การเชื่อมซูเปอร์ดูเพล็กซ์ด้วยเงื่อนไขไฮเปอร์แบริก: ขั้นตอนการซ่อมแซมนอกชายฝั่ง

การเชื่อม Hyperbaric คืออะไร และเหตุใดจึงมีความสำคัญสำหรับการซ่อมแซม Super Duplex นอกชายฝั่ง

การเชื่อมไฮเปอร์บาริกเป็นการเชื่อมใต้น้ำแบบแห้งที่ดำเนินการภายในแหล่งอาศัยที่มีแรงดัน ซึ่งน้ำจะถูกแทนที่ด้วย-บรรยากาศของก๊าซหายใจที่หรือใกล้กับความดันบรรยากาศของทะเลโดยรอบ สำหรับท่อสเตนเลสสตีลซูเปอร์ดูเพล็กซ์ ตัวยก และโหนดโครงสร้าง เป็นวิธีการซ่อมแซมเดียวที่สร้างรอยเชื่อมคุณภาพในชั้นบรรยากาศ-ที่ระดับความลึกได้อย่างน่าเชื่อถือ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงเป็นตัวเลือกเริ่มต้นเมื่อใดก็ตามที่ไม่สามารถนำเส้นที่เสียหายกลับคืนสู่พื้นผิวได้

ผู้ปฏิบัติงานนอกชายฝั่งติดต่อเพื่อซ่อมแซมไฮเปอร์แบริกแทนการกู้คืนท่อทั้งหมด เนื่องจากการคืนสภาพทำได้ช้า มีราคาแพง และมักเป็นไปไม่ได้สำหรับแนว-ที่กำหนดไว้หรือทอดสมออย่างแน่นหนา แหล่งที่อยู่อาศัยไฮเปอร์บาริกช่วยให้ทีมงานเชื่อมที่ผ่านการรับรองสามารถตัดส่วนที่เสียหายออก เตรียมข้อต่อ และเชื่อมกลับเข้าที่ โดยใช้กระบวนการและการควบคุมคุณภาพที่สะท้อนถึงโรงผลิตที่อยู่ด้านบนสุด แทนที่จะเปิด-การเชื่อมแบบเปียกน้ำ

เหตุใด Super Duplex จึงเพิ่มเดิมพันโดยเฉพาะ

เกรดซูเปอร์ดูเพล็กซ์ เช่น UNS S32750 (2507) และ UNS S32760 ได้รับเลือกสำหรับการบริการนอกชายฝั่งอย่างแม่นยำ เนื่องจากมีความแข็งแรงสูงและทนทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุน รอยแยก และการกัดกร่อนจากความเครียดจากคลอไรด์ในน้ำทะเล ประสิทธิภาพนั้นขึ้นอยู่กับโครงสร้างไมโครเฟอร์ไรต์ออสเทนไนต์ 50/50-ที่ได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวด และสภาวะไฮเปอร์แบริกเป็นหนึ่งในสภาพแวดล้อมไม่กี่แห่งที่สามารถรบกวนความสมดุลนั้นในระหว่างการเชื่อม ซึ่งทำให้คุณสมบัติของขั้นตอนดำเนินการน้อยกว่าการซ่อมสเตนเลสออสเทนนิติกหรือเหล็กกล้าคาร์บอนมาก

ผู้ประกอบการนอกชายฝั่งควรระบุเกรด Super Duplex ใดสำหรับการซ่อมแซม Hyperbaric

รอยเชื่อมการซ่อมแซมควรตรงกับเกรดของท่อหลักเสมอ: UNS S32750 (2507) สำหรับท่อส่งใต้ทะเลและบริการโครงสร้างทั่วไป และ UNS S32760 (ประเภท Zero 100) ซึ่งสินทรัพย์ต้องเผชิญกับบริการที่มีกรดหรือมีรอยแยกของคลอไรด์-สูง เนื่องจากการแทนที่สารตัวเติมอัลลอยด์หรือวัสดุฐานที่ต่ำกว่า-ที่ข้อต่อการซ่อมแซมจะสร้างความต้านทานไฟฟ้าและการกัดกร่อน- ไม่ตรงกันซึ่งสามารถตัดราคาการออกแบบที่เหลือของไปป์ไลน์ได้

ที่มา: ASTM A923; การเชื่อมทางอุตสาหกรรม-การอ้างอิงทางวิศวกรรมเกี่ยวกับข้อกำหนดนอกชายฝั่ง S32750/S32760

PREN หรือตัวเลขเทียบเท่าความต้านทานแบบหลุม เป็นชวเลขมาตรฐานสำหรับจัดอันดับความต้านทานการกัดกร่อนในเกรดดูเพล็กซ์และซูเปอร์ดูเพล็กซ์: PREN=%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N ขั้นตอนการซ่อมแซมไฮเปอร์แบริกใดๆ ควรมีคุณสมบัติเพื่อแสดงให้เห็นว่าค่า PREN ที่เป็นรอย-ของโลหะเชื่อมและโซนที่ได้รับผลกระทบความร้อน-นั้นไม่ได้ต่ำกว่าท่อหลักอย่างมาก เนื่องจากรอยเชื่อมซ่อมแซมจะต้องเป็นจุดอ่อนที่สุดเพียงครั้งเดียวเท่านั้น

ความดันบรรยากาศที่เพิ่มขึ้นส่งผลต่อโครงสร้างจุลภาคของโลหะเชื่อมอย่างไร

ความดันไฮเปอร์แบริกที่สูงขึ้นจะระงับความสามารถในการละลายของไนโตรเจนในสระเชื่อมและเลื่อนจลนพลศาสตร์ของการเปลี่ยนเฟส ซึ่งจะดันโครงสร้างจุลภาคที่เป็นรอย-ไปทางเฟอร์ไรต์ที่มากเกินไป เว้นแต่ว่าก๊าซป้องกันและอินพุตความร้อนจะถูกปรับอย่างจงใจเพื่อชดเชย หากไม่ได้รับการแก้ไขจะเพิ่มความเสี่ยงต่อความเหนียวลดลงและความต้านทานการกัดกร่อนลดลงตรงจุดที่การซ่อมแซมจำเป็นต้องทำงานได้ดีที่สุด

การวิจัยอิสระเกี่ยวกับการเชื่อมดูเพล็กซ์แบบไฮเปอร์แบริกได้แสดงให้เห็นความไวต่อแรงกดนี้โดยตรง การศึกษาเกี่ยวกับการเชื่อมอาร์กแบบฟลักซ์-ของเหล็กสเตนเลสดูเพล็กซ์ที่ความดันไฮเปอร์แบริกจำลอง พบว่าปริมาณเฟอร์ไรต์ในโลหะเชื่อมแปรผันไม่เป็น-เป็นเชิงเส้นกับแรงดัน และความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนจะติดตามความสมดุลของเฟอร์ไรต์ ออสเทนไนต์ และเฟสออสเทนไนต์ทุติยภูมิ แทนที่จะใช้แรงดันเพียงอย่างเดียว

ความหมายเชิงปฏิบัติ:WPS ที่ผ่านการรับรองในบรรยากาศหนึ่ง หรือแม้แต่ที่ความลึกไฮเปอร์แบริกเดียว ไม่สามารถสันนิษฐานได้ว่าใช้ได้ที่ความดันที่แตกต่างกัน ก๊าซป้องกันที่เสริมสมรรถนะไนโตรเจน- อินพุตความร้อนที่ปรับแล้ว และการควบคุมอุณหภูมิระหว่างทางเป็นมาตรการบรรเทามาตรฐาน และแต่ละส่วนผสมจะต้องได้รับ-คุณสมบัติอีกครั้งสำหรับความลึกของงานเฉพาะ

ความกดดันเพิ่มเติม-ผลกระทบที่ขับเคลื่อนซึ่งควรค่าแก่การระบุ

พฤติกรรมของส่วนโค้งจะมีเสถียรภาพน้อยลงเมื่อความดันในห้องเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไม GTAW หรือ GMAW แบบกลไกจึงนิยมใช้เทคนิคแบบแมนนวลสำหรับงานซูเปอร์ดูเพล็กซ์แบบไฮเปอร์บาริก

อัตราการเย็นตัวของสระเชื่อมและโหมดการแข็งตัวจะเปลี่ยนไปตามความดันและองค์ประกอบของก๊าซ ซึ่งส่งผลต่อการตกตะกอนของเฟสทุติยภูมิและในทางกลับกันคือความเหนียว

โลหะตัวเติมที่มีนิกเกิล- (โดยทั่วไปคือประเภท AWS ERNiCrMo-3 / Inconel 625) มักถูกกำหนดไว้สำหรับการเชื่อมดูเพล็กซ์แบบไฮเปอร์บาริก เนื่องจากมีความไวต่อการขึ้นรูปมากเกินไปของเฟอร์ไรต์น้อยกว่าตัวเติมดูเพล็กซ์ที่ตรงกัน

กระบวนการเชื่อมใดที่มีคุณสมบัติเหมาะสมสำหรับการซ่อมแซม Super Duplex แบบแห้ง Hyperbaric

การเชื่อมอาร์กทังสเตนด้วยแก๊สด้วยเครื่องจักร (GTAW) และการเชื่อมอาร์กโลหะด้วยแก๊ส (GMAW) รวมถึงฟลักซ์-รูปแบบคอร์ เป็นกระบวนการที่มีบันทึกคุณสมบัติที่แข็งแกร่งที่สุดสำหรับการซ่อมแซมซูเปอร์ดูเพล็กซ์ไฮเปอร์แบริกแบบแห้ง และการจำแนกประเภท-คำแนะนำทางสังคมอนุญาตอนุญาตทั้งสองอย่าง ในขณะที่กระบวนการอื่นๆ จำเป็นต้องมีคุณสมบัติเพิ่มเติมก่อนใช้งาน

ที่มา: คำแนะนำในการเชื่อมใต้น้ำ DNV; รหัสการเชื่อมใต้น้ำ AWS D3.6M; เผยแพร่งานวิจัยการเชื่อม GMA/FCA ไฮเปอร์บาริกบนเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์

มาตรฐานใดบ้างที่ควบคุมคุณสมบัติขั้นตอนการเชื่อม Hyperbaric Super Duplex?

การซ่อมแซมไฮเปอร์แบริกนอกชายฝั่งทุกครั้งบนท่อซูเปอร์ดูเพล็กซ์ควรมีคุณสมบัติภายใต้ AWS D3.6M สำหรับประเภทการเชื่อมใต้น้ำ -อ้างอิงข้ามกับมาตรฐานคุณสมบัติกระบวนการพื้นฐาน เช่น ASME Section IX หรือ ISO 15614 และสำหรับทะเลเหนือและสินทรัพย์ที่มีการควบคุมในทำนองเดียวกัน เทียบกับการจัดประเภท-สังคมและข้อกำหนดของ NORSOK เนื่องจากไม่มีเอกสารฉบับเดียวที่ครอบคลุมทั้งสภาพแวดล้อมใต้น้ำและฐาน-โลหะวิทยาการเชื่อมโลหะตั้งแต่ต้นจนจบ

ที่มา: AWS D3.6M:2017 รหัสการเชื่อมใต้น้ำ; คำแนะนำในการเชื่อมใต้น้ำ DNV; นอร์ซ็อก M-601; ซีรี่ส์ ISO 15614

ทำความเข้าใจคลาสการเชื่อม AWS D3.6M

• ข้อกำหนดด้านคุณภาพคลาส A - เทียบได้กับการเชื่อมในอากาศ ระดับที่กำหนดไว้ตามปกติสำหรับแรงดันหลัก-เพื่อรักษาการซ่อมแซมซูเปอร์ดูเพล็กซ์
• คลาส B - สำหรับการใช้งานที่สำคัญน้อยกว่า ซึ่งคุณสมบัติอาจลดลงบางส่วนเมื่อเทียบกับการเชื่อมในอากาศ-
• คุณภาพคลาส O - ถูกควบคุมโดยโค้ดอื่นที่กำหนดหรือข้อกำหนดเฉพาะของลูกค้า โดยซ้อนกับ-ข้อกำหนดเฉพาะใต้น้ำของ D3.6M

สำหรับของเหลวในกระบวนการซ่อมแซมท่อซูเปอร์ดูเพล็กซ์ที่ความดันการออกแบบ คุณสมบัติคลาส A ถือเป็นค่าเริ่มต้นที่สมเหตุสมผล สิ่งใดก็ตามที่น้อยกว่าจะเปลี่ยนความเสี่ยงไปยังผู้ปฏิบัติงานโดยไม่มีการลดลงอันเป็นผลมาจากความล้มเหลว

ความต้านทานการกัดกร่อนได้รับการตรวจสอบอย่างไรหลังจากการซ่อมแซม Hyperbaric

การตรวจสอบรอยเชื่อมหลัง-สำหรับการซ่อมแซมไฮเปอร์แบริกซูเปอร์ดูเพล็กซ์ควรรวมการวัดปริมาณเฟอร์ไรต์ทั่วทั้งโลหะเชื่อมและโซนความร้อน-ที่ได้รับผลกระทบ บวกกับการทดสอบการแช่เฟอร์ริกคลอไรด์ตามมาตรฐาน ASTM A923 Method C เนื่องจากการยอมรับด้วยภาพและการถ่ายภาพรังสีเพียงอย่างเดียวไม่สามารถตรวจจับการก่อตัวของเฟสระหว่างโลหะหรือการเอียงของเฟอร์ไรต์ที่โดยทั่วไปแล้วจะลดประสิทธิภาพการกัดกร่อนในข้อต่อดูเพล็กซ์ด้วยแรงดัน-

เกณฑ์การยอมรับโดยทั่วไป:การลดน้ำหนักต่ำกว่าประมาณ 10 มก./เดซิเมตร/วัน (mdd) ในการทดสอบ ASTM A923 Method C โดยมีตัวเลขที่แน่นอนที่กำหนดโดยข้อกำหนดเฉพาะของโครงการ และปริมาณเฟอร์ไรต์ที่อยู่ภายในช่วงที่ได้รับการตรวจสอบระหว่างการรับรองขั้นตอน โดยทั่วไปจะกำหนดเป้าหมายไปที่โครงสร้างสองเฟส-ที่สมดุล แทนที่จะเป็นสภาวะสมบูรณ์ของเฟอร์ไรต์-ที่แรงดันไฮเปอร์แบริกที่ไม่ได้รับการบรรเทามีแนวโน้มที่จะสร้าง

เนื่องจากการทดสอบการกัดกร่อนที่ล้มเหลวหลังจากแหล่งที่อยู่อาศัยถูกโจมตีมีค่าใช้จ่ายสูงในการแก้ไข ผู้รับเหมาที่มีประสบการณ์ส่วนใหญ่จึงทำการทดสอบคุณสมบัติ ASTM A923 บน WPS เองที่แรงดันงานจริงและส่วนผสมของก๊าซ ก่อนที่จะตัดเข้าไปในท่อส่งไฟฟ้า การดำเนินการนี้จะเปลี่ยนการค้นพบความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนจากสถานที่ซ่อมแซมไปยังห้องปฏิบัติการตรวจสอบคุณสมบัติซึ่งอยู่ตรงนั้น

ควรเลือกวิธีการซ่อมแซมแบบใด: ที่อยู่อาศัยแบบแห้ง โพรงเฉพาะที่ หรือการเชื่อมแบบเปียก

การเชื่อมไฮเปอร์แบริกในแหล่งที่อยู่อาศัยแบบแห้งเป็นค่าเริ่มต้นที่ถูกต้องสำหรับการซ่อมแซมซูเปอร์ดูเพล็กซ์ใดๆ บนขอบเขตแรงดันหลักหรือ-ส่วนประกอบโครงสร้างแบริ่งรับน้ำหนัก การเชื่อมแบบโพรงเฉพาะที่เป็นตัวเลือกที่ยอมรับได้สำหรับการซ่อมแซมขนาดเล็กที่เข้าถึงได้ทางเรขาคณิตเท่านั้น และการเชื่อมแบบเปียกด้วยมือควรสงวนไว้สำหรับการรักษาเสถียรภาพชั่วคราวหรือไม่- เนื่องจากไม่สามารถสร้างโครงสร้างจุลภาคที่ทำให้ประสิทธิภาพการกัดกร่อนของซูเปอร์ดูเพล็กซ์ได้อย่างน่าเชื่อถือ

ที่มา: คำแนะนำในการเชื่อมใต้น้ำ DNV; ตีพิมพ์งานวิจัยเกี่ยวกับโพรงเฉพาะใต้น้ำและการเชื่อมไฮเปอร์บาริกของเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์

ผู้ซื้อควรขอเอกสารการจัดซื้อและการควบคุมคุณภาพจากผู้รับเหมาซ่อมแซม Hyperbaric นอกชายฝั่งอย่างไร

ผู้ซื้อควรต้องการ-แพ็คเกจ WPS/PQR เฉพาะงานที่มีคุณสมบัติตามความลึกของการซ่อมแซมจริงและส่วนผสมของก๊าซ, บันทึกคุณสมบัติประสิทธิภาพของช่างเชื่อม AWS D3.6M{2}} ในปัจจุบัน, รายงานการทดสอบเฟอร์ไรต์และ ASTM A923 จากการเชื่อมตามคุณสมบัติ และการตรวจสอบย้อนกลับของวัสดุทั้งหมดบนท่อหลักและโลหะตัวเติม เนื่องจากคุณสมบัติการเชื่อมไฮเปอร์บาริกทั่วไปไม่ใช่หลักฐานว่าผู้รับเหมาสามารถเชื่อมท่อนี้ที่ความลึกนี้ได้ตามมาตรฐานการกัดกร่อนนี้

WPS/PQR ผ่านการรับรองตามความดันห้องจริง การหายใจ-ส่วนผสมของก๊าซ และกระบวนการเชื่อม (GTAW หรือ GMAW/FCAW)

บันทึกคุณสมบัติการปฏิบัติงานของนักดำน้ำ-ในปัจจุบันภายใต้ AWS D3.6M สำหรับคลาสการเชื่อมที่ระบุ

รายงานผลการทดสอบการกัดกร่อนของปริมาณเฟอร์ไรต์และ ASTM A923 Method C ที่สร้างจากการเชื่อมตามคุณสมบัติ ไม่ใช่จากข้อมูลคูปองที่ไม่เกี่ยวข้อง

รายงานการทดสอบวัสดุ (MTR) ตาม EN 10204 3.1 หรือ 3.2 สำหรับทั้งท่อหลักและโลหะตัวเติม เพื่อยืนยันเกรดและ PREN

แผนการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย- (การถ่ายภาพรังสีและ/หรือการทดสอบอัลตราโซนิก) ที่เหมาะสมกับข้อจำกัดในการเข้าถึงแหล่งที่อยู่อาศัย ซึ่งกำหนดไว้ก่อนการระดมพล

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: Standard duplex 2205 filler สามารถใช้ซ่อมแซมท่อ super duplex 2507 ใต้น้ำได้หรือไม่

ตอบ: ไม่ โลหะตัวเติมควรจับคู่หรือจับคู่ปริมาณโลหะผสมของท่อหลักและ PREN มากเกินไป การใช้ฟิลเลอร์ 2205 ในการซ่อม 2507 หรือ S32760 จะสร้างช่องว่างความต้านทานการกัดกร่อน-ที่รอยเชื่อม ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นตำแหน่งที่ยอมรับได้น้อยที่สุดสำหรับรอยเชื่อม

ถาม: ความดันไฮเปอร์แบริกจะเพิ่มปริมาณเฟอร์ไรต์ในโลหะเชื่อมดูเพล็กซ์เสมอหรือไม่

ตอบ: การวิจัยแสดงให้เห็นว่าความสัมพันธ์นั้นเป็นความดัน- และกระบวนการ-ขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์มากกว่าเชิงเส้นตรง แต่โดยทั่วไปแล้วสภาวะไฮเปอร์แบริกที่ไม่ได้รับการแก้ไขมักมีแนวโน้มไปสู่เฟอร์ไรต์ที่มากเกินไปเนื่องจากการละลายของไนโตรเจนที่ถูกระงับ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ว่าทำไมการป้องกันก๊าซและการป้อนความร้อนจึงต้อง-มีคุณสมบัติอีกครั้งสำหรับแรงกดดันแต่ละงาน

ถาม: การเชื่อมแบบเปียกเป็นที่ยอมรับสำหรับท่อซูเปอร์ดูเพล็กซ์หรือไม่

ตอบ: สำหรับการรักษาเสถียรภาพชั่วคราวหรือไม่มี{0}}วิกฤตเท่านั้น สำหรับการซ่อมแซมใดๆ ที่มีจุดประสงค์เพื่อฟื้นฟู-การบริการที่สำคัญต่อการกัดกร่อน-ในระยะยาว การเชื่อมไฮเปอร์บาริกแบบแห้งที่มีคุณสมบัติตาม AWS D3.6M Class A ถือเป็นมาตรฐานที่เหมาะสม

ถาม: ควรระบุการทดสอบการกัดกร่อนแบบใดสำหรับการเชื่อมซ่อมแซมดูเพล็กซ์แบบไฮเปอร์บาริก

ตอบ: ASTM A923 Method C ซึ่งเป็นการทดสอบการแช่เฟอร์ริกคลอไรด์เป็นวิธีมาตรฐานในการตรวจจับการเกิดเฟสระหว่างโลหะในการเชื่อมดูเพล็กซ์และซูเปอร์ดูเพล็กซ์ และควรดำเนินการบนการเชื่อมตามคุณสมบัติก่อนที่การเชื่อมในการผลิตจะเริ่มขึ้น

ถาม: การเชื่อม AWS D3.6M Class A และ Class B แตกต่างกันอย่างไร

ตอบ: การเชื่อมคลาส A นั้นมีมาตรฐานคุณภาพเทียบได้กับการเชื่อมในอากาศ และเหมาะสมสำหรับการซ่อมแซมเพื่อรักษาแรงดันปฐมภูมิ- การเชื่อมคลาส B ยอมรับคุณสมบัติที่ลดลงเล็กน้อยและสงวนไว้สำหรับการใช้งานที่มีความสำคัญน้อยกว่า