ASTM B338 Gr1 Gr2 Gr5 لوله های آلیاژ تیتانیوم لوله های مخصوص گاز و روغن لوله های خم شده جوش برش

استفاده از لوله های تیتانیوم در صنعت نفت و گاز نشان دهنده تغییر از مدیریت خوردگی به حذف آن است.و حتی آلیاژ های نیکل در نهایت به سوراخ شدن می رسنداین ایمنی یک بهبود حاشیه ای در نرخ خوردگی نیست، بلکه یک خاصیت اساسی فلز است.

مقاومت تیتانیوم در برابر خوردگی ناشی از یک فیلم اکسید غیرفعال است که بلافاصله هنگام قرار گرفتن در معرض اکسیژن یا آب شکل می گیرد.این فیلم در طیف گسترده ای از شرایط پایدار است: در آب دریا در هر عمق و دمای، در آب تولید شده حاوی سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن، در اسیدهای اکسید کننده، در محلول های کلرید در هر غلظت،و در جریان های هیدروکربنی که آب و گاز های اسیدی را حمل می کنندتنها محیط هایی که تیتانیوم را مورد حمله قرار می دهند، اسیدهای کاهش دهنده هستند، اسیدهای هیدروکلوریک، سولفوریک و هیدروفلوئوریک متمرکز و نمک های گرم و بدون آب کلورید.در پوشش عملیاتی عادی تولید و پردازش نفت و گاز،تيتانيوم عملاً بي اثر است

در واقع، در مورد لوله های تیتانیومی، این ایمنی وجود دارد. لوله های فولاد ضد زنگ در خدمات خنک کننده آب دریا در نهایت سوراخ می شوند، که نیاز به وصل کردن لوله، تعویض بسته،و زمان توقف تولیدصرفه جویی در هزینه های اولیه از مشخص کردن فولاد ضد زنگ اغلب چندین برابر بیشتر از هزینه های تجمعی نگهداری، بازرسی، تولید از دست رفته و جایگزینی نهایی مصرف می شود.یک لوله تیتانیوم این هزینه ها را از معادله چرخه عمر حذف می کنداین یک بار نصب می شود و برای زندگی طراحی شده از امکانات بدون نیاز به مجوز خوردگی، بدون تزریق مهار کننده، بدون حفاظت کاتودیک، و بدون فواصل تعویض برنامه ریزی شده کار می کند.

در خدمات ترش، جایی که سولفید هیدروژن برای بسیاری از آلیاژ ها خطر ترک خوردگی استرس را ایجاد می کند، ایمنی تیتانیوم ابعاد اضافی ایمنی را فراهم می کند.هیچ آستانه ای برای فشار جزئی سولفید هیدروژن وجود ندارد که از آن بالاتر، تیتانیوم حساس شود.این لوله نیازی به کنترل های زیست محیطی، محدودیت های سختی مواد یا برنامه های بازرسی ندارد که نیازهای مدیریت خدمات آلاینده های فولادی است.این ایمنی ذاتی باعث کاهش مهندسی، نظارت و بار اداری بر روی اپراتور در حالی که از بین بردن مکانیسم شکست بالقوه.

سه درجه موجود در ASTM B338 نشان دهنده طیف خاصتی است که طراح می تواند با خواسته های خاص برنامه تطبیق یابد.درک تفاوت ها تضمین می کند که لوله نه برای سرویس کمتر مشخص شده است و نه بیش از حد با هزینه های غیر ضروری مشخص شده است.

درجه 1 نرم ترین و انعطاف پذیرترین درجه تیتانیوم خالص تجاری است.مقاومت کم تولید آن معمولاً در حدود 170-240 MPa با کشش عالی حداقل 24٪ ترکیب می شود تا بهترین شکل گیری را از هر نوع تیتانیوم فراهم کند. Gr1 می تواند به شعاع های تنگ خم شود، شعله ور شود و بدون ترک به شکل های پیچیده شکل بگیرد.این قابلیت شکل گیری آن را برای کاربردهایی که نیاز به خم شدن شدید لوله در طول نصب دارند، درجه ترجیح می دهد، ساخت لوله های کمربند با شعاع تنگ و لوله های ابزار خم شده که در آن لوله باید به ساختار موجود متناسب باشد. Gr1 همچنین بهترین جوش پذیری از انواع تیتانیوم را فراهم می کند،با نرم، یک میکروساخت کاملاً گرم شده که به راحتی تحت قوس جوش جریان دارد.

درجه 2، اسب کار خانواده تیتانیوم خالص تجاری است و رایج ترین درجه تیتانیوم در تمام صنایع است.قدرت کشش آن از 275 ~ 450 MPa قابلیت ساختاری مفید را فراهم می کند در حالی که انعطاف پذیری کافی را حفظ می کنددرجه 2 زمانی مشخص می شود که کاربرد نیاز به تعادل میانگین مقاومت، مقاومت بسیار عالی در برابر خوردگی، قابلیتی خوب برای شکل گیری و مقرون به صرفه داشته باشد.در خدمات نفت و گاز، لوله های Gr2 استاندارد برای لوله های مبادله گرما، خطوط خنک کننده آب دریا، لوله های هوای ابزار و دستکاری مایعات خوردگی عمومی هستند که در آن مقاومت بالاتر Gr5 مورد نیاز نیست.Gr2 کاملاً قابل جوش است و نیازی به درمان حرارتی پس از جوش برای بازگرداندن مقاومت در برابر خوردگی در منطقه جوش ندارد.

درجه 5 (Ti-6Al-4V) آلیاژ تیتانیوم است که دارای قدرت بالا است. حداقل مقاومت کششی 895 MPa و مقادیر معمولی بیش از 950 MPa است.اضافه کردن ۶ درصد آلومینیوم، فاز آلفا را ثبات و تقویت می کند.، در حالی که اضافه کردن 4٪ واندیم، فاز بتا را ثبات می دهد و پاسخ درمان حرارتی را بهبود می بخشد.میکروساخت آلفا-بتای حاصل می تواند از طریق درمان محلول و پیری بهینه شود تا قدرت تولید بیش از 800 MPa را تولید کند. درجه 5 برای کاربردهایی که ترکیب قدرت، وزن کم و مقاومت در برابر خوردگی، امتیاز را نسبت به درجه های خالص تجاری توجیه می کند مشخص شده است: لوله های هیدرولیکی با فشار بالا،اجزای ساختاری لوله ای در تجهیزات زیر دریایی، قطعات لوله حفاری و قطعات ريزر و تجهیزات نفتی و گازی مشتق شده از هوافضا که کاهش وزن به طور مستقیم عملکرد عملیاتی را بهبود می بخشد.Gr5 با استفاده از فلز پرکننده Ti-6Al-4V قابل جوش است، با کاهش استرس پس از جوش توصیه شده برای سرویس در کاربردهای خسته کننده یا شکستگی.

ارزش یک لوله تیتانیوم فراتر از خود ماده به پردازش که تبدیل لوله مستقیم به یک قطعه آماده نصب و تکمیل شده گسترش می یابد.و خدمات برش این تبدیل را تحت شرایط کنترل شده که حفظ خواص مواد و یکپارچگی ابعاد تیتانیوم را فراهم می کند.

خم کردن لوله تیتانیوم نیاز به درک رفتار منحصر به فرد شکل گیری مواد دارد.تیتانیوم دارای یک ماژول انعطاف پذیری پایین تر از فولاد است، تقریباً 110 GPa در مقابل 200 GPa برای فولاد کربن، به این معنی که باید به سرعت در روند خم شدن انعطاف پذیر شود.این ماده همچنین تمایل دارد که اگر بدون روغن مناسب بر روی ابزار کشیده شود، گل شود.توانایی خم کردن ما این ویژگی ها را از طریق خم کردن mandrel و فرایندهای خم کردن CNC که کنترل نازک شدن دیوار را کنترل می کنند، تخمدان و بهار برگشت.لوله به زاویه مشخص و شعاع خم شده با mandrel داخلی حمایت از دیوار لوله از طریق خم برای حفظ دایره قطعه متقاطع و جلوگیری از چروک در شعاع داخلیخم ها می توانند بر اساس نقشه های مشتری تولید شوند که زاویه خم، شعاع خم، طول لمسی و جهت گیری خم های متعدد را در پیکربندی سه بعدی مشخص می کنند.

جوش دادن تيتانيوم مستلزم پاکي مطلق و محافظت از گازهای بی اثر است. تيتانيوم در دماهای جوش بسیار واکنش پذير است، اکسيژن، نیتروژن،و هیدروژن از جو اگر به اندازه کافی محافظت نشده استاین جذب منطقه جوش را شکننده می کند، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر خوردگی را کاهش می دهد. روش های جوش ما از GTAW (TIG) با سپر آرگون جامع در سمت مشعل استفاده می کنند.,گاز پاکسازی داخلی از طریق حفره لوله، و اغلب جوش در داخل یک اتاق پاکسازی برای برنامه های کاربردی حیاتی. منطقه جوش و منطقه تحت تاثیر گرما برای رنگ ارزیابی می شود،که نشانگر قابل اعتمادی از کفایت محافظ است.: رنگ نقره ای روشن یا کاه روشن نشان دهنده محافظت قابل قبول است، در حالی که اکسید آبی، خاکستری یا سفید نشان دهنده آلودگی است که نیاز به برش و جوش مجدد دارد.تمام جوشگران با مشخصات مربوط به بخش IX ASME یا EN ISO برای تیتانیوم واجد شرایط هستند..

برش به طول با استفاده از روش های مناسب برای تیتانیوم انجام می شود. برش کنده، تراش باند با تیغه های دو فلزی و سرد تراش تولید تمیز،پایان مربع با کمترین سوراخ و بدون منطقه گرماییبرای لوله های دارای دیواره نازک، برش لوله های چرخشی طول دقیق ابعاد را با پایان های مربع و پاک شده مورد نیاز برای نصب جوش مدار تولید می کند.برش لیزر و برش آب برای پروفایل های پای پیچیده و نفوذ سوراخ در دیواره های لوله در دسترس است.

لوله های تیتانیومی ASTM B338 در حالت گرمایش عرضه می شوند. گرمایش در خلاء یا اتمسفر گاز بی اثر انجام می شود تا از آلودگی سطح جلوگیری شود.میکروساخت گرم شده انعطاف پذیری و مقاومت در برابر خوردگی مورد نیاز برای درجه مشخص را فراهم می کندپس از گرم کردن، لوله ها برای از بین بردن هر اکسید سطحی و برای اطمینان از پاکسازی سطح صاف و یکنواخت مورد نیاز برای سرویس خوردگی، ترشح می شوند.

هر لوله با درجه مواد، شماره گرما و مشخصات ابعاد شناسایی می شود، که می تواند به گزارش آزمایش کارخانه باز گردد. اسناد شامل گواهینامه آزمایش مواد با EN 10204 3 است.1، ارائه تجزیه و تحلیل شیمیایی از گرما، از جمله عناصر بینشیل اکسیژن، نیتروژن،و هیدروژن که بر خواص مکانیکی تیتانیوم تاثیر می گذارد و نتایج آزمایش مکانیکی از جمله مقاومت کششینتایج آزمایش هیدروستاتیک یا آزمایش الکتریکی غیر مخرب بر اساس الزامات ASTM B338 گزارش می شود و تمامیت هر لوله را تأیید می کند.

اگه شما مشخصات مخصوص لوله دارین، طرح مواد،یا وضعیت سرویس برای بحث در مورد اینکه آیا برای یک آزمایش خم کردن نمونه اولیه یا مقدار تولید برای توسعه دریایی، نقشه های مسیر لوله را برای امکان خم کردن بررسی کنید و یک نقل قول از جمله خدمات تامین و پردازش لوله مورد نیاز را تهیه کنید.