Terase purunemise põhjused: tehniline ülevaade
Murd on pinge all oleva tahke keha eraldumine kaheks või enamaks osaks. Kõrgsurvetorustike (API 5L) ja konstruktsiooniterase (ASTM A500) puhul eristatakseplastilinejarabedadmurd on kõige olulisem kontseptsioon süsteemide kavandamisel, mis ebaõnnestuvad pigem ohutult kui plahvatuslikult. Metallurgilised tegurid - tera suurus, kandmised, keemia, kuumtöötlus - määravad materjali vastupidavuse pragude tekkele ja levimisele.
Plastne versus rabe murd
Plastiline murd
sellele eelneb märkimisväärne plastiline deformatsioon. Sellel on tavaliselt tassi-ja-koonuse pind ning see areneb mikro-tühjuse ühinemise teel. Plastiline rike annab nähtava hoiatuse - punnis, pikenemine, leke - enne isolatsiooni kadumist.
Habras luumurd
tekib vähese plastilise deformatsiooniga või üldse mitte. Pragu järgib kindlaid kristallograafilisi tasapindu (lõheneb) ja võib levida helikiirusel. See on gaasitorustike jaoks kõige ohtlikum rikkerežiim, eriti külmas kliimas.
Plastne{0}}to{1}}habras üleminekutemperatuur (DBTT)
Süsinikterase ja madala{0}}legeeritud terase puhul sõltub murdumiskäitumine tugevalt temperatuurist:
Ülemine riiul:
teras on täielikult plastiline (tüüpiline API 5L käitumine 20 kraadi juures).
Üleminekutsoon:
löögienergia langeb järsult kitsas temperatuurivahemikus.
Alumine riiul:
teras on täiesti rabe, neelab minimaalselt energiat.
Tehniline leevendus on kohustuslikCharpy V{0}}notch (CVN) testimine
- API 5L PSL2 toru puhul peab minimaalsel projekteerimistemperatuuril neeldunud energia tõestama, et terase üleminekutemperatuur on tunduvalt madalam kui kõige külmem kasutustingimus, nii et jooksva pragu saab peatada, mitte edasi levida.
Murdemehhanismi maatriks
| Murru tüüp | Mikroskoopiline mehhanism | Üldine tööstuslik põhjus |
|---|---|---|
| Dekoltee | Transgranulaarne eraldamine | Madal temperatuur, kõrge pingekiirus |
| Teradevaheline | Eraldamine piki teravilja piire | Sensibiliseerimine, lisandite eraldamine |
| Väsimus | Tsüklilise libisemise{0}}algatus | Vibratsioon, rõhukõikumised |
| Pingekorrosioonipragunemine | Keemiline rünnak tõmbekoormuse all | H2S (sulfiidne pingekrakkimine), kloriidid |
Ennetus- ja kontrollimeetmed
Täpsustagepeeneteraline-mikrolegeeritud teras(Nb/V/Ti) suurepärase rabeda{0}}murdekindluse tagamiseks.
NõuaCharpy V{0}}sälk või CTOD testimineavamere ja madala temperatuuriga{0}}keevisõmbluste jaoks.
Kontrolli kõvadust hapu teenistuses (Väiksem või võrdne 22 HRC), et vältida sulfiidpinge pragunemist.
Hallake töötemperatuuri nii, et see jääks DBTT-st kõrgemale.
Kujundage välja vibratsioon, veehaamer ja tsükliline koormus, et vältida väsimuse teket.
Korduma kippuvad küsimused (KKK)
Kas plastiline teras võib muutuda rabedaks?
Jah - vesiniku rabestumise (H2S-teenus), madalal-temperatuuril kokkupuute või äärmusliku töökõvenemise tõttu.
Kuidas mõõdetakse murdumistugevust?
Charpy V{0}}sälgutestiga (neeldunud energia džaulides) või CTOD-i (pragunemise otsa avanemise nihkumine) testimisega kriitiliste avamere keevisõmbluste jaoks.
Kas tera suurus mõjutab purunemiskindlust?
Jah. Peeneteralised-terased, mis on saadud nioobiumi ja vanaadiumiga mikrolegeerimisel, pakuvad oluliselt suuremat vastupidavust rabedatele murdudele.
Mis on dekoltee murd?
Habras tõrkerežiim, mille puhul pragu läbib otse terad mööda kindlaid aatomitasandeid minimaalse plastilise deformatsiooniga.
Miks on gaasijuhtmete murdumiskindlus kohustuslik?
Surugaas salvestab tohutult energiat; kui tekib pragu, peab materjal olema piisavalt sitke, et see peatada enne, kui see kilomeetrite kaupa jookseb.
Kuidas vältida väsimusmurdu?
Välistades vibratsiooni ja rõhutsüklid, kasutades õigeid tugesid ja paisumiskonstruktsiooni ning kontrollides NDT-ga pragude teket enne selle levimist.
