Vai trò của các yếu tố tạp chất
Lưu huỳnh và phốt pho là những nguyên tố còn sót lại trong quá trình sản xuất thép, chủ yếu có nguồn gốc từ nguyên liệu thô. Trong thép đường ống, chúng được coi là có hại và bị giới hạn bởi đặc điểm kỹ thuật của sản phẩm. Các giới hạn trong API 5L Cấp B tồn tại để bảo vệ hiệu suất cơ học của thân ống và mối hàn, đặc biệt là trong dịch vụ đường ống có yêu cầu khắt khe.
Tại sao lưu huỳnh bị hạn chế
Lưu huỳnh tạo thành sắt sunfua ở ranh giới hạt, tan chảy ở nhiệt độ thấp và gây ra khuyết tật gọi là độ nóng nóng. Trong quá trình cán nóng và hàn, sunfua lỏng làm suy yếu ranh giới hạt và tạo ra vết nứt. Lưu huỳnh cũng làm giảm độ dẻo và độ bền va đập, đồng thời tạo ra các thể vùi sunfua kéo dài đóng vai trò là vị trí bắt đầu vết nứt. Sản xuất thép hiện đại kiểm soát lưu huỳnh thông qua quá trình khử lưu huỳnh và có thể đạt được mức dưới 0,005%.
Tại sao phốt pho bị hạn chế
Phốt pho hòa tan trong ferit và tăng cường nó, nhưng nó cũng gây ra sự phân tách nghiêm trọng vì nó không dễ dàng khuếch tán. Phốt pho cao thúc đẩy sự giòn ở ranh giới hạt và làm tăng nhiệt độ chuyển tiếp dẻo đến giòn, điều này gây nguy hiểm cho các đường ống phải chống lại sự lan truyền vết nứt. Phốt pho cũng làm giảm khả năng hàn bằng cách thúc đẩy sự nứt cứng ở các mối nối bị hạn chế.
Giới hạn trong API 5L hạng B
Đối với PSL1 loại B, hàm lượng phốt pho tối đa thường là 0,030% và hàm lượng lưu huỳnh tối đa thường là 0,030%. Đối với PSL2, các giới hạn được thắt chặt ở khoảng 0,025 phần trăm phốt pho và 0,015 phần trăm lưu huỳnh để hỗ trợ việc kiểm tra tác động bắt buộc và các yêu cầu về độ bền chặt chẽ hơn của cấp độ. Mức độ thấp hơn thường được thỏa thuận cho dịch vụ chua.
Ảnh hưởng đến khả năng hàn
Lượng lưu huỳnh và phốt pho thấp cải thiện khả năng chống chịu của kim loại mối hàn và vùng chịu ảnh hưởng nhiệt đối với vết nứt nóng và vết nứt do hydro gây ra. Thép sạch có hàm lượng tạp chất thấp tạo ra các mối hàn tốt với độ bền tốt hơn, điều này rất cần thiết cho các mối hàn chu vi hiện trường được thực hiện trong các điều kiện thay đổi.
Câu hỏi thường gặp
Nóng ngắn là gì?Độ nóng nóng là vết nứt xảy ra trong quá trình gia công hoặc hàn nóng khi sunfua sắt có điểm nóng chảy thấp ở ranh giới thớ làm cho thép bị rách.
Có phải phốt pho luôn làm thép yếu đi?Phốt pho tăng cường ferit nhưng đồng thời làm nó giòn, do đó tác động có hại của nó đối với độ dẻo dai vượt xa khả năng tăng cường độ cho kết cấu thép.
Có thể loại bỏ hoàn toàn lưu huỳnh khỏi thép?Quá trình khử lưu huỳnh hiện đại có thể giảm lưu huỳnh xuống mức rất thấp, nhưng việc loại bỏ hoàn toàn là không thực tế; các giới hạn tiêu chuẩn được đặt dưới ngưỡng có hại.
Tại sao độ dẻo dai lại quan trọng đối với đường ống dẫn khí?Một đường dẫn khí phải ngăn chặn một vết nứt đang chạy; thép có độ bền cao với ít tạp chất sẽ hấp thụ năng lượng của vết nứt đang lan rộng và ngăn chặn nó trước khi nó di chuyển xa.
Các giới hạn có khác nhau đối với đường ống dịch vụ chua không?Có, các thông số kỹ thuật về dịch vụ chua thậm chí còn bổ sung thêm các giới hạn về độ cứng và lưu huỳnh chặt chẽ hơn, đồng thời yêu cầu kiểm tra khả năng chống nứt do hydro gây ra.
