Suvirinimas „Super Duplex“ su hiperbarinėmis sąlygomis: remonto procedūros atviroje jūroje

Kas yra hiperbarinis suvirinimas ir kodėl tai svarbu remontuojant jūroje esantį super dvipusį suvirinimą?

Hiperbarinis suvirinimas – tai sausas povandeninis suvirinimas, atliekamas slėginėje buveinėje, kur vanduo išstumiamas kvėpuojančia{0}}dujų atmosfera, esant aplinkos slėgiui supančioje jūroje arba arti jo. Itin dvipusio nerūdijančio plieno vamzdynams, stovams ir konstrukciniams mazgams tai yra vienintelis remonto metodas, kuris patikimai atkuria atmosferos kokybės-kokybes suvirinimo siūles gylyje, todėl tai yra numatytasis pasirinkimas, kai pažeistos linijos negalima atkurti ant paviršiaus.

Užsienio operatoriai siekia hiperbarinio remonto, o ne visiško dujotiekio atkūrimo, nes atkūrimas yra lėtas, brangus ir dažnai neįmanomas giliai{0}}nustatytose arba stipriai pritvirtintose linijose. Hiperbarinė buveinė leidžia sertifikuotai suvirinimo brigadai išpjauti pažeistą dalį, paruošti jungtį ir suvirinti ją į vietą, naudodama procesus ir kokybės kontrolę, kuri atspindi viršutinę gamybos cechą, o ne atvirą-vandeniu šlapiu suvirinimu.

Kodėl „Super Duplex“ ypač padidina statymus

Super dvipusės klasės, tokios kaip UNS S32750 (2507) ir UNS S32760, yra atrinktos jūroje naudoti būtent dėl ​​jų didelio stiprumo ir atsparumo duobėms, plyšiams ir chloro įtempių korozijos įtrūkimams jūros vandenyje. Šis veikimas priklauso nuo griežtai kontroliuojamos 50/50 austenito-ferito mikrostruktūros, o hiperbarinės sąlygos yra viena iš nedaugelio aplinkų, galinčių sutrikdyti pusiausvyrą paties suvirinimo metu, todėl procedūros įvertinimas yra daug mažiau atlaidus, nei taisant austenitinį nerūdijančio ar anglinio plieno taisymą.

Kurią „Super Duplex“ klasę jūroje esantys operatoriai turėtų nurodyti hiperbariniam remontui?

Taisomoji suvirinimo siūlė visada turi atitikti pagrindinio vamzdžio rūšį: UNS S32750 (2507) bendrajai povandeninio vamzdyno ir konstrukcijų priežiūrai ir UNS S32760 (Zeron 100 tipas), kai objektas taip pat susiduria su rūgščiu eksploatavimu arba dideliu -chlorido plyšių poveikiu, nes pakeitus žemesnę-pagrindinę medžiagą užpildymo jungtyje susidaro galvaninis lydinys. atsparumo korozijai-neatitikimas, galintis sutrumpinti likusį dujotiekio projektavimo laiką.

Šaltinis: ASTM A923; pramonės suvirinimo{1}}inžinerijos nuorodos dėl S32750/S32760 jūrinės specifikacijos.

PREN arba atsparumo taškams atitikmuo yra standartinis dviejų ir superdupleksinių klasių atsparumo korozijai įvertinimo trumpinys: PREN=%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N. Bet kokia hiperbarinė taisymo procedūra turi būti kvalifikuota, kad būtų parodyta, kad suvirinto metalo ir karščio paveiktos zonos suvirintas PREN- nėra iš esmės žemesnis už pagrindinį vamzdį, nes remonto siūlė turi būti silpniausia grandis tik vieną kartą.

Kaip padidėjęs aplinkos slėgis veikia suvirinto metalo mikrostruktūrą?

Padidėjęs hiperbarinis slėgis slopina azoto tirpumą suvirinimo vonelėje ir perkelia fazių transformacijos kinetiką, o tai stumia suvirintą mikrostruktūrą link ferito pertekliaus, nebent apsauginių dujų ir šilumos įvadas būtų sąmoningai sureguliuoti siekiant kompensuoti; Jei tai nėra pakoreguota, padidėja kietumo ir atsparumo korozijai rizika būtent ten, kur reikia geriausiai atlikti remontą.

Nepriklausomi hiperbarinio dvipusio suvirinimo tyrimai parodė šį jautrumą slėgiui tiesiogiai. Dvipusio nerūdijančio plieno lankinio suvirinimo su šerdimi, naudojant imituojamą hiperbarinį slėgį, tyrimai parodė, kad ferito kiekis suvirinimo metale kinta netiesiškai priklausomai nuo slėgio, o atsparumas taškinei korozijai stebėjo susidariusią ferito, austenito ir antrinio austenito fazių pusiausvyrą, o ne tik slėgį.

Praktinė reikšmė:WPS, kvalifikuotas vienoje atmosferoje ar net viename aukšto slėgio gylyje, negali būti laikomas galiojančiu esant kitam slėgiui. Azotu-prisodrintos apsauginės dujos, reguliuojamas šilumos tiekimas ir temperatūros kontrolė tarptakyje yra standartinės švelninimo priemonės, todėl kiekvienas derinys turi būti iš naujo{2}}kvalifikuotas pagal konkretų darbo gylį.

Papildomo spaudimo{0}}efektai, kuriuos verta nurodyti

Lanko elgsena tampa mažiau stabili, kai kameros slėgis didėja, todėl mechanizuotam GTAW arba GMAW yra teikiama pirmenybė, o ne rankinė technika hiperbariniam superdupleksiniam darbui.

Suvirinimo baseino aušinimo greitis ir kietėjimo režimo poslinkis priklausomai nuo slėgio ir dujų sudėties, turintis įtakos antrinės fazės kritulių kiekiui ir, savo ruožtu, kietumui.

Nikelio -pagrindo užpildai (dažniausiai AWS ERNiCrMo-3 / Inconel 625 tipas) dažnai nurodomi hiperbarinėms dvipusėms siūlėms, nes jie yra mažiau jautrūs pertekliniam ferito susidarymui nei atitinkamas dvipusis užpildas.

Kurie suvirinimo procesai yra tinkami sausam hiperbariniam super dvipusiam remontui?

Mechanizuotas dujinis volframo lankinis suvirinimas (GTAW) ir lankinis suvirinimas dujomis (GMAW), įskaitant fliuso{0}}šerdies variantus, yra procesai, turintys aukščiausią sauso hiperbarinio superdupleksinio remonto kvalifikaciją, o klasifikacijos{1}}visuomenės gairės leidžia abu, o kitus procesus prieš naudojant reikia atlikti papildomą kvalifikaciją.

Šaltinis: DNV povandeninio suvirinimo vadovas; AWS D3.6M povandeninio suvirinimo kodas; paskelbti hiperbarinio GMA/FCA suvirinimo tyrimai apie dvipusį nerūdijantį plieną.

Kokie standartai reglamentuoja hiperbarinio super dvipusio suvirinimo procedūrų kvalifikaciją?

Kiekvienas itin dvipusio vamzdyno jūroje atliekamas hiperbarinis remontas turi atitikti povandeninio suvirinimo klasės AWS D3.6M, kryžminės nuorodos į bazinio proceso kvalifikacinį standartą, pvz., ASME IX skyrių arba ISO 15614, o Šiaurės jūros ir panašiai reguliuojamo turto atveju – klasifikavimo{3}}reikalavimus, nes aplinka ir NORSOK neapima vieno dokumento. pagrindinio-metalo suvirinimo metalurgija nuo galo iki galo.

Šaltinis: AWS D3.6M: 2017 Povandeninio suvirinimo kodas; DNV povandeninio suvirinimo vadovas; NORSOK M-601; ISO 15614 serija.

AWS D3.6M suvirinimo klasių supratimas

• A klasės - kokybės reikalavimai, panašūs į suvirinimo ore reikalavimus; pakopa, paprastai nurodyta pirminiam slėgiui{1}}išlaikyti super dvipusį remontą.
• B klasė -, skirta mažiau svarbioms reikmėms, kai savybės gali iš dalies pablogėti, palyginti su suvirinimo -oru.
• O klasės - kokybę visiškai reglamentuoja kitas nurodytas kodas arba kliento specifikacija, atitinkanti specifinius povandeninius -D3.6M reikalavimus.

Super dvipusio vamzdyno remontui, kuriame proceso skystis tiekiamas projektiniu slėgiu, A klasės kvalifikacija yra pagrįsta numatytoji nuostata; kas nors mažiau perkelia riziką operatoriui, atitinkamai nesumažinant gedimo pasekmių.

Kaip patikrinamas atsparumas korozijai po hiperbarinio remonto?

Po-suvirinimo patikrinimas atliekant superdupleksinį hiperbarinį remontą turėtų apimti ferito kiekio matavimą suvirinimo metalo ir karščio paveiktoje zonoje, taip pat ASTM A923 metodo C panardinimo į geležies chloridą bandymą, nes vien tik vizualinis ir radiografinis priėmimas negali aptikti tarpmetalinės fazės susidarymo arba ferito iškreipto slėgio, kuris dažniausiai yra deformuotas. sąnariai.

Įprastas priėmimo pagrindas:svorio netekimas mažesnis nei maždaug 10 mg/dm² per dieną (mdd) pagal ASTM A923 metodo C testą, tikslus skaičius nustatytas pagal projekto specifikaciją, o ferito kiekis laikomas intervale, patvirtintame atliekant procedūrą, paprastai nukreipiant į subalansuotą dviejų{2}}fazių struktūrą, o ne į ferito{3}sąlygą, kuri nesumažina hiperbarinio slėgio.

Kadangi nepavykusį korozijos bandymą po to, kai buvo pažeista buveinė, ištaisyti brangu, dauguma patyrusių rangovų atlieka ASTM A923 kvalifikacinį patikrinimą pačiam WPS, esant faktiniam darbo slėgiui ir dujų mišiniui, prieš įjungdami į veikiančią dujotiekį. Tai perkelia korozijos rizikos aptikimą iš remonto vietos į kvalifikacijos laboratoriją, kuriai ji priklauso.

Kokį taisymo būdą reikėtų pasirinkti: sausą buveinę, vietinę ertmę ar šlapią suvirinimą?

Hiperbarinis suvirinimas sausoje buveinėje yra tinkamas numatytasis bet kokio itin dvipusio pirminio slėgio ribos arba apkrovą{0}}nešančios konstrukcijos elemento remontas; vietinis ertmės suvirinimas yra priimtinas pasirinkimas tik atliekant mažus, geometriškai prieinamus remonto darbus; o rankinis šlapias suvirinimas turėtų būti skirtas laikinam arba ne{1}}kritiniam stabilizavimui, nes jis negali patikimai atkurti mikrostruktūros, kuri užtikrina superduplekso atsparumą korozijai.

Šaltinis: DNV povandeninio suvirinimo vadovas; publikuoti dupleksinio nerūdijančio plieno povandeninio vietinio suvirinimo ir hiperbarinio suvirinimo tyrimai.

Kokių viešųjų pirkimų ir kokybės kontrolės dokumentų pirkėjai turėtų reikalauti iš atviroje jūroje veikiančio hiperbarinio remonto rangovo?

Pirkėjai turėtų reikalauti darbo-konkretaus WPS/PQR paketo, atitinkančio faktinį remonto gylį ir dujų mišinį, esamų AWS D3.6M diver{2}}suvirintojo kvalifikacijos įrašų, ferito ir ASTM A923 bandymų ataskaitų iš kvalifikacinio suvirinimo siūlės ir visiško šios medžiagos atsekamumo ant pagrindinio vamzdžio ir užpildo metalo, nes suvirinimo bendroji sutartis negali būti hiperbarinė vamzdžių kvalifikacija. tokiame gylyje iki šio korozijos standarto.

WPS/PQR kvalifikuotas pagal faktinį darbo kameros slėgį, kvėpavimo{0}}dujų mišinį ir suvirinimo procesą (GTAW arba GMAW/FCAW).

Diver{0}}suvirintojo kvalifikacijos įrašai pagal AWS D3.6M pagal nurodytą suvirinimo klasę.

Ferito kiekis ir ASTM A923 metodo C korozijos bandymo ataskaitos, sudarytos iš kvalifikacinio suvirinimo, o ne iš nesusijusių kupono duomenų.

Medžiagų bandymo ataskaitos (MTR) pagal EN 10204 3.1 arba 3.2 tiek pagrindiniam vamzdžiui, tiek užpildo metalui, patvirtinančios klasę ir PREN.

Neardomojo tyrimo planas (radiografinis ir (arba) ultragarsinis tyrimas), atitinkantis prieigos prie buveinių apribojimus, apibrėžtus prieš mobilizaciją.

Dažnai užduodami klausimai

Kl.: Ar standartinį dupleksinį 2205 užpildą galima naudoti super duplex 2507 dujotiekiui taisyti po vandeniu?

A: Ne. Užpildas turi atitikti arba viršyti pagrindinio vamzdžio lydinio kiekį ir PREN; naudojant 2205 užpildą 2507 arba S32760 remontui, suvirinimo siūlėje susidaro atsparumo korozijai tarpas{4}}, kuris paprastai yra mažiausiai toleruojama vieta.

K: Ar hiperbarinis slėgis visada padidina ferito kiekį dvipusio suvirinimo metale?

A: Tyrimai rodo, kad ryšys priklauso nuo slėgio- ir proceso-, o ne griežtai tiesinis, tačiau nepataisytos hiperbarinės sąlygos paprastai linksta į ferito perteklių dėl sumažėjusio azoto tirpumo, todėl apsauginės dujos ir šilumos patekimas turi būti iš naujo-atitinkamos kiekvienam darbo slėgiui.

Kl .: Ar šlapias suvirinimas kada nors yra priimtinas super dvipusiams vamzdynams?

A. Tik laikinam arba ne{0}}kritiniam stabilizavimui. Atliekant bet kokį remontą, skirtą ilgalaikiam -korozijos-atstatymui, sausas hiperbarinis suvirinimas, atitinkantis AWS D3.6M A klasės reikalavimus, yra tinkamas standartas.

Kl.: Kokį korozijos bandymą reikia atlikti hiperbariniam superdupleksiniam remontiniam suvirinimui?

A: ASTM A923 C metodas, panardinimo į geležies chloridą bandymas, yra standartinis metodas, leidžiantis nustatyti tarpmetalinių fazių susidarymą dvipusio ir superduplekso suvirinimo siūlėse.

Kl.: Kuo skiriasi AWS D3.6M A ir B klasės suvirinimo siūlės?

A: A klasės suvirinimo siūlės atitinka kokybės standartą, prilygstamą suvirinimui ore, ir yra tinkami pirminio slėgio{0}}palaikymo remontui; B klasės suvirinimo siūlės turi šiek tiek sumažintas savybes ir yra skirtos mažiau svarbioms reikmėms.