Pipa Saluran Berlapis 3LPE

Berhasil Mengirimkan Sejumlah Pesanan Pipa Bawah Laut untuk Mengangkut Bensin

/di dalam /oleh

Setelah sebulan penuh upaya, perusahaan kami berhasil mengirimkan pesanan pipa minyak dan gas bawah laut. Keberhasilan pengiriman pesanan ini membuktikan dedikasi dan keahlian tim penjualan dan produksi kami, meskipun menghadapi kondisi meteorologi yang buruk, seperti topan, selama pengangkutan. Pesanan ini melibatkan pembangunan proyek pipa bawah laut berkualitas tinggi dan berstandar tinggi, dan barang-barang tersebut akan digunakan dalam pembangunan pipa bawah laut untuk terminal minyak guna menghubungkan kapal tanker minyak dan tangki penyimpanan di darat, yang bertujuan untuk mengangkut minyak dan gas di bawah laut dengan aman.

Spesifikasi pesanannya adalah sebagai berikut:

  • Lapisan luar: lapisan polietilen tiga lapis
  • Ketebalan lapisan: 2,7mm
  • Standar pelapisan: DIN 30670-2012 Nv
  • Standar dan material pipa dasar: API Spec 5L Kelas B
  • Tipe pipa dasar: Seamless
  • Ukuran: NPS 6″ & 8″ x SCH40 x 11,8M
  • Barang lainnya: flensa NPS 6″ & 8″ x SCH40 SORF dan WNRF, siku 5D 90°, siku radius panjang 90°, baut dan mur.
Pipa Saluran API 5L Gr.B berlapis 3LPE, Tekukan Pipa 90°, Siku LR 90°, Flensa SO, BL, WN, Baut & Mur

Pipa Saluran API 5L Gr.B berlapis 3LPE, Tekukan Pipa 90°, Siku LR 90°, Flensa SORF, WNRF, Baut & Mur

Kami memproduksi pipa sesuai dengan Spesifikasi API 5L, lapisan anti korosi sesuai dengan Nomor Induk 30670-2012, siku 90° 5D menurut ASME B16.49, ISO 15590-1, EN 14870-1siku radius panjang 90° sesuai dengan ASME B16.9, dan flensa sesuai dengan ASME B16.5 untuk memastikan pipa memenuhi standar keselamatan dan kinerja tertinggi.

Segala sesuatu penuh dengan ketidakpastian dan selingan, dan akhir yang bahagia adalah tujuan akhir. Kami bangga dengan kerja keras dan dedikasi tim kami dan berharap untuk terus mendorong batasan sektor infrastruktur energi dan proyek-proyek jaringan pipa baru.

Jika Anda memiliki RFQ tentang proyek pipa bawah laut atau memerlukan pipa anti korosi 3LPE / 3LPP / FBE / LE berkualitas tinggi, jangan ragu untuk menghubungi kami di [email protected], di mana tim kami akan memberi Anda solusi yang dapat diandalkan dan layanan terpadu.

Baja Tahan Karat vs Baja Galvanis

Baja Tahan Karat vs Baja Galvanis

/di dalam /oleh

Perkenalan

Baja Tahan Karat vs Baja Galvanis, sangat penting untuk mempertimbangkan lingkungan, daya tahan yang dibutuhkan, dan kebutuhan perawatan. Baja tahan karat menawarkan ketahanan korosi, kekuatan, dan daya tarik visual yang tak tertandingi, sehingga cocok untuk aplikasi yang menuntut di lingkungan yang keras. Di sisi lain, baja galvanis menawarkan perlindungan korosi yang hemat biaya untuk pengaturan yang tidak terlalu agresif.

1. Komposisi dan Proses Pembuatan

Besi tahan karat

Baja tahan karat adalah paduan yang sebagian besar terdiri dari besi, kromium (setidaknya 10,5%), dan terkadang nikel dan molibdenum. Kromium membentuk lapisan oksida pelindung pada permukaannya, sehingga memberikan ketahanan korosi yang sangat baik. Berbagai jenis baja, seperti 304 dan 316, memiliki elemen paduan yang berbeda-beda, sehingga memberikan pilihan untuk berbagai lingkungan, termasuk suhu ekstrem dan kadar garam yang tinggi.

Baja Galvanis

Baja galvanis adalah baja karbon yang dilapisi dengan lapisan seng. Lapisan seng melindungi baja di bawahnya sebagai penghalang terhadap korosi. Metode galvanisasi yang paling umum adalah galvanisasi celup panas, di mana baja direndam dalam seng cair. Metode lainnya adalah galvanisasi elektro, di mana seng diaplikasikan menggunakan arus listrik. Kedua proses tersebut meningkatkan ketahanan terhadap korosi, meskipun secara umum kurang tahan lama di lingkungan yang keras dibandingkan baja tahan karat.

2. Ketahanan Korosi

Besi tahan karat

Ketahanan baja tahan karat terhadap korosi bersifat inheren karena komposisi paduannya, yang membentuk lapisan kromium oksida pasif. Baja tahan karat kelas 316, yang mengandung molibdenum, memberikan ketahanan yang sangat baik terhadap korosi dari klorida, asam, dan bahan kimia agresif lainnya. Baja ini merupakan pilihan yang disukai dalam industri kelautan, pemrosesan kimia, dan minyak dan gas, di mana paparan terhadap zat korosif terjadi setiap hari.

Baja Galvanis

Lapisan seng pada baja galvanis memberikan perlindungan yang dapat dikorbankan; seng akan terkorosi sebelum baja di bawahnya, sehingga memberikan ketahanan terhadap korosi. Akan tetapi, perlindungan ini terbatas, karena lapisan seng dapat rusak seiring waktu. Meskipun baja galvanis bekerja dengan baik di lingkungan yang ringan dan konstruksi umum, baja ini tidak dapat menahan bahan kimia keras atau paparan air garam seefektif baja tahan karat.

3. Sifat Mekanik dan Kekuatan

Besi tahan karat

Baja tahan karat umumnya lebih kuat dibandingkan baja galvanis, dengan kekuatan tarik dan daya tahan lebih tinggi. Hal ini membuatnya ideal untuk aplikasi yang membutuhkan ketahanan dan keandalan di bawah tekanan. Baja tahan karat juga menawarkan ketahanan yang sangat baik terhadap benturan dan keausan, yang bermanfaat bagi infrastruktur dan aplikasi industri tugas berat.

Baja Galvanis

Meskipun kekuatan baja galvanis terutama berasal dari inti baja karbon, umumnya kurang kuat dibandingkan baja tahan karat. Lapisan seng yang ditambahkan tidak berkontribusi secara signifikan terhadap kekuatannya. Baja galvanis cocok untuk aplikasi tugas sedang di mana ketahanan terhadap korosi diperlukan tetapi tidak di lingkungan yang ekstrim atau bertekanan tinggi.

4. Penampilan dan Estetika

Besi tahan karat

Baja tahan karat memiliki tampilan yang ramping dan mengilap serta sering kali diinginkan dalam aplikasi arsitektur dan instalasi yang terlihat. Daya tarik estetika dan ketahanannya menjadikannya pilihan yang disukai untuk struktur dan peralatan yang mudah terlihat.

Baja Galvanis

Lapisan seng memberikan lapisan akhir abu-abu kusam pada baja galvanis yang secara visual kurang menarik dibandingkan baja tahan karat. Seiring berjalannya waktu, paparan cuaca dapat menyebabkan patina keputihan pada permukaan, yang dapat mengurangi daya tarik estetika, meskipun tidak memengaruhi kinerja.

5. Pertimbangan Biaya

Besi tahan karat

Baja tahan karat biasanya lebih mahal karena unsur paduannya, kromium dan nikel, dan proses pembuatannya yang rumit. Namun, umur lebih panjang dan perawatan minimal dapat mengimbangi biaya awal, terutama di lingkungan yang menuntut.

Baja Galvanis

Baja galvanis adalah lebih ekonomis daripada baja tahan karat, terutama untuk aplikasi jangka pendek hingga menengah. Ini adalah pilihan yang hemat biaya untuk proyek dengan anggaran terbatas dan kebutuhan ketahanan korosi sedang.

6. Aplikasi Umum

Aplikasi Baja Tahan Karat

Minyak dan Gas: Digunakan dalam jaringan pipa, tangki penyimpanan, dan anjungan lepas pantai karena ketahanan dan kekuatannya terhadap korosi yang tinggi.
Pengolahan Kimia: Sangat baik untuk lingkungan di mana paparan bahan kimia asam atau kaustik terjadi setiap hari.
Teknik Kelautan: Ketahanan baja tahan karat terhadap air asin membuatnya cocok untuk aplikasi kelautan seperti dermaga, kapal, dan peralatan.
Infrastruktur: Ideal untuk jembatan, pagar, dan struktur arsitektur yang mengutamakan ketahanan dan estetika.

Aplikasi Baja Galvanis

Konstruksi Umum: Umumnya digunakan pada rangka bangunan, pagar, dan penyangga atap.
Peralatan Pertanian: Memberikan keseimbangan antara ketahanan terhadap korosi dan efektivitas biaya untuk peralatan yang terkena tanah dan kelembaban.
Fasilitas Pengolahan Air: Cocok untuk infrastruktur air non-kritis, seperti perpipaan dan tangki penyimpanan di lingkungan dengan korosi rendah.
Struktur Luar Ruangan: Umumnya digunakan pada pembatas jalan, pagar pembatas, dan tiang, di mana paparan kondisi cuaca sedang diperkirakan terjadi.

7. Pemeliharaan dan Umur Panjang

Besi tahan karat

Baja tahan karat membutuhkan perawatan minimal karena ketahanannya terhadap korosi. Namun, dalam lingkungan yang keras, pembersihan berkala disarankan untuk menghilangkan garam, bahan kimia, atau endapan yang dapat merusak lapisan oksida pelindung seiring waktu.

Baja Galvanis

Baja galvanis membutuhkan pemeriksaan dan pemeliharaan rutin untuk menjaga lapisan seng tetap utuh. Jika lapisan seng tergores atau rusak, pelapisan ulang atau pelapisan tambahan mungkin diperlukan untuk mencegah korosi. Hal ini khususnya penting dalam aplikasi kelautan atau industri, di mana lapisan seng berisiko rusak lebih cepat.

8. Contoh: Baja Tahan Karat vs Baja Galvanis

MILIK BAJA ANTI KARAT (316) BAJA GALVANIS PERBANDINGAN
Mekanisme perlindungan Lapisan oksida pelindung yang dapat memperbaiki diri saat terkena oksigen, memberikan ketahanan terhadap korosi jangka panjang. Lapisan seng pelindung diaplikasikan pada baja selama proses produksi. Saat rusak, seng di sekitarnya melindungi baja yang terekspos secara katodik. Lapisan pelindung baja tahan karat lebih tahan lama dan dapat 'memulihkan' dirinya sendiri. Perlindungan baja tahan karat tidak berkurang meskipun materialnya hilang atau ketebalannya berkurang.
Penampilan Tersedia berbagai macam hasil akhir, dari polesan elektro yang sangat cemerlang hingga polesan abrasif. Tampilan dan nuansa berkualitas tinggi yang menarik. Mungkin ada kilauan. Permukaannya tidak cerah dan berangsur-angsur berubah menjadi abu-abu kusam seiring bertambahnya usia. Pilihan desain estetika.
Rasa permukaan Sangat halus dan bisa licin. Teksturnya terasa lebih kasar, yang menjadi lebih jelas seiring bertambahnya usia. Pilihan desain estetika.
Kredensial hijau Dapat digunakan kembali pada bangunan baru. Setelah masa pakai bangunan berakhir, benda ini bernilai sebagai barang bekas, dan karena nilai koleksinya, benda ini memiliki tingkat daur ulang yang tinggi. Baja karbon umumnya dibuang pada akhir masa pakainya dan nilainya menjadi kurang. Baja tahan karat didaur ulang secara luas baik selama proses produksi maupun di akhir masa pakainya. Semua baja tahan karat baru mengandung sebagian besar baja daur ulang.
Limpasan logam berat Tingkat yang dapat diabaikan. Terjadi limpasan seng yang signifikan, terutama pada awal kehidupan. Beberapa jalan raya Eropa telah diganti dengan pagar baja tahan karat untuk menghindari kontaminasi seng lingkungan.
Seumur hidup Tidak terbatas, asalkan permukaannya terawat. Korosi umum yang lambat hingga seng larut. Karat merah akan muncul saat lapisan seng/besi terkorosi, dan akhirnya, baja substrat. Perbaikan diperlukan sebelum ~2% permukaan memiliki bintik merah. Manfaat biaya siklus hidup yang jelas untuk baja tahan karat jika dimaksudkan untuk memperpanjang masa pakai. Titik impas ekonomi dapat berlangsung selama enam tahun, tergantung pada lingkungan dan faktor lainnya.
Tahan api Sangat baik untuk baja tahan karat austenitik dengan kekuatan dan lendutan yang wajar selama kebakaran. Seng meleleh dan mengalir, yang dapat menyebabkan kegagalan baja tahan karat di pabrik kimia. Substrat baja karbon kehilangan kekuatan dan mengalami defleksi. Baja tahan karat menawarkan ketahanan api yang lebih baik dan menghindari risiko seng cair jika galvanis digunakan.
Pengelasan di lokasi Ini adalah rutinitas untuk baja tahan karat austenitik, dengan memperhatikan ekspansi termal. Lasan dapat dicampur ke permukaan logam di sekitarnya. Pembersihan pasca-las dan pasivasi sangat penting. Baja karbon mudah dilas sendiri, tetapi seng harus dibuang karena asapnya. Jika baja galvanis dan baja tahan karat dilas bersama, residu seng akan membuat baja tahan karat menjadi getas. Cat yang kaya seng kurang tahan lama dibandingkan dengan galvanisasi. Di lingkungan laut yang parah, karat berkerak dapat muncul dalam tiga hingga lima tahun, dan serangan baja terjadi empat tahun/mm setelahnya. Daya tahan jangka pendeknya serupa, tetapi lapisan yang kaya seng pada sambungan memerlukan perawatan. Dalam kondisi yang parah, baja galvanis akan berkarat parah—bahkan berlubang—dan kemungkinan cedera tangan, terutama dari sisi laut yang tidak terlihat.
Kontak dengan bahan yang lembap dan berpori (misalnya potongan kayu) di lingkungan yang asin. Kemungkinan akan menyebabkan noda karat dan serangan celah, tetapi tidak menyebabkan kegagalan struktural. Mirip dengan noda penyimpanan, hal ini menyebabkan hilangnya seng secara cepat dan jangka panjang akibat perforasi. Hal ini tidak diinginkan untuk keduanya, tetapi dapat mengakibatkan kegagalan pada dasar tiang galvanis dalam jangka panjang.
Pemeliharaan Dapat mengalami noda teh dan pengelupasan mikro jika tidak dirawat dengan baik. Jika tidak dirawat dengan baik, dapat terjadi kehilangan seng secara umum dan selanjutnya terjadi korosi pada substrat baja. Hujan di tempat terbuka atau mencuci di daerah terlindung diperlukan untuk keduanya.
PIPA ASTM A335 ASME SA335 P92 SMLS

Evolusi Mikrostruktur Baja P92 pada Temperatur Isotermal yang Berbeda

/di dalam /oleh

Evolusi Mikrostruktur Baja P92 pada Temperatur Isotermal yang Berbeda

Baja P92 terutama digunakan dalam boiler ultra-superkritis, pipa bertekanan ultra tinggi, dan peralatan suhu tinggi dan tekanan tinggi lainnya. Baja P92 berada dalam komposisi kimia baja P91 berdasarkan penambahan elemen jejak elemen W dan B, mengurangi kandungan Mo, melalui batas butir yang diperkuat dan dispersi yang diperkuat dalam berbagai cara, untuk meningkatkan kinerja komprehensif baja P92, baja P92 daripada baja P91 memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap kinerja oksidasi dan ketahanan korosi. Proses pengerjaan panas sangat penting untuk memproduksi pipa baja P92. Teknologi pemrosesan termal dapat menghilangkan cacat internal yang dihasilkan dalam proses produksi dan membuat kinerja baja memenuhi kebutuhan kondisi kerja. Jenis dan keadaan organisasi dalam proses pengerjaan panas merupakan faktor utama yang memengaruhi kinerja untuk memenuhi standar. Oleh karena itu, makalah ini menganalisis organisasi pipa baja P92 pada berbagai suhu isotermal untuk mengungkap evolusi organisasi pipa baja P92 pada berbagai suhu, yang tidak hanya memberikan dukungan informasi untuk analisis organisasi dan pengendalian kinerja proses pengerjaan panas yang sebenarnya tetapi juga meletakkan dasar eksperimental untuk pengembangan proses pengerjaan panas.

1. Bahan dan Metode Uji

1.1 Bahan Uji

Baja yang diuji adalah pipa baja P92 dalam kondisi pemakaian (1060 ℃ dikeraskan + 760 ℃ ditempa), dan komposisi kimianya ditunjukkan dalam Tabel 1. Spesimen silinder dengan ukuran ϕ4 mm × 10 mm dipotong di bagian tengah pipa yang sudah jadi pada posisi tertentu sepanjang arah panjang, dan pengukur ekspansi pendinginan digunakan untuk mempelajari transformasi jaringan pada suhu yang berbeda.

Tabel 1 Komposisi Kimia Utama Baja P92 Berdasarkan Fraksi Massa (%)

Elemen C Ya M N Kr Tidak Mo V Al B Catatan W Fe
% 0.13 0.2 0.42 8.67 0.25 0.48 0.19 0.008 0.002 0.05 1.51 Keseimbangan

1.2 Proses Pengujian

Menggunakan meteran ekspansi termal pendinginan L78, pemanasan 0,05 ℃/detik hingga 1050 ℃ selama 15 menit, pendinginan 200 ℃/detik hingga suhu ruangan. Ukur titik kritis perubahan fase material Ac1 adalah 792,4℃, Ac3 adalah 879,8℃, Ms adalah 372,3℃. Spesimen dipanaskan hingga 1050 °C pada laju 10 °C/detik dan ditahan selama 15 menit, lalu didinginkan hingga suhu yang berbeda (770, 740, 710, 680, 650, 620, 520, 430, 400, 370, 340, 310, 280, 250, 190, dan 160 °C) pada laju 150 °C/detik dan ditahan selama periode waktu yang berbeda (620 °C dan di bawahnya selama 1 jam, 620 °C dan di atasnya selama 25 jam). 620 ℃ dan di atasnya ditahan selama 25 jam), ujung daya isotermal dimatikan sehingga spesimen didinginkan dengan udara hingga suhu ruangan.1.3 Metode pengujian

Setelah permukaan spesimen digiling dan dipoles dengan berbagai proses, permukaan spesimen dikorosi menggunakan aqua regia. Mikroskop AXIOVERT 25 Zeiss dan mikroskop elektron pemindai lingkungan QWANTA 450 digunakan untuk mengamati dan menganalisis susunannya; menggunakan alat uji kekerasan Vickers HVS-50 (beban 1 kg), pengukuran kekerasan dilakukan di beberapa lokasi pada permukaan setiap spesimen dan nilai rata-rata diambil sebagai nilai kekerasan spesimen.

2. Hasil Uji dan Analisis

2.1 Organisasi dan Analisis Suhu Isotermal yang Berbeda

Gambar 1 menunjukkan struktur mikro baja P92 setelah austenitisasi lengkap pada 1050 °C untuk waktu yang berbeda pada suhu yang berbeda. Gambar 1(a) menunjukkan struktur mikro baja P92 setelah isotermalisasi pada 190℃ selama 1 jam. Dari Gambar 1(a2), dapat dilihat bahwa organisasi suhu ruangannya adalah martensit (M). Dari Gambar 1(a3), dapat dilihat bahwa martensit menunjukkan karakteristik seperti bilah. Karena titik Ms baja sekitar 372 °C, transformasi fase martensit terjadi pada suhu isotermal di bawah titik Ms, membentuk martensit, dan kandungan karbon baja P92 termasuk dalam kisaran komposisi karbon rendah; morfologi seperti bilah mencirikan martensit.

Gambar 1(a) menunjukkan struktur mikro baja P92 setelah 1 jam isotermal pada suhu 190°C

Gambar 1(a) menunjukkan struktur mikro baja P92 setelah 1 jam isotermal pada suhu 190°C

Gambar 1(b) untuk struktur mikro baja P92 pada suhu 430 ℃ isotermal 1 jam. Saat suhu isotermal meningkat hingga 430°C, baja P92 mencapai zona transformasi bainit. Karena baja mengandung unsur Mo, B, dan W, unsur-unsur ini memiliki sedikit pengaruh pada transformasi bainit sambil menunda transformasi perlit. Oleh karena itu, baja P92 pada suhu 430 ℃ isolasi 1 jam, organisasi sejumlah bainit tertentu. Kemudian austenit superdingin yang tersisa diubah menjadi martensit saat didinginkan dengan udara.

Gambar 1(b) untuk struktur mikro baja P92 pada suhu isotermal 430 ℃ 1 jam

Gambar 1(b) untuk struktur mikro baja P92 pada suhu isotermal 430 ℃ 1 jam

Gambar 1(c) menunjukkan struktur mikro baja P92 pada suhu isotermal 520 ℃ selama 1 jam. Ketika suhu isotermal 520 ℃, elemen paduan Cr, Mo, Mn, dll., sehingga transformasi perlit terhambat, permulaan titik transformasi bainit (titik Bs) berkurang, sehingga dalam kisaran suhu tertentu akan muncul di zona stabilisasi austenit superdingin. Gambar 1(c) dapat dilihat pada isolasi 520 ℃ selama 1 jam setelah austenit superdingin tidak terjadi setelah transformasi, diikuti oleh pendinginan udara untuk membentuk martensit; organisasi suhu ruangan terakhir adalah martensit.

Gambar 1(c) menunjukkan struktur mikro baja P92 pada suhu isotermal 520 ℃ 1 jam

Gambar 1(c) menunjukkan struktur mikro baja P92 pada suhu isotermal 520 ℃ 1 jam

Gambar 1 (d) untuk baja P92 pada mikrostruktur isotermal 25 jam 650 ℃ untuk martensit + perlit. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1(d3), perlit menunjukkan karakteristik lamelar terputus-putus, dan karbida pada permukaan menunjukkan presipitasi batang pendek. Hal ini disebabkan oleh unsur paduan baja P92 Cr, Mo, V, dll. untuk meningkatkan stabilitas austenit superdingin pada saat yang sama sehingga morfologi perlit baja P92 berubah, yaitu, karbida dalam badan perlit karbida untuk batang pendek, badan perlit ini dikenal sebagai perlit kelas. Pada saat yang sama, banyak partikel fase kedua halus ditemukan dalam organisasi.

Gambar 1 (d) untuk baja P92 pada 650 ℃ isotermal 25 jam mikrostruktur untuk martensit + perlit

Gambar 1 (d) untuk baja P92 pada 650 ℃ isotermal 25 jam mikrostruktur untuk martensit + perlit

Gambar 1(e) menunjukkan struktur mikro baja P92 pada suhu isotermal 740 ℃ selama 25 jam. Pada suhu isotermal 740 °C, pertama-tama akan terjadi presipitasi ferit masif eutektik dan kemudian dekomposisi eutektik austenit, yang menghasilkan organisasi seperti perlit. Dibandingkan dengan suhu isotermal 650 °C (lihat Gambar 1(d3)), organisasi perlit menjadi lebih kasar saat suhu isotermal dinaikkan, dan karakter dua fase perlit, yaitu ferit dan karburit dalam bentuk batang pendek, terlihat jelas.

Gambar 1(e) menunjukkan struktur mikro baja P92 pada suhu isotermal 740 ℃ 25 jam

Gambar 1(e) menunjukkan struktur mikro baja P92 pada suhu isotermal 740 ℃ 25 jam

Gambar 1(f) menunjukkan struktur mikro baja P92 pada suhu isotermal 770°C selama 25 jam. Pada suhu isotermal 770°C, dengan perpanjangan waktu isotermal, presipitasi ferit terjadi terlebih dahulu, kemudian austenit superdingin mengalami dekomposisi eutektik untuk membentuk organisasi ferit + perlit. Dengan peningkatan suhu isotermal, kandungan ferit eutektik pertama meningkat, dan kandungan perlit menurun. Karena elemen paduan baja P92, elemen paduan terlarut ke dalam austenit untuk membuat pengerasan austenit meningkat, kesulitan dekomposisi eutektik menjadi lebih luas, sehingga harus ada waktu isotermal yang cukup lama untuk membuat dekomposisi eutektiknya, pembentukan organisasi perlit.

Gambar 1(f) menunjukkan struktur mikro baja P92 pada suhu isotermal 770°C selama 25 jam.

Gambar 1(f) menunjukkan struktur mikro baja P92 pada suhu isotermal 770°C selama 25 jam.

Analisis spektrum energi dilakukan pada jaringan dengan morfologi yang berbeda pada Gambar 1(f2) untuk mengidentifikasi jenis jaringan lebih lanjut, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2. Dari Tabel 2, dapat dilihat bahwa kandungan karbon dari partikel putih lebih tinggi daripada organisasi lain, dan elemen paduan Cr, Mo, dan V lebih banyak, menganalisis partikel ini untuk partikel karbida komposit yang diendapkan selama proses pendinginan; secara komparatif, kandungan karbon dalam organisasi lamelar terputus-putus adalah yang terendah kedua, dan kandungan karbon dalam organisasi masif adalah yang paling sedikit. Karena perlit adalah organisasi dua fase karburisasi dan ferit, kandungan karbon rata-rata lebih tinggi daripada ferit; dikombinasikan dengan analisis suhu dan morfologi isotermal, lebih lanjut ditentukan bahwa organisasi lamelar seperti perlit, dan organisasi masif pertama-tama adalah ferit eutektik.

Analisis Spektrum Baja P92, Diperlakukan Secara Isotermal Pada Suhu 770 °C Selama 25 Jam, Ditulis Dalam Format Tabel Dengan Fraksi Atom (%)

Struktur C Catatan Mo Ti V Kr M N Fe W
Butiran Putih 11.07 0.04 0.94 0.02 2.16 8.36 2.64 54.77 2.84
Struktur Blok 9.31 0.04 0.95 0.2 0.32 8.42 0.74 85.51 10.21
Struktur Berlapis 5.1 0 0.09 0.1 0.33 7.3 0.35 85.65 0.69

2.2 Mikrokekerasan dan Analisis

Secara umum, selama proses pendinginan baja paduan yang mengandung unsur-unsur seperti W dan Mo, tiga jenis transformasi organisasi terjadi dalam austenit superdingin: transformasi martensit di zona suhu rendah, transformasi bainit di zona suhu sedang, dan transformasi perlit di zona suhu tinggi. Evolusi organisasi yang berbeda mengarah pada kekerasan yang berbeda. Gambar 2 menunjukkan variasi kurva kekerasan baja P92 pada suhu isotermal yang berbeda. Dari Gambar 2, dapat dilihat bahwa dengan peningkatan suhu isotermal, kekerasan menunjukkan tren menurun terlebih dahulu, kemudian meningkat, dan akhirnya menurun. Ketika suhu isotermal 160 ~ 370 ℃, terjadinya transformasi martensit, kekerasan Vickers dari 516HV menjadi 457HV. Ketika suhu isotermal 400 ~ 620 ℃, sejumlah kecil transformasi bainit terjadi, dan kekerasan 478HV meningkat menjadi 484HV; karena transformasi bainit kecil, kekerasan tidak banyak berubah. Ketika suhu isotermal 650 ℃, sejumlah kecil perlit terbentuk, dengan kekerasan 410HV. ketika suhu isotermal 680 ~ 770 ℃, pembentukan organisasi ferit + perlit, kekerasan dari 242HV menjadi 163HV. karena transformasi baja P92 pada suhu yang berbeda dalam organisasi transisi berbeda, di wilayah transformasi martensit suhu rendah, ketika suhu isotermal lebih rendah dari titik Ms, dengan peningkatan suhu, kandungan martensit berkurang, kekerasan berkurang; di tengah transformasi baja P92 dalam suhu yang berbeda, ketika suhu isotermal lebih rendah dari titik Ms, dengan peningkatan suhu, kandungan martensit menurun, kekerasan menurun; di wilayah transformasi bainit suhu sedang, karena jumlah transformasi bainit kecil, kekerasan tidak banyak berubah; di wilayah transformasi perlitik suhu tinggi, dengan kenaikan suhu isotermal, kandungan ferit eutektik pertama meningkat sehingga kekerasan terus menurun, jadi dengan peningkatan suhu isotermal, kekerasan material umumnya merupakan tren menurun, dan tren perubahan kekerasan dan analisis organisasi sejalan dengan tren.

Variasi Kurva Kekerasan Baja P92 Pada Temperatur Isotermal Yang Berbeda

Variasi Kurva Kekerasan Baja P92 Pada Temperatur Isotermal Yang Berbeda

3. Kesimpulan

1) Titik kritis Ac1 baja P92 adalah 792,4 ℃, Ac3 adalah 879,8 ℃, dan Ms adalah 372,3 ℃.

2) Baja P92 pada temperatur isotermal yang berbeda memperoleh organisasi temperatur ruangan yang berbeda; pada 1h isotermal 160 ~ 370 ℃, organisasi temperatur ruangan adalah martensit; pada 1h isotermal 400 ~ 430 ℃, organisasi sejumlah kecil bainit + martensit; pada 1h isotermal 520 ~ 620 ℃, organisasi relatif stabil, dalam waktu singkat (1 jam) tidak terjadi transformasi, organisasi temperatur ruangan adalah martensit; pada 25h isotermal 650 ℃, organisasi temperatur ruangan adalah perlit. h, organisasi temperatur ruangan untuk perlit + martensit; pada 25h isotermal 680 ~ 770 ℃, organisasi diubah menjadi perlit + ferit eutektik pertama.

3) Austenitisasi baja P92 pada Ac1 di bawah isotermal, dengan pengurangan suhu isotermal, kekerasan material secara keseluruhan cenderung meningkat, isotermal pada 770 ℃ setelah terjadinya presipitasi ferit eutektik pertama, transformasi perlitik, kekerasannya paling rendah, sekitar 163HV; isotermal pada 160 ℃ setelah terjadinya transformasi martensit, kekerasannya paling tinggi, sekitar 516HV.

Perbedaan Antara ASME B31.3 dan ASME B31.1

ASME B31.1 vs. ASME B31.3: Ketahui Kode Desain Perpipaan

/di dalam /oleh

Perkenalan

Dalam desain dan rekayasa perpipaan, pemilihan kode perpipaan yang tepat sangat penting untuk memastikan keamanan, efisiensi, dan kepatuhan terhadap standar industri. Dua kode desain perpipaan yang paling dikenal luas adalah ASME B31.1 Dan ASME B31.3Meskipun keduanya berasal dari American Society of Mechanical Engineers (ASME) dan mengatur desain dan konstruksi sistem perpipaan, penerapannya berbeda secara signifikan. Memahami Perbedaan Antara ASME B31.1 dan ASME B31.3 Perdebatan sangat penting untuk memilih kode yang tepat untuk proyek Anda, apakah itu melibatkan pembangkit listrik, pengolahan kimia, atau fasilitas industri.

Tinjauan Umum: ASME B31.1 vs. ASME B31.3

What is ASME B31.3 or Process Piping Code?

ASME B31.1 adalah standar yang mengatur desain, konstruksi, dan pemeliharaan sistem perpipaan pembangkit listrik. Standar ini berlaku untuk sistem perpipaan di pembangkit listrik, pabrik industri, dan fasilitas lain yang melibatkan pembangkitan listrik. Kode ini berfokus pada integritas sistem yang menangani uap bertekanan tinggi, air, dan gas panas.

Aplikasi Umum: Pembangkit listrik, sistem pemanas, turbin, dan sistem boiler.
Kisaran Tekanan: Sistem uap dan fluida bertekanan tinggi.
Kisaran Suhu: Layanan suhu tinggi, terutama untuk aplikasi uap dan gas.

What is ASME B31.1 or Power Piping Code?

ASME B31.3 applies to the design and construction of piping systems used in chemical, petrochemical, and pharmaceutical industries. It governs systems that transport chemicals, gases, or liquids under different pressure and temperature conditions, often including hazardous materials. This code also covers the associated support systems and the safety considerations of handling chemicals and dangerous substances.

Aplikasi Umum: Pabrik pengolahan kimia, kilang minyak, fasilitas farmasi, pabrik makanan dan minuman.
Kisaran Tekanan: Umumnya lebih rendah dari kisaran tekanan dalam ASME B31.1, tergantung pada jenis fluida dan klasifikasinya.
Kisaran Suhu: varies depending pada cairan kimia, tetapi biasanya lebih rendah dari kondisi ekstrim di ASME B31.1.

Difference Between ASME B31.3 and ASME B31.1 (ASME B31.3 vs ASME B31.1)

Perbedaan Antara ASME B31.3 dan ASME B31.1

Perbedaan Antara ASME B31.3 dan ASME B31.1

Sr No Parameter ASME B31.3-Process Piping ASME B31.1-Power Piping
1 Cakupan Provides rules for Process or Chemical Plants Provides rules for Power Plants
2 Basic Allowable Material Stress Basic allowable material stress value is higher (For example the allowable stress value for A 106 B material at 250 Deg C is 132117.328 Kpa as per ASME B31.3) Basic allowable material stress value is lower (For example the allowable stress value for A 106 B material at 250 Deg C is 117900.344 Kpa as per ASME B31.3)
3 Allowable Sagging (Sustained) The ASME B31.3 code does not specifically limit allowable sagging. An allowable sagging of up to 15 mm is generally acceptable. ASME B31.3 does not provide a suggested support span. ASME B31.1 clearly specifies the allowable sagging value as 2.5 mm. Table 121.5-1 of ASME B31.1 provides suggested support span.
4 SIF on Reducers Process Piping Code ASME B31.3 does not use SIF (SIF=1.0) for reducer stress calculation Power Piping code ASME B31.1 uses a maximum SIF of 2.0 for reducers while stress calculation.
5 Factor of Safety ASME B31.3 uses a factor of safety of 3; relatively lower than ASME B31.1. ASME B31.1 uses a safety factor of 4 to have higher reliability as compared to Process plants
6 SIF for Butt Welded Joints ASME B31.3 uses a SIF of 1.0 for buttwelded joints ASME B31.1 uses a SIF of up to 1.9 max in stress calculation.
7 Approach towards SIF ASME B31.3 uses a complex in-plane, out-of-plane SIF approach. ASME B31.1 uses a simplified single SIF Approach.
8 Maximum values of Sc and Sh As per the Process Piping code, the maximum value of Sc and Sh are limited to 138 Mpa or 20 ksi. For the Power piping code, the maximum value of Sc and Sh are 138 Mpa only if the minimum tensile strength of the material is 70 ksi (480Mpa); otherwise, it depends on the values provided in the mandatory appendix A as per temperature.
9 Allowable Stress for Occasional Stresses The allowable value of occasional stress is 1.33 times Sh As per ASME B31.1, the allowable value of occasional stress is 1.15 to 1.20 times Sh
10 The equation for Pipe Wall Thickness Calculation The equation for pipe wall thickness calculation is valid for t<D/6 There is no such limitation in the Power piping wall thickness calculation. However, they add a limitation on maximum design pressure.
11 Section Modulus, Z for Sustained and Occasional Stresses While Sustained and Occasional stress calculation the Process Piping code reduces the thickness by corrosion and other allowances. ASME B31.1 calculates the section modulus using nominal thickness. Thickness is not reduced by corrosion and other allowances.
12 Rules for material usage below -29 Deg. C ASME B31.3 provides extensive rules for the use of materials below -29 degrees C The power piping code provides no such rules for pipe materials below -29 degrees C.
13 Maximum Value of Cyclic Stress Range Factor The maximum value of cyclic stress range factor f is 1.2 The maximum value of is 1.0
14 Allowance for Pressure Temperature Variation As per clause 302.2.4 of ASME B31.3, occasional pressure temperature variation can exceed the allowable by (a) 33% for no more than 10 hours at any one time and no more than 100 hours/year, or (b) 20% for no more than 50 hours at any one time and no more than 500 hours/year. As per clause 102.2.4 of ASME B31.1, occasional pressure temperature variation can exceed the allowable by (a) 15% if the event duration occurs for no more than 8 hours at any one time and not more than 800 hours/year or (b) 20% if the event duration occurs for not more than 1 hour at any one time and not more than 80 hour/year.
15 Desain Kehidupan Process Piping is normally designed for 20 to 30 years of service life. Power Piping is generally designed for 40 years or more of service life.
16 PSV reaction force ASME B31.3 does not provide specific equations for PSV reaction force calculation. ASME B31.1 provides specific equations for PSV reaction force calculation.

Kesimpulan

Perbedaan penting dalam Perbedaan Antara ASME B31.1 dan ASME B31.3 Perdebatannya terletak pada aplikasi industri, kebutuhan material, dan pertimbangan keselamatan. ASME B31.1 sangat ideal untuk pembangkit listrik dan sistem suhu tinggi, dengan fokus pada integritas mekanis. Pada saat yang sama, ASME B31.3 is tailored for the chemical and process industries, emphasizing the safe handling of hazardous materials and chemical compatibility. By understanding the distinctions between these two standards, you can decide which code best suits your project’s requirements, ensuring compliance and safety throughout the project’s lifecycle. Whether you are involved in power plant design or system’ processing, choosing the correct piping code is crucial for a successful project.

ASME BPVC Bagian II Bagian A

ASME BPVC Bagian II Bagian A: Spesifikasi Material Besi

/di dalam /oleh

Perkenalan

ASME BPVC Bagian II Bagian A: Spesifikasi Material Besi adalah bagian dari Kode Boiler dan Bejana Tekan ASME (BPVC) yang mencakup spesifikasi untuk bahan ferrous (terutama besi) digunakan dalam konstruksi boiler, bejana tekan, dan peralatan penahan tekanan lainnya. Bagian ini secara khusus membahas persyaratan untuk material baja dan besi, termasuk baja karbon, baja paduan, dan baja tahan karat.

Spesifikasi Material Terkait untuk Tabung & Pelat

Tabung:

SA-178/SA-178M – Tabung Boiler dan Superheater Baja Karbon Las Tahan Listrik dan Baja Karbon-Mangan
SA-179/SA-179M – Tabung Penukar Panas dan Kondensor Baja Karbon Rendah yang Ditarik Dingin Tanpa Sambungan
SA-192/SA-192M – Tabung Boiler Baja Karbon Tanpa Sambungan untuk Layanan Tekanan Tinggi
SA-209/SA-209M – Tabung Boiler dan Superheater Baja Paduan Karbon-Molibdenum Tanpa Sambungan
SA-210/SA-210M – Tabung Boiler dan Superheater Baja Karbon Sedang Tanpa Sambungan
SA-213/SA-213M – Boiler Baja Paduan Feritik dan Austenitik Tanpa Sambungan, Superheater, dan Tabung Penukar Panas
SA-214/SA-214M – Penukar Panas dan Tabung Kondensor Baja Karbon Las Tahan Listrik
SA-249/SA-249M – Boiler Baja Austenitik Las, Superheater, Penukar Panas, dan Tabung Kondensor
SA-250/SA-250M – Boiler Baja Paduan Feritik dan Tabung Superheater dengan Las Tahanan Listrik
SA-268/SA-268M – Tabung Baja Tahan Karat Feritik dan Martensit Tanpa Sambungan dan Las untuk Layanan Umum
SA-334/SA-334M – Tabung Baja Karbon dan Baja Paduan Tanpa Sambungan dan Las untuk Layanan Suhu Rendah
SA-335/SA-335M – Pipa Baja Paduan Feritik Tanpa Sambungan untuk Layanan Suhu Tinggi
SA-423/SA-423M – Tabung Baja Paduan Rendah Tanpa Sambungan dan Las Listrik
SA-450/SA-450M – Persyaratan Umum untuk Tabung Baja Karbon dan Baja Paduan Rendah
SA-556/SA-556M – Tabung Pemanas Air Umpan Baja Karbon Dingin Tanpa Sambungan
SA-557/SA-557M – Tabung Pemanas Air Umpan Baja Karbon Las Tahan Listrik
SA-688/SA-688M – Tabung Pemanas Air Umpan Baja Tahan Karat Austenitik Tanpa Sambungan dan Dilas
SA-789/SA-789M – Pipa Baja Tahan Karat Feritik/Austenitik Tanpa Sambungan dan Dilas untuk Layanan Umum
SA-790/SA-790M – Pipa Baja Tahan Karat Feritik/Austenitik Tanpa Sambungan dan Dilas
SA-803/SA-803M – Tabung Pemanas Air Umpan Baja Tahan Karat Feritik Tanpa Sambungan dan Dilas
SA-813/SA-813M – Pipa Baja Tahan Karat Austenitik Las Tunggal atau Ganda
SA-814/SA-814M – Pipa Baja Tahan Karat Austenitik Las yang Dikerjakan Dingin

BPVC ASME

BPVC ASME

Piring:

SA-203/SA-203M – Pelat Bejana Tekan, Baja Paduan, Nikel
SA-204/SA-204M – Pelat Bejana Tekan, Baja Paduan, Molibdenum
SA-285/SA-285M – Pelat Bejana Tekan, Baja Karbon, Kekuatan Tarik Rendah dan Menengah
SA-299/SA-299M – Pelat Bejana Tekan, Baja Karbon, Mangan-Silikon
SA-302/SA-302M – Pelat Bejana Tekan, Baja Paduan, Mangan-Molibdenum dan Mangan-Molibdenum-Nikel
SA-353/SA-353M – Pelat Bejana Tekan, Baja Paduan, Nikel 9% Dinormalkan Ganda dan Ditempa
SA-387/SA-387M – Pelat Bejana Tekan, Baja Paduan, Kromium-Molibdenum
SA-516/SA-516M – Pelat Bejana Tekan, Baja Karbon, untuk Layanan Suhu Sedang dan Rendah
SA-517/SA-517M – Pelat Bejana Tekan, Baja Paduan, Kekuatan Tinggi, Dipadamkan dan Ditempa
SA-533/SA-533M – Pelat Bejana Tekan, Baja Paduan, Dipadamkan dan Ditempa, Mangan-Molibdenum dan Mangan-Molibdenum-Nikel
SA-537/SA-537M – Pelat Bejana Tekan, Baja Karbon-Mangan-Silikon yang Diperlakukan Panas
SA-542/SA-542M – Pelat Bejana Tekan, Baja Paduan, Dipadamkan dan Ditempa, Kromium-Molibdenum, dan Kromium-Molibdenum-Vanadium
SA-543/SA-543M – Pelat Bejana Tekan, Baja Paduan, Didinginkan dan Ditempa, Nikel-Kromium-Molibdenum
SA-553/SA-553M – Pelat Bejana Tekan, Baja Paduan, Nikel 7, 8, dan 9% yang Dipadamkan dan Ditempa
SA-612/SA-612M – Pelat Bejana Tekan, Baja Karbon, Kekuatan Tinggi, untuk Layanan Suhu Sedang dan Rendah
SA-662/SA-662M – Pelat Bejana Tekan, Baja Karbon-Mangan-Silikon, untuk Layanan Suhu Sedang dan Rendah
SA-841/SA-841M – Pelat Bejana Tekan, Diproduksi dengan Proses Kontrol Termo-Mekanik (TMCP)

Kesimpulan

Sebagai kesimpulan, ASME BPVC Bagian II Bagian A: Spesifikasi Material Besi merupakan sumber penting untuk memastikan keamanan, keandalan, dan kualitas material besi yang digunakan untuk membangun boiler, bejana tekan, dan peralatan penahan tekanan lainnya. Dengan menyediakan spesifikasi komprehensif tentang sifat mekanis dan kimia material seperti baja karbon, baja paduan, dan baja tahan karat, bagian ini memastikan bahwa material memenuhi standar ketat yang diperlukan untuk aplikasi bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi. Panduan terperinci tentang bentuk produk, prosedur pengujian, dan kepatuhan terhadap standar industri menjadikannya sangat diperlukan bagi para insinyur, produsen, dan inspektur yang terlibat dalam desain dan konstruksi peralatan bertekanan. Dengan demikian, ASME BPVC Bagian II Bagian A sangat penting untuk industri petrokimia, nuklir, dan pembangkit listrik, di mana bejana tekan dan boiler harus beroperasi dengan aman dan efisien dalam kondisi tekanan mekanis yang ketat.

Pendinginan Pipa Baja Seamless SAE4140

Analisis Penyebab Retak Berbentuk Cincin pada Pipa Baja Seamless SAE 4140 yang Dipadamkan

/di dalam /oleh

Alasan terjadinya retakan berbentuk cincin pada ujung pipa baja seamless SAE 4140 dipelajari melalui pemeriksaan komposisi kimia, uji kekerasan, pengamatan metalografi, mikroskop elektron pemindaian, dan analisis spektrum energi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa retakan berbentuk cincin pada pipa baja seamless SAE 4140 merupakan retakan pendinginan, yang umumnya terjadi pada ujung pipa. Alasan terjadinya retakan pendinginan adalah perbedaan laju pendinginan antara dinding dalam dan luar, dan laju pendinginan dinding luar jauh lebih tinggi daripada laju pendinginan dinding dalam, yang mengakibatkan kegagalan retak yang disebabkan oleh konsentrasi tegangan di dekat posisi dinding dalam. Retakan berbentuk cincin dapat dihilangkan dengan meningkatkan laju pendinginan dinding dalam pipa baja selama pendinginan, meningkatkan keseragaman laju pendinginan antara dinding dalam dan luar, dan mengendalikan suhu setelah pendinginan agar berada dalam kisaran 150 ~200 ℃ untuk mengurangi tegangan pendinginan dengan tempering sendiri.

SAE 4140 adalah baja struktural paduan rendah CrMo, merupakan mutu standar ASTM A519 Amerika, dalam standar nasional 42CrMo berdasarkan peningkatan kandungan Mn; oleh karena itu, pengerasan SAE 4140 telah ditingkatkan lebih lanjut. Pipa baja tanpa sambungan SAE 4140, alih-alih penempaan padat, produksi billet bergulir dari berbagai jenis poros berongga, silinder, selongsong, dan komponen lainnya dapat secara signifikan meningkatkan efisiensi produksi dan menghemat baja; pipa baja SAE 4140 banyak digunakan dalam peralatan pengeboran sekrup pertambangan ladang minyak dan gas serta peralatan pengeboran lainnya. Perlakuan tempering pipa baja tanpa sambungan SAE 4140 dapat memenuhi persyaratan kekuatan baja dan pencocokan ketangguhan yang berbeda dengan mengoptimalkan proses perlakuan panas. Namun, sering ditemukan mempengaruhi cacat pengiriman produk dalam proses produksi. Makalah ini terutama berfokus pada pipa baja SAE 4140 dalam proses pendinginan di tengah ketebalan dinding ujung pipa, menghasilkan analisis cacat retak berbentuk cincin, dan mengajukan langkah-langkah perbaikan.

1. Bahan dan Metode Uji

Sebuah perusahaan membuat spesifikasi untuk pipa baja seamless SAE 4140 ukuran ∅ 139,7 × 31,75 mm, proses produksi untuk pemanasan billet → penusukan → penggulungan → pengukuran → tempering (waktu perendaman 850 ℃ selama 70 menit pendinginan + pipa berputar di luar pancuran air pendingin +735 ℃ waktu perendaman selama 2 jam tempering) → Deteksi Cacat dan Inspeksi. Setelah perlakuan tempering, inspeksi deteksi cacat mengungkapkan bahwa ada retakan melingkar di tengah ketebalan dinding di ujung pipa, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1; retakan melingkar muncul sekitar 21~24 mm dari bagian luar, melingkari keliling pipa, dan sebagian terputus-putus, sementara tidak ada cacat seperti itu yang ditemukan di badan pipa.

Gbr. 1 Retakan Berbentuk Cincin di Ujung Pipa

Gbr. 1 Retakan Berbentuk Cincin di Ujung Pipa

Ambil sejumlah sampel pendinginan pipa baja untuk analisis pendinginan dan pengamatan organisasi pendinginan, dan analisis spektral komposisi pipa baja, pada saat yang sama, ambil sampel daya tinggi pada retakan pipa baja yang dikeraskan untuk mengamati mikromorfologi retakan, tingkat ukuran butiran, dan gunakan mikroskop elektron pemindaian dengan spektrometer untuk melihat retakan pada komposisi internal analisis area mikro.

2. Hasil Uji

2.1 Komposisi kimia

Tabel 1 menunjukkan hasil analisis spektral komposisi kimia, dan komposisi unsur-unsur sesuai dengan persyaratan standar ASTM A519.

Tabel 1 Hasil analisis komposisi kimia (fraksi massa, %)

Elemen C Ya M N P S Kr Mo Cu Tidak
Isi 0.39 0.20 0.82 0.01 0.005 0.94 0.18 0.05 0.02
Persyaratan ASTM A519 0.38-0.43 0.15-0.35 0.75-1.00 ≤ 0,04 ≤ 0,04 0.8-1.1 0.15-0.25 ≤ 0,35 ≤ 0,25

2.2 Uji Kekerasan Tabung

Pada sampel yang dipadamkan dari uji kekerasan pendinginan ketebalan dinding total, hasil kekerasan ketebalan dinding total, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, dapat dilihat pada Gambar 2, dalam 21 ~ 24 mm dari luar kekerasan pendinginan mulai turun secara signifikan, dan dari luar 21 ~ 24 mm adalah tempering suhu tinggi pipa yang ditemukan di wilayah retakan cincin, area di bawah dan di atas ketebalan dinding kekerasan perbedaan ekstrim antara posisi ketebalan dinding wilayah mencapai 5 (HRC) atau lebih. Perbedaan kekerasan antara ketebalan dinding bawah dan atas area ini adalah sekitar 5 (HRC). Organisasi metalografi dalam keadaan padam ditunjukkan pada Gambar. 3. Dari organisasi metalografi pada Gambar. 3; dapat dilihat bahwa organisasi di daerah luar pipa adalah sejumlah kecil ferit + martensit, sedangkan organisasi di dekat permukaan bagian dalam tidak mengalami pendinginan, dengan sejumlah kecil ferit dan bainit, yang menyebabkan kekerasan pendinginan rendah dari permukaan luar pipa ke permukaan bagian dalam pipa pada jarak 21 mm. Tingkat konsistensi retakan cincin yang tinggi di dinding pipa dan posisi perbedaan ekstrem dalam kekerasan pendinginan menunjukkan bahwa retakan cincin kemungkinan besar terjadi dalam proses pendinginan. Konsistensi tinggi antara lokasi retakan cincin dan kekerasan pendinginan yang lebih rendah menunjukkan bahwa retakan cincin mungkin terjadi selama proses pendinginan.

Gambar 2 Nilai Kekerasan Quenching pada Ketebalan Dinding Penuh

Gambar 2 Nilai Kekerasan Quenching pada Ketebalan Dinding Penuh

Gambar 3 Struktur Pendinginan Pipa Baja

Gambar 3 Struktur Pendinginan Pipa Baja

2.3 Hasil metalografi pipa baja ditunjukkan masing-masing pada Gambar 4 dan Gambar 5.

Organisasi matriks pipa baja adalah austenit temper + sejumlah kecil ferit + sejumlah kecil bainit, dengan ukuran butiran 8, yang merupakan organisasi temper rata-rata; retakan meluas sepanjang arah longitudinal, yang termasuk sepanjang retakan kristal, dan kedua sisi retakan memiliki karakteristik khas yang saling terkait; terdapat fenomena dekarburisasi di kedua sisi, dan lapisan oksida abu-abu suhu tinggi dapat diamati pada permukaan retakan. Terdapat dekarburisasi di kedua sisi, dan lapisan oksida abu-abu suhu tinggi dapat diamati pada permukaan retakan, dan tidak ada inklusi non-logam yang dapat dilihat di sekitar retakan.

Gambar 4 Pengamatan Morfologi Retak

Gambar 4 Pengamatan Morfologi Retak

Gambar 5 Mikrostruktur Retak

Gambar 5 Mikrostruktur Retak

2.4 Hasil analisis morfologi retakan dan spektrum energi

Setelah rekahan dibuka, mikromorfologi rekahan diamati di bawah mikroskop elektron pemindaian, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6, yang menunjukkan bahwa rekahan telah mengalami suhu tinggi dan oksidasi suhu tinggi telah terjadi di permukaan. Rekahan terutama di sepanjang rekahan kristal, dengan ukuran butiran berkisar antara 20 hingga 30 μm, dan tidak ditemukan butiran kasar dan cacat organisasi abnormal; analisis spektrum energi menunjukkan bahwa permukaan rekahan terutama terdiri dari besi dan oksidanya, dan tidak terlihat unsur asing abnormal. Analisis spektral menunjukkan bahwa permukaan rekahan terutama terdiri dari besi dan oksidanya, tanpa unsur asing abnormal.

Gambar 6 Morfologi Fraktur Retak

Gambar 6 Morfologi Fraktur Retak

3 Analisis dan Pembahasan

3.1 Analisis cacat retak

Dari sudut pandang mikromorfologi retakan, bukaan retakan lurus; ekornya melengkung dan tajam; jalur perluasan retakan menunjukkan karakteristik retakan sepanjang kristal, dan kedua sisi retakan memiliki karakteristik pengaitan yang khas, yang merupakan karakteristik umum retakan pendinginan. Namun, pemeriksaan metalografi menemukan bahwa terdapat fenomena dekarburisasi pada kedua sisi retakan, yang tidak sejalan dengan karakteristik retakan pendinginan tradisional, dengan mempertimbangkan fakta bahwa suhu tempering pipa baja adalah 735 ℃, dan Ac1 adalah 738 ℃ dalam SAE 4140, yang tidak sejalan dengan karakteristik konvensional retakan pendinginan. Mengingat suhu tempering yang digunakan untuk pipa adalah 735 °C dan Ac1 SAE 4140 adalah 738 °C, yang sangat berdekatan satu sama lain, diasumsikan bahwa dekarburisasi pada kedua sisi retakan terkait dengan tempering suhu tinggi selama tempering (735 °C) dan bukan retakan yang sudah ada sebelum perlakuan panas pada pipa.

3.2 Penyebab Retak

Penyebab retak pendinginan umumnya terkait dengan suhu pemanasan pendinginan, laju pendinginan pendinginan, cacat metalurgi, dan tegangan pendinginan. Dari hasil analisis komposisi, komposisi kimia pipa memenuhi persyaratan mutu baja SAE 4140 dalam standar ASTM A519, dan tidak ditemukan unsur yang melebihi; tidak ditemukan inklusi non-logam di dekat retakan, dan analisis spektrum energi pada fraktur retakan menunjukkan bahwa produk oksidasi abu-abu dalam retakan adalah Fe dan oksidanya, dan tidak terlihat unsur asing yang abnormal, sehingga dapat dikesampingkan bahwa cacat metalurgi menyebabkan retakan annular; mutu ukuran butir pipa adalah Mutu 8, dan mutu ukuran butir adalah Mutu 7, dan mutu ukuran butir adalah Mutu 8, dan mutu ukuran butir adalah Mutu 8. Tingkat mutu butir pipa adalah 8; butirnya halus dan tidak kasar, yang menunjukkan bahwa retak pendinginan tidak ada hubungannya dengan suhu pemanasan pendinginan.

Pembentukan retak pendinginan terkait erat dengan tegangan pendinginan, dibagi menjadi tegangan termal dan organisasi. Tegangan termal disebabkan oleh proses pendinginan pipa baja; lapisan permukaan dan inti dari laju pendinginan pipa baja tidak konsisten, sehingga mengakibatkan kontraksi material dan tegangan internal yang tidak merata; hasilnya adalah lapisan permukaan pipa baja mengalami tegangan tekan dan inti dari tegangan tarik; tegangan jaringan adalah pendinginan organisasi pipa baja ke transformasi martensit, bersama dengan perluasan volume ketidakkonsistenan dalam pembangkitan tegangan internal, organisasi tegangan yang dihasilkan oleh hasilnya adalah lapisan permukaan tegangan tarik, pusat tegangan tarik. Kedua jenis tegangan dalam pipa baja ini ada di bagian yang sama, tetapi peran arahnya berlawanan; efek gabungan dari hasilnya adalah bahwa salah satu dari dua faktor dominan tegangan, peran dominan tegangan termal adalah hasil dari tarikan jantung benda kerja, tekanan permukaan; Peran dominan tegangan jaringan adalah hasil dari tekanan tarik permukaan jantung benda kerja.

Pendinginan pipa baja SAE 4140 menggunakan produksi pendinginan pancuran luar yang berputar, laju pendinginan permukaan luar jauh lebih besar daripada permukaan dalam, logam luar pipa baja semuanya padam, sedangkan logam dalam tidak sepenuhnya padam untuk menghasilkan bagian dari organisasi ferit dan bainit, logam bagian dalam karena logam bagian dalam tidak dapat sepenuhnya diubah menjadi organisasi martensit, logam bagian dalam pipa baja pasti mengalami tegangan tarik yang dihasilkan oleh perluasan dinding luar martensit, dan pada saat yang sama, karena berbagai jenis organisasi, volume spesifiknya berbeda antara logam bagian dalam dan luar Pada saat yang sama, karena berbagai jenis organisasi, volume khusus lapisan dalam dan luar logam berbeda, dan laju penyusutan tidak sama selama pendinginan, tegangan tarik juga akan dihasilkan pada antarmuka kedua jenis organisasi, dan distribusi tegangan didominasi oleh tegangan termal, dan tegangan tarik yang dihasilkan pada antarmuka kedua jenis organisasi di dalam pipa adalah yang terbesar, menghasilkan cincin retakan pendinginan yang terjadi di area ketebalan dinding pipa yang dekat dengan permukaan bagian dalam (21~24 mm dari permukaan luar); selain itu, ujung pipa baja merupakan bagian yang sensitif terhadap geometri dari keseluruhan pipa, yang rentan terhadap pembentukan tegangan. Selain itu, ujung pipa merupakan bagian yang sensitif terhadap geometri dari keseluruhan pipa, yang rentan terhadap konsentrasi tegangan. Retakan cincin ini biasanya hanya terjadi di ujung pipa, dan retakan seperti itu tidak ditemukan di badan pipa.

Singkatnya, retakan berbentuk cincin pada pipa baja berdinding tebal SAE 4140 yang dipadamkan disebabkan oleh pendinginan yang tidak merata pada dinding dalam dan luar; laju pendinginan dinding luar jauh lebih tinggi daripada dinding dalam; produksi pipa baja berdinding tebal SAE 4140 untuk mengubah metode pendinginan yang ada, tidak dapat digunakan hanya di luar proses pendinginan, perlu memperkuat pendinginan dinding dalam pipa baja, untuk meningkatkan keseragaman laju pendinginan dinding dalam dan luar pipa baja berdinding tebal untuk mengurangi konsentrasi tegangan, menghilangkan retakan cincin. Retakan cincin.

3.3 Langkah-langkah perbaikan

Untuk menghindari retak akibat pendinginan, dalam desain proses pendinginan, semua kondisi yang berkontribusi terhadap perkembangan tegangan tarik pendinginan merupakan faktor pembentukan retak, termasuk suhu pemanasan, proses pendinginan, dan suhu pembuangan. Langkah-langkah proses yang ditingkatkan yang diusulkan meliputi: suhu pendinginan 830-850 ℃; penggunaan nosel internal yang disesuaikan dengan garis tengah pipa, kontrol aliran semprotan internal yang sesuai, peningkatan laju pendinginan lubang bagian dalam untuk memastikan bahwa laju pendinginan dinding bagian dalam dan luar pipa baja berdinding tebal memiliki keseragaman laju pendinginan; kontrol suhu pasca pendinginan 150-200 ℃, penggunaan suhu sisa pipa baja dari self-tempering, mengurangi tegangan pendinginan pada pipa baja.

Penggunaan teknologi yang lebih baik menghasilkan ∅158,75 × 34,93 mm, ∅139,7 × 31,75 mm, ∅254 × 38,1 mm, ∅224 × 26 mm, dan seterusnya, sesuai dengan puluhan spesifikasi pipa baja. Setelah pemeriksaan cacat ultrasonik, produk tersebut memenuhi syarat, tanpa retakan akibat pendinginan cincin.

4. Kesimpulan

(1) Menurut karakteristik makroskopis dan mikroskopis retakan pipa, retakan melingkar pada ujung pipa baja SAE 4140 termasuk kegagalan retak yang disebabkan oleh tegangan pendinginan, yang biasanya terjadi di ujung pipa.

(2) Retakan berbentuk cincin pada pipa baja berdinding tebal SAE 4140 yang dipadamkan disebabkan oleh pendinginan dinding bagian dalam dan luar yang tidak merata. Laju pendinginan dinding luar jauh lebih tinggi daripada dinding bagian dalam. Untuk meningkatkan keseragaman laju pendinginan dinding bagian dalam dan luar pipa baja berdinding tebal, produksi pipa baja berdinding tebal SAE 4140 perlu memperkuat pendinginan dinding bagian dalam.