บทบาทขององค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์
ซัลเฟอร์และฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบตกค้างในการผลิตเหล็กที่มาจากวัตถุดิบเป็นหลัก ในเหล็กท่อถือว่าเป็นอันตรายและถูกจำกัดโดยข้อกำหนดเฉพาะของผลิตภัณฑ์ API 5L เกรด B มีขีดจำกัดเพื่อปกป้องประสิทธิภาพทางกลของตัวท่อและการเชื่อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการให้บริการท่อที่มีความต้องการสูง
ทำไมซัลเฟอร์ถึงมีจำกัด
ซัลเฟอร์จะก่อตัวเป็นเหล็กซัลไฟด์ที่ขอบเขตของเมล็ดข้าว ซึ่งจะละลายที่อุณหภูมิต่ำและทำให้เกิดข้อบกพร่องที่เรียกว่าภาวะขาดแคลนจากความร้อน ในระหว่างการรีดร้อนและการเชื่อม ซัลไฟด์เหลวจะทำให้ขอบเขตของเกรนอ่อนลงและทำให้เกิดการแตกร้าว ซัลเฟอร์ยังช่วยลดความเหนียวและแรงกระแทก และสร้างการรวมตัวของซัลไฟด์ที่ยาวขึ้นซึ่งทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นของรอยแตก การผลิตเหล็กสมัยใหม่ควบคุมกำมะถันผ่านการกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์และสามารถบรรลุระดับที่ต่ำกว่า 0.005 เปอร์เซ็นต์
ทำไมฟอสฟอรัสถึงมีจำกัด
ฟอสฟอรัสละลายในเฟอร์ไรต์และเสริมความแข็งแรง แต่ก็ทำให้เกิดการแยกตัวอย่างรุนแรงเนื่องจากไม่แพร่กระจายได้ง่าย ฟอสฟอรัสสูงส่งเสริมการเปราะของขอบเขตเกรน และเพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงแบบเหนียวถึงเปราะ ซึ่งเป็นอันตรายต่อท่อที่ต้องต้านทานการแพร่กระจายของการแตกหัก ฟอสฟอรัสยังช่วยลดความสามารถในการเชื่อมโดยส่งเสริมการแข็งตัวของรอยแตกร้าวในข้อต่อที่ถูกจำกัด
ขีดจำกัดใน API 5L เกรด B
สำหรับ PSL1 เกรด B ปริมาณฟอสฟอรัสสูงสุดโดยทั่วไปคือ 0.030 เปอร์เซ็นต์ และปริมาณกำมะถันสูงสุดโดยทั่วไปคือ 0.030 เปอร์เซ็นต์ สำหรับ PSL2 ขีดจำกัดจะถูกเข้มงวดขึ้นเหลือประมาณ 0.025 เปอร์เซ็นต์ฟอสฟอรัสและ 0.015 เปอร์เซ็นต์กำมะถัน เพื่อรองรับการทดสอบแรงกระแทกภาคบังคับและข้อกำหนดด้านความแข็งแกร่งที่เข้มงวดยิ่งขึ้นของระดับ ระดับที่ต่ำกว่ามักจะตกลงกันสำหรับการบริการที่มีรสเปรี้ยว
ผลต่อความสามารถในการเชื่อม
กำมะถันและฟอสฟอรัสต่ำช่วยเพิ่มความต้านทานของโลหะเชื่อมและบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนต่อการแตกร้าวจากความร้อนและการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน เหล็กสะอาดที่มีปริมาณการรวมตัวต่ำทำให้เกิดรอยเชื่อมเสียงที่มีความเหนียวที่ดีกว่า ซึ่งจำเป็นสำหรับการเชื่อมเส้นรอบวงสนามที่ทำขึ้นภายใต้สภาวะที่แปรผัน
คำถามที่พบบ่อย
ร้อนสั้นคืออะไร?ร้อนสั้นสั้นคือการแตกร้าวที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานร้อนหรือการเชื่อมเมื่อเหล็กซัลไฟด์จุดหลอมเหลวต่ำที่ขอบเกรนทำให้เหล็กฉีกขาด
ฟอสฟอรัสทำให้เหล็กอ่อนตัวลงหรือไม่?ฟอสฟอรัสทำให้เฟอร์ไรต์แข็งแรงขึ้นแต่ก็ทำให้เฟอร์ไรต์เปราะในเวลาเดียวกัน ดังนั้น ผลกระทบที่เป็นอันตรายต่อความเหนียวจึงมีมากกว่าความแข็งแรงที่เพิ่มขึ้นของเหล็กโครงสร้าง
กำมะถันสามารถกำจัดออกจากเหล็กทั้งหมดได้หรือไม่?การกำจัดซัลเฟอร์สมัยใหม่สามารถลดซัลเฟอร์ให้เหลือระดับต่ำมาก แต่การกำจัดซัลเฟอร์ทั้งหมดไม่สามารถทำได้ ขีดจำกัดมาตรฐานกำหนดไว้ต่ำกว่าเกณฑ์ที่เป็นอันตราย
ทำไมความเหนียวจึงมีความสำคัญต่อท่อส่งก๊าซ?ท่อแก๊สจะต้องหยุดการแตกหักที่ทำงานอยู่ เหล็กที่มีความเหนียวสูงและมีสิ่งสกปรกต่ำจะดูดซับพลังงานของรอยแตกร้าวที่ขยายตัวและหยุดก่อนที่มันจะเคลื่อนตัวไปไกล
ขีดจำกัดของท่อบริการเปรี้ยวแตกต่างกันหรือไม่?ใช่ ข้อกำหนดการบริการเปรี้ยวจะเพิ่มขีดจำกัดของกำมะถันและความแข็งที่เข้มงวดยิ่งขึ้น และต้องมีการทดสอบความต้านทานต่อการแตกร้าวที่เกิดจากการแตกตัวของไฮโดรเจน
