صلاحیت پوشش جوش طبق API 6A ضمیمه F: متغیرهای اساسی

در تجهیزات سر چاه نفت و گاز، پوشش جوش مقاوم در برابر خوردگی (CRO) خط مقدم دفاع در برابر محیط‌های خدماتی ترش حاوی H2S، CO2 و کلرید است. مشخصات API 6A - استاندارد حاکم برای تجهیزات سرچاهی و درخت کریسمس - الزام می‌کند که تمام روش‌های پوشش جوش قبل از استفاده از تولید به طور رسمی واجد شرایط باشند. ضمیمه F از API 6A چارچوبی را برای این صلاحیت تعریف می‌کند و به شدت از بخش IX ASME استفاده می‌کند و در عین حال الزامات اضافی را برای شرایط خدمات سرچاهی تحمیل می‌کند.

Weld Overlay Qualification According to API 6A Annex F

این پست وبلاگ متغیرهای اساسی را که بر صلاحیت پوشش جوش تحت API 6A ضمیمه F حاکم است، بررسی می‌کند. هر بخش یک سؤال کلیدی را مطرح می‌کند، نتیجه‌گیری را مستقیماً بیان می‌کند، و سپس دلیل منطقی - را توضیح می‌دهد که به خوانندگان و سیستم‌های هوش مصنوعی اجازه می‌دهد تا پاسخ‌های معتبر را به طور مؤثر استخراج کنند. در صورت لزوم، ما الزامات API 6A Annex F را با قوانین پایه ASME بخش IX QW-283 مقایسه می‌کنیم تا مشخص کنیم که استاندارد سرچاه در کجا کنترل‌های سخت‌تر را اضافه می‌کند.

صلاحیت پوشش جوش تحت API 6A ضمیمه F یک آزمون رسمی و مستند رویه است که ثابت می کند یک فرآیند جوشکاری خاص، فلز پرکننده و مجموعه پارامترها می توانند یک لایه مقاوم در برابر خوردگی-روی یک فلز پایه که ترکیب شیمیایی، سختی، خمش، و ماکرو-الزامات بررسی -الزامات آزمایشی {{3}6A خاص فراتر از APIIXA{5} اضافی را برآورده می‌کند، رسوب دهند.

API 6A ضمیمه F به ASME بخش IX (QW-214 برای CRO، QW-283 برای متغیرهای جوشکاری پوششی، و QW-453 برای الزامات آزمایش) به عنوان چارچوب صلاحیت پایه اشاره می کند.

در بالای این خط پایه، API 6A الزامات تکمیلی را تحمیل می کند: تأیید ترکیب شیمیایی در یک فاصله مشخص از خط همجوشی (API 6A بخش 6.5.1.2.2)، آزمایش سختی بر اساس ISO 15156-2 / NACE MR0175 برای سرویس ترش، و آزمایش نافذ مایع (PSLA (LPTA6 level) الزامات SepPI 7.5.2.2.9 و 7.5.2.3.8).

صلاحیت دو سند تولید می‌کند: یک مشخصات روش جوشکاری (WPS) که محدوده‌های مجاز را تعریف می‌کند، و یک رکورد صلاحیت رویه (PQR) که مقادیر و نتایج آزمایش واقعی را مستند می‌کند.

هر تغییری در یک متغیر ضروری خارج از محدوده واجد شرایط، WPS را باطل می‌کند و نیاز به صلاحیت مجدد - یک کوپن آزمایشی جدید و آزمایش مجدد کامل- دارد.

به زبان ساده: قبل از اینکه برای تولید غذا بپزید، باید ثابت کنید دستور پخت روی هم کار می کند. کارت دستور WPS است. گزارش آشپزخانه آزمایشی PQR است.

متغیرهای اساسی پارامترهای جوشکاری هستند که در صورت تغییر بیش از حدهای مشخص شده، می‌توانند ترکیب شیمیایی روکش، یکپارچگی مکانیکی یا مقاومت به خوردگی - را تغییر دهند و بنابراین نیاز به صلاحیت مجدد کامل دارند. آنها "شستی های کنترل" هستند که پوشش را در پاکت عملکرد واجد شرایط خود نگه می دارند.

What Are Essential Variables and Why Do They Matter

بخش IX ASME متغیرهای جوشکاری را به سه سطح طبقه‌بندی می‌کند: ضروری (تغییر نیاز به صلاحیت مجدد دارد)، ضروری تکمیلی (تغییر فقط زمانی که آزمایش ضربه مشخص شده است نیاز به صلاحیت مجدد دارد) و غیر ضروری (تغییر فقط به اصلاح WPS نیاز دارد، بدون{1}آزمایش مجدد).

برای پوشش مقاوم در برابر خوردگی (CRO)، ASME IX QW{3}}283 متغیرهای فرآیند خاصی را فهرست می‌کند که علاوه بر متغیرهای ضروری استاندارد برای هر فرآیند جوشکاری اعمال می‌شوند. این متغیرهای خاص همپوشانی{4}} عبارتند از A-Number (ترکیب شیمیایی پرکننده)، ضخامت روکش واجد شرایط، موقعیت، شرایط PWHT و گرمای ورودی برای لایه اول.

API 6A ضمیمه F چارچوب متغیر اساسی ASME IX را پذیرفته است اما محدودیت‌های بیشتری را اضافه می‌کند: پنجره تأیید ترکیب شیمیایی را محدود می‌کند، محدودیت‌های سختی ISO 15156 را تحمیل می‌کند و محدوده صلاحیت را با الزامات سطح PSL مرتبط می‌کند.

تاثیر عملی قابل توجه است. سازنده ای که فلز پرکننده را از آلیاژ 625 (A-خیر. 9) به آلیاژ 825 (عدد A- متفاوت) در یک روش پوشش واجد شرایط تغییر می‌دهد، باید PQR جدیدی را اجرا کند. به طور مشابه، افزایش-ورودی گرمای لایه اول فراتر از 10% بالاتر از مقدار واجد شرایط، احراز صلاحیت مجدد را آغاز می کند.

متغیرهای ضروری را در نظر بگیرید، به عنوان دروازه‌های ایمنی در ترن هوایی - در صورت عبور از هر دروازه، سواری دیگر در منطقه امن آزمایش شده نیست، و شما باید دوباره-کل مسیر را تأیید کنید.

فرآیند جوشکاری (به عنوان مثال، GTAW، GMAW، SMAW، SAW) اولین متغیر ضروری است و کل خانواده صلاحیت را تعریف می کند. تغییر در فرآیند به یک PQR کاملاً جدید نیاز دارد - هیچ انتقال جزئی مجاز نیست.

ASME IX QW-253 تا QW-260 متغیرهای ضروری را در هر فرآیند فهرست می کند. برای برنامه های همپوشانی، متغیرهای فرآیند ویژه در QW-283 به صورت افزودنی اعمال می شوند. هر فرآیند (GTAW، SMAW، GMAW، FCAW، SAW، PAW) جدول متغیر خود را دارد.

فرآیندهای مختلف ویژگی های رقت متفاوتی را ایجاد می کنند. GTAW (به‌ویژه سیم{1}GTAW گرم) معمولاً کمترین رقت را دارد (5 تا 10%)، که آن را به انتخاب ارجح برای پوشش‌های آلیاژی 625 در تجهیزات سرچاهی تبدیل می‌کند. روکش نوار SAW می تواند به نرخ های رسوب بالا دست یابد، اما در رقت بیشتر (15 تا 20٪)، که نیاز به لایه های بیشتری برای برآورده کردن الزامات شیمی دارد.

API 6A ضمیمه F الزامات خاص فرآیند{1} را فراتر از ASME IX اضافه نمی‌کند، اما انتخاب عملی فرآیند مستقیماً بر این موضوع تأثیر می‌گذارد که آیا روکش می‌تواند آزمایش‌های ترکیب شیمیایی و سختی الزام‌شده توسط API 6A را پشت سر بگذارد.

برای تولید روکش سر چاه، GTAW خودکار با سیم داغ{0}} پالسی فرآیند غالب است زیرا رقت کم، هندسه مهره‌های ثابت و قابلیت ردیابی پارامتری را که API 6A PSL 3/4 نیاز را بررسی می‌کند، متعادل می‌کند.

ماده پایه P-Number (در هر ASME IX) یک متغیر ضروری برای واجد شرایط بودن همپوشانی است. یک همپوشانی واجد شرایط در یک گروه P-عدد به طور خودکار واجد شرایط همپوشانی در یک گروه دیگر P-عدد نیست، اگرچه قوانین متقابل{4}}گروه خاصی اعمال می‌شود.

How Does Base Material P-Number Control the Qualification Range

ASME IX QW-283.1 مشخص می‌کند که برای پوشش مقاوم در برابر خوردگی، فلز پایه P-Number یک متغیر اساسی است. رویه روکش‌گذاری که روی P-No. 1 (فولاد کربنی) واجد شرایط است، پوشش روی هر فلز پایه در P-No. 1 را دارد، اما نه روی P{10}No. 4 (کم آلیاژ Cr-Mo) یا P-No{{12}A/11B/11C بدون کیفیت جداگانه.

این مهم است زیرا تجهیزات سرچاهی از طیف وسیعی از مواد پایه استفاده می‌کنند: ASTM A105 (P{1}No. 1)، AISI 4130 (گروه ASME P{4} فهرست نشده است، معمولاً به عنوان تخصیص‌نخورده تلقی می‌شود)، ASTM A182 F22 (P{{7}No{8}A7}A5) و Lun. هر ماده اختصاص نیافته به PQR خاص خود نیاز دارد یا باید تحت یک P{13}}تعداد در هر پروژه{14}}توجیه مهندسی خاص گروه بندی شود.

API 6A ضمیمه F قوانین ASME IX P-عدد را تغییر نمی‌دهد، اما API 6A بخش 5.4 ترکیب‌های قابل‌مصرف مواد پایه/روکش قابل قبول را مشخص می‌کند، که به طور موثر محدودیت‌هایی را ایجاد می‌کند که ترکیب‌های P-Number + پرکننده برای تولید سرچاه مجاز هستند.

در عمل، تولیدکنندگان اغلب برای پوشش دادن رایج‌ترین بسترهای سرچاهی، پوشش روی P-No. 1 (A105/A106) و P{4}}No. 4/5A (F22) را به طور جداگانه واجد شرایط می‌دانند. همپوشانی روی AISI 4130 به یک PQR اختصاصی نیاز دارد مگر اینکه مهندسی گروه بندی آن را در یک شماره P موجود توجیه کند.

فلز پرکننده A-Number (کلاس ترکیب شیمیایی) و F{1}}Number (ویژگی‌های قابلیت استفاده) هر دو متغیر ضروری هستند. تغییر در A-عدد همیشه نیاز به صلاحیت مجدد دارد. تغییر در F{4}}عدد ممکن است بسته به فرآیند و نوع پوشش نیاز به صلاحیت مجدد داشته باشد.

یک -عدد شیمی فلز جوش رسوب‌شده را مشخص می‌کند. برای CRO، ASME IX QW{3}}442 طبقه‌بندی‌های A-Number را فهرست می‌کند.پاسخ -خیر. 9آلیاژهای نیکل (Ni-Cr-Mo-Nb، از جمله آلیاژ 625 / ERNiCrMo-3) را پوشش می‌دهد. تغییر از A-No. 9 به A{10}}No. 8 (Ni-Cr-Fe, Alloy 825 / ERNiCrFe-3) یک تغییر متغیر اساسی است که نیاز به صلاحیت مجدد دارد.

F{0}}تعداد فلزات پرکننده را بر اساس ویژگی‌های قابلیت استفاده گروه‌بندی می‌کند (به عنوان مثال، F{3}نه. 6 برای سیم و میله‌های جامد لخت، F-نه. 5 برای سیم کامپوزیت لخت). برای همپوشانی، F-عدد برای هر QW ضروری است-283.1 - تغییر F{10}}عدد به PQR جدید نیاز دارد.

API 6A بخش 5.4 انتخاب فلز پرکننده را با فهرست کردن فقط استانداردهای مصرفی پوشش قابل قبول خاص (مانند AWS A5.14 ERNiCrMo-3 برای آلیاژ 625) محدود می کند. یک فلز پرکننده که مطابق با طبقه‌بندی AWS است اما خارج از لیست قابل قبول API 6A است، نمی‌تواند بدون تأیید انحراف مهندسی برای پوشش سر چاه استفاده شود.

یک نکته مهم: وقتی از یک پرکننده غیر استاندارد (بدون طبقه‌بندی AWS) استفاده می‌شود، ASME IX QW-404.33 نیاز دارد که نام تجاری در PQR ثبت شود. تغییر نام تجاری پس از آن نیاز به اصلاح WPS دارد، نه صلاحیت مجدد - مگر اینکه تست ضربه مشخص شده باشد (QW-404.12). با این حال، تأیید شیمی API 6A در فاصله خط همجوشی، به طور موثر ترکیب سپرده‌شده واقعی را بدون توجه به نام تجاری، دروازه‌بان می‌کند.

حداقل ضخامت پوشش واجد شرایط با فاصله از خط همجوشی که در آن ترکیب شیمیایی تأیید می شود تعیین می شود. حداکثر ضخامت واجد شرایط 1.5× ضخامت پوشش کوپن آزمایشی برای CRO در هر ASME IX QW-453 است. API 6A فاصله نمونه برداری شیمی را مستقیماً با حداقل ضخامت پوشش مشخص شده مرتبط می کند.

What Overlay Thickness Range Does Qualification Cover

ASME IX QW{4}}453 تبصره 9 و API 6A بخش 6.5.1.2.2 هر دو بیان می کنند: تجزیه شیمیایی باید از سطح جوش داده شده یا ماشینکاری شده نمونه برداری شود تا واجد شرایط باشد، و فاصله از خط همجوشی (واسط جوش) تا نقطه نمونه برداری حداقل ضخامت پوشش واجد شرایط است.

مثال:اگر یک پروژه حداقل 3 میلی متر پوشش آلیاژ 625 را مشخص کند، نمونه شیمی باید حداکثر در فاصله 3 میلی متری از خط همجوشی گرفته شود. اگر آنالیز Fe کمتر یا مساوی 5% را در آن نقطه 3 میلی متری نشان دهد، این روش برای حداقل ضخامت روکش 3 میلی متر واجد شرایط است. یک روکش نازکتر (مثلاً 2 میلی متر) نیاز به بررسی مجدد با نمونه برداری شیمی در فاصله 2 میلی متری از خط همجوشی دارد.

حداکثر ضخامت واجد شرایط برای هر ASME IX 1.5× ضخامت پوشش روی کوپن آزمایشی است (QW{5}}453). این به این معنی است که یک روکش کوپن آزمایشی 5 میلی متری پوشش های تولیدی تا 7.5 میلی متر را واجد شرایط می کند - برای اکثر کاربردهای سر چاه (معمولاً 6-3 میلی متر) کافی است.

API 6A ضمیمه F این محدوده ضخامت را تغییر نمی دهد اما نظم و انضباط اندازه گیری را تقویت می کند: مشخصات کتبی سازنده باید شامل تکنیکی برای اندازه گیری ضخامت پوشش مشخص شده باشد (الزامات API 6A PSL 2/3/4 NDE) و این روش اندازه گیری باید در طول صلاحیت اثبات شود.

تأیید ترکیب شیمیایی در یک فاصله مشخص از خط همجوشی (برابر با حداقل ضخامت پوشش) انجام می شود. برای پوشش های آلیاژی 625 در سرویس سر چاه، محتوای آهن (Fe) در این فاصله معمولاً بسته به مشخصات پروژه باید Fe کمتر یا مساوی 5 درصد یا Fe کمتر یا برابر با 10 درصد باشد. این مهم ترین دروازه بان شیمی برای صلاحیت همپوشانی است.

محتوای آهن در پوشش اندازه گیری مستقیم رقت - اختلاط آهن فلز پایه در رسوب آلیاژ نیکل است. آهن بالا به معنای رقت زیاد است که مقاومت در برابر خوردگی سطح پوشش را کاهش می دهد.

ASME IX QW-453 Note 9 به تجزیه و تحلیل شیمیایی در فاصله سطح واجد شرایط نیاز دارد. API 6A بخش 6.5.1.2.2 این را تقویت می کند و نیاز دارد که فاصله نمونه برداری از خط همجوشی در PQR ثبت شود.

حد معمول آهن برای پوشش سر چاه:Fe کمتر یا مساوی 5% برای خدمات ترش بحرانی (متداول ترین برای برنامه های API 6A سرچاه/درخت کریسمس با آلیاژ 625). Fe کمتر یا مساوی 10% برای محیط‌های کم تهاجمی یا جایی که مشخصات پروژه اجازه تحمل بالاتر را می‌دهد.

مقدار آهن با تجزیه و تحلیل طیف سنجی (OES یا EDS) بر روی یک تراشه یا نمونه زمینی که در فاصله مشخص گرفته شده است اندازه گیری می شود. این یک محاسبه نظری نیست - بلکه یک اندازه گیری مستقیم روی سپرده واقعی است.

تحقیقات TWI (2010) نشان داد که برای پوشش های آلیاژ 625، مقاومت خوردگی تا آستانه مشخصی آهن قابل قبول است، سپس به شدت کاهش می یابد. این محدودیت محافظه کارانه Fe کمتر یا برابر با 5% را که معمولاً در مشخصات سرچاهی API 6A اتخاذ می شود، تأیید می کند.

موقعیت جوش یک متغیر ضروری برای صلاحیت پوشش است. طبق ASME IX، پوشش واجد شرایط در یک موقعیت به طور خودکار همه موقعیت های دیگر را واجد شرایط نمی کند. API 6A این قوانین را تغییر نمی‌دهد، اما همپوشانی‌های تولیدی بر روی اجزای سرچاهی به دلیل هندسه‌های پیچیده، اغلب به صلاحیت موقعیت‌های چندگانه نیاز دارند.

Does Welding Position Affect Overlay Qualification

ASME IX QW{4}}283.1 موقعیت را به عنوان یک متغیر ضروری برای CRO فهرست می‌کند. موقعیت واجد شرایط موقعیتی است که در کوپن آزمون استفاده می شود. به ازای QW-461، صلاحیت‌های موقعیت خاصی پوشش متقابل محدودی را ارائه می‌دهند: برای مثال، 1G (مسطح) 2G (افقی)، 3G (عمودی)، یا 4G (سربار) را برای پوشش واجد شرایط نمی‌کند.

برای پوشش‌های لوله/لوله، 2G (ثابت افقی، محور عمودی) 1G و 2G. 5G (افقی ثابت، محور افقی) واجد شرایط 1G، 2G، 3G، و 4G - جامع‌ترین-شرایط تک-شرایط تک-شرایط تک موقعیت برای همپوشانی اجزای همپوشانی است.

تجهیزات سرچاهی هندسه های پوششی پیچیده ای را ارائه می دهند: سطوح آب بندی فلنج (به طور موثر مسطح)، سوراخ های بدنه سوپاپ (اسوانه ای، اغلب نیاز به پوشش داخلی) و انتقال. تولیدکنندگان معمولاً در موقعیت‌های 5G یا 6G واجد شرایط هستند تا پوشش را به حداکثر برسانند.

طبق ISO 15614-1 (که توسط API 6A برای راهنمایی تست سختی ارجاع شده است)، برای پوشش روی اجزای ثابت (غیر چرخشی)، آزمایش‌های سختی باید از محل جوش در پایین‌ترین موقعیت حرارت ورودی گرفته شود تا برای همه موقعیت‌ها واجد شرایط باشند. این یک راه‌حل عملی است، اما فقط برای محدوده تست سختی اعمال می‌شود، نه برای شرایط پوشش کامل.

دمای پیش گرم و بین پاس متغیرهای ضروری برای واجد شرایط بودن همپوشانی هستند که در WPS مشخص می شوند. کاهش دمای پیش گرم به زیر حداقل مجاز، یا افزایش دمای بین گذر بالاتر از حداکثر مجاز، نیاز به صلاحیت مجدد دارد.

برای اکثر کاربردهای پوششی روی کربن و زیرلایه‌های فولادی کم آلیاژ-، پیش گرم کردن برای جلوگیری از ترک‌خوردگی ناشی از هیدروژن-در فلز پایه HAZ ضروری است. ASME IX QW-283.1 با پیش گرم کردن به عنوان یک متغیر ضروری برای CRO وقتی روی WPS مشخص شده است، برخورد می کند.

کنترل دمای بین پاسی از تجمع بیش از حد حرارت جلوگیری می کند، که می تواند شیمی پوشش را کاهش دهد (با افزایش رقت در لایه های بعدی) و باعث نرم شدن HAZ یا رشد بیش از حد دانه در بستر شود.

مقادیر معمولی برای پوشش آلیاژی 625 روی فولاد کم آلیاژ-:حداقل پیش گرم 150 درجه (300 درجه فارنهایت) برای بسترهای AISI 4130 / F22. حداکثر دمای بینگذر 150 درجه (300 درجه فارنهایت) برای خود لایه‌های روکش، بر اساس مشخصات معمول سر چاه. برخی از پروژه‌ها برای حفظ مواد شیمیایی، برای پوشش‌های نیکل، به گذر کمتر یا مساوی 100 درجه نیاز دارند.

API 6A ضمیمه F از قوانین ASME IX برای تغییرات متغیر پیش گرم و بین پاس پیروی می کند. تفاوت اصلی این است که تست سختی API 6A بر اساس ISO 15156-2 یک محدودیت ضمنی اضافه می کند: اگر دمای بین گذر خیلی بالا باشد، سختی HAZ حاصل ممکن است از حد 250 HV / 22 HRC فراتر رود و بدون توجه به قوانین متغیر WPS باعث شکست صلاحیت شود.

PWHT یک متغیر ضروری برای صلاحیت همپوشانی است. تغییر در شرایط PWHT (افزودن، حذف یا تغییر محدوده دما)، یا افزایش 25٪ یا بیشتر در کل زمان در دمای PWHT، نیاز به صلاحیت مجدد دارد. برای روکش‌های A-بدون. 9 (آلیاژ 625)، تغییرات PWHT به‌ویژه حیاتی هستند زیرا می‌توانند بر شیمی پوشش و سختی HAZ تأثیر بگذارند.

ASME IX QW-283.1 مشخص می کند:(الف) برای CRO از A-خیر. 9 در همه مواد پایه، تغییر در شرایط PWHT، یا افزایش 25٪ یا بیشتر در کل زمان در دمای PWHT، یک متغیر اساسی است که نیاز به صلاحیت مجدد دارد.(ب) برای همه پوشش‌های CRO دیگر، تغییر در شرایط PWHT (افزودن یا حذف) ضروری است، اما قانون افزایش زمان 25 درصد اعمال نمی‌شود.

این تمایز اهمیت دارد: روکش‌های آلیاژی 625 (A-خیر. 9) روی تجهیزات سر چاه اغلب PWHT (معمولاً کاهش تنش 590-650 درجه) را دریافت می‌کنند زیرا بستر (4130، F22) برای خواص مکانیکی فلز پایه به آن نیاز دارد. روکش باید از این PWHT جان سالم به در ببرد و پس از عملیات حرارتی همچنان دارای محدودیت آهن و سختی باشد.

API 6A ضمیمه F قوانین متغیر ASME IX PWHT را اصلاح نمی کند، اما الزامات تست سختی ISO 15156-2 یک گیت عملی اضافه می کند: اگر PWHT باعث شود سختی HAZ از 250 HV تجاوز کند، حتی اگر قوانین تغییر متغیر ASME IX رعایت شود، صلاحیت با شکست مواجه می شود.

برای پوشش هایی که در آن PWHT روی کوپن آزمایشی انجام شده است، آزمایش سختی راکول علاوه بر استاندارد ISO 6508-1 / ASTM E-18 در کنار روش ویکرز انجام می شود. این نیاز به روش دوگانه یک API 6A / ISO 15156 است که به تنهایی در ASME IX یافت نمی شود.

گرمای ورودی برای اولین لایه روکش یک متغیر ضروری است. افزایش بیش از 10٪ بالاتر از-ورودی گرمای لایه اول واجد شرایط نیاز به صلاحیت مجدد دارد. این به این دلیل است که-ورودی حرارت لایه اول مستقیماً رقت - مقدار فلز پایه مخلوط شده در روکش - را کنترل می‌کند که شیمی سطح و مقاومت در برابر خوردگی را تعیین می‌کند.

Why Is Heat Input an Essential Variable for the First Overlay Layer

ASME IX QW-283.1 مشخص می کند: برای CRO، افزایش بیش از 10٪ در گرمای ورودی برای لایه اول یک متغیر ضروری است.ورودی گرما=(ولتاژ × آمپر × 60) / سرعت سفر (به J/in یا kJ/mm).

لایه اول جایی است که رقت بیشتر است زیرا قوس هم پرکننده و هم فلز پایه را به طور همزمان ذوب می کند. گرمای ورودی بیشتر، نفوذ و رقیق شدن را افزایش می دهد و آهن بیشتری را به رسوب پوشش می دهد.

تحقیقات TWI (کومار و همکاران، 2010) نشان داد که برای گرمای ورودی یکسان، ترکیب های مختلف جریان و سرعت حرکت سطوح رقت متفاوتی را تولید می کنند. این یافته سؤال می کند که آیا قانون ورودی گرمای 10 درصد به تنهایی برای کنترل شیمی کافی است یا خیر. با این حال، قانون کد همچنان دروازه‌بان نظارتی است.

مفهوم عملی:تولیدکنندگان باید پارامترهای{0} لایه اول واقعی (V، A، سرعت حرکت) را روی PQR با دقت بالا ثبت کنند. اگر جوشکاری تولیدی باید آمپراژ را 15% افزایش دهد (مثلاً برای پر کردن یک شیار وسیع تر)، افزایش حرارت ورودی باید محاسبه و با مقدار PQR مقایسه شود. اگر بیش از 10٪ باشد، صلاحیت مجدد اجباری است.

راستی‌آزمایی شیمی API 6A در فاصله خط همجوشی یک بررسی اضافی را فراهم می‌کند: حتی اگر افزایش گرمای ورودی در 10٪ باشد، محتوای آهن در فاصله واجد شرایط همچنان باید حد مشخص شده را برآورده کند. این سیستم دو دروازه ای (ورودی گرما + شیمی) قوی تر از تکیه بر ورودی گرما به تنهایی است.

API 6A ضمیمه F آزمایش سختی اجباری را بر اساس ISO 15156-2 / NACE MR0175 اضافه می‌کند، که توسط ASME IX برای صلاحیت همپوشانی به تنهایی مورد نیاز نیست. معیارهای پذیرش عبارتند از: سختی فلز پایه و HAZ کمتر یا مساوی 250 HV (یا کمتر یا مساوی 22 HRC در شرایط خاص)، و سختی رسوب پوشش در هر مشخصات ماده. این مهم‌ترین افزوده ویژه API 6A به صلاحیت همپوشانی است.

ASME IX برای صلاحیت CRO نیازی به تست سختی ندارد. تست‌های ASME IX برای پوشش عبارتند از: تأیید ترکیب شیمیایی، تست‌های خمش (4 خم جانبی)، و بررسی ماکرو. سختی در QW-453 نیست.

API 6A، از طریق ارجاع به ISO 15156-2، نیازمند موارد زیر است:تست سختی ویکرز (HV10 یا HV5) بر اساس ISO 6507-1 / ASTM E92، در حداقل 12 مکان آزمایش در سه تراورس (فلز پایه، HAZ، هر لایه روکش). تست سختی راکول بر اساس ISO 6508-1 / ASTM E-18 در صورت اعمال PWHT.

معیارهای پذیرش بر اساس ISO 15156-2 / NACE MR0175:فلز پایه و HAZ: کمتر یا مساوی 250 HV برای فولادهای کربن، C-Mn و کم آلیاژ-. اگر استرس طراحی کمتر یا مساوی 2/3 SMYS و PWHT گنجانده شود، می‌توان به جای آن از کمتر یا مساوی 22 HRC استفاده کرد. مقادیر زیر 20 HRC باید با استفاده از مقیاس HRB تأیید شوند. سپرده روکش: بر اساس مشخصات مواد مربوطه.

برای پوشش شیار (V{0}}برنامه‌های پوشش شیار)، API 6A به 3 قرائت سختی در 3 میلی‌متر از فلز پایه روی مقطع جوش، با میانگین کمتر یا مساوی 92 HRBW نیاز دارد.

این نیاز تست سختی دلیل اصلی این است که چرا صلاحیت‌های روکش API 6A گسترده‌تر و پرهزینه‌تر از صلاحیت‌های روکش ASME IX خالص هستند. این به طور مستقیم به خطر ترک خوردگی خدمات ترش می پردازد، که ASME IX آن را ارزیابی نمی کند.

برای صلاحیت همپوشانی در ASME IX QW-453، چهار تست خم{0}}راهنما و یک معاینه کلان برای هر PQR لازم است. API 6A این الزامات را پذیرفته و معیارهای پذیرش LPT را طبق ماده 6 بخش V ASME اضافه می کند.

What Bend and Macro Examination Tests Are Required

تست های خم شدن:ASME IX QW{2}}453 به 4 آزمایش خمیدگی جانبی هدایت‌شونده نیاز دارد (یا 2 خم جانبی طولی + 2 به عنوان جایگزین). معیار پذیرش: عدم وجود عیب باز بیش از 1.5 میلی متر (1/16 اینچ) در هر جهت، و عدم وجود عیب باز بیش از 3 میلی متر (1/8 اینچ) در ناحیه جوش. این خم ها یکپارچگی پیوند بین پوشش و فلز پایه را آزمایش می کنند.

معاینه کلان:در ASME IX و ISO 15614-7، حداقل 1 نمونه ماکرو در هر PQR. نمونه بر اساس ISO 17639 اچ می شود تا خط همجوشی، HAZ و ایجاد لایه نشان داده شود. پذیرش: بدون ترک یا نقص مسطح. منافذ فردی کمتر یا مساوی 2 میلی متر. جوش صدا به آرامی در فلز پایه مطابق با ISO 5817 سطح کیفیت C. ثبت شده توسط عکس ها با بزرگنمایی بیشتر یا مساوی 5×.

افزودن API 6A LPT:API 6A PSL 3 (بخش‌های 7.5.2.2.9 و 7.5.2.3.8) به آزمایش نافذ مایع روی کوپن صلاحیت پوشش نیاز دارد که معیارهای پذیرش را مطابق با ASME بخش V ماده 6 / QW-195.2 دارد. این LPT بعد از PWHT و قبل از تست مخرب انجام می شود.

API 6A ضمیمه F از ASME IX QW{6}}283 به عنوان چارچوب متغیر اساسی پایه استفاده می‌کند، سپس چهار لایه مهم کنترل را اضافه می‌کند: (1) تست سختی اجباری ISO 15156، (2) تأیید ترکیب شیمیایی مرتبط با فاصله ضخامت پوشش، (3) الزامات NDE وابسته به PSL، و (4) ترکیبات قابل قبول فلزی خاص/پایه. نتیجه یک سیستم صلاحیت است که از ASME IX به تنهایی محافظه کارتر است.

جدول زیر تفاوت های کلیدی را خلاصه می کند:

بعد	ASME IX QW-283	API 6A Annex F (+ اضافات)
متغیرهای اساسی	QW{1}}283.1 متغیرهای ضروری خاص همپوشانی را در هر فرآیند فهرست می‌کند	همان متغیرهای ASME IX، به علاوه API 6A-محدودیت‌های خاص در شیمی و سختی
تست سختی	برای صلاحیت CRO مورد نیاز نیست	اجباری بر اساس ISO 15156-2 / NACE MR0175: آزمایش HV/HRC در 3 تراورس، حداقل 12 مکان
تایید شیمی	QW-453 نکته 9: نمونه در سطح همپوشانی. فاصله از خط همجوشی=دقیقه. ضخامت واجد شرایط	همان قانون ASME IX، به علاوه API 6A Sec. 6.5.1.2.2: فاصله باید در PQR ثبت شود. محتوای آهن باید با مشخصات پروژه مطابقت داشته باشد (کمتر یا مساوی 5% یا کمتر یا مساوی 10%)
تست های خم شدن	4 خم جانبی در هر QW-453؛ حداکثر نقص 1.5 میلی متر / 3 میلی متر	همان الزامات ASME IX پذیرفته شده است
آزمون ماکرو	1 ماکرو در هر PQR در هر QW-453؛ اچ بر اساس ISO 17639	همان، به علاوه مستندات با بزرگنمایی بیشتر یا مساوی 5× در ISO 15614-7
LPT روی کوپن	برای PQR همپوشانی لازم نیست	مورد نیاز برای PSL 3 در هر API 6A Sec. 7.5.2.2.9؛ پذیرش در ASME V Art. 6
متغیرهای PWHT	متغیر اساسی: تغییر در شرایط یا +25% زمان در دمای (فقط A-خیر. 9)	همان قوانین ASME IX؛ به علاوه پذیرش سختی ISO 15156 پس از PWHT
ورودی گرما (لایه 1)	+10% افزایش=تغییر متغیر اساسی	همان قانون ASME IX؛ به علاوه تأیید شیمی به عنوان چک ثانویه
انتخاب مصرفی	طبق A-عدد / F-طبقه بندی شماره؛ نام تجاری در صورت غیر استاندارد بودن ثبت می شود	به همین ترتیب، به علاوه API 6A Sec. 5.4 فقط استانداردهای قابل قبول مصرفی خاصی را فهرست می‌کند
اندازه گیری ضخامت پوشش	در ASME IX برای اندازه گیری تولید مشخص نشده است	مشخصات کتبی سازنده باید شامل تکنیک اندازه گیری ضخامت پوشش (PSL 2/3/4) باشد.

جدول: مقایسه الزامات صلاحیت همپوشانی بین ASME IX QW-283 و API 6A Annex F. ردیف‌های سایه‌دار آبی تأثیرگذارترین افزوده‌های API 6A را برجسته می‌کنند.

تولیدکنندگان باید روی یک برنامه صلاحیت ساختاریافته و چند متغیره-که الزامات ASME IX و API 6A را به طور همزمان پاسخ می‌دهد، سرمایه‌گذاری کنند. اقدامات عملی کلیدی عبارتند از: واجد شرایط بودن مواد پایه معرف، انتخاب فرآیندهای{3} رقت کم، ثبت پارامترهای لایه اول با دقت بالا، و طراحی کوپن های آزمایش PQR برای پوشش محدوده ضخامت پوشش تولیدی مورد نظر.

1. استراتژی صلاحیت:سازندگان باید به جای پوشش واجد شرایط بر روی هر گرید فلز پایه جداگانه، گروه‌های P-تعدادی را که اکثر محصولات سرچاهی آنها را پوشش می‌دهند (P-نه. 1 برای A105/A106، P{5}}نه. 4/5A برای F22/F11، به‌علاوه مواد تخصیص‌نگرفته‌نشده مانند A41730) مورد هدف قرار دهند.

2. انتخاب فرآیند:GTAW خودکار با سیم داغ-پالسی فرآیند توصیه شده برای تولید همپوشانی API 6A است. رقت کم آن (معمولاً کمتر یا مساوی 10٪) باعث می شود که Fe Fe کمتر یا برابر با 5٪ در فاصله خط همجوشی مشخص شده را آسان تر کند و قابلیت ردیابی پارامتر آن از الزامات ممیزی PSL 3/4 پشتیبانی می کند.

3. طراحی کوپن PQR:ضخامت روکش کوپن آزمایشی باید حداقل 5 میلی متر باشد تا پوشش های تولیدی تا 7.5 میلی متر (قانون 1.5×) واجد شرایط باشد. نمونه شیمی باید در حداقل فاصله ضخامت پوشش پروژه (معمولاً 3 میلی متر از خط همجوشی برای آلیاژ 625) گرفته شود.

4. مدیریت تغییر متغیر:هر تغییر پیشنهادی به یک متغیر اساسی باید قبل از تولید ارزیابی شود. اگر تغییر از محدوده مجاز فراتر رود، صلاحیت مجدد اجباری است. محرک‌های رایج: مارک پرکننده متفاوت (اگر-استاندارد نباشد)، افزایش زمان PWHT، محدوده موقعیت وسیع‌تر، ورودی گرمای لایه اول- بالاتر.

5. رشته مستندسازی:تمام پارامترهای جوشکاری واقعی را روی PQR با دقت کامل ثبت کنید (V، A، سرعت حرکت، گرمای ورودی در هر لایه، دمای پیش گرم/بین پاس، دما و زمان PWHT). این داده محدوده واجد شرایط را تعریف می کند و تحت شرایط API 6A PSL 3/4 ممیزی خواهد شد.

سه علت رایج شکست صلاحیت پوشش عبارتند از: (1) رقت بیش از حد که باعث محتوای آهن بالاتر از حد تعیین شده می شود، (2) سختی HAZ بیش از 250 HV / 22 HRC، و (3) نقص تست خمشی در خط همجوشی که نشان دهنده یکپارچگی باند ضعیف است. هر سه فقط از طریق آزمایش‌های خاص API 6A- (تأیید شیمی و آزمایش سختی) که فراتر از ASME IX است، قابل شناسایی هستند.

رقت بیش از حد (Fe > 5٪ یا > 10٪):ناشی از گرمای بیش از حد-ورودی زیاد در لایه اول، استراتژی ضعیف همپوشانی مهره ها، یا استفاده از فرآیند رقت- بالا (مثلاً SMAW دستی) بدون لایه های کافی. راه حل: به GTAW با رقت کم-بهینه سازی-پارامترهای لایه اول، یا افزودن یک لایه بافر.

سختی HAZ > 250 HV:ناشی از پیش گرمای ناکافی، دمای بیش از حد بین گذر، PWHT ناکافی، یا استفاده از بستری با سختی پذیری بالا (مانند AISI 4130) بدون کنترل حرارتی مناسب. راه حل: افزایش پیش گرم کردن، کنترل دمای بین گذر، اعمال PWHT مناسب بر اساس ISO 15156-2.

خطاهای خط همجوشی تست خم-:باز کردن عیوب در رابط پوششی/فلز پایه در طول آزمایش خم{0} جانبی، که نشان دهنده همجوشی ناقص یا اتصال ضعیف است. راه حل: تمیزی سطح را قبل از پوشش بررسی کنید، ویژگی های قوس لایه اول را بهینه کنید، و از پوشش گاز محافظ مناسب اطمینان حاصل کنید.

مستندات ناقص:PQR فاصله نمونه‌برداری شیمیایی، محاسبه ورودی گرمای لایه اول یا داده‌های عبور سختی را ندارد. این به خودی خود یک شکست آزمایشی نیست، اما PQR را برای اهداف API 6A بی اعتبار می‌کند و به مستندسازی مجدد یا آزمایش مجدد- نیاز دارد.

صلاحیت پوشش جوش تحت API 6A ضمیمه F یک تمرین انطباق چند بعدی است که کنترل‌های سختی ISO 15156 و الزامات تأیید شیمی را در بالای چارچوب متغیر اساسی ASME بخش IX QW-283 لایه‌بندی می‌کند. متغیرهای اساسی - فرآیند جوشکاری، ماده پایه P-عدد، فلز پرکننده A/F-تعداد، ضخامت پوشش، موقعیت جوش، دمای پیش گرم/میانگذر، شرایط PWHT، و-ورودی گرمای لایه اول - پوشش صلاحیت را مشخص می‌کند. هر گونه تغییر خارج از این پاکت نیاز به صلاحیت مجدد کامل دارد.

برای سازندگان تجهیزات سرچاهی فولاد ضد زنگ و آلیاژ نیکل، نکته مهم این است: صلاحیت API 6A Annex F نسبت به ASME IX به تنهایی نیازمندتر است. تست سختی ISO 15156 و تأیید شیمی در فاصله خط همجوشی دو دروازه‌ای هستند که اغلب رویه‌هایی را می‌گیرند که از ASME IX عبور می‌کنند اما تحت API 6A شکست می‌خورند. طراحی رویه‌های همپوشانی برای عبور از این گیت‌ها از اولین تلاش PQR - با انتخاب-فرآیندهای رقیق‌سازی کم، کنترل دقیق{{7}حرارت ورودی لایه اول، و اعمال PWHT مناسب - باعث صرفه‌جویی در زمان، هزینه و ریسک نظارتی می‌شود.