میله های رزوه دار ASTM A320 L7 تولیدکنندگان

دانش صنعت

چگونه ASTM A320 L7 به چقرمگی ضربه در دماهای برودتی دست می یابد

میله های رزوه دار ASTM A320 L7 از همان فولاد آلیاژی کروم-مولیبدن (4140/4142) مانند ASTM A193 B7 تولید می شوند، اما این دو گرید قابل تعویض نیستند. تمایز دهنده بحرانی یک آزمایش ضربه اجباری شارپی V-notch است که L7 باید در دمای -150 درجه فارنهایت (-101 درجه سانتیگراد) با حداقل انرژی جذب شده 20 فوت · lbf (27 ژول) به طور متوسط ​​در سه نمونه انجام شود و هیچ نمونه منفردی به زیر 15 فوت · lbf (20 ژول) نرسد. این الزام در مشخصات A193 B7 به هیچ وجه وجود ندارد - میله‌های B7 فقط برای خواص کششی آزمایش می‌شوند، بدون تأیید چقرمگی در دمای پایین. در استفاده در دماهای برودتی، میله B7 می تواند تحت بارگذاری ضربه ای به شکلی شکننده شکسته شود، حتی در حالی که به نظر می رسد تمام نیازهای سختی و کششی را برآورده می کند، زیرا فولادهای فریتی-پرلیتی و مارتنزیتی با افت دما دچار انتقال شکل پذیر به شکننده می شوند.

دستیابی به چقرمگی ضربه ثابت در فولاد Cr-Mo در دمای -150 درجه فارنهایت مستلزم کنترل دقیق سه متغیر متالورژیکی است که صرفاً تابعی از شیمی آلیاژ نیستند:

• دمای آستنیته و زمان خیساندن: آستنیته ناکافی کاربیدهای حل نشده ای را به جا می گذارد که به عنوان محل شروع ترک عمل می کنند. فولاد باید در دمایی به اندازه کافی بالا نگه داشته شود تا کاربیدها به طور کامل در آستنیت حل شوند قبل از خاموش شدن - معمولاً 1550-1650 درجه فارنهایت (843-899 درجه سانتیگراد) برای 4140.
• دمای معتدل: دماهای تلطیف بالاتر با اجازه دادن به کربن برای توزیع مجدد از شبکه مارتنزیت به رسوبات ریز کاربید، چقرمگی را بهبود می بخشد و تنش های داخلی را کاهش می دهد. برای L7، حرارت معمولاً در 1100-1200 درجه فارنهایت (593-649 درجه سانتیگراد) انجام می شود که بالاتر از حداقل مجاز برای B7 است و عمداً مقدار کمی از استحکام کششی را برای بهبود شکل پذیری مبادله می کند.
• کنترل اندازه دانه: اندازه دانه آستنیتی ریز به طور مستقیم با بهبود چقرمگی در دمای پایین ارتباط دارد. افزودن آلومینیوم یا نیوبیم به عنوان تصفیه کننده غلات، همراه با کاهش کنترل نورد قبل از عملیات حرارتی، به سرکوب رشد دانه در طول آستنیته کمک می کند.

Shanghai Soverchancel Industrial Co., Ltd. میله‌های رزوه‌دار ASTM A320 L7 را با مستندات کامل تست ضربه چارپی، با هر لات در شرایط مورد نیاز -150 درجه فارنهایت توسط آزمایشگاه‌های معتبر مورد آزمایش قرار می‌دهد و به کاربران نهایی قابلیت ردیابی لازم برای انطباق با تجهیزات تحت فشار تحت کدهای بخش VIII ASME و معادل‌های آن را می‌دهد.

L7 در مقابل L7M در مقابل L43: انتخاب زیرگرید A320 مناسب برای برنامه شما

ASTM A320 شامل چندین زیرگرید فراتر از L7 است و انتخاب اشتباه برای کاربرد برودتی یک خطای خرید رایج است که تشخیص آن در حین دریافت بازرسی دشوار است اما در سرویس بالقوه جدی است. سه درجه فرعی که اغلب مشخص می شوند - L7، L7M و L43 - در مواد پایه، سطح مقاومت و پایین ترین دمایی که در آن تست ضربه انجام می شود، متفاوت هستند.

تفاوت عملی بین L7 و L7M در سطح قدرت است، نه شیمی. L7M از همان آلیاژ 4140/4142 استفاده می‌کند، اما به سختی کمتری (حداکثر 235 HBW در مقابل حداکثر 321 HBW برای L7) استفاده می‌شود، که استحکام کمتری دارد اما شکل‌پذیری بیشتر و حساسیت کمتری نسبت به ترک خوردگی تنشی در محیط‌های ترش یا سولفید هیدروژن دارد. L7M به طور خاص در NACE MR0175 / ISO 15156 برای استفاده در خدمات نفت و گاز حاوی H2S در جایی که L7 نیست، قابل قبول است، و این تمایز را در کاربردهای خط لوله بالادستی و میان‌دستی حیاتی می‌کند.

L43 (آلیاژ 4340) نیکل را به شیمی Cr-Mo اضافه می کند که سختی پذیری در قطرهای بزرگ را بهبود می بخشد و چقرمگی کمی بهتر در استحکام معادل ایجاد می کند. معمولاً زمانی که قطر میله‌ها از 2½ اینچ تجاوز می‌کند و باید خواص مکانیکی سطح مقطع کامل نشان داده شود، نسبت به L7 ترجیح داده می‌شود - محتوای نیکل سخت‌شدگی عمیقی را تضمین می‌کند که Cr-Mo ساده نمی‌تواند در مقاطع بزرگ حتی با خاموش کردن تهاجمی به دست آورد.

اثرات انقباض حرارتی بر مجموعه‌های فلنج پیچ‌دار L7 در دمای عملیاتی برودتی

یکی از چالش‌های مهندسی که کمترین بحث را در طراحی اتصالات پیچ‌دار برودتی دارد، انقباض حرارتی تفاضلی بین میله‌های رزوه‌دار ASTM A320 L7 و مواد بدنه فلنج است. هنگامی که یک مجموعه از دمای نصب محیط (تقریباً 70 درجه فارنهایت / 21 درجه سانتیگراد) تا شرایط عملیاتی در دمای نیتروژن مایع یا LNG (250- تا -320 درجه فارنهایت / -157- تا -196 درجه سانتیگراد) خنک می شود، هر جزء کوچک می شود - اما نه به همان میزان. اگر فلنج از فولاد زنگ نزن آستنیتی ساخته شده باشد (ضریب انبساط حرارتی تقریباً 9.9 × 10-6/°F) و میله ها Cr-Mo L7 (تقریباً 6.7 × 10-6/°F) باشند، فلنج بیش از میله ها در همان افت دما منقبض می شود. نتیجه یک افزایش خالص در تنش پیچ در هنگام خنک شدن است - برعکس آنچه در سرویس در دمای بالا رخ می دهد، جایی که انبساط دیفرانسیل تمایل به کاهش بار پیچ دارد.

برای مثال عملی: یک مجموعه فلنج 300 پوندی 12 اینچی که از 70 درجه فارنهایت تا 270- درجه فارنهایت خنک می شود، تحت دمای دلتای 340 درجه فارنهایت قرار می گیرد. در طول یک گل میخ معمولی 8 اینچ، فلنج ضد زنگ آستنیتی تقریباً 0.027 اینچ بیشتر از میله L7 منقبض می شود. این کشیدگی اضافی منجر به افزایش تنش پیچ تقریباً 13-18 ksi بسته به قطر میله و مدول می شود و اگر تنش اولیه پیچ به بالا نزدیک به 50 تا 65 درصد تسلیم توصیه شده در اکثر روش های گشتاور سرویس سرد باشد، مجموعه را به تسلیم نزدیک تر می کند.

شیوه های طراحی که این خطر را کاهش می دهد عبارتند از:

• کاهش تنش اولیه پیچ و مهره: هدف قرار دادن 40 تا 50 درصد عملکرد در نصب محیط به جای 65 درصد که معمولاً در سرویس دمای محیط استفاده می شود، و حاشیه برای تنش اضافی اضافه شده در هنگام خنک شدن باقی می ماند.
• تطبیق مواد فلنج و میله: مشخص کردن میله‌های آلیاژی ضد زنگ یا آستنیتی (ASTM A320 B8M / درجه 8M) هنگامی که فلنج ضد زنگ آستنیتی است، عدم تطابق انقباض دیفرانسیل را به حداقل می‌رساند، اگرچه استحکام کمتر گریدهای آستنیتی ممکن است به قطرهای بزرگ‌تری نیاز داشته باشد.
• استفاده از واشر بللویل: واشرهای دیسکی فنری در زیر مهره به عنوان یک عنصر انطباق عمل می کنند، تغییرات ابعادی در پشته اتصال را جذب می کنند و بار گیره ثابت تری را از طریق چرخه دما حفظ می کنند.
• گشتاور مجدد پس از خنک شدن اول: در اتصالات غیر عایق یا در دسترس، گشتاور مجدد پس از اولین سیکل حرارتی به دمای کارکرد، بار گیره را به مقدار مورد نظر تأیید و بازنشانی می کند.

Nantong Jinzhai Hardware Co., Ltd. که زیر نظر شرکت Shanghai Soverchannel Industrial Co. Ltd. فعالیت می کند، میله های رزوه ای ASTM A320 L7 را با تلورانس های ابعادی کم تولید می کند و به مشتریان گواهینامه هایی ارائه می دهد که شامل خواص مکانیکی واقعی اندازه گیری شده است - داده هایی که برای خدمات طراحی تنش سرد ضروری است.

شیوه‌های ذخیره‌سازی، جابجایی و نگهداری میله‌های L7 قبل از نصب در سرویس سرد

میله‌های رزوه‌دار ASTM A320 L7 که برای سرویس‌های برودتی در نظر گرفته شده‌اند، اغلب قبل از اینکه به فلنج برسند آسیب می‌بینند یا در معرض خطر قرار می‌گیرند - از طریق ذخیره‌سازی نامناسب، آسیب‌های مکانیکی حمل‌ونقل یا آلودگی در حین حمل و نقل. بر خلاف بست های محیطی که زنگ زدگی سطح جزئی یا علائم جابجایی اغلب قابل قبول است، میله های سرویس برودتی نیازمند پروتکل های حفاظتی سخت گیرانه تری هستند زیرا عیوب سطحی که در دمای اتاق خوش خیم هستند می توانند به عنوان محل تمرکز تنش عمل کنند که در آن شکستگی شکننده تحت اثر ترکیبی دمای پایین و تنش بالای پیچ شروع می شود.

محافظت از نخ در هنگام ذخیره سازی و حمل و نقل

رزوه های روی میله های L7 با استحکام بالا باید با کلاهک های پلاستیکی انتهایی یا نوار محافظ نخ از زمان ساخت تا نصب محافظت شوند. رزوه های خالی که در محیط انبار در معرض قرار می گیرند، محصولات خوردگی را جمع می کنند که ضریب اصطکاک رزوه موثر را تغییر می دهد - یک مشکل مستقیم برای هر روش نصبی که از گشتاور به عنوان یک پروکسی برای بار گیره استفاده می کند. حتی زنگ‌زدگی خفیف در جناح‌های نخ می‌تواند ضریب K کشش گشتاور را 15 تا 25 درصد تغییر دهد، به این معنی که میله‌ای که به‌درستی گشتاور شده باشد، بار گیره‌ای بسیار کمتر از حد انتظار ایجاد می‌کند. محافظ رزوه ها همچنین از ضربه ها و بریدگی های مکانیکی که باعث افزایش غلظت تنش موضعی در ریشه نخ می شود، جلوگیری می کند، جایی که سطح مقطع میله در حال حاضر به حداقل رسیده است.

سازگاری پوشش با دماهای برودتی

همه پوشش های محافظ در برابر خوردگی عملکردی یا از نظر ابعادی در دماهای برودتی پایدار نمی مانند. پوشش‌های آلی غنی از روی و برخی پرایمرهای مبتنی بر اپوکسی در دمای زیر ۱۰۰- درجه فارنهایت شکنندگی می‌کنند و می‌توانند در طول شوک حرارتی ترک بخورند یا لایه لایه شوند، زمانی که مجموعه برای اولین بار تا دمای عملیاتی خنک می‌شود و زباله‌هایی تولید می‌کند که سیال فرآیند را آلوده می‌کند. برای میله‌های L7 در سرویس LNG یا نیتروژن مایع، گزینه‌های ترجیحی میله‌های لخت (بدون روکش) ذخیره‌شده در محیط‌های با رطوبت کنترل‌شده، روکش‌های سبک فیلم روغنی که بلافاصله قبل از نصب برداشته می‌شوند، یا پوشش‌های نازک سیلیکات روی معدنی نازک تأیید شده برای عملکرد در دمای پایین هستند. روان‌کننده‌های لایه خشک PTFE معمولاً به‌طور خاص روی سطح یاتاقان‌های نخ و مهره اعمال می‌شوند تا روان‌کاری ثابتی را در دماهای پایین فراهم کنند، جایی که روان‌کننده‌های مبتنی بر روغن ممکن است مسدود شوند.

به عنوان یک تولید کننده متخصص در راه حل های بست دقیق برای محیط های صنعتی پر تقاضا، شرکت صنعتی Soverchannel Shanghai، می تواند میله های رزوه ای ASTM A320 L7 را با درمان های سطحی مشخص شده توسط مشتری، پیکربندی های بسته بندی و پوشش های حفاظتی معتبر برای خدمات برودتی - اطمینان حاصل کند که شرایط کار برای نصب میله ها دقیقاً به پایان رسیده است.