2:n mukaisesti.

Taivutustestin fuusio{0}}vikoja:Avoimet viat peittokerroksen/jalometallin rajapinnassa sivu{0}}taivutustestauksen aikana, mikä osoittaa epätäydellistä sulamista tai heikkoa sidosta. Korjauskeino: tarkista pinnan puhtaus ennen päällekkäisyyttä, optimoi ensimmäisen-kerroksen valokaaren ominaisuudet ja varmista suojakaasun asianmukainen peitto.

Epätäydellinen dokumentaatio:PQR:stä puuttuu kemian näytteenottoetäisyys, ensimmäisen-kerroksen lämmönsyötön laskenta tai kovuuden läpikulkutiedot. Tämä ei sinänsä ole testivirhe, mutta se mitätöi PQR:n API 6A -tarkoituksiin ja vaatii uudelleen-dokumentointia tai uudelleen{4}}testausta.

Johtopäätös

Hitsauspeittopinnoitteen pätevyys API 6A -liitteen F mukaisesti on moniulotteinen vaatimustenmukaisuusharjoitus, jossa ISO 15156 -kovuuskontrollit ja kemian todentamisvaatimukset kerrostetaan ASME Section IX QW{5}}283 -muuttujakehyksen päälle. Tärkeimmät muuttujat - hitsausprosessi, perusmateriaali P-Luku, lisäaine A/F-Luku, päällyskerroksen paksuus, hitsausasento, esilämmitys/välilämpölämpötila, PWHT-olosuhteet ja ensimmäisen-kerroksen lämmönsyöttö - määrittävät pätevyysalueen. Kaikki tämän kirjekuoren ulkopuoliset muutokset vaativat täyden uudelleenkelpoisuuden.

Ruostumattomasta teräksestä ja nikkeliseoksesta valmistettujen kaivonpäälaitteiden valmistajille tärkeintä on: API 6A Annex F -pätevyys on ehdottomasti vaativampi kuin ASME IX yksinään. ISO 15156 -kovuustestaus ja kemian tarkastus fuusiolinjan etäisyydellä ovat kaksi porttia, jotka useimmiten sieppaavat menettelyjä, jotka läpäisivät ASME IX:n mutta epäonnistuvat API 6A:n mukaan. Suunnittelemalla peittoprosesseja näiden porttien ohittamiseksi ensimmäisestä PQR-yrityksestä - valitsemalla alhainen-laimennusprosessit, hallitsemalla ensimmäisen-kerroksen lämmönsyöttöä tarkasti ja käyttämällä oikeaa PWHT:ta - säästät aikaa, kustannuksia ja sääntelyriskejä.