Warum die Zusammensetzung von X52 so sorgfältig kontrolliert wird
API 5L Die Zusammensetzungsgrenzen in API 5L dienen nicht in erster Linie dazu, diese Festigkeit zu erreichen, die durch kontrolliertes Walzen und kleine Zugaben von Mikrolegierungselementen erreicht wird. Sie sollen garantieren, dass Rohre mit den unterschiedlichsten Durchmessern und Wandstärken vor Ort zuverlässig geschweißt werden können und dennoch eine ausreichende Zähigkeit behalten.
Aus diesem Grund teilt API 5L die Zusammensetzungsanforderungen auf zwei Produktspezifikationsebenen auf. PSL1 ist die Grundstufe, geordnet nach Klasse. PSL2 schreibt strengere Grenzwerte, eine obligatorische Kontrolle des Kohlenstoffäquivalents und zusätzliche Tests vor und wird mit einem Lieferzustand wie X52N für normalisiert, X52M für thermomechanisch gewalzt oder X52Q für vergütet bestellt.
Grenzwerte für die chemische Zusammensetzung
| Element | PSL1 nahtlos | PSL1 geschweißt | PSL2 |
|---|---|---|---|
| Kohlenstoff | 0,28 Prozent max | 0,26 Prozent max | 0,24 Prozent max |
| Mangan | 1,40 Prozent max | 1,40 Prozent max | 1,40 Prozent max |
| Phosphor | 0,030 Prozent max | 0,030 Prozent max | 0,025 Prozent max |
| Schwefel | 0,030 Prozent max | 0,030 Prozent max | 0,015 Prozent max |
| Silizium | nicht angegeben | nicht angegeben | 0,45 Prozent max |
| Kupfer | 0,50 Prozent max | 0,50 Prozent max | 0,50 Prozent max |
| Nickel | 0,50 Prozent max | 0,50 Prozent max | 0,50 Prozent max |
| Chrom | 0,50 Prozent max | 0,50 Prozent max | 0,50 Prozent max |
| Molybdän | 0,15 Prozent max | 0,15 Prozent max | 0,15 Prozent max |
| Niob plus Vanadium plus Titan | 0,15 Prozent max | 0,15 Prozent max | 0,15 Prozent max |
Der Mangan-Grenzwert enthält eine wichtige Fußnote: Für jede Reduzierung des Kohlenstoffgehalts um 0,01 Prozent unter den festgelegten Höchstwert kann der Manganwert um 0,05 Prozent über den Höchstwert hinaus erhöht werden, bis zu einer absoluten Obergrenze von 1,65 Prozent. Dies ist die Standardbilanz, die es einem Werk ermöglicht, Kohlenstoff gegen Mangan auszutauschen und gleichzeitig die Schweißbarkeit unter Kontrolle zu halten. Kupfer, Nickel und Chrom sind Restelemente dieser Sorte und werden begrenzt, damit sie die Härtbarkeit nicht unerwartet erhöhen.
Kohlenstoffäquivalent und Schweißbarkeit
Bei PSL2-Rohren wird die Chemie auch über das Kohlenstoffäquivalent gesteuert, das die Wirkung der einzelnen Legierungselemente in einen einzigen Schweißbarkeitsindex umwandelt. Die beiden verwendeten Ausdrücke sind das IIW-Kohlenstoffäquivalent und der Pcm-Parameter.
Das IIW-Kohlenstoffäquivalent entspricht Kohlenstoff plus Mangan geteilt durch sechs, plus Chrom plus Molybdän plus Vanadium geteilt durch fünf, plus Nickel plus Kupfer geteilt durch fünfzehn.
Pcm entspricht Kohlenstoff plus Silizium geteilt durch dreißig, plus Mangan plus Kupfer plus Chrom geteilt durch zwanzig, plus Nickel geteilt durch sechzig, plus Molybdän geteilt durch fünfzehn, plus Vanadium geteilt durch zehn, plus fünfmal Bor.
Die Schweißbarkeitsgrenzen für PSL2 Rohre, die diese Werte erfüllen, können normalerweise ohne Vorwärmen bei mäßiger Wandstärke geschweißt werden, vorausgesetzt, das Schweißverfahren ist für den tatsächlichen Durchmesser, die Wand und die Umgebungsbedingungen geeignet.
Mechanische Eigenschaften, die der Zusammensetzung folgen
| Produktspezifikationsebene | Streckgrenzenbereich | Zugfestigkeitsbereich |
|---|---|---|
| PSL1, Klasse X52 | 359 bis 530 MPa | 455 bis 760 MPa |
| PSL2, Sorten X52N, X52M und X52Q | 360 bis 530 MPa | 460 bis 760 MPa |
Die Mindestdehnung wird aus dem Querschnitt des Zugteststücks gemäß der Formel in API 5L berechnet und nicht als fester Prozentsatz angenommen. Für PSL2-Rohre sind außerdem eine Mindestzugtesthäufigkeit und, sofern vom Käufer angegeben, Charpy-V--Kerbschlagversuche erforderlich. Die Kombination eines moderaten Kohlenstoffgehalts mit Mikrolegierungszusätzen ermöglicht es der Sorte, 359 MPa zu erreichen und gleichzeitig eine robuste Wärmeeinflusszone zu bieten.
Überprüfung, wenn das Rohr ankommt
Vergleichen Sie die Wärmeanalyse auf dem Mühlenzertifikat mit den oben genannten Grenzwerten und bestätigen Sie, dass die Kohlenstoffäquivalentwerte für PSL2-Material angegeben sind.
Bestätigen Sie den Zertifikatstyp. Ein EN 10204 Typ 3.1-Zertifikat ist die übliche Anforderung für Leitungsrohre und muss anhand der Rohrmarkierungen nachvollziehbar sein.
Wenn die Produktanalyse am fertigen Rohr durchgeführt wird, gelten die zulässigen Produktanalysetoleranzen und nicht die Grenzwerte der Wärmeanalyse.
Überprüfen Sie, ob die Lieferbedingung auf dem Zertifikat, zum Beispiel X52N oder X52M, mit der Bestellung übereinstimmt.
Bewahren Sie das Zertifikat und die Prüfprotokolle nach Schmelzennummer auf, damit eine spätere Schweißqualifikation auf die tatsächliche Zusammensetzung zurückgreifen kann.
FAQ
F: Wie hoch ist der Kohlenstoffgehalt von API 5L X52?
Der Höchstwert beträgt 0,28 Prozent für nahtlose PSL1-Rohre, 0,26 Prozent für geschweißte PSL1-Rohre und 0,24 Prozent für PSL2-Rohre. Die tatsächlichen Temperaturen liegen in der Regel deutlich unter dem Maximum, so dass Schweißbarkeit und Zähigkeit erhalten bleiben.
F: Wie viel Mangan enthält X52?
Der Höchstsatz liegt bei 1,40 Prozent. Wenn der Kohlenstoffgehalt unter den angegebenen Höchstwert sinkt, kann der Mangangehalt um 0,05 Prozent für jede Reduzierung des Kohlenstoffgehalts um 0,01 Prozent bis zu einer Obergrenze von 1,65 Prozent erhöht werden.
F: Was ist der Unterschied zwischen der PSL1- und PSL2-Zusammensetzung für X52?
PSL2 senkt den Kohlenstoffhöchstwert auf 0,24 Prozent, verschärft den Phosphorgehalt auf 0,025 Prozent und den Schwefelgehalt auf 0,015 Prozent, fügt einen Siliziumgrenzwert hinzu und führt eine obligatorische Kohlenstoffäquivalentkontrolle zusammen mit zusätzlichen Tests ein.
F: Was ist der Schwefelgrenzwert und warum ist er wichtig?
PSL1 erlaubt maximal 0,030 Prozent und PSL2 erlaubt maximal 0,015 Prozent. Schwefel bildet Einschlüsse, die die Zähigkeit und Duktilität verringern und die Anfälligkeit für Risse im nassen, sauren Betrieb erhöhen. Daher unterstützt der strengere Grenzwert anspruchsvollere Anwendungen.
F: Warum ist der Anteil an Niob, Vanadium und Titan insgesamt auf 0,15 Prozent begrenzt?
Diese Elemente werden zur Kornverfeinerung und Ausscheidungsverstärkung zugesetzt, zu große Mengen vergröbern jedoch die Wärmeeinflusszone beim Schweißen und verringern die Schlagzähigkeit. Das kombinierte Limit behält den Vorteil ohne Strafe.
F: Muss das X52-Rohr zum Schweißen vorgewärmt werden?
Normalerweise nicht, wenn das Kohlenstoffäquivalent innerhalb der PSL2-Grenzwerte liegt und die Wandstärke mäßig ist. Die Entscheidung sollte dennoch einem qualifizierten Schweißverfahren folgen, das Durchmesser, Wandstärke, Einspannung und Umgebungstemperatur berücksichtigt.
