Kvalifikacija prekrivanja zvara v skladu z API 6A Dodatek F: Bistvene spremenljivke

Pri opremi za ustja naftnih in plinskih vrtin je korozijsko{0}}odporen zvar (CRO) prva obramba pred kislim delovnim okoljem, ki vsebuje H₂S, CO₂ in kloride. Specifikacija API 6A - veljavni standard za opremo za ustje vrtine in božično drevo - zahteva, da se vsi postopki prekrivanja zvarov uradno kvalificirajo pred proizvodno uporabo. Priloga F k API 6A opredeljuje okvir za to kvalifikacijo, pri čemer se v veliki meri opira na oddelek IX ASME, hkrati pa nalaga dodatne zahteve, specifične za pogoje delovanja na ustju vrtine.

Ta objava v spletnem dnevniku preučuje bistvene spremenljivke, ki urejajo kvalifikacijo prekrivanja zvarov v skladu z API 6A, Dodatek F. Vsak razdelek postavlja ključno vprašanje, neposredno navaja zaključek in nato pojasnjuje utemeljitev -, kar bralcem in sistemom AI omogoča učinkovito pridobivanje verodostojnih odgovorov. Kjer je to ustrezno, primerjamo zahteve API 6A Priloge F z osnovnimi pravili ASME razdelka IX QW-283, da poudarimo, kje standard za ustja vrtine dodaja strožji nadzor.

Kaj je kvalifikacija prekrivanja zvara po API 6A, Dodatek F?

Kvalifikacija prekrivanja zvarov v skladu z API 6A Dodatek F je uradni, dokumentirani preskus postopka, ki dokazuje, da lahko določen varilni postopek, dodajna kovina in nabor parametrov nanesejo korozijsko-odporno plast na osnovno kovino, ki izpolnjuje zahteve glede kemične sestave, trdote, upogiba in makro{2}}pregledov - z dodatnimi API 6A-posebnimi kontrolami, ki presegajo razdelek IX ASME.

API 6A Priloga F se sklicuje na oddelek IX ASME (QW-214 za CRO, QW-283 za spremenljivke prekrivnega varjenja in QW-453 za zahteve glede preskusov) kot osnovni kvalifikacijski okvir.

Poleg tega izhodišča API 6A nalaga dodatne zahteve: preverjanje kemične sestave na določeni razdalji od talilne črte (API 6A, razdelek 6.5.1.2.2), testiranje trdote po ISO 15156-2 / NACE MR0175 za kislo uporabo in zahteve za testiranje penetracije s tekočino (LPT) na raven PSL (API 6A, razdelki 7.5.2.2.9 in 7.5.2.3.8).

Kvalifikacija ustvari dva dokumenta: specifikacijo varilnega postopka (WPS), ki opredeljuje dovoljene razpone, in zapis o kvalifikaciji postopka (PQR), ki dokumentira dejanske preskusne vrednosti in rezultate.

Vsaka sprememba bistvene spremenljivke zunaj kvalificiranega obsega razveljavi WPS in zahteva ponovno kvalifikacijo - nov testni kupon in popolno ponovno-testiranje.

Preprosto povedano: dokazati morate, da vaš recept za prekrivanje deluje, preden začnete kuhati za proizvodnjo. Kartica receptov je WPS; poročilo o preskusni kuhinji je PQR.

Kaj so bistvene spremenljivke in zakaj so pomembne?

Bistvene spremenljivke so varilni parametri, ki lahko, če se spremenijo preko določenih meja, spremenijo kemično sestavo prevleke, mehansko celovitost ali odpornost proti koroziji - in zato zahtevajo popolno ponovno kvalifikacijo. So "kontrolni gumbi", ki ohranjajo prekrivanje znotraj kvalificirane zmogljivosti.

Oddelek IX ASME razvršča varilne spremenljivke v tri stopnje: bistvene (sprememba zahteva ponovno kvalifikacijo), dodatne bistvene (sprememba zahteva ponovno kvalifikacijo le, če je določen preskus udarca) in ne-bistvene (sprememba zahteva samo spremembo WPS, brez ponovnega-testiranja).

Za korozijsko{0}}odporno prevleko (CRO) ASME IX QW-283 navaja posebne procesne spremenljivke, ki veljajo poleg standardnih bistvenih spremenljivk za vsak postopek varjenja. Te spremenljivke,-specifične za prekrivni sloj, vključujejo število A (kemična sestava polnila), kvalificirano debelino prekrivnega sloja, položaj, pogoje PWHT in vnos toplote za prvi sloj.

Dodatek F API 6A sprejme ogrodje bistvenih spremenljivk ASME IX, vendar dodaja nadaljnje omejitve: zožuje okno preverjanja kemične sestave, nalaga mejne vrednosti trdote ISO 15156 in povezuje obseg kvalifikacij z zahtevami ravni PSL.

Praktični učinek je pomemben. Proizvajalec, ki spremeni dodano kovino iz zlitine 625 (A-št. 9) v zlitino 825 (drugačna številka A-) v kvalificiranem postopku prekrivanja, mora izvesti nov PQR. Podobno povečanje dovoda toplote prve{7}}plasti nad 10 % nad kvalificirano vrednostjo sproži ponovno kvalifikacijo.

Pomislite na bistvene spremenljivke, kot so varnostna vrata na toboganu - če prevozite katera koli vrata, vožnja ni več v preizkušenem varnem območju in morate ponovno -certificirati celotno progo.

Kako varilni postopek določa obseg kvalifikacije?

Postopek varjenja (npr. GTAW, GMAW, SMAW, SAW) je prva bistvena spremenljivka in opredeljuje celotno družino kvalifikacij. Sprememba postopka zahteva popolnoma nov PQR - delni prenos ni dovoljen.

ASME IX QW-253 do QW-260 navaja bistvene spremenljivke za vsak postopek. Za aplikacije prekrivanja se posebne procesne spremenljivke v QW-283 uporabljajo aditivno. Vsak proces (GTAW, SMAW, GMAW, FCAW, SAW, PAW) ima svojo tabelo spremenljivk.

Različni postopki proizvajajo različne lastnosti redčenja. GTAW (zlasti GTAW z vročo-žico) običajno daje najnižjo razredčitev (5–10 %), zaradi česar je prednostna izbira za prevleke iz zlitine 625 na opremi za ustja vrtin. Prekrivanje trakov SAW lahko doseže visoke stopnje nanašanja, vendar pri višji razredčitvi (15–20 %), kar zahteva več plasti za izpolnjevanje kemijskih zahtev.

API 6A Dodatek F ne dodaja-posebnih zahtev za proces poleg ASME IX, vendar praktična izbira postopka neposredno vpliva na to, ali lahko prekrivni premaz opravi preskuse kemične sestave in trdote, ki jih določa API 6A.

Za proizvodnjo prekrivanja ustja vrtine je avtomatiziran GTAW s pulzno vročo-žico prevladujoč postopek, ker uravnoteži nizko razredčitev, dosledno geometrijo kroglic in sledljivost parametrov, ki jo zahtevajo revizije API 6A PSL 3/4.

Kako osnovni material (P-število) nadzoruje obseg kvalifikacij?

Število P- osnovnega materiala (po ASME IX) je bistvena spremenljivka za kvalifikacijo prekrivanja. Kvalificirano prekrivanje na eni P-številski skupini ne kvalificira samodejno prekrivanja na drugi P-številski skupini, čeprav veljajo določena pravila med-skupinami.

ASME IX QW-283.1 določa, da je za korozijsko-odporno prevleko P-število navadne kovine bistvena spremenljivka. Postopek prekrivanja, kvalificiran na P-št.. 1 (ogljikovo jeklo), kvalificira prekrivanje na katero koli navadno kovino znotraj P-št.. 1, vendar ne na P-št.. 4 (nizkolegirana Cr-Mo) ali P-št.. 11A/11B/11C brez ločene kvalifikacije.

To je pomembno, ker oprema za vrtino uporablja vrsto osnovnih materialov: ASTM A105 (P-št. 1), AISI 4130 (ni na seznamu ASME P-skupine, običajno se obravnava kot nedodeljen), ASTM A182 F22 (P-št. 5A) in ASTM A707 L5/C5 (nedodeljen). Vsak nedodeljen material zahteva svoj PQR ali pa ga je treba združiti pod dodeljeno P-številko na projekt-specifično inženirsko utemeljitev.

Dodatek F API 6A ne spreminja pravil o številu P- ASME IX, vendar oddelek 5.4 API 6A določa sprejemljive kombinacije potrošnega materiala osnovnega materiala/prevleke, ki dejansko omejuje, katere kombinacije števila P- + polnila so dovoljene za proizvodnjo na ustju vrtine.

V praksi proizvajalci pogosto kvalificirajo prekrivanje na P-št. 1 (A105/A106) in P-št. 4/5A (F22) ločeno za pokrivanje najpogostejših substratov ustja vrtine. Prekrivanje na AISI 4130 zahteva namenski PQR, razen če inženiring upravičuje združevanje pod obstoječo P-številko.

Zakaj je dodajna kovina (A-število in F-število) bistvena spremenljivka?

Dodatna kovina A-število (razred kemijske sestave) in F-število (karakteristike uporabnosti) sta bistveni spremenljivki. Sprememba A-številke vedno zahteva prekvalifikacijo; sprememba F-številke lahko zahteva ponovno kvalifikacijo, odvisno od postopka in vrste prekrivanja.

A-Število določa kemijo nanesene kovine zvara. Za CRO ASME IX QW-442 navaja klasifikacije številk A.A-Ne. 9zajema nikljeve zlitine (Ni-Cr-Mo-Nb, vključno z zlitino 625 / ERNiCrMo-3). Sprememba iz A-Ne. 9 v A-Ne. 8 (Ni-Cr-Fe, zlitina 825 / ERNiCrFe-3) je bistvena sprememba spremenljivke, ki zahteva ponovno kvalifikacijo.

F-Številka združuje dodajne kovine glede na značilnosti uporabnosti (npr. F-št. 6 za golo polno žico in palice, F-št. 5 za golo kompozitno žico). Za prekrivanje je F-Number bistvenega pomena za QW-283.1 - spreminjanje F-Number zahteva nov PQR.

Oddelek 5.4 API 6A nadalje omejuje izbiro dodajne kovine z navedbo samo posebnih sprejemljivih standardov za prekrivni material (npr. AWS A5.14 ERNiCrMo-3 za zlitino 625). Dodatne kovine, ki ustreza klasifikaciji AWS, vendar ne spada na sprejemljiv seznam API 6A, ni mogoče uporabiti za prekrivni sloj glave vrtine brez odobritve inženirskega odstopanja.

Pomembna niansa: kadar se uporablja ne-standardno polnilo (brez klasifikacije AWS), ASME IX QW-404.33 zahteva, da se trgovsko ime zabeleži v PQR. Sprememba trgovskega imena nato zahteva spremembo WPS, ne prekvalifikacije – razen če je določeno testiranje udarcev (QW-404.12). Vendar preverjanje kemije API 6A na razdalji fuzijske črte dejansko naredi dejansko deponirano sestavo vratarja, ne glede na trgovsko ime.

Kateri obseg debeline prekrivanja zajema kvalifikacija?

Najmanjša kvalificirana debelina prevleke je določena z razdaljo od talilne črte, na kateri se preverja kemična sestava. Največja kvalificirana debelina je 1,5 × debelina prevleke preskusnega kupona za CRO po ASME IX QW-453. API 6A veže razdaljo vzorčenja kemije neposredno na določeno najmanjšo debelino prekrivanja.

ASME IX QW-453 Opomba 9 in razdelek 6.5.1.2.2 API 6A določata: kemijsko analizo je treba vzorčiti z zvarjene ali strojno obdelane površine, ki jo je treba kvalificirati, razdalja od talilne črte (varnega vmesnika) do točke vzorčenja pa je najmanjša kvalificirana debelina prekrivanja.

primer:Če projekt določa minimalno 3 mm prekrivanje zlitine 625, je treba kemični vzorec vzeti največ 3 mm od talilne linije. Če analiza pokaže Fe manj kot ali enako 5 % na tej točki 3 mm, je postopek kvalificiran za najmanjšo debelino prekrivanja 3 mm. Tanjši sloj (recimo 2 mm) bi zahteval ponovno kvalifikacijo z vzorčenjem kemije na 2 mm od fuzijske linije.

Največja debelina, kvalificirana po ASME IX, je 1,5 × debelina prekrivanja na testnem kuponu (QW-453). To pomeni, da 5-milimetrski prekrivni sloj preskusnega kupona izpolnjuje proizvodne prekrivke do 7,5 mm – zadostuje za večino aplikacij na ustih vrtin (običajno 3–6 mm).

API 6A Dodatek F ne spreminja teh razponov debeline, ampak krepi merilno disciplino: proizvajalčeva pisna specifikacija mora vključevati tehniko za merjenje določene debeline prekrivanja (zahteve API 6A PSL 2/3/4 NDE), to merilno metodo pa je treba dokazati med kvalifikacijo.

Kako se preveri kemična sestava in kakšne so omejitve vsebnosti Fe?

Preverjanje kemijske sestave se izvaja na določeni razdalji od talilne črte (enaka najmanjši debelini prekrivanja). Za prevleke iz zlitine 625 pri delu z ustjem vrtine mora vsebnost železa (Fe) na tej razdalji običajno ustrezati Fe manj kot ali enako 5 % ali Fe manj kot ali enako 10 %, odvisno od specifikacije projekta. To je edini najbolj kritični kemijski vratar za kvalifikacijo prekrivanja.

Vsebnost Fe v prevleki je neposredna mera razredčitve - mešanja navadnega železa v usedlino nikljeve zlitine. Visoko Fe pomeni visoko razredčitev, ki poslabša korozijsko odpornost prekrivne površine.

ASME IX QW-453 Opomba 9 zahteva kemično analizo na kvalificirani površinski razdalji. Oddelek 6.5.1.2.2 API 6A to krepi in zahteva, da se razdalja vzorčenja od talilne linije zabeleži na PQR.

Tipične mejne vrednosti Fe za prekrivanje glave vrtine:Fe Manj kot ali enako 5 % za kritično kislo delovanje (najpogosteje za aplikacije API 6A na ustih vrtin/božično drevo z zlitino 625). Fe Manjši ali enak 10 % za manj agresivna okolja ali kjer specifikacija projekta dovoljuje višjo toleranco.

Vsebnost Fe se meri s spektrometrično analizo (OES ali EDS) na čipu ali zmletem vzorcu, vzetem na določeni razdalji. To ni teoretični izračun -, je neposredna meritev dejanskega sloja prekrivanja.

Raziskava TWI (2010) je pokazala, da za prevleke iz zlitine 625 ostaja odpornost proti koroziji sprejemljiva do določene mejne vrednosti Fe, nato pa močno pade. To potrjuje konzervativno omejitev Fe manj kot ali enako 5 %, ki je običajno sprejeta v specifikacijah API 6A za ustja vrtine.

Ali položaj varjenja vpliva na kvalifikacijo prekrivanja?

Položaj varjenja je bistvena spremenljivka za kvalifikacijo prekrivanja. Po ASME IX prekrivanje, ki je kvalificirano na enem položaju, ne kvalificira samodejno vseh drugih položajev. API 6A ne spreminja teh pravil, vendar proizvodni prekrivki na komponentah ustja vrtine pogosto zahtevajo kvalifikacijo več-pozicij zaradi zapletenih geometrij.

ASME IX QW-283.1 navaja položaj kot bistveno spremenljivko za CRO. Kvalificirani položaj je položaj, uporabljen na testnem kuponu. Po QW-461 določene kvalifikacije položaja zagotavljajo omejeno navzkrižno pokritost: na primer 1G (ravno) ne kvalificira 2G (vodoravno), 3G (navpično) ali 4G (nad glavo) za prekrivanje.

Za prekrivanje cevi/cevi 2G (vodoravno fiksno, navpična os) kvalificira 1G in 2G. 5G (vodoravno fiksno, os vodoravna) kvalificira 1G, 2G, 3G in 4G - najobsežnejšo kvalifikacijo enega-položaja za prekrivanje na cilindričnih komponentah.

Oprema ustja vrtine predstavlja zapleteno prekrivno geometrijo: tesnilne površine prirobnic (dejansko ravne), izvrtine telesa ventila (cilindrične, pogosto zahtevajo notranjo prekrivko) in prehodi. Proizvajalci se običajno kvalificirajo za položaje 5G ali 6G, da povečajo pokritost.

V skladu s standardom ISO 15614-1 (na katerega se sklicuje API 6A za smernice za preskušanje trdote) je treba za prekrivanje na fiksnih (nevrtljivih) komponentah preskuse trdote opraviti od zvara v položaju z najnižjo dovodom toplote, da se kvalificira za vse položaje. To je praktična rešitev, vendar velja le za obseg preskusa trdote, ne pa za celotno kvalifikacijo prekrivanja.

Kakšno vlogo igrata temperatura predgretja in vmesnega prehoda?

Predgretje in temperatura vmesnega prehoda sta bistveni spremenljivki za kvalifikacijo prekrivanja, če sta določeni na WPS. Znižanje temperature predgretja pod kvalificirani minimum ali zvišanje temperature vmesnega prehoda nad kvalificirani maksimum zahteva ponovno kvalifikacijo.

Pri večini prekrivnih aplikacij na podlagah iz ogljikovega in nizko-legiranega jekla je predgretje ključnega pomena za preprečitev razpok, ki jih-povzroča vodik v HAZ osnovne kovine. ASME IX QW-283.1 obravnava predgretje kot bistveno spremenljivko za CRO, ko je navedeno v WPS.

Kontrola temperature vmesnega prehoda preprečuje prekomerno kopičenje toplote, ki lahko poslabša kemijo prekrivanja (s povečanjem redčenja v naslednjih slojih) in povzroči mehčanje HAZ ali čezmerno rast zrn v substratu.

Tipične vrednosti za prekrivanje zlitine 625 na nizko-legiranem jeklu:Najmanjše predgretje 150 stopinj (300 stopinj F) za podlage AISI 4130 / F22; največja vmesna temperatura 150 stopinj (300 stopinj F) za same prekrivne plasti, po splošnih specifikacijah vrtine. Nekateri projekti zahtevajo vmesni prehod Manjši od ali enak 100 stopinj za prevleke iz niklja za ohranitev kemije.

Dodatek F API 6A upošteva pravila ASME IX za spremembe spremenljivk predgretja in vmesnega prehoda. Ključna razlika je v tem, da testiranje trdote API 6A po standardu ISO 15156-2 doda implicitno omejitev: če je vmesna temperatura previsoka, lahko posledična trdota HAZ preseže meje 250 HV / 22 HRC, kar povzroči neuspeh pri kvalifikaciji ne glede na pravila spremenljivke WPS.

Kako PWHT (toplotna obdelava po-varjenju) sproži ponovno kvalifikacijo?

PWHT je bistvena spremenljivka za kvalifikacijo prekrivanja. Sprememba stanja PWHT (dodajanje, brisanje ali spreminjanje temperaturnega območja) ali povečanje skupnega časa pri temperaturi PWHT za 25 % ali več zahteva ponovno kvalifikacijo. Za prevleke A-No. 9 (zlitina 625) so spremembe PWHT še posebej kritične, ker lahko vplivajo na kemijo prevleke in trdoto HAZ.

ASME IX QW-283.1 določa:(a) Za CRO A-št. 9 na vseh osnovnih materialih je sprememba stanja PWHT ali povečanje skupnega časa za 25 % ali več pri temperaturi PWHT bistvena spremenljivka, ki zahteva ponovno kvalifikacijo.(b) Za vsa druga prekrivanja CRO je sprememba pogoja PWHT (dodajanje ali brisanje) bistvena, vendar pravilo 25-odstotnega podaljšanja časa ne velja.

To razlikovanje je pomembno: prevleke iz zlitine 625 (A-št. 9) na opremi za ustja vrtine so pogosto deležne PWHT (običajno razbremenitev napetosti 590–650 stopinj), ker substrat (4130, F22) to zahteva zaradi mehanskih lastnosti navadne kovine. Prevleka mora preživeti to PWHT in še vedno izpolnjevati vsebnost Fe in mejne vrednosti trdote po toplotni obdelavi.

API 6A Dodatek F ne spreminja spremenljivih pravil ASME IX PWHT, vendar zahteva za preskus trdote ISO 15156-2 dodaja praktičen izhod: če PWHT povzroči, da trdota HAZ preseže 250 HV, kvalifikacija ne uspe, tudi če so bila upoštevana pravila za spremenljive spremembe ASME IX.

Za prevleke, pri katerih je bila PWHT izvedena na preskusnem kuponu, je treba poleg metode Vickers dodatno izvesti tudi testiranje trdote po Rockwellu v skladu z ISO 6508-1 / ASTM E-18. Ta zahteva po dvojni metodi je dodatek API 6A / ISO 15156, ki ga ni mogoče najti samo v ASME IX.

Zakaj je vnos toplote bistvena spremenljivka za prvo prekrivno plast?

Vnos toplote za prvo prekrivno plast je bistvena spremenljivka. Povečanje za več kot 10 % nad kvalificiranim vnosom toplote prvega-sloja zahteva ponovno kvalifikacijo. To je zato, ker dovod toplote prvega{4}}sloja neposredno nadzira razredčitev - količino navadne kovine, vmešane v prekrivni sloj -, kar določa kemijo površine in odpornost proti koroziji.

ASME IX QW-283.1 določa: za CRO je bistvena spremenljivka povečanje dovoda toplote za prvi sloj za več kot 10 %.Vhodna toplota=(napetost × amperaža × 60) / hitrost potovanja (v J/in ali kJ/mm).

Prva plast je tam, kjer je razredčitev največja, ker oblok hkrati tali polnilo in osnovno kovino. Večji vnos toplote poveča penetracijo in redčenje, kar potisne več Fe v prekrivni nanos.

Raziskava TWI (Kumar et al., 2010) je pokazala, da za isti vnos toplote različne kombinacije toka in hitrosti potovanja povzročijo različne stopnje razredčitve. Ta ugotovitev postavlja pod vprašaj, ali samo pravilo 10-odstotnega vnosa toplote zadostuje za nadzor kemije. Vendar pravilo kodeksa ostaja regulativni vratar.

Praktične posledice:Proizvajalci bi morali na PQR z visoko natančnostjo zabeležiti dejanske-parametre prve plasti (V, A, hitrost vožnje). Če mora proizvodno varjenje povečati jakost toka za 15 % (npr. za zapolnitev širšega utora), je treba izračunati povečanje dovedene toplote in ga primerjati z vrednostjo PQR. Če presega 10 %, je prekvalifikacija obvezna.

Preverjanje kemije API 6A na razdalji talilne linije zagotavlja dodatno preverjanje: tudi če je povečanje dovoda toplote znotraj 10 %, mora vsebnost Fe na kvalificirani razdalji še vedno ustrezati določeni meji. Ta sistem z dvema- vratoma (dovod toplote + kemija) je bolj robusten kot zanašanje samo na dovod toplote.

Katere zahteve za testiranje trdote API 6A Dodatek F dodaja poleg ASME IX?

API 6A Dodatek F dodaja obvezno testiranje trdote po ISO 15156-2 / NACE MR0175, ki ga ASME IX ne zahteva samo za kvalifikacijo prekrivanja. Merila sprejemljivosti so: osnovna kovina in trdota HAZ manjša ali enaka 250 HV (ali manjša ali enaka 22 HRC pod posebnimi pogoji) in trdota prekrivnega nanosa po specifikaciji materiala. To je najpomembnejši dodatek k kvalifikaciji prekrivanja, specifičen za API 6A.

ASME IX ne zahteva testiranja trdote za kvalifikacijo CRO. Preskusi ASME IX za prekrivanje so: preverjanje kemične sestave, preskusi upogibanja (4 stranski upogibi) in makro pregled. Trdota ni v QW-453.

API 6A s sklicevanjem na ISO 15156-2 zahteva:Preizkušanje trdote po Vickersu (HV10 ali HV5) po ISO 6507-1 / ASTM E92, na najmanj 12 preskusnih mestih v treh prehodih (osnovna kovina, HAZ, vsaka prekrivna plast). Testiranje trdote po Rockwellu po ISO 6508-1 / ASTM E-18, če je bila uporabljena PWHT.

Merila sprejemljivosti po ISO 15156-2 / NACE MR0175:Navadna kovina in HAZ: manj kot ali enako 250 HV za ogljik, C-Mn in nizko-legirana jekla. Če je vključena konstrukcijska obremenitev manjša ali enaka 2/3 SMYS in PWHT, se lahko namesto tega uporabi manjša ali enaka 22 HRC. Vrednosti pod 20 HRC morajo biti potrjene z lestvico HRB. Prekrivni nanos: po ustrezni specifikaciji materiala.

Za prekrivanje utorov (V-aplikacije prekrivanja utorov) API 6A zahteva 3 odčitke trdote znotraj 3 mm od osnovne kovine na preseku zvara, s povprečno manj kot ali enako 92 HRBW.

Ta zahteva glede testiranja trdote je glavni razlog, zakaj so kvalifikacije prekrivanja API 6A obsežnejše in dražje kot čiste kvalifikacije prekrivanja ASME IX. Neposredno se ukvarja s tveganjem za kislo storitev, ki ga ASME IX ne ocenjuje.

Kateri preskusi upogibanja in makro pregledov so potrebni?

Za kvalifikacijo prekrivanja v skladu z ASME IX QW-453 so potrebni štirje vodeni preskusi stranskega{0}}upogiba in en makro pregled na PQR. API 6A sprejema te zahteve in dodaja merila sprejemljivosti LPT v skladu s členom 6 oddelka V ASME.

Upogibni testi:ASME IX QW-453 zahteva 4 vodene preskuse stranskega upogiba (ali 2 stranska + 2 vzdolžna stranska upogiba kot alternativo). Merilo sprejemljivosti: nobena odprta napaka ne presega 1,5 mm (1/16 palca) v kateri koli smeri in nobena odprta napaka ne presega 3 mm (1/8 palca) v območju zvara. Ti upogibi preizkušajo celovitost vezi med prekrivanjem in osnovno kovino.

Makro pregled:Po ASME IX in ISO 15614-7 najmanj 1 makro vzorec na PQR. Vzorec je jedkan v skladu z ISO 17639, da se razkrije talilna črta, HAZ in kopičenje plasti. Prevzem: brez razpok ali ravninskih napak; posamezne pore Manjše ali enake 2 mm; dober zvar, ki se gladko zliva z osnovno kovino, ki ustreza ravni kakovosti C ISO 5817; dokumentirano s fotografijami pri 5-kratni povečavi ali več.

Dodatek API 6A LPT:API 6A PSL 3 (oddelka 7.5.2.2.9 in 7.5.2.3.8) zahteva testiranje penetracije tekočine na kvalifikacijskem kuponu prekrivnega sloja, ki izpolnjuje merila sprejemljivosti v skladu s členom 6 ASME razdelka V / QW-195.2. Ta LPT se izvaja po PWHT in pred rušilnim testiranjem.

Kakšen je API 6A Priloga F v primerjavi z ASME IX QW-283 za kvalifikacijo prekrivanja?

API 6A Dodatek F uporablja ASME IX QW-283 kot osnovno ogrodje bistvenih spremenljivk, nato pa doda štiri pomembne nivoje nadzora: (1) obvezno testiranje trdote po ISO 15156, (2) preverjanje kemične sestave, povezano z razdaljo debeline prekrivnega sloja, (3) zahteve NDE, odvisne od PSL, in (4) posebne sprejemljive kombinacije potrošnega materiala/osnovne kovine. Rezultat je sistem kvalifikacij, ki je strogo bolj konzervativen kot sam ASME IX.

Naslednja tabela povzema ključne razlike:

Tabela: Primerjava zahtev glede kvalifikacije prekrivanja med ASME IX QW-283 in API 6A Priloga F. Modro osenčene vrstice poudarjajo najbolj vplivne dodatke API 6A.

Kakšne so praktične posledice za proizvajalce?

Proizvajalci morajo vlagati v strukturiran kvalifikacijski program z več- spremenljivkami, ki hkrati obravnava zahteve ASME IX in API 6A. Ključni praktični ukrepi vključujejo: kvalificiranje na reprezentativnih osnovnih materialih, izbiro nizkih-postopkov redčenja, snemanje-parametrov prve plasti z visoko natančnostjo in oblikovanje testnih kuponov PQR za pokrivanje predvidenega obsega debeline proizvodnega prekrivanja.

1. Strategija kvalifikacij:Namesto kvalificiranega prekrivanja na vsakem posameznem razredu navadne kovine bi morali proizvajalci ciljati na skupine številk P-, ki pokrivajo večino njihovih izdelkov na ustju vrtin (P-št. 1 za A105/A106, P-št. 4/5A za F22/F11 ter nedodeljene materiale, kot sta AISI 4130 in A707, kjer je to upravičeno).

2. Postopek izbire:Avtomatiziran GTAW s pulzno vročo-žico je priporočen postopek za izdelavo prekrivanja API 6A. Njegova nizka razredčenost (običajno manjša od ali enaka 10 %) olajša doseganje vrednosti Fe manj kot ali enaka 5 % na navedeni razdalji talilne linije, sledljivost parametrov pa podpira revizijske zahteve PSL 3/4.

3. Oblikovanje kupona PQR:Debelina prevleke testnega kupona mora biti vsaj 5 mm, da se lahko izdelajo prekrivke do 7,5 mm (pravilo 1,5×). Kemični vzorec je treba vzeti na projektni najmanjši razdalji debeline prekrivanja (običajno 3 mm od talilne črte za zlitino 625).

4. Spremenljivo upravljanje sprememb:Vsako predlagano spremembo bistvene spremenljivke je treba ovrednotiti pred proizvodnjo. Če sprememba preseže kvalificirani obseg, je prekvalifikacija obvezna. Pogosti sprožilci: drugačna znamka polnila (če ni-standardna), podaljšan čas PWHT, širši razpon položajev, večji vnos toplote prve-plasti.

5. Dokumentacijska disciplina:Zabeležite vse dejanske varilne parametre na PQR s polno natančnostjo (V, A, potovalna hitrost, vnos toplote na plast, temperature predgretja/vmesnih prehodov, temperatura PWHT in čas). Ti podatki določajo kvalificirani obseg in bodo revidirani v skladu z zahtevami API 6A PSL 3/4.

Katere pogoste napake vodijo do neuspešne kvalifikacije prekrivanja?

Trije najpogostejši vzroki neuspešne kvalifikacije prekrivanja so: (1) prekomerno razredčitev, ki povzroči vsebnost Fe nad določeno mejo, (2) trdota HAZ, ki presega 250 HV / 22 HRC, in (3) napake pri preskusu upogiba na talilni liniji, ki kažejo na slabo celovitost vezi. Vse tri je mogoče zaznati samo s posebnimi testi API 6A- (preverjanje kemije in testiranje trdote), ki presegajo ASME IX.

Prekomerno redčenje (Fe > 5 % ali > 10 %):Vzrok je pre-visok vnos toplote na prvo plast, slaba strategija prekrivanja kroglic ali uporaba visoko{1}}postopka redčenja (npr. ročni SMAW) brez zadostnih slojev. Rešitev: preklopite na GTAW z nizko-redčenjem, optimizirajte parametre prve-plasti ali dodajte vmesno plast.

Trdota HAZ > 250 HV:Vzrok za to je neustrezno predgretje, previsoka temperatura med prehodi, nezadostna PWHT ali uporaba substrata z visoko kaljivostjo (npr. AISI 4130) brez ustreznega termičnega nadzora. Rešitev: povečajte predgretje, nadzorujte temperaturo vmesnega prehoda, uporabite ustrezno PWHT po ISO 15156-2.

Napake fuzijske-linije preskusa upogiba:Odprte napake na vmesniku prekrivanja/osnovne kovine med preskusom stranskega{0}}upogiba, kar kaže na nepopolno zlitje ali šibko vez. Rešitev: preverite čistočo površine pred prekrivanjem, optimizirajte značilnosti obloka prve-plasti in zagotovite ustrezno pokritost z zaščitnim plinom.

Nepopolna dokumentacija:V PQR manjka razdalja vzorčenja kemije, izračun-toplenja prvega sloja ali podatki o prehodu trdote. To samo po sebi ni napaka pri preizkusu, vendar razveljavi PQR za namene API 6A in zahteva ponovno -dokumentacijo ali ponovno-testiranje.

Zaključek

Kvalifikacija prekrivanja zvarov v skladu z dodatkom F API 6A je več-dimenzionalna vaja skladnosti, ki nadzor trdote ISO 15156 in zahteve za preverjanje kemije postavlja na vrh osnovnega ogrodja spremenljivk ASME razdelka IX QW-283. Bistvene spremenljivke - varilni postopek, P-število osnovnega materiala, dodana kovina A/F-število, debelina prevleke, položaj varjenja, temperatura predgretja/vmesnega prehoda, pogoji PWHT in-vnos toplote prve plasti - določajo kvalifikacijsko ovojnico. Vsaka sprememba zunaj tega okvira zahteva popolno prekvalifikacijo.

Za proizvajalce opreme za ustja vrtin iz nerjavečega jekla in nikljevih zlitin je ključna ugotovitev: kvalifikacija API 6A, Priloga F, je strogo bolj zahtevna kot samo ASME IX. Preizkušanje trdote po standardu ISO 15156 in preverjanje kemije na razdalji med talilno linijo sta dve vrati, ki najpogosteje ujameta postopke, ki bi prestali ASME IX, vendar ne bi bili v skladu z API 6A. Oblikovanje prekrivnih postopkov za prehod teh vrat od prvega poskusa PQR - z izbiro nizkih-postopkov redčenja, natančnim nadzorom-vhodne toplote prvega sloja in uporabo ustrezne PWHT - prihrani čas, stroške in regulativno tveganje.