Ki jan modèl estrès rezidyèl Longitudinal ki soti nan desen tib afekte sansiblite pou krak estrès sulfid nan anviwònman sèvis sour?

Kondisyon sèvis sour ki gen sulfid idwojèn (H 2 S) se pami aplikasyon ki pi difisil pou konpozan metalik. Anjeneral, alyaj Titàn yo rezistan a fann estrès sulfid (SSC) kontrèman ak kabòn ak asye alyaj ba -. Sepandan, Titàn ka vilnerab nan sèten kondisyon - pH ba, gwo konsantrasyon klori, tanperati ki depase 80 degre ak prezans estrès rupture. Modèl estrès rezidyèl lonjitidinal pwovoke pandan trase tib afekte sansiblite a SSC konsiderableman. Yon mandrin rale nan yon billet kre diminye dyamèt la ak epesè miray nan desen tib. Metòd la pwodui yon modèl karakteristik nan estrès rezidyèl ak estrès tansyon nan sifas deyò a ak estrès konpresiv nan sifas enteryè a oswa vis vèrsa, tou depann de si tib la trase san yo pa yon mandrin entèn (koule desen) oswa sou yon mandrin fiks. Sifas la anba tansyon rezidyèl estrès se nan risk siyifikativman ogmante pou inisyasyon SSC.

Mekanis inisyasyon SSC nan sit estrès rezidyèl yo

Frajilman idwojèn, ki fèt nan anviwònman ki gen H₂S, yo rele fann estrès sulfid. Ilfid idwojèn anpwazonnen pwosesis recombination idwojèn epi li kondui idwojèn atomik nan lasi metal la. Idwojèn absòbe anba estrès tansyon difize nan kote konsantrasyon estrès triyasyal, tankou fwontyè grenn jaden, enklizyon, oswa domaj sifas yo. Idwojèn diminye fòs koyesif nan fwontyè grenn Titàn ak lakòz pwopagasyon entè- oswa transgranular krak. Nenpòt estrès egzèse nan sèvis (presyon, ekspansyon tèmik, restriksyon nan aliye) yo adisyone ak estrès tansyon rezidyèl soti nan desen tib. SSC inisyasyon rive lè sòm estrès la rupture rive nan yon valè papòt (apeprè 40-60% nan fòs sede pou Titàn nan sèvis tounen). Direksyon lonjitidinal la se yon enkyetid espesyal paske fant nan direksyon axial yo ap pwopaje nan direksyon tib la ki lakòz divize katastwofik.

Kantite valè estrès rezidyèl pou diferan metòd desen fil

Estrès rezidyèl yo mezire pa difraksyon X-ray yo sou tib Titàn Klas 2 te revele modèl estrès sifas longitudinal tipik:

Koule desen (san mandrin entèn, tib redwi pa mouri ekstèn sèlman) Sifas deyò devlope tansyon estrès rezidyèl nan 80 a 120 MPa. Estrès rezidyèl konpresyon (50 a 80 MPa) leve sou sifas enteryè. Ekspozisyon H2S ekstèn ka lakòz SSC nan sifas la ekstèn tansyon.

Desen mandrin (tib trase sou mandrin entèn fiks): Sifas ekstèn devlope estrès rezidyèl konpresiv nan 40-70 MPa. Li jenere tensile estrès rezidyèl nan 100-150 MPa nan sifas enteryè a. Sifas rupture enteryè a sansib a SSC pa ekspoze entèn H2S.

Desen ploge (mandrin k ap flote, rediksyon modere) Modèl estrès rezidyèl balanse ak tou de bò nan 20 a 50 MPa (tansyon oswa konpresiv depann sou rapò rediksyon). Pi bon pou sèvis tounen.

Desen frèt + rkwir soulajman estrès (540 degre, 30 min): tansyon rezidyèl diminye a <15 MPa sou tou de sifas endepandan de pwosesis desen. Bon pou sèvis grav grav.

Modèl estrès rezidyèl ki baze sou sansiblite SSC

Apre tès kontwole nan NACE TM0177 Solisyon A (5% NaCl, 0.5% asid acetic, satire ak H₂S, pH 2.7, 25 degre), yo te detèmine papòt SSC sa yo:

Sifas tansyon estrès<30 MPa: No SSC initiation after 1000 hours. Safe for any sour service.

30-60MPa sifas tansyon estrès: 500-1,000 h SSC tan kòmansman. Apwopriye pou sèvis ki pa kritik ak enspeksyon peryodik.

Sifas tansyon estrès 60-100 MPa: SSC tan kòmanse 100-500 èdtan. Pousantaj pwopagasyon krak yo se 0.1 a 0.5 mm / èdtan yon fwa etabli.

SSC inisyasyon nan estrès tansyon sifas> 100 MPa nan <24-100 h. Echèk tib rive nan kèk semèn akòz pwopagasyon rapid krak.

Sour Service Desen Metòd Seleksyon Gid

Tablo ki anba a se yon matris desizyon pou pwosedi trase tib ki baze sou gravite sèvis asid ak direksyon ekspoze estrès.

Sour Service Condition & H₂S Ekspozisyon Kote Metòd Desen Rekòmande Modèl Estrès Residyèl & SSC Diminisyon Risk
Ekstèn H₂S ekspoze sèlman (tib benyen nan Eau tounen, entèn gaz sèk oswa inaktif) Desen ploge ak soulajman estrès rkwir Sifas ekstèn ak konpresyon oswa tansyon ki ba. Estrès rezidyèl<30 MPa. Max SSC resist.
Entèn H2S ekspoze sèlman (gaz tounen tib, pwòp anviwònman ekstèn) Desen koule (andedan sifas konpresiv) Konpresyon estrès sou sifas enteryè a (50 a 80 MPa). Tensile deyò sifas, pa ekspoze. Se tout bon.
Tou de sifas ki kontakte pa H2S (tib benyen nan likid tounen, entèn gaz tounen) Plis ploge trase, plen soulajman tansyon Estrès rezidyèl sou tou de sifas yo.<15 MPa. Needed for double exposure. More expensive, but necessary.
Ba H2S presyon pasyèl (<0.1 psi), high pH (>4.5) Mandrin estanda trase pa gen okenn soulajman estrès Inner sifas tansyon estrès pèmèt akòz pi piti danje nan SSC. Siveyans pH chak trimès.
High H2S partial pressure (>1 psi), pH ki ba (<4), Temperature >80oC Desen ploge, lage estrès plis sifas piki peeningShot peening kreye yon kouch konpresyon (150-200 MPa) kèlkeswa pwosedi desen an. Ki pi serye.
Beyond jeni estrès rezidyèl -

Tan pwopagasyon SSC depann sou epesè miray la, pa sou aparisyon SSC. Yon miray ki pi epè (1.5 mm) epi ki gen yon gwo estrès tansyon rezidyèl (100 MPa) ka krake tou, men li pran plis tan pou krak la pase. Dyamèt tib la enpòtan tou: pou menm rediksyon desen an, pi gwo dyamèt (50 mm kont 20 mm) montre pi gwo grandè estrès rezidyèl, akòz pi wo deformation diferans. Papòt H2S konsantrasyon pou SSC nan Titàn se anviwon 0.01 psi presyon pasyèl nan 25 degre ak diminye a 0.001 psi nan 80 degre. Ajoute alyaj nan klas 7 ak klas 12 alyaj Titàn rezilta nan pi fò rezistans SSC pase nan klas 2, ak 50-100% pi wo tolerans estrès rezidyèl.

Fè yon spesifikasyon konesans

Pou sèvis tounen, lè espesifye yon tib chofaj Titàn, enkli yon bezwen pou mezire estrès rezidyèl nan yon echantiyon reprezantatif pa X-difraksyon reyon oswa twou-metòd perçage. Pwosedi fabrikasyon: - desen ploge - rkwir soulajman estrès (540 degre, 30 minit, atmosfè agon) Mande konfimasyon ke estrès rezidyèl sifas lonjitidinal la se mwens pase oswa egal a 30 MPa (tansyon) sou nenpòt sifas ki ekspoze a H2S. Espesifye Titàn Klas 7 pou sèvis grav grav (pH<3.5, H2S >0.1 psi, temperature >60 degre) endepandan de estrès rezidyèl, ak yon tretman sifas piki peening bay yon kouch konpresiv. Enspekte tib aparèy chofaj la chak trimès lè l sèvi avèk teknik rezistans elektrik nan sèvis la. Yon ogmantasyon de 5 a 10 pousan endike chans SSC ka zo kase kòmanse epi li mande rapid enspeksyon ultrasons. Enjenyè a sèvi ak seleksyon metòd desen ak pwosesis -pou kontwole modèl estrès rezidyèl ak anpeche fann estrès sulfid, ki se youn nan mekanis echèk ki pi difisil pou ekipman sèvis Titàn tounen.