Kuinka saada putkilinjan teräsputken tuottolujuus

Mitä myötölujuus tarkoittaa putkilinjan teräsputkelle

Myötölujuus on jännitys, jossa putkilinjan teräsputki lakkaa käyttäytymästä elastisesti ja alkaa deformoitua plastisesti. Se merkitsee rajaa palautuvan venytyksen ja pysyvän jännityksen välillä. Koska seinämän paksuuden valinta, suunnittelukerroin ja suurin sallittu käyttöpaine on johdettu tästä yhdestä numerosta, myötöraja on tiukimmin valvottu mekaaninen ominaisuus missä tahansa putkispesifikaatiossa.

Hiiliteräsputkien omaisuus ei ole koskaan yksi luku. Se on kaista, jolla on tietty vähimmäismäärä ja useimmilla tuotespesifikaatiotasoilla määritetty enimmäisarvo. Minimiarvon alapuolella oleva putki ei voi toimia turvallisesti suunnittelun aikana oletetulla suunnittelupaineella, kun taas reilusti maksimin ylittävällä putkella voi olla alentunut sitkeys ja huonompi kenttähitsattavuus.

Miten API 5L määrittää linjaputkilaatujen tuottovoiman

API 5L, joka on teknisesti identtinen ISO 3183:n kanssa, määrittää kullekin luokalle vähimmäis- ja enimmäismyötölujuuden sekä vähimmäisvetolujuuden. Alla olevassa taulukossa on lueteltu arvot, jotka koskevat PSL2-putkia eniten myydyissä laatuluokissa.

API 5L rajoittaa myös PSL2-putken myö{1}}/-vetolujuussuhdetta, mikä rajoittaa materiaalin lujittamista, ennen kuin sitkeys ja venytyskyky vaikuttavat. PSL1-putkessa on vain minimi, ja siksi se on tarkoitettu alhaisemmille paineille, pienemmille seurauksille.

Arvon saamiseksi käytetyt testimenetelmät

Käytännössä käytetään kahta menetelmäperhettä: teoreettista estimointia ja fyysistä testausta. Teoreettisia lähestymistapoja ovat elastinen mekaniikka, muovimekaniikka ja elementtianalyysi. Ne ovat hyödyllisiä suunnitteluvaiheessa, kun putkea ei vielä ole ja seinämän paksuus on valittava, mutta ne eivät voi sertifioida toimitettua tuotetta.

Vain kokeellinen menetelmä tuottaa myllytestitodistuksessa näkyvän arvon. Vetonäyte koneistetaan putken rungosta, valmistetaan ASTM A370:n tai ISO 6892-1:n mukaisesti ja vedetään rikki kalibroidussa koneessa. API 5L määrittelee PSL2-putken myötörajan vetojännityksenä 0,5 prosentin kokonaisvenymillä kuormituksen alaisena. Jotkut ostosopimukset edellyttävät sen sijaan 0,2 prosentin offset-menetelmää, ja nämä kaksi lähestymistapaa voivat palauttaa hieman erilaiset lukemat samalle näytteelle, joten menetelmä on ilmoitettava ennen testin suorittamista.

Näytteen suunta: pitkittäisnauha, poikittaisnauha tai pyöreä tanko, leikattu pois hitsisaumasta.

Näytteen sijainti: putkirunko levy- ja kelatuotteille, hitsaus ja lämmön vaikutusalue hitsin laaduntarkastuksia varten.

Testilämpötila: ympäristön lämpötila, ellei vaadita myös Charpy-vaatimusten mukaista sitkeyden testausta alhaisessa lämpötilassa.

Testin nopeus ja ekstensometriluokka, jotka molemmat on kirjattava, jotta tulos olisi jäljitettävissä.

Miksi kaksi samaa luokkaa olevaa putkea voivat lukea eri tavalla?

Mitattu myötöraja vaikuttaa kemiasta, valssausreitistä ja itse kokeesta. Hiili ja mangaani lisäävät lujuutta suoraan, kun taas niobium, vanadiini ja titaani jalostavat rakeita ja nostavat lujuutta vahingoittamatta sitkeyttä. Termomekaaninen ohjattu prosessointi, jota seuraa nopeutettu jäähdytys, tuottaa hienomman mikrorakenteen kuin normalisointi, joten kaksi samaa nimellislaatua olevaa kelaa voivat erota useista kymmenistä megapascaleista.

Muita vaikutuksia ovat putken halkaisija ja seinämän paksuus, jotka muuttavat kylmätyöstön määrää muovauksen aikana; näytteen suuntaus, koska poikittaisominaisuudet ovat yleensä pienempiä kuin pitkittäiset; muovauksen jälkeen suoritetut suoristus- ja laajennusvaiheet; ja jännitysvanheneminen, jos putkea lämmitetään myöhemmin, esimerkiksi pinnoituksen aikana. Myös muotoilun ja testauksen välisellä viiveellä on merkitystä, koska luonnollinen ikääntyminen nostaa hitaasti mitattua arvoa.

Käytännön ohjeita ostajille ja tarkastajille

Hanki arvo dokumentoinnin ja todentamisen avulla, ei oletuksen avulla. Tilaa putki, jonka laatu, tuotespesifikaatiotaso ja standardipainos on nimenomaisesti ilmoitettu, ja vaadi EN 10204 tyypin 3.1 tai vastaavan mukainen myllytestitodistus, josta käy ilmi lämpöluku, kemiallinen analyysi ja täydellinen vetolujuustulos. Jos projekti vaatii riippumatonta näyttöä, todista vetokoe tai nimeä kolmas osapuoli tarkastuslaitos ottamaan näytteitä ja testaamaan tehtaalla.

Tarkista tavaran tarkastuksen aikana -putken lämpönumero sertifikaatin mukaan, etsi oikea laatumerkintä jokaiseen pituuteen ja varmista, että ilmoitettu myötöraja on tilatun laadun kaistan sisällä. Jos sertifikaatti ilmoittaa arvon, joka on lähellä minimiä, putki on vaatimustenmukainen, mutta jättää vain vähän marginaalia, joten suunnittelulaskelmissa tulisi käyttää määritettyä minimiä ilmoitetun arvon sijaan.

FAQ

K: Miten myötöraja itse asiassa mitataan linjaputkessa?
Koneistettu vetonäyte vedetään kalibroidussa testauskoneessa ja jännitys määritetyssä jännityksessä luetaan jännitys{0}}venymäkäyrästä käyttämällä joko 0,5 prosentin kokonaisvenymä kuormituksen alaisena menetelmää tai 0,2 prosentin offset-menetelmää, kuten ostotilauksessa on sovittu.

K: Mitä menetelmää API 5L käyttää PSL2-putkessa?
PSL2-putkelle API 5L käyttää vetojännitystä 0,5 prosentin kokonaisvenymillä kuormituksen alaisena, minkä vuoksi sertifikaatissa tulee aina nimetä menetelmä, jotta tulosta voidaan verrata standardiin ja muihin lämpötiloihin.

K: Voidaanko myötöraja arvioida ilman testausta?
Teoreettiset mallit, kuten elementtianalyysi ja plastisuuslaskelmat, ovat hyödyllisiä alustavassa suunnittelussa ja seinämän paksuuden valinnassa, mutta niitä ei hyväksytä todisteeksi vaatimustenmukaisuudesta eivätkä ne voi korvata valmiin putken vetokoetta.

K: Mitä eroa on myötölujuuden ja vetolujuuden välillä?
Myötölujuus merkitsee pysyvän muodonmuutoksen alkamista, kun taas vetolujuus on suurin jännitys, jonka teräs voi kestää ennen rikkoutumista. Näiden kahden välistä suhdetta itse säätelee API 5L PSL2-laatuille muovattavuuden säilyttämiseksi.

K: Tarkoittaako suurempi myötöraja aina parempaa putkea?
Ei. Korkeampi laatu mahdollistaa ohuemmat seinät ja pienemmän vetoisuuden samalla paineella, mutta se myös vähentää jännityskapasiteettia ja vaatii tiukempaa hitsausohjausta. Oikea laatu on pienin, joka täyttää suunnittelupaineen vaaditulla turvamarginaalilla.

K: Kuinka usein testi suoritetaan tuotannon aikana?
Testaustiheys määräytyy standardin ja ostosopimuksen mukaan, normaalisti lämpö-, erä- tai vuorokohtaisesti, lisätesteillä valssauskäytännön muutoksen jälkeen, ja kaikki tulokset kirjataan tehtaan testitodistukseen.