أنا. المبادئ العامة والوصف الأساسي للوثائق

1.1 الغرض ونطاق الوثيقة

الغرض هنا بسيط: ليكون بمثابة عملي, دليل من الخنادق للمواصفات, إنتاج, وتطبيق أنابيب الصلب غير الملحومة E911. هذا ليس كتابًا مدرسيًا للطلاب; إنه دليل ميداني للمهندسين, مفتشون, والمتخصصين في المشتريات الذين سئموا من اللغة النمطية.

تنطبق هذه المواصفة بشكل خاص على الأنابيب والأنابيب غير الملحومة المصنعة من الفولاذ المارتنسيتي بدرجة E911 (X11CrMoWVNb9-1-1), تستخدم في المقام الأول في توليد الطاقة والصناعات البتروكيماوية. نحن نتحدث عن المكونات الحاسمة – خطوط البخار الرئيسية, أجهزة إعادة التسخين, السخانات الفائقة - حيث يكون الضغط مرتفعًا وهامش الخطأ صفرًا. هذه المادة هي العمود الفقري لمحطة الطاقة الحديثة فوق الحرجة, ومعاملته مثل الفولاذ الكربوني العادي سيكلفك الملايين في أوقات التوقف عن العمل.

1.2 مقارنة الصف والأساس القياسي

في العالم الحقيقي, يمكن أن تكون التسميات حقل ألغام. قمت بطلب P91, لكن شهادة المطحنة تقول 10Cr9Mo1VNbN. تحصل على E911, ويستدعي الرسم X10CrMoVNb9-1. إنها نفس العائلة, لكن الشيطان يكمن في التفاصيل. هذا هو التقسيم من كتابي المرجعي ذو أذنين الكلب:

• ASME/ASTM التعيين:T91 (أنبوب), P91 (ماسورة). "T / P’ أمر بالغ الأهمية.

• تسمية:X11CrMoWVNb9-1-1 (رقم المادة 1.4905). لاحظ "دبليو".’ (التنغستن) - هذا هو أداة التمييز الأساسية التي تمنح E911 ميزة متفوقة في درجات الحرارة العالية مقارنة بـ P91 القياسي.

• الأسماء الشائعة الأخرى:E911 (من المعيار الأوروبي), 9تم تعديل Cr-1Mo-V-Nb-N. ولا يزال بعض القدماء يطلقون عليه “تعديل 9Cr.”

المعايير الأساسية التي نعيش بها هي:

• ASME SA-335/SA-335M:هذا هو الكتاب المقدس لأنابيب الصلب المصنوعة من سبائك الحديد غير الملحومة للخدمة في درجات الحرارة العالية.

• في 10216-2:النظير الأوروبي للأنابيب الفولاذية غير الملحومة لأغراض الضغط مع خصائص محددة لدرجة الحرارة المرتفعة.

أحتفظ دائمًا بنسخة من VdTÜV 511/2 في حقيبتي أيضا. إنه معيار ألماني, لكن متطلباتها التكميلية لاختبار التمزق الزاحف غالبًا ما تكون أكثر صرامة وتمنحك صورة أفضل للأداء على المدى الطويل.

1.3 تعريفات المصطلحات والاختصارات

في المصنع وفي الموقع, نحن لا نستخدم دائمًا المصطلحات الفاخرة. وهنا الترجمة في العالم الحقيقي:

• UTS:قوة الشد القصوى. في الميدان, نحن نسميها فقط “الشد.” “ما الذي عاد إليه الشد?”

• نعم:قوة العائد. هذا هو “نقطة العائد.” الخط الذي يعبره قبل أن لا يعود مرة أخرى.

• PWHT:المعالجة الحرارية بعد اللحام. أو كما نسميها في كثير من الأحيان, “الخبز الكبير.” فهم هذا الخطأ, وأنت تلحم الزبدة.

• د- الفريت:العدو. مرحلة معدنية تقتل المتانة. نحن نتحدث عن ذلك في نغمات هادئة.

• زحف:البطيء, تمدد مؤلم للمعادن تحت الضغط والحرارة. ولهذا السبب نحن جميعا هنا.

• استعراض منتصف المدة:تقرير اختبار المطحنة. قطعة الورق التي تثبت أنك جيد أو تسبب لك الصداع. لا تفقده أبدًا.

ثانيا. متطلبات التكنولوجيا الأساسية للمواد

2.1 مراقبة التركيب الكيميائي (تحليل الصهر + تحليل المنتج النهائي)

هذا هو المكان السحر, أو المأساة, يبدأ. الكيمياء هي الوصفة. لقد رأيت ارتفاع درجات الحرارة يأتي مع كيمياء مثالية على الورق, ولكن المنتج النهائي هش بسبب عنصر متشرد أو خلل في البقايا. لE911, الدقة المطلوبة أعلى من دقة الجراح.

طاولة 2.1-1: متطلبات التركيب الكيميائي لـ E911 (وزن %)

عنصر	أسمي سا-335 (P91)	في 10216-2 (E911/X11CrMoWVNb9-1-1)	لماذا يهم؟ (رأي المهندس الميداني)
الكربون (ج)	0.08 – 0.12	0.09 – 0.13	العمود الفقري. منخفض جدًا, وتفقد القوة. عالية جدًا, وأنت تلحم بكيس من الصداع. أهدف للوسط, حول 0.10-0.11%.
المنغنيز (من)	0.30 – 0.60	0.30 – 0.60	مزيل الأكسدة ومساعد القوة. نشاهده عن كثب مع الكبريت.
الفوسفور (ص)	≥ 0.020	≥ 0.020	النجاسة. نحن نكافح لإبقائه عند أدنى مستوى ممكن. 0.015% الحد الأقصى هو قاعدتي غير الرسمية.
الكبريت (س)	≥ 0.010	≥ 0.010	نجاسة أخرى. يسبب ضيقا حارا. نقوم بإجراء عملية إزالة الكبريت بقوة في ورشة الصهر.
السيليكون (و)	0.20 – 0.50	0.10 – 0.50	مزيل الأكسدة. يساعد في مقاومة الأكسدة بدرجة الحرارة العالية.
الكروم (كر)	8.00 – 9.50	8.50 – 9.50	رئيس الأكسدة. يشكل مقياس الحماية. على الجانب المنخفض, أنت مقياس. على الجانب العالي, قمت بترويج دلتا الفريت. نحن نهدف إلى 8.8-9.1%.
الموليبدينوم (شهر)	0.85 – 1.05	0.90 – 1.10	مقوي الحل الصلب. إنه مثل حديد التسليح في الخرسانة عند درجة حرارة عالية.
الفاناديوم (V)	0.18 – 0.25	0.18 – 0.25	يشكل كربيدات/نتريدات دقيقة لتقوية الترسيب. نحن نسمي هذه “خيول العمل.”
النيوبيوم (ملحوظة)	0.06 – 0.10	0.06 – 0.10	يشكل أيضًا كربيدات مستقرة. صقل بنية الحبوب.
نتروجين (ن)	0.030 – 0.070	0.040 – 0.090	ضروري لتكوين نيتريدات الكربون V/Nb. نحن نديرها بإحكام باستخدام V و Nb. أحد الأخطاء الشائعة لدى المبتدئين هو إيقاف نسبة V/N.
النيكل (في)	≥ 0.40	0.10 – 0.40	يساعد على الصلابة, ولكن كثيرًا يخفض درجة حرارة Ac1, تعقيد PWHT.
الألومنيوم (آل)	≥ 0.02	≥ 0.02	مزيل الأكسدة. ولكن أي آل انتهى 0.02% سوف يشكل AlN ويربط النيتروجين, سرقة V وNb. نحن نستخدمه كأداة تتبع لممارسة إزالة الأكسدة السيئة.
التنغستن (W)	غير محدد	0.90 – 1.10	التوقيع E911!وهذا ما يعطيها الحافة. يوفر التنغستن تقوية إضافية للمحلول الصلب ويبطئ خشونة كربيدات M23C6. إنها الصلصة السرية لقوة زحف أعلى.
البورون (ب)	غير محدد	0.0005 – 0.0050	إضافة أثر, لكنها قوية. إنه يفصل إلى حدود الحبوب, تقويتها وتحسين ليونة الزحف. نحن نقيسها بأجزاء في المليون (جزء في المليون).

اتخاذ الشخصية:كنت أعمل في كوريا الجنوبية حيث كانت إحدى الطاحونات تعاني من إخفاقات رهيبة في اختبار التأثير على P91. استمروا في العبث بالمعالجة الحرارية. لقد طلبت بيانات الذوبان ورأيت أن النيتروجين الخاص بهم موجود باستمرار 0.025%, فقط على الحافة المنخفضة للمواصفات, وكان الفاناديوم الخاص بهم في أعلى مستوياته عند 0.24%. كانت نسبة V / N 9.6, طريقة عالية جدا. أنت بحاجة إلى ما يكفي من N لتكوين كل تلك الجزيئات الدقيقة VN. لقد أقنعناهم بالاستهداف 0.05% ن. تم حل المشكلة بين عشية وضحاها.

2.2 مواصفات عملية المعالجة الحرارية

يمكنك الحصول على الكيمياء المثالية, ولكن إذا أفسدت المعالجة الحرارية, لديك مكلفة للغاية, ثقالة ورق ثقيلة جدًا. للفولاذ 9Cr, المعالجة الحرارية هي مسرحية من ثلاثة فصول: تطبيع, إخماد, حِدّة.

• التطبيع (الأوستنيتية):الحرارة إلى 1040 درجة مئوية – 1090درجة مئوية (1900درجة فهرنهايت – 1995درجة فهرنهايت). عقد لمدة لا تقل عن 30 دقائق. الهدف هنا هو إذابة جميع الكربيدات الأولية وتحويل كل شيء إلى محلول صلب. منخفض جدًا, وليس كل V وNb يدخلان في الحل, سرقة قوتك النهائية. عالية جدًا (أكثر من 1100 درجة مئوية), وتحصل على نمو الحبوب الجامح و, لقد خمنت ذلك, الفريت دلتا. لقد رأيت الأنابيب طبيعية عند 1120 درجة مئوية; كان حجم الحبوب مثل الحصى الخشن, وتم إطلاق النار على حياة الزحف.

• التبريد (تبريد):هذا هو “تحويل” خطوة. يجب أن يكون سريعًا بدرجة كافية لتبريد سمك الجدار بالكامل إلى ما دون بداية المارتنسيت (آنسة) درجة الحرارة قبل أن يتشكل الفريت أو الباينيت. لأنابيب P91 ذات الجدار الثقيل, وهذا يعني أن إخماد الماء بالكامل غالبًا ما يكون إلزاميًا. تبريد الهواء مخصص فقط للجدران الرقيقة. إذا كنت تبرد ببطء شديد, تحصل على بينيت, والتي لديها قوة زحف أقل. يخرج الأنبوب من المخمد بقوة, هش, مارتنسيت غير مخفف.

• هدأ: الحرارة إلى 730 درجة مئوية – 780درجة مئوية (1350درجة فهرنهايت – 1435درجة فهرنهايت). هذا هو المكان الذي نحن فيه “خذ الحافة.” نقوم بترسيب كربيدات V/Nb الدقيقة داخل شرائح المارتنسيت, الذي يمنحنا قوتنا. ونقوم بتلطيف المارتنسيت نفسه لتحسين المتانة والليونة. درجة الحرارة هدأ أمر بالغ الأهمية. منخفض جدًا, وأنت هش. عالية جدًا, وأنت تقترب من درجة الحرارة الحرجة المنخفضة (تيار متردد1), حيث تبدأ في إعادة الأوستنيتيز, تشكيل طازجة, مارتنسيت غير مخفف على التبريد. هذه وصفة للهشاشة, هيكل منخفض المتانة المعروف باسم “ارتفاع درجة الحرارة.”

2.3 مؤشرات الأداء الميكانيكية

والدليل في السحب, الضرب, والتمدد على المدى الطويل.

طاولة 2.3-1: الخواص الميكانيكية في درجة حرارة الغرفة

ملكية	ASME SA-335 P91	في 10216-2 E911	معايير القبول الميداني
قوة الشد (RM)	≥ 585 MPa (85 ksi)	620 – 850 MPa	النطاق EN أكثر إحكامًا. أنا حذر من أي شيء انتهى 800 MPa في حالة الاستلام - يمكن أن يشير إلى انخفاض درجة الحرارة.
قوة العائد (روبية 0.2)	≥ 415 MPa (60 ksi)	≥ 450 MPa	EN لديه شريط أعلى.
استطالة (أ)	≥ 20% (للجدار الكامل)	≥ 19% (طولية)	مقياس ليونة. استطالة منخفضة تعني المتاعب.
صلابة (اتش بي دبليو)	≥ 250 اتش بي دبليو (المواصفات المشتركة)	200 – 270 اتش بي دبليو	هذا هو فحصك الميداني السريع. إذا لم تتمكن من الحصول على اختبار الصلابة أدناه 250 غ.ب (ASME) أو ضمن النطاق EN, وقف كل شيء.
تأثير المتانة (CVN)	27 الحد الأدنى J @ RT (محددة في كثير من الأحيان)	40 J متوسط ​​@ 20 درجة مئوية (لطولية)	هذا هو الأصعب (التورية المقصودة) المواصفات للقاء. تشير المتانة المنخفضة عادة إلى مشاكل في المعالجة الحرارية أو الكيمياء. لقد رأيت P91 مع 200+ ج, ولقد رأيت ذلك مع 10 ج. الفرق هو التحكم في العملية.

2.4 جودة السطح والجودة الداخلية

• سطح:يجب أن تكون كل بوصة من الأنبوب خالية من اللفات, الشقوق, طبقات, وغيرها من العيوب. نحن نحدد أن أي إصلاح عن طريق الطحن يجب أن يؤدي إلى أن يظل سمك الجدار ضمن الحد الأدنى المسموح به. يعد إصلاح اللحام على الأنبوب الأساسي بمثابة علامة حمراء كبيرة ولا يُسمح به عمومًا دون موافقة محددة. يخبرني أن عمليتهم كانت خارجة عن السيطرة.

• داخلي:نحن نبحث عن التصفيحات, الشقوق, والشوائب غير المعدنية الكبيرة. هذا هو المكان الذي يأتي فيه NDT.

ثالثا. مواصفات الأبعاد والوزن

3.1 معلمات الأبعاد والتسامح

نحن لا نطلب الأنابيب فقط; نحن نطلب هندسة محددة. تكون التفاوتات المسموح بها أكثر صرامة بالنسبة لهذه السبائك عالية القيمة مقارنة بالفولاذ الكربوني. لا يمكنك الحصول على فقط “الاسمي” جدول. كل شيء بالفاصلة العشرية.

• القطر الخارجي (ل):لمصادر القدرة النووية 4 وأكثر, ASME B36.10 يعطي التسامح +1/8 في., -1/32 في. لمعظم الجداول الزمنية. للأنابيب ذات الجدران الثقيلة, كثيرا ما نتفاوض بشكل أكثر إحكاما, يقول +1.6 مم / -0.8 مم.

• سمك الجدار (وزن):عادة ±12.5% ​​من الجدار الاسمي. ولكن إذا كنت تصمم رأسًا بحد أدنى محدد من الجدار لحياة الزحف, يجب عليك أن تأمر بهذا الحد الأدنى, ليس اسميا مع ناقص التسامح.

• طول:عادة نطاق, مع تسامح محدد على الأطراف للتربيع. يمكن أن يؤدي قطع النهاية السيئ إلى تدمير عملية اللحام.

3.2 حساب الوزن النظري

الوزن النظري (كجم/م) = (ل – وزن) * وزن * 0.0246615 * عامل الكثافة.

للصلب, عامل الكثافة تقريبًا 1. للفولاذ 9Cr, الكثافة حولها 7.78 جم / سم مكعب, أقل بقليل من الكربون العادي 7.85. لذا, الصيغة الدقيقة للطلب هي:
وزن (كجم/م) = (ل – وزن) * وزن * 0.0246615 * (7.78/7.85)

هذا مهم لأنك تدفع ثمن الوزن النظري. إذا كانت الطاحونة تدير أنابيبها الثقيلة على الحائط (ضمن التسامح), حمولتك ترتفع, وكذلك فاتورتك. لقد رأيت معارك الشراء على أ 2% تباين الوزن عند طلب 200 طن.

رابعا. عملية الإنتاج والتحكم

4.1 تدفق عملية الإنتاج

دعونا نسير على الأرض. للأنابيب غير الملحومة من هذا الصف, يتم تصنيع الأغلبية من خلال عملية مطحنة التوصيل Mannesmann أو عملية البثق الساخن.

1. صناعة الصلب:يبدأ في فرن القوس الكهربائي (القوات المسلحة المصرية) مع رقابة صارمة على اختيار الخردة. ثم يذهب إلى فرن مغرفة (LF) لضبط الكيمياء - إضافة تلك V الحرجة, ملحوظة, ل, ب. أخيرا, فراغ التفريغ (VD) لإزالة الهيدروجين والأكسجين. هذه هي الخطوة الأكثر أهمية للنظافة.

2. صب السبائك أو الخام:عادة ما يتم الصب المستمر في قالب دائري. يجب أن تتم عملية الصب تحت غطاء من الغاز الخامل لمنع إعادة الأكسدة. تكييف سطح البليت (طحن) إلزامي لإزالة أي عيوب سطحية قد تتحول إلى طبقات في الأنبوب.

3. التدفئة & ثقب:يتم تسخين الخام ببطء وبشكل موحد في فرن الموقد الدوار. ثم يتم ثقبها في ثقب مانسمان لتكوين قوقعة مجوفة.

4. استطالة (مطحنة التوصيل):يتم دحرجة التجويف فوق شريط الشياق لتحقيق سمك الجدار والقطر الخارجي المطلوب.

5. التحجيم & استقامة:يتم تغيير حجم الأنبوب إلى الأبعاد النهائية ثم تقويمه. هذه خطوة عمل باردة يمكن أن تؤدي إلى إجهاد متبقي إذا لم يتم التحكم فيها.

6. المعالجة الحرارية (ن+س+ت):كما هو موضح في القسم 2.2. تم تطبيع الأنبوب, مروي (في كثير من الأحيان مع نظام إخماد المياه الخارجي والداخلي), ويتم تلطيفه في فرن الموقد الدوار المستمر.

7. التشطيب & تقتيش:قطع, إزالة الأزيز, اختبار غير مدمر (يوتا, إدي تيار), التفتيش البصري, والفحوصات الأبعاد.

4.2 النقاط الرئيسية للتحكم في العمليات الحرجة

حكاية شخصية: في أواخر التسعينيات, كنت في مصنع في ألمانيا كان من أوائل المصانع التي أنتجت الجدار الثقيل P91 لمشروع في المملكة المتحدة. لقد استمروا في الفشل في فحص UT على الأنابيب القليلة الأولى. الشقوق الداخلية. كان مدير المطحنة يسحب شعره. لقد تتبعناه مرة أخرى إلى إخماد الماء. مارتنسيت, تسبب الشقوق إخماد. كان الحل هو إبطاء معدل التبريد قليلاً خلال درجة حرارة Ms عن طريق ضبط تدفق الماء واستخدام مروي البوليمر. لقد كان درسًا صعبًا في الفيزياء.

1. التحكم في إخماد الجدران الثقيلة:للوزن الذي يزيد عن 40 مم (1.5 بوصة), معدل التبريد هو التحدي الأكبر الذي يواجهك. تحتاج إلى تبريد الداخل والخارج بسرعة كافية لتجنب الباينيت. وهذا غالبا ما يتطلب أنظمة إخماد داخلية وخارجية مخصصة. نحن نراقب درجة حرارة الماء المروي, معدل التدفق, ودرجة حرارة الأنابيب أثناء التسقية باستخدام البيرومترات.

2. استقامة الإجهاد:من الضروري التمليس البارد بعد التقسية, لكنه يضفي الإجهاد المتبقي. إذا قمت بتصويب بقوة شديدة, يمكنك تجاوز نقطة العائد محليا. نحن دائما نقيس الاستقامة, ولكننا أيضًا نأخذ عينة لقياس الضغط المتبقي إذا كان الأنبوب مخصصًا لتطبيق بالغ الأهمية. لا تريد أن يتشوه الأنبوب المعالج بالحرارة تمامًا أثناء أول خدمة ذات درجة حرارة عالية.

3. التحكم في حجم الحبوب:نحن نهدف إلى الغرامة, حجم الحبوب موحد (أستم 7 أو أرقى). يتم التحكم في ذلك من خلال درجة الحرارة والوقت الطبيعيين. الحبوب الخشنة تعني صلابة منخفضة. نقوم بإجراء فحوصات ميتالوغرافية على كل حرارة.

V. تقتيش & مواصفات القبول

5.1 تصنيف فئة التفتيش

اسمحوا لي أن أقوم بتفصيل هذا بالطريقة التي نقوم بها في المتجر – ثلاث فئات متميزة: إلزامي, تكميلية, ومن أجل السبب. لقد رأيت عددًا كبيرًا جدًا من مواصفات الشراء التي تحدد فقط كل مربع في القائمة. هذه ليست مراقبة الجودة; هذا مجرد حرق المال. عليك أن تعرف أين تضع انتباهك.

طاولة 5.1-1: مصفوفة فئة التفتيش

البند التفتيش	الطريقة/المعيار	تكرار	مستوى القبول	ملاحظات ميدانية
الفئة أ: إلزامي (كل حرارة/الكثير)
التحليل الكيميائي (مغرفة)	أستم E415 / ايزو 14284	1 لكل حرارة	طاولة 2.1-1	هذه هي بصمة إصبعك. احتفظ بها.
التحليل الكيميائي (منتج)	أستم E415 / ايزو 14284	1 لكل 200 أنابيب	طاولة 2.1-1	تحقق من الفصل. لقد رأيت الفصل المركزي يقتل المتانة.
اختبار الشد @ RT	ASTM E8 / ايزو 6892-1	2 لكل حرارة/الكثير	طاولة 2.3-1	إذا كان العائد مرتفعا جدا, يشتبه في التخفيض.
اختبار الصلابة	أستم E10 / ايزو 6506-1	2 الأنابيب لكل قطعة	180-250 اتش بي دبليو (نطاقي)	فحصك الميداني السريع. أنا أرفض أي شيء انتهى 260 HBW على الفور.
اختبار التسطيح	أستم A370 / ايزو 8492	2 لكل حرارة/الكثير	لا الشقوق	بسيط ولكنه يخبرك إذا كان الأنبوب هشًا.
اختبار الهيدروستاتيكي	أستم A999 / ايزو 10332	100%	لا تسرب	معيار. ولكن للجدار الثقيل, غالبًا ما نتنازل عن هذا ونعتمد على UT.
الفحص بالموجات فوق الصوتية	ASTM E213 / ايزو 10893-10	100%	درجة الجودة U3	يمسك التصفيح الداخلي. غير قابل للتفاوض.
التفتيش الأبعاد	الفرجار, ميكرومتر	100%	ASME B36.10	سمك الجدار هو المكان الذي تحاول المطاحن الغش فيه. مشاهدة ناقص التسامح.
التفتيش البصري	العين المجردة	100%	لا لفات, الشقوق, طبقات	إذا رأيت لحام إصلاح على الأنبوب الأساسي, قف. رفض ذلك.
الفئة ب: تكميلية (عند التحديد)
تأثير المتانة (CVN)	أستم E23 / ايزو 148-1	3 عينات لكل مجموعة	≥ 40J متوسط ​​عند 20 درجة مئوية	هذا هو المكان الذي تثبت فيه المعالجة الحرارية الجيدة نفسها.
ارتفاع درجة الحرارة الشد	أستم E21 / ايزو 6892-2	1 لكل حرارة	حسب منحنى التصميم	للحصول على بيانات التصميم. نحن نرسمها مقابل الإجهاد المسموح به من ASME.
اختبار تمزق الزحف	أستم E139 / ايزو 204	1 لكل حرارة (نادر)	≥ 100,000 ساعة حياة	المعيار الذهبي. يستغرق سنة للحصول على النتائج.
المعدغرافيا دراسة المعادن	أستم E3, E407 / ايزو 4967	1 لكل حرارة	حجم الحبوب ≥ ASTM 7	أريد أن أرى مارتنسيت خفف, لا δ الفريت.
النظافة الدقيقة	أستم E45 / ايزو 4967	1 لكل حرارة	سلسلة رقيقة ≥ 2.0	الادراج تقتل الحياة زحف. فترة.
الفئة ج: من أجل السبب (استكشاف الأخطاء وإصلاحها)
قياس الإجهاد المتبقي	XRD أو حفر الثقب	حسب الحاجة	≥ 80 MPa	إذا تشوهت الأنابيب أثناء المعالجة, تحقق من هذا.
تحليل الهيدروجين	ليكو / اندماج الغاز الخامل	حسب الحاجة	≥ 2 جزء في المليون	للخدمة الحامضة أو الجدار الثقيل.
تحليل SEM/EDS	تصوير الكسور	حسب الحاجة	ن/أ	عندما ينكسر شيء ما وتحتاج إلى معرفة السبب.

5.2 المنحنيات الحرجة: ما تخبرك به البيانات في الواقع

أنا لا أنظر فقط إلى الأرقام الموجودة على الصفحة. أنا أخطط لهم. في كل مرة. نقطة بيانات واحدة يمكن أن تكذب, لكن منحنى - منحنى يحكي لك القصة. إليكم المنحنيات الثلاثة التي أحتفظ بها على جدار مكتبي.

5.2.1 منحنى انتقال التأثير (الانتقال من الدكتايل إلى الهش)

هذا هو أول شيء أطلبه عندما تكون الصلابة مصدر قلق. للفولاذ المارتنسيتي مثل E911, دي بي تي تي (درجة حرارة التحول من الدكتايل إلى الهش) يجب أن تكون أقل بكثير من درجة حرارة الغرفة. إذا لم يكن الأمر كذلك, المعالجة الحرارية الخاصة بك خاطئة, أو أن حجم الحبوب لديك خشن جدًا.

طاقة تأثير شاربي (ج) مقابل. درجة حرارة (درجة مئوية)
==========================================================================================================================================
300 |
    |                                                   *
    |                                              *    *    *   مطيلة بالكامل
200 |                                         *              منطقة (الرف العلوي)
    |                                    *
    |                               *                      (هدف: >100ي @ ر.ت)
100 |                         *
    |                    *                                   * = علاج جيد للحرارة
    |               *                                        o = معالجة حرارية سيئة
 50 |          *                                       (DBTT مرتفع جدًا!)
    |     *  س
    |  س س
  0 |__o____o___o____o___o____o___o___o____o___o___o___o___o____o___o___o___
    -80  -60  -40  -20    0    20   40   60   80   100  120  140  160
                          درجة حرارة (درجة مئوية)
===============================================================================
Legend:
    * - المعالجة الحرارية بشكل صحيح E911 (DBTT ~ -40 درجة مئوية, الرف العلوي ~ 220J)
    س - المعالجة الحرارية غير المناسبة (DBTT ~ +20 درجة مئوية, الرف العلوي ~ 80J)
    
الملاحظة النقدية: 
    يُظهر المنحنى "o" DBTT عند +20 درجة مئوية. في درجة حرارة الغرفة, this material 
    is still in the transition zone. ذات صباح بارد, أو درجة طفيفة,
    ويتكسر. لقد رفضت الحرارة الكاملة في تكساس 2003 لهذا.

ما أبحث عنه:

• طاقة الرف العلوي: ينبغي أن يكون > 100ج, ويفضل > 150ج. الرف العلوي المنخفض يعني الفولاذ القذر أو المزاج الخاطئ.

• دي بي تي تي: يجب أن تكون أقل من -20 درجة مئوية, من الناحية المثالية -40 درجة مئوية أو أقل. إذا كانت قريبة من 0 درجة مئوية, أنت تعيش بشكل خطير.

• عرض الانتقال: حاد, يشير الانتقال الحاد إلى بنية مجهرية موحدة. يشير الانتقال المطول إلى أحجام الحبوب المختلطة.

قصة شخصية: 2005, وظيفة في ألاباما. رؤوس P91 تفشل في اختبارات التأثير عند 15J في درجة حرارة الغرفة. قالت شهادة الطاحونة “يفي بالمواصفات.” لقد طلبت منحنى الانتقال الكامل. لم يركضوا واحدة. قمنا بتشغيله. كان DBTT عند +30 درجة مئوية! كانت المادة هشة تمامًا عند درجة حرارة التشغيل. الجاني? وكانت درجة حرارة التطبيع منخفضة للغاية، إذ لم تذوب الكربيدات الأولية, لذلك كانت المصفوفة هزيلة وكانت حدود الحبوب ضعيفة. كان علينا إعادة تطبيع الأمر برمته. كلفهم ستة أسابيع.

5.2.2 منحنى التمزق الزاحف (معلمة لارسون ميلر)

هذا هو الصادق فيما يتعلق بالمواد ذات درجة الحرارة العالية. لا يمكنك الانتظار 100,000 ساعات لنتائج الاختبار, لذلك نستخدم معلمة لارسون ميلر (LMP) لاستقراء.

الصيغة:

لمب = ت (ج + سجل ر) x 10^-3

Where:
    تي = درجة الحرارة (كلفن)
    ر = وقت التمزق (ساعات)
    ج = ثابت المادة (عادة 20-22 للفولاذ 9Cr)

لE911, مع إضافة التنغستن, ينتقل منحنى LMP إلى اليمين مقارنةً بالمعيار P91. وهذا يعني ارتفاع الضغط لنفس الحياة, أو حياة أطول لنفس التوتر.

ضغط (MPa) مقابل. معلمة لارسون ميلر (ج = 20)
==========================================================================================================================================
200 |
    |   E911 (مع التنغستن)
180 |      * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *
    |         *   *   *   *   *   *   *   *   *   *   *   *
160 |            *                                         P91 (معيار)
    |               *   *   *   *   *   *   *   *   *   *   *
140 |                  *
    |                     *
120 |                        *
    |                           *
100 |                              *
    |                                 *
 80 |                                    *
    |                                       *
 60 |                                          *
    |                                             *
 40 |                                                *
    |                                                   *
 20 |                                                      *
    |                                                         *
  0 +----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+
    18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30
                      معلمة لارسون ميلر (×10^-3)
===============================================================================
Operating Point Example:
    600درجة مئوية (873ك), 100,000 hours
    LMP = 873 س (20 + سجل 100,000) x 10^-3
    log 100,000 = 5
    لمب = 873 س (25) × 10^-3 = 21.825 x 10^-3
    
    At LMP = 21.8:
        P91 الإجهاد المسموح به ≈ 65 MPa
        E911 allowable stress ≈ 82 MPa
    
    That's a 26% تحسين. التنغستن مهم.

ما يخبرني به المنحنى:

• فرقة التشتت: لا أريد فقط الخط المتوسط. أريد أن أرى نقاط البيانات الفردية. التشتت الواسع يعني ضعف التحكم في العملية.

• الاستقراء: نحن نتوقع من 10000 ساعة من الاختبارات إلى 100000 ساعة من الحياة. إذا لم يكن المنحنى سلسًا وحسن التصرف, أنا لا أثق في الاستقراء.

• ال “ركبة”: تظهر بعض المواد تغيراً في الميل على فترات طويلة. هذا هو المكان الذي تتحلل فيه البنية المجهرية. التنغستن E911 يؤخر تلك الركبة.

قصة شخصية: 2010, كانت إحدى المرافق في المملكة المتحدة تقوم بإعادة تأهيل رؤوس التسخين الفائق الخاصة بها لإطالة العمر. الأصلي ص91, 150,000 خدمة ساعات. لقد سحبوا عينات لاختبار الزحف. انخفضت نقاط البيانات إلى ما دون منحنى التصميم الأصلي. أظهرت البنية المجهرية أن كربيدات M23C6 قد خشنت بشكل سيئ، وكانت مثل الحصى بدلاً من الرمال الناعمة. كان عليهم أن يخفضوا سعر الوحدة. لو كان E911, مع كربيدات التنغستن المستقرة, ربما حصلوا على آخر 50,000 ساعات. هذا هو الفرق بين النفقات الرأسمالية ونفقات التشغيل.

5.2.3 تحول التبريد المستمر (CCT) منحنى

هذا ليس شيئًا تختبره على المنتج النهائي. وهذا شيء كان يجب أن تستخدمه المطحنة لتصميم عملية التبريد. ولكن عندما أقوم باستكشاف أخطاء مجموعة سيئة وإصلاحها, أطلب ذلك.

درجة حرارة (درجة مئوية) مقابل. وقت (ثواني) - CCT Diagram for E911
===============================================================================
1100 |
     |   منطقة الأوستنيت
1000 |   ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
     |
 900 |                       منحنى التبريد الحرج
     |                      /
 850 +--------------------/--+-----------------------------------
     |  بداية الفريت   /    |
 800 |                /      |     بداية بينيت
     |               /       |        /
 750 |              /        |       /
     |             /         |      /
 700 |            /          |     /
     |           /           |    /
 650 |          /            |   /
     |         /             |  /
 600 |        /              | /
     |       /               |/
 550 |      /                +-----------------------------------
     |     /                /  بداية مارتنسايت (السيدة ~ 400 درجة مئوية)
 500 |    /                /
     |   /                /
 450 |  /                /
     | /                /
 400 |/__/________________________________________
     |                 |
     |  تبريد سريع، تبريد بطيء
     |  (إخماد الماء)  (هواء بارد)
     |  100% مارتنسيت المجهرية المختلطة
     |                  (بينيت + مارتنسيت)
     |
  0 +----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+----+
     1   2   5   10  20  50  100 200 500 1k  2k  5k  10k
                       Time (ثواني, مقياس السجل)
===============================================================================
Critical Observations:
    - لتجنب تكوين الفريت, يجب أن يستغرق التبريد من 850 درجة مئوية إلى 500 درجة مئوية < 120ق
    - لأنابيب الجدار الثقيلة (>40مم), وهذا يتطلب داخليا + إخماد المياه الخارجية
    - إذا حصلت على بينيت, تخسر 15-20% قوة الزحف

قاعدتي الأساسية: لكل 10 ملم من سماكة الجدار, تحتاج تقريبا 3-4 ثواني من التحكم في معدل التبريد من خلال مقدمة المنحنى. يحتاج أنبوب الحائط مقاس 50 مم إلى التبريد من الأوستنيت إلى أقل من 500 درجة مئوية في الأسفل 20 ثواني. هذا عدواني. ولهذا السبب يعتبر الجدار الثقيل P91/E911 منتجًا متخصصًا.

5.3 قواعد القبول & الحكم

تخبرك المعايير بما يجب عليك فعله عند فشل الاختبار. التجربة تخبرك ماذا يعني ذلك.

طاولة 5.3-1: شجرة قرارات وضع الفشل

ال “مرة واحدة إعادة المزاج” قاعدة:
أسمح بإعادة المزاج. هذا كل شيء. إليكم السبب:

• يمكن أن تؤدي إعادة المزاج الأولى إلى تصحيح الحالة المتوترة
• قد تؤدي إعادة المزاج الثانية إلى زيادة درجة الحرارة أو حتى الوصول إلى درجة حرارة Ac1
• تؤدي المعالجات الحرارية المتعددة إلى خشونة بنية الحبوب

كان لدي مصنع في إيطاليا يحاول إعادة ضبط دفعة واحدة ثلاث مرات. وأخيرا انخفضت الصلابة, ولكن حجم الحبوب زاد من ASTM 8 إلى ASTM 4. تم إطلاق النار على حياة الزحف. لقد رفضنا 80 طن.

ال 5% قاعدة الطحن:
للعيوب السطحية, نحن نسمح بالطحن, لكن:

1. يجب أن تمتزج بسلاسة (لا الشقوق الحادة)
2. يجب أن يظل سمك الجدار بعد الطحن مطابقًا للحد الأدنى المحدد (ليس فقط التسامح الاسمي ناقص)
3. يجب إعادة فحص المنطقة بواسطة MPI أو UT
4. لا يوجد طحن في آخر 150 مم من نهاية الأنبوب (منطقة اللحام)

إذا كانوا يطحنون من خلال الحد الأدنى من الجدار, هذا الأنبوب عبارة عن خردة. لا يهمني إذا كان مجرد مكان. البقعة الرفيعة في ظل ظروف الزحف هي فشل ينتظر حدوثه.

5.4 مراقبة العمليات الإحصائية (SPC) في القبول

وهذا شيء لا تخبرك به المعايير, لكنني أفعل ذلك في كل مشروع كبير. أنا لا أقبل القيم الفردية فقط; أنا أنظر إلى التوزيع.

توزيع الصلابة - الأنابيب E911 (هدف: 220 اتش بي دبليو)
===============================================================================
Frequency
  ^
  |
20 |                    التوزيع الطبيعي
  |                   (التحكم الجيد في العمليات)
15 |                  ***********
  |                 ***************
10 |                *****************
  |                ******************
 5 |               ********************
  |               ********************
 0 +---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*---*--->
    180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300
                            صلابة (اتش بي دبليو)
===============================================================================
Overlay:
    ضعف التحكم في العمليات:
    ....................**....******....******....**.....
    (التوزيع الثنائي - البنية المجهرية المختلطة!)

معايير القبول الخاصة بي:
    - يقصد: 210-240 اتش بي دبليو
    - الانحراف المعياري: < 15 اتش بي دبليو
    - لا توجد قراءات فردية > 260 اتش بي دبليو أو < 180 اتش بي دبليو
    - يجب أن يكون التوزيع أحاديًا ومتماثلًا

إذا رأيت توزيع ثنائي (قمتين), يخبرني أن المعالجة الحرارية لم تكن موحدة. ربما تختلف درجة حرارة الفرن, أو كان التبريد غير متساو. حتى لو كانت كل القيم الفردية “في المواصفات,” سأرفض الكثير. لماذا? لأنه في الخدمة, سوف تزحف البقع الناعمة بشكل أسرع, وقد تكون البقع الصلبة هشة. إنه عدم تطابق في انتظار الفشل.

السادس. وضع العلامات, التعبئة والتغليف والنقل

6.1 معايير وضع العلامات على المنتجات

يتم رسم كل أنبوب على حدة. إنه جواز سفرها.

• وضع العلامات القياسية:اسم الشركة المصنعة, مواصفات ASTM/EN (سا-335 ص91 / في 10216-2 1.4905), مقاس (NPS أو OD × WT), رقم الحرارة, رقم القطعة.

• ال “ريتشي” قاعدة:أحدد دائمًا أن العلامة يجب أن تكون ذات ضغط منخفض, حبر أو طلاء غير متصلب, أبدًا, استخدم دائمًا ختمًا فولاذيًا للتعرف على P91/T91. علامات الطوابع هذه هي أدوات رفع الضغط ومواقع بدء التشققات المحتملة. لقد رأيت ذلك يحدث. إن الختم البارد على الفولاذ المارتنسيتي عالي القوة لا يسبب سوى المتاعب. لقد تشاجرت أكثر من مرة مع رئيس عمال الفناء حول هذا الأمر.

6.2 التعبئة والتغليف والحماية

• حماية النهاية:يحصل كل طرف أنبوب على غطاء بلاستيكي أو فولاذي عالي التحمل. يتم تشكيل الحواف ويجب حمايتها من أضرار الصدمات. الشطبة المنبعجة هي بداية لحام سيئة.

• التجميع:يتم تجميع الأنابيب بأشرطة فولاذية ذات زوايا واقية. نحن نستخدم فرشًا خشبيًا بين الطبقات لمنع الخدش ومحاصرة الرطوبة.

• تخزين:ابقهم بعيدا عن الأرض. على الزلاجات, تحت الغطاء, في بيئة جافة. يمكن أن يؤدي بقاء الماء على الأنبوب لعدة أشهر إلى تآكل الحفر, وهو بداية الكراك.

سابعا. تعليمات خاصة ومتطلبات التخصيص

هذا هو المكان الذي نفصل فيه الأوامر القياسية عن الأوامر الحرجة.

• خبز الهيدروجين:لأنابيب الجدران الثقيلة المخصصة للخدمة الحامضة أو بيئات H2 الحرجة, قد نحدد خبز الهيدروجين بعد التصنيع عند درجة حرارة منخفضة (على سبيل المثال, 300درجة مئوية) لضمان انتشار أي هيدروجين متبقي من عملية صناعة الصلب. وهذا يمنع التشقق الناتج عن الهيدروجين (HIC).

• التحكم في العناصر النزرة:للتطبيقات فوق الحرجة, قد نفرض حدودًا إضافية على العناصر النزرة مثل Sn, مثل, بينالي الشارقة, ومع (ال “متشرد” عناصر) إلى الأسفل 0.01% كل. يمكن أن تنفصل هذه العناصر عن حدود الحبوب وتضعف الفولاذ على مدار عقود من الخدمة.

• محاكاة PWHT:غالباً, سيرغب المشتري في إجراء الاختبارات الميكانيكية على المواد التي تم إعطاؤها محاكاة للمعالجة الحرارية بعد اللحام (على سبيل المثال, 760° C ل 4-8 ساعات). وهذا يؤكد أن خصائص المعدن الأساسي لن تتدهور بسبب عملية اللحام والمعالجة الحرارية في الميدان.