Miksi iskusitkeys ohjaa linjan putkien turvallisuutta
Iskusitkeys on teräksen kyky absorboida energiaa ja muuttaa muotoaan plastisesti ennen kuin se murtuu äkillisen kuormituksen vaikutuksesta. Hautaus- tai vedenalaiselle putkilinjalle omaisuus on ratkaiseva, koska hauras putki voi levittää juoksevan halkeaman satojen metrien päähän, kun taas riittävän sitkeä putki sen sijaan pysäyttää halkeaman. Koska sitkeys laskee jyrkästi lämpötilan laskiessa, koe määritellään aina yhdessä koelämpötilan kanssa, ja standardi ja ostotilaus yhdessä vahvistavat sekä lämpötilan että vastaanottotason. Sovellettavat vaatimukset API 5L -putkelle tulevat itse API 5L:stä, vastaavan kansainvälisen laadun ISO 3183 -standardista ja testimenetelmästandardeista, joihin testi suoritetaan.
Charpy V{0}}-lovitesti
Rutiinihyväksyntätestauksen vakiotyökalu on heilurin iskutaivutustesti yksinkertaisesti tuetulle lovetulle tangolle, joka on kuvattu standardissa ISO 148-1 ja terästuotteiden osalta ASTM A370:n mekaanisissa testausosissa. Toimenpide on suoraviivainen ja erittäin toistettava.
Täysikokoisen näytteen mitat ovat 10 mm x 10 mm x 55 mm, 45 asteen V- lovi, loven syvyys 2 mm ja loven juuren säde 0,25 mm.
Näyte jäähdytetään määritettyyn testilämpötilaan kylvyssä tai kammiossa ja siirretään koneeseen menetelmän salliman ajan kuluessa, jolloin tuloksen ratkaisee teräksen lämpötila huoneen sijaan.
Tunnetun energian heiluri osuu loven takana olevaan näytteeseen ja murtaa sen. Murtumassa absorboitunut energia luetaan suoraan koneesta jouleina.
Murtuman jälkeen leikkauspinta-ala mitataan usein murtumapinnalta ja sivuttaislaajeneminen kirjataan loven juuresta. Suuri osuus kuituisesta, leikkausmurtumapinnasta osoittaa sitkeää käyttäytymistä.
Kun putken seinämä on ohuempi kuin 10 mm, alakokoiset, pienemmät näytteet koneistetaan siten, että näyte edustaa koko seinämän paksuutta. Alakokoisen näytteen absorboitunut energia on pienempi kuin täysikokoisen näytteen yksinkertaisesti siksi, että murtuvaa materiaalia on vähemmän, joten määritetyt arvot skaalataan vastaavasti ja näytteen koko on aina ilmoitettava tuloksen mukana.
Testitaajuus, sijainti ja suunta
Iskutestit otetaan putken rungosta poikittaissuunnassa ja hitsattu putki testataan myös hitsaussaumassa ja lämpövaikutusalueella. Näytteenottotiheys on sidottu lämpöön tai erään, kuten on määritelty sovellettavan tuotespesifikaatiotason standardissa. Tuotespesifikaatiotaso 1 ei vaadi iskutestausta, ellei tilaus sitä vaadi; tuotespesifikaatiotaso 2 vaatii testin, joka on yksi tärkeimmistä teknisistä eroista näiden kahden tason välillä. Testitulokset raportoidaan sarjana, tavallisesti kolme näytettä, joissa on vähimmäiskeskiarvo ja pienin yksittäinen arvo.
Pudotuspainon repeytymistesti suurihalkaisijaiselle putkelle
Charpy-testaus mittaa pienen, lovetun näytteen absorboimaa energiaa, mutta se ei täysin toista juoksevan halkeaman sisältävän paineistetun putken käyttäytymistä. Halkaisijaltaan suurille, korkeapaineisille siirtolinjoille on siksi määritetty lisäksi pudotuspainon repeytymistesti. Täyspaksuinen, lovettu levy isketään putoavalla painolla ja rikotaan, ja mitataan murtumapinnan osuus, joka on leikattu eikä halkeile. Suuri pienin leikkauspinta-ala, joka ilmaistaan yleensä prosentteina murtumispinnasta, osoittaa, että teräs vastustaa halkeamien leviämistä. Testausmenetelmä on kuvattu ASTM E436:ssa, ja sitä käytetään API 5L:n liitteiden kautta, kun putken koko ja sovellus sitä vaativat.
Mikä siirtää siirtymälämpötilaa
| Tekijä | Vaikutus iskunkestävyyteen |
|---|---|
| Hiilipitoisuus | Hiilen lisääminen nostaa sitkeän siirtymälämpötilan hauraaksi ja alentaa absorboitunutta energiaa |
| Raekoko | Raehionta alentaa siirtymälämpötilaa ja on luotettavin tapa parantaa sitkeyttä |
| Mikrorakenne | Karkeat perliittinauhat ja vapaa ferriitti vähentävät sitkeyttä, kun taas hieno neulamainen ferriitti ja bainiittirakenteet parantavat sitä |
| Rikki ja sulkeumat | Pitkänomaiset mangaanisulfidisulkeumat jakavat teräksen ja niitä säätelee vähärikkinen käytäntö ja kalsiumkäsittely |
| Rullaus- ja jäähdytysharjoituksia | Hallittu rullaus ja kiihdytetty jäähdytys hiovat rakennetta ja nostavat absorboitua energiaa alhaisessa lämpötilassa |
| Seinän paksuus | Raskaammat seinät jäähtyvät hitaammin ja niillä on taipumus olla karkeampi rakenne, joten paksulla putkella on yleensä tiukemmat vaatimukset kuin ohuella samanlaatuisella putkella |
FAQ
K: Mitä yksikköä käytetään iskunkestävyyteen?
Absorboitunut energia ilmoitetaan jouleina. Kun tulos normalisoidaan loven poikki-pinta-alalla, se ilmaistaan jouleina neliösenttimetriä kohti tai kilojouleina neliömetriä kohti, mikä mahdollistaa erikokoisten näytteiden vertailun.
K: Missä lämpötilassa API 5L putken isku testataan?
Testilämpötila on API 5L:n määrittelemä ja ostotilauksen mukainen, ja se liittyy yleensä putkilinjan alhaisimpaan odotettuun käyttö- tai asennuslämpötilaan huoneenlämpötilan sijaan.
K: Voidaanko alakoon -kokoinen näyte muuntaa täysikokoiseksi arvoksi?
Kaikille teräksille ei hyväksytä yhtä muuntokerrointa. Määritetyt hyväksymisarvot alakokoisille näytteille on määritetty standardin näytekoon kanssa, ja raportissa on mainittava käytetty koko.
K: Miksi pudotuspainon repeytymistesti tarvitaan, kun Charpyn tulokset ovat jo hyväksyttäviä?
Nämä kaksi testiä mittaavat eri asioita. Charpy ilmaisee pienen näytteen absorboiman energian, kun taas pudotuspainon repeytymistesti mittaa täyspaksuisen materiaalin kestävyyttä juoksevaa halkeamaa vastaan. Halkaisijaltaan suuret korkeapainelinjat vaativat yleensä molempia.
K: Miten rikkipitoisuus vaikuttaa tulokseen?
Korkea rikkipitoisuus muodostaa pitkänomaisia sulfidisulkeumia, jotka toimivat sisäisinä halkeamia alentaen absorboitunutta energiaa ja nostaen siirtymälämpötilaa erityisesti poikittaissuunnassa. Alhaisen rikkipitoisuuden käytäntö inkluusiomuodon hallinnan kanssa on normaali parannuskeino.
K: Mitä testitodistukseen tulee merkitä?
Laji ja tuotespesifikaatiotaso, lämpöluku, näytteen suunta ja koko, testilämpötila, kunkin näytteen absorboitunut energia, keskiarvo ja tarvittaessa leikkauspinta-ala tai sivuttaislaajeneminen, kaikki jäljitettävissä testattuihin putken pituuksiin.
