ما هو الحد الأقصى لدرجة الحرارة المنخفضة لأنابيب الصلب الكربوني

ما الذي يحدد الحد الأدنى لدرجة الحرارة-لأنابيب الفولاذ الكربوني

يفقد الفولاذ الكربوني ليونة مع انخفاض درجة الحرارة. عند درجة حرارة تعرف باسم درجة الحرارة الانتقالية من - إلى - درجة الحرارة الانتقالية الهشة، أو DBTT، يتغير وضع الكسر من التمزق المرن إلى الانقسام الهش، والأنبوب الذي يتصرف بشكل موثوق في درجة حرارة الغرفة يمكن أن يتشقق فجأة تحت التأثير أو تركيز الضغط. وبالتالي فإن حد درجة الحرارة المنخفضة- لأنبوب الفولاذ الكربوني ليس رقمًا ثابتًا لجميع أنواع الفولاذ، ولكنه دالة للتركيب وحجم الحبيبات والمعالجة الحرارية وسمك الجدار وشدة التحميل المطبق.

حدود درجات الحرارة المنخفضة النموذجية-حسب الدرجة

هذه الحدود هي قيم مرجعية نموذجية. يحدد كود الأنابيب الحاكم ومواصفات المشروع الحد الأدنى الفعلي لدرجة حرارة التصميم لتركيب معين، ويلزم اختبار تأثير Charpy عندما تكون درجة حرارة التصميم أقل من عتبة الكود.

العوامل الرئيسية التي تتحكم في صلابة درجات الحرارة المنخفضة

يعد محتوى الكربون هو العامل المهيمن: كل زيادة بنسبة 0.1% تقريبًا من الكربون ترفع درجة حرارة التحول بمقدار 10 درجات مئوية تقريبًا، لذا يُفضل الفولاذ المنخفض الكربون الذي يحتوي على نسبة كربون بنسبة 0.25% أو أقل من 0.25% للخدمة ذات درجة الحرارة المنخفضة-. المعالجة الحرارية مهمة أيضًا: تعمل عملية التطبيع على تحسين بنية الحبوب وتحسين صلابة الصدمات بشكل ملموس. تؤدي إضافات صناعة السبائك مثل النيكل إلى خفض درجة حرارة التحول بشكل أكبر، ولهذا السبب يتم اختيار درجات تحمل النيكل - مثل A333 Gr.3 للواجبات الأكثر برودة.

مدى التحقق من انخفاض أداء درجة الحرارة-.

يعد اختبار التصادم Charpy V-، الذي يتم إجراؤه وفقًا لمعيار ASTM A370 أو المعيار المماثل، هو طريقة التحقق القياسية. يتم تشكيل العينات من الأنبوب وتكسيرها عند درجة الحرارة الدنيا للتصميم؛ تتطلب معايير القبول النموذجية الحد الأدنى من الطاقة الممتصة بمقدار 20 جول أو أكثر، مع تحديد القيمة الدقيقة بواسطة المواصفات. بالنسبة للأجزاء السميكة والمكونات المهمة، قد تكون هناك حاجة بالإضافة إلى ذلك إلى عدم وجود -اختبار درجة حرارة انتقال الليونة عن طريق طرق الوزن المسقط- لوصف بداية السلوك الهش.

قواعد اختيار المواد

بالنسبة لدرجات حرارة التصميم التي تصل إلى -29 درجة مئوية، غالبًا ما تكون الأنابيب الفولاذية الكربونية القياسية ذات التأهيل المناسب للصدمات مقبولة. أقل من -29 درجة مئوية،-يجب استخدام درجات حرارة منخفضة مثل ASTM A333 أو GB/T 6479. بالنسبة إلى خدمات الغاز الطبيعي المسال والخدمات المبردة-، يعد A333 Gr.6 خيارًا شائعًا مع التحقق من متطلبات طاقة التأثير عند -46 درجة مئوية، بينما يتم تحديد فولاذ النيكل لدرجات حرارة منخفضة. يجب أن تكون مستهلكات اللحام منخفضة الهيدروجين، ويجب أن تتجنب اللحامات الميدانية إدخال مسببات الإجهاد؛ يجب التقليل من الانحناء البارد في نطاق درجة الحرارة الانتقالية لأن التشوه المحلي يمكن أن يؤدي إلى هشاشة المادة.

الأسئلة المتداولة

هل يمكن استخدام أنابيب الصلب الكربوني عند -50 درجة مئوية؟

الدرجات القياسية مثل A106 ليست مناسبة لـ -50C بدون مؤهل خاص. يجب تحديد درجات درجات الحرارة المنخفضة من ASTM A333 أو GB/T 6479، مع اختبار تأثير Charpy عند درجة حرارة التصميم.

ما هو DBTT؟

DBTT هي درجة الحرارة الانتقالية من -إلى-درجة الحرارة الانتقالية إلى الهشاشة، والتي يصبح عندها وضع كسر الفولاذ هشًا وتنخفض مقاومته لتحميل الصدمات بشكل حاد.

هل تؤدي عملية التسوية إلى تحسين-صلابة درجات الحرارة المنخفضة؟

نعم. تنتج عملية التطبيع بنية حبيبية أكثر دقة وأكثر اتساقًا، مما يقلل من درجة حرارة التحول ويزيد من طاقة تأثير شاربي.

ما الاختبار الذي يثبت أن الأنبوب مناسب لدرجة الحرارة المنخفضة؟

يعد اختبار تأثير Charpy V-عند درجة الحرارة الدنيا للتصميم هو اختبار القبول القياسي، ويتم استكماله حيثما يكون ذلك مطلوبًا عن طريق اختبار انتقال ليونة الوزن-أو الصفر-.

لماذا تتم إضافة النيكل إلى الفولاذ-ذو درجة الحرارة المنخفضة؟

يعمل النيكل على خفض درجة الحرارة الانتقالية -إلى-درجة الحرارة الانتقالية الهشة، مما يسمح للفولاذ بالاحتفاظ بالصلابة عند درجات حرارة الخدمة الأقل بكثير، ولهذا السبب يتم استخدام درجات النيكل في أبرد المهام.