Pipeline vs Piping

Onshore vs Offshore Pipeline and Piping

giriiş

In the realm of energy transportation, the distinction between onshore and offshore pipelines and piping systems plays a crucial role in the efficiency, safety, and environmental impact of resource extraction and distribution. Onshore pipelines, typically situated on land, are designed to transport oil, gas, and other fluids over varying distances, benefiting from relatively more straightforward access for maintenance and monitoring. Conversely, offshore pipelines, laid on the seabed or suspended in water, present unique engineering challenges due to harsh marine conditions and logistical complexities. Understanding the Onshore vs Offshore Pipeline and Piping in design, construction, and operational considerations between these two types of pipelines is essential for optimizing infrastructure development and ensuring sustainable practices in the energy sector.

Definition: Onshore vs Offshore Pipeline and Piping

What is Pipeline?

Pipeline is a long series of pipes, usually of large diameter, running underground, aboveground and underwater, such as a submarine pipeline, and equipped with fittings, such as valves and pumps, to control the flow of large quantities of fluid over long distances. Pipelines have large diameters, making it easy to transport liquids or gases in bulk from one place to another, sometimes for thousands of miles.

Pipeline

Pipeline

What is Piping?

Borulama is a system of pipes used to convey fluids (liquids and gases) from one location to another within the designated boundaries or spaces of petrochemical plants, power plants, refineries, etc. It is also equipped with valves and fittings to control the flow of fluids from one facility to another as needed, but only within the plant’s designated boundaries. Never skip these essential topics when taking an online course on piping engineering. Piping diameters range from 1/2 inch to 80 inches, depending on the facility’s design requirements for fluid transportation, usually from one facility to another within the facility’s boundaries.

Borulama

Borulama

What is Onshore Pipeline?

Onshore pipelines refer to networks of pipelines and related equipment used to transport fluids such as oil, natural gas, water, and chemicals in a land environment. These pipelines are integral to long-distance oil and gas transportation from oil fields to refineries, from natural gas wells to gas stations, and from crude oil and refined oil tank farms, chemical tank farms, LNG tank farms, and aircraft refueling pipeline operations.

Onshore Pipeline

Onshore Pipeline

What is Offshore Pipeline?

Offshore pipelines refer to the network of pipes and related equipment used to transport fluids such as oil, gas, water, and chemicals in an offshore environment. These pipelines are integral to operating offshore oil rigs, platforms and floating production storage and offloading units (FPSOs). The unique conditions of the offshore environment, such as high salinity, extreme temperatures, and strong currents, present significant challenges to the design and maintenance of these systems.

Offshore Pipeline

Offshore Pipeline

Main Differences: Onshore vs Offshore Pipeline and Piping

Comparison Table: Onshore vs Offshore Pipeline and Piping

Şartname Karada açık deniz
Pipeline Borulama Pipeline Borulama
Tasarım Kodları – ASME B31.4: Pipeline Transportation Systems for Liquids and Slurries
– ASME B31.8: Gas Transmission and Distribution Piping Systems
ASME B31.3: Process Piping – DNVGL-ST-F101: Submarine pipeline systems
– API RP 1111: Design, Construction, Operation, and Maintenance of Offshore Hydrocarbon Pipelines (Limit state design)
ASME B31.3: Process Piping
Kapsam Outside plant boundary
(Villages, fields, rivers, canals, railways, highways, cities, deserts, forests, hills, etc.)
Within plant boundary Outside plant boundary Within plant boundary
Type of pipe API Spec 5L: Specification for Line pipes – ASTM
– BS
– API 5L
API Spec 5L: Specification for Line pipes
– DNVGL-ST-F101: Submarine Pipeline Systems
ASTM Standartları
Vanalar – API 6D: Specification for Pipeline and Piping Valves
– Full Bore (FB) Ball Valves are used for pigs.
– BS
– API Standard
– Full bore (FB) and Reduced bore (RB)
– Full bore Valves: for smooth passage of intelligent pigs
– API 6D SS: Specification on Subsea Pipeline Valves
– RB valves
– BS/API standards
Kaynak – API Std. 1104: Welding of Pipelines and Related Facilities
– Type of welding: Automatic / Semi-Automatic/ Manual
– ASME Sec. IX: Standard for Welding and Brazing Procedures, Welders, Brazers and Welding and Brazing Operators
– Type of welding: Manual (mostly)
– API Std. 1104: Welding of Pipelines and Related Facilities
– Mostly automatic welding on pipelay barge.
– ASME Sec. IX: Standard for Welding and Brazing Procedures, Welders, Brazers and Welding and Brazing Operators
– Manual welding at the fabrication yard.
Weld joint inspection (NDT requirements) 100% by Automatic UT or RT (by using X-Ray) 5% to 100%
(mostly by using gamma rays)
100% by Automatic UT From 10% to 100% as required
Analyses – Wall Thickness Analysis
– Elastic Bend Radius Analysis
– Stability Analysis for Water Bodies/ Marshy Areas
– Horizontal directional drilling design analysis
– Railroad/ Highway Crossing Analysis
– Casing Pipe Analysis for Crossings
– Seismic Analysis
– Piping wall thickness calculation
– Piping Stress Analysis
Static Analysis
Dynamic Analysis
Wind Analysis
Flange Leakage Analysis
Seismic Analysis
– Wall thickness Analysis
– On-bottom Stability
– Span Analysis
– Global Buckling – Lateral and Upheaval
– Pipeline Expansion Analysis
– Riser Design (Span, Stress & Flexibility Analysis)
– Riser Clamp Design
– Pipeline Crossing Design and Analysis
– Deck piping stress analysis
Kurulum Buried (mostly) Above ground/On rack/slippers/T-postal etc. Subsea (in water on the seabed or buried in the seabed) Deck Platform Piping
(similar to plant)
Special Installations – Across rivers
– Horizontal Directional Drilling (HDD) method
– Micro-tunnelling method
– Across road/ rail/ highway
– Auger boring/ jacking boring method
– Shallow HDD
– Ghats/ Hills
– Modular installations
– Finning
– Studding
– Jacketing
– Spooling inside warehouse
– U/G piping for cooling water
– S-lay Method (for shallow water installation)
– J-Lay Method (for deep water installation)
– Shore pull/ barge pull near Land Fall Point (LFP)
Along with the deck structure
Special Equipment – Sectionalizing Valves (Remote operated)
– Insulating Joints
– Scraper Launcher/ Receiver
– Stem Extended Valves (for buried valves)
– Flow Tee
– Long Radius bends (R=6D)
– Cold field bends (R = 30D or 40D)
– Expansion Joints
– Motor Operator Valves (MOV)
– Cryogenic Valves
– Springs
– Subsea Isolation Valve (SSIV)
– LR Bends
– Flow tee
– Pipeline End Manifold (PLEM)
– Single Point Mooring (SPM) system
– Submarine hoses
– Floating hoses
– Cables and umbilical installation
– Piggy-back pipelines
Uygulanamaz
Survey – Topographical Survey
(all along the pipeline route)
– Geotechnical investigation
(all along the pipeline route)
– Soil resistivity survey
(all along the pipeline route)
– Hydrological Survey for water bodies (for scour depth calculation)
– Cadastral Survey (for RoU acquisition)
– Wind profile from meteorology
– Seismic study of plot
– Geophysical survey/ Bathymetric Survey by using side scan sonar, sub-bottom profiler, and echo-sounder
– Met-Ocean data collection
– Geotechnical data of the pipeline route
Uygulanamaz
Corrosion Protection Coating Three Layer Polyethylene (3LPE) coating
Three Layer Polypropylene (3LPP) coating
Fusion bonded epoxy (FBE) coating
– Coal tar enamel (CTE) Coating
Painting Coatings such as:
– Coal Tar Enamel Coating (CTE)
Three-layer polyethylene coating (3LPE)
Three-layer polypropylene coating (3LPP)
– Double-layer fusion bonded epoxy coating (2FBE)
Painting
Cathodic Protection System – Impressed Current Cathodic Protection (ICCP) system
– Sacrificial Anode (limited locations)
Not applicable Sacrificial Anodic Cathodic Protection (SACP) system Uygulanamaz
Hydrostatic testing – Gauge Plate run of 95% of the ID of the highest pipe thickness
– Test Pressure
Minimum: 1.25 times of Design Pressure (for liquid pipelines)
1.25 to 1.5 times of Design Pressure (for gas pipelines)
Maximum: Pressure equivalent to Hoop stress of 95% of SMYS of pipe material
– Hold period: 24 hours
– No gauge plate run is done. Generally, cardboard blasting is done to clean the piping.
– Test Pressure
Minimum: 1.5 × Design Pressure × Temperature Factor
Maximum: Based on line schedule
– Hold period: 2 – 6 hours
– Gauge Plate run of 95% of the ID of the highest pipeline thickness.
– Test Pressure
Minimum: 1.25 times x Design Pressure
– Hold period: 24 hours
– No gauging is done.
– Test Pressure
Maximum: As per line schedule
– Hold period: 2 hours
Preservation – Preservation of pipeline with corrosion-inhibited water or by filling of inert gas (N2) Not applicable
Pigging Intelligent Pigging Not applicable Compliant Not applicable
Machines/Equipment required for installation – Trencher
– Backhoe/ Excavator
– Side Boom
– Cold field bending machine
– Holiday Detection Machines
– Pneumatic/ Hydraulic Internal Clamps
Crane/ Hydra – Pipelay Barge
– Derrick Barge
– Diving support vessel
– Dynamic Positioning (DP) barge (for deepwater)
Pre-fabricated deck piping

Conclusion: Onshore vs Offshore Pipeline and Piping

In summary, Onshore pipelines are usually buried or erected on land to transport oil, natural gas, drinking water, sewage, seawater, slurry, etc. Onshore piping is typically erected in petrochemical plants, power plants, refineries, fire protection systems, water treatment systems, etc., while Offshore pipelines are buried on the seabed. Offshore piping typically consists of transmission and structural support pipeline systems on offshore drilling platforms. Special offshore equipment includes underwater isolation valves, tees, and submarine hoses. Offshore surveys include geophysics, bathymetry, and ocean data collection, while onshore surveys focus on topographic and geotechnical engineering studies.

L80-9Cr vs L80-13Cr

L80-9Cr vs L80-13Cr: Something You Need to Know

Choosing the proper casing and tubing materials can ensure safety and efficiency in oil and gas drilling and exploration. L80-9Cr and L80-13Cr are two alloy steel grades commonly used in petroleum casing and tubing. Each grade has unique characteristics and applications. L80-9Cr vs L80-13Cr, this article will delve into the difference between these materials to help you make an informed decision.

1. Overview of L80 Grade

L80 is an alloy steel used in the oil and gas sector. It is known for its good strength and corrosion resistance. It is typically employed in high-temperature and high-pressure environments and is suitable for both oil and gas production.

1.1 L80-9Cr

Composition: Contains 9% chromium, enhancing the material’s oxidation resistance at high temperatures.
Özellikler:
Corrosion Resistance: It performs well in CO2 environments, making it suitable for acidic gas pipelines.
Mechanical Strength: Provides good strength and is suitable for high-temperature operations.
Applications: Commonly used in high-temperature gas pipelines in oil fields.

1.2 L80-13Cr

Composition: Contains 13% chromium, offering higher corrosion resistance.
Özellikler:
Corrosion Resistance: Exhibits superior performance in environments with H2S and CO2, suitable for extreme conditions.
Mechanical Strength: Offers higher strength and is ideal for complex operational environments.
Applications: Used in high-corrosion environments and deep well operations.

L80-9Cr vs L80-13Cr

L80-9Cr and L80-13Cr Casing and Tubing in Oil and Gas Drilling and Exploration

2. Comparison: L80-9Cr vs L80-13Cr

2.1 Chemical Composition

Standart Seviye C Si Mn P S CR Ay Ni Cu
API 5CT L80-9Cr ≤ 0,15 ≤ 1.00 0.30-0.60 ≤ 0,020 ≤ 0,010 8.00-10.00 0.90-1.10 ≤ 0.50 ≤ 0,25
L80-13Cr 0.15-0.22 ≤ 1.00 0.25-1.00 ≤ 0,020 ≤ 0,010 12.00-14.00 ≤ 0.50 ≤ 0,25

2.2 Mekanik Özellikler

Standart Seviye Yield Strength (Mpa) Çekme Dayanımı (Mpa) Uzama (%) Hardness max
dk. max. dk. dk. sıcak rulo HBW
API 5CT L80-9Cr 552 655 655 API 5CT
Table C.7
23 241
L80-13Cr 552 655 655 23 241

2.3 Impact Test

Standart Seviye Sharpy Impact Energy (J)
Coupling Boru Gövdesi
API 5CT L80-9Cr L-10-40-0 T-10-20-0 L-10-27-0 T-10-14-0
L80-13Cr L-10-40-0 T-10-20-0 L-10-27-0 T-10-14-0

2.4 Corrosion Resistance

L80-9Cr: The 9% chromium content provides moderate corrosion resistance, suitable for environments with low to moderate concentrations of H₂S (hydrogen sulfide) or CO₂ (carbon dioxide), typically seen in less aggressive environments.

L80-13Cr: The 13% chromium content provides enhanced resistance to sour service (i.e., environments with high levels of H₂S) and high CO₂ environments. It’s better for harsher conditions like deep wells or offshore drilling.

2.5 Temperature and Sour Service

L80-9Cr: Generally suitable for moderate-temperature environments.

L80-13Cr: Can withstand higher temperatures and is better equipped for sour service conditions with high concentrations of H₂S or CO₂.

2.6 Cost

L80-9Cr: Due to its lower chromium content, L80-9Cr is less expensive than L80-13Cr. If the environment is not highly corrosive or sour, L80-9Cr could be a more cost-effective option.

L80-13Cr: More expensive but provides superior resistance in harsh conditions, potentially reducing maintenance costs or failures over time.

2.7 Applications

L80-9Cr: Suitable in wells with moderate temperature, pressure, and sour gas conditions. Often used in conventional oil and gas wells or less aggressive service environments.

L80-13Cr: Ideal for high-pressure wells with harsh environmental conditions, particularly in sour gas service, deep wells, or offshore oil & gas operations where high corrosion resistance is critical.

Ham Çelik Üretimi

Eylül 2024'te Ham Çelik Üretimi

Eylül 2024'te Dünya Çelik Birliği'ne (world steel) rapor veren 71 ülkenin dünya ham çelik üretimi 143,6 milyon ton (Mt) olarak gerçekleşti ve Eylül 2023'e göre 4,7% düşüş yaşandı.

ham çelik üretimi

ham çelik üretimi

Bölgelere göre ham çelik üretimi

Afrika, Eylül 2024'te 1,9 Mt üretti ve Eylül 2023'e göre 2,61 TP3 T arttı. Asya ve Okyanusya 105,3 Mt üretti ve 5,01 TP3 T azaldı. AB (27) 10,5 Mt üretti ve 0,31 TP3 T arttı. Avrupa, Diğer 3,6 Mt üretti ve 4,11 TP3 T arttı. Orta Doğu 3,5 Mt üretti ve 23,01 TP3 T azaldı. Kuzey Amerika 8,6 Mt üretti ve 3,41 TP3 T azaldı. Rusya ve diğer BDT + Ukrayna 6,8 Mt üretti ve 7,61 TP3 T azaldı. Güney Amerika 3,5 Mt üretti ve 3,31 TP3 T arttı.

Tablo 1. Bölgelere göre ham çelik üretimi

Bölge Eylül 2024 (Mt) % değişikliği 24/23 Eylül Ocak-Eylül 2024 (Mt) % Ocak-Eylül 24/23'te değişti
Afrika 1.9 2.6 16.6 2.3
Asya ve Okyanusya 105.3 -5 1,032.00 -2.5
AB (27) 10.5 0.3 97.8 1.5
Avrupa, Diğer 3.6 4.1 33.1 7.8
Orta Doğu 3.5 -23 38.4 -1.5
Kuzey Amerika 8.6 -3.4 80 -3.9
Rusya ve diğer BDT ülkeleri + Ukrayna 6.8 -7.6 64.9 -2.5
Güney Amerika 3.5 3.3 31.4 0
Toplam 71 ülke 143.6 -4.7 1,394.10 -1.9

Bu tabloda yer alan 71 ülke, 2023 yılında toplam dünya ham çelik üretiminin yaklaşık 98%'sini oluşturmuştur.

Tabloda yer alan bölgeler ve ülkeler:

  • Afrika: Cezayir, Mısır, Libya, Fas, Güney Afrika, Tunus
  • Asya ve Okyanusya: Avustralya, Çin, Hindistan, Japonya, Moğolistan, Yeni Zelanda, Pakistan, Güney Kore, Tayvan (Çin), Tayland, Vietnam
  • Avrupa Birliği (27): Avusturya, Belçika, Bulgaristan, Hırvatistan, Çekya, Finlandiya, Fransa, Almanya, Yunanistan, Macaristan, İtalya, Lüksemburg, Hollanda, Polonya, Portekiz, Romanya, Slovakya, Slovenya, İspanya, İsveç
  • Avrupa, Diğer: Makedonya, Norveç, Sırbistan, Türkiye, Birleşik Krallık
  • Orta Doğu: Bahreyn, İran, Irak, Ürdün, Kuveyt, Umman, Katar, Suudi Arabistan, Birleşik Arap Emirlikleri, Yemen
  • Kuzey Amerika: Kanada, Küba, El Salvador, Guatemala, Meksika, Amerika Birleşik Devletleri
  • Rusya ve diğer BDT ülkeleri + Ukrayna: Beyaz Rusya, Kazakistan, Rusya, Ukrayna
  • Güney Amerika: Arjantin, Brezilya, Şili, Kolombiya, Ekvador, Paraguay, Peru, Uruguay, Venezuela

En çok çelik üreten 10 ülke

Çin, Eylül 2024'te 77,1 Mt üretti ve Eylül 2023'e göre 6,11 TP3T düşüş yaşadı. Hindistan, 0,21 TP3T düşüşle 11,7 Mt üretti. Japonya, 5,81 TP3T düşüşle 6,6 Mt üretti. Amerika Birleşik Devletleri, 1,21 TP3T artışla 6,7 Mt üretti. Rusya'nın, 10,31 TP3T düşüşle 5,6 Mt ürettiği tahmin ediliyor. Güney Kore, 1,31 TP3T artışla 5,5 Mt üretti. Almanya, 4,31 TP3T artışla 3,0 Mt üretti. Türkiye, 6,51 TP3T artışla 3,1 Mt üretti. Brezilya, 9,91 TP3T artışla 2,8 Mt üretti. İran'ın, 41,21 TP3T düşüşle 1,5 Mt ürettiği tahmin ediliyor.

Tablo 2. En çok çelik üreten 10 ülke

Bölge  Eylül 2024 (Mt) % değişikliği 24/23 Eylül Ocak-Eylül 2024 (Mt) % Ocak-Eylül 24/23'te değişti
Çin 77.1 -6.1 768.5 -3.6
Hindistan 11.7 -0.2 110.3 5.8
Japonya 6.6 -5.8 63.3 -3.2
Amerika Birleşik Devletleri 6.7 1.2 60.3 -1.6
Rusya 5.6 e -10.3 54 -5.5
Güney Kore 5.5 1.3 48.1 -4.6
Almanya 3 4.3 28.4 4
Türkiye 3.1 6.5 27.9 13.8
Brezilya 2.8 9.9 25.2 4.4
İran 1.5 e -41.2 21.3 -3.1

e – tahmini. En iyi 10 üretici ülkenin sıralaması, yılın başından bu yana toplam üretime dayanmaktadır.

API 5L ve ISO 3183

Farkları Öğrenin: API 5L ve ISO 3183

ISO 3183 ve API 5L, çelik borularla ilgili standartlardır ve öncelikli olarak petrol, gaz ve diğer sıvı taşıma endüstrilerinde kullanılır. Bu iki standart arasında önemli bir örtüşme olsa da, API 5L ve ISO 3183 arasında kapsam, uygulama ve bunların ardındaki organizasyonlarda önemli farklılıklar vardır.

1. Sertifika Veren Kuruluşlar: API 5L ve ISO 3183

API 5L: Amerikan Petrol Enstitüsü (API) tarafından yayınlanan bu standart, öncelikle petrol ve gaz endüstrisinde kullanılır. Petrol, gaz ve su taşıyan çelik borular için teknik gereklilikleri ayrıntılı olarak açıklar.
ISO 3183: Uluslararası Standardizasyon Örgütü (ISO) tarafından yayınlanan bu standart, uluslararası alanda tanınmaktadır ve petrol ve gaz taşımacılığı sektöründe çelik borular için küresel olarak kullanılmaktadır.

2. Uygulama Kapsamı: API 5L ve ISO 3183

API 5L: Petrol, doğal gaz ve diğer sıvıların yüksek basınç altında taşınması için çelik boruları kapsar. Kuzey Amerika'da, özellikle Amerika Birleşik Devletleri'nde yaygın olarak kullanılır.
ISO 3183: Bu standart, öncelikle petrol ve doğalgaz boru hatlarında kullanılan çelik boruların tasarımı, imalatı ve kalite kontrolüne odaklanmaktadır, ancak kullanımı daha uluslararası olup dünya çapında çeşitli ülkelerde uygulanabilir.

3. Temel Farklar: API 5L ve ISO 3183

Coğrafi ve Pazar Odaklılık:

API 5L, Kuzey Amerika pazarına (özellikle ABD) daha uygunken, ISO 3183 uluslararası alanda uygulanabilir olup dünya çapında birçok ülkede kullanılmaktadır.

Çelik Sınıfları ve Gereksinimleri:

API 5L, L175, L210, L245 gibi çelik sınıflarını tanımlar; buradaki sayı, megapaskal (MPa) cinsinden minimum akma dayanımını temsil eder.
ISO 3183 de benzer sınıfları tanımlar ancak uluslararası endüstri uygulamalarıyla uyumlu olarak malzeme özellikleri, üretim süreçleri ve muayene protokolleri ile ilgili daha ayrıntılı gereklilikler içerir.
Ek Özellikler:
API 5L, kalite kontrolü, sertifikasyon ve üretim gerekliliklerini vurgularken, ISO 3183 uluslararası ticareti göz önünde bulundurarak daha geniş bir kapsamı kapsar ve sıcaklık, çevre ve belirli mekanik gereklilikler de dahil olmak üzere farklı koşullar için özellikler sağlar.

4. Teknik Gereksinimler: API 5L ve ISO 3183

API 5L, çelik boruların malzeme özelliklerini, üretim süreçlerini, boyutlarını, test yöntemlerini ve kalite kontrolünü belirtir. Çelik sınıflarını L'den (düşük mukavemet) X sınıflarına (yüksek mukavemet) kadar, örneğin X42, X60 ve X70 olarak tanımlar.
ISO 3183, malzeme kalitesi, ısıl işlem, yüzey işlemi ve boru uçları dahil olmak üzere çelik boru üretiminin benzer yönlerini kapsar. Ayrıca boru hattı tasarım basıncı, çevresel hususlar ve çeşitli boru hattı aksesuarları için ayrıntılı özellikler sağlar.

5. Boru Sınıflarının Karşılaştırılması: API 5L ve ISO 3183

API 5L: Sınıflar L sınıflarından (düşük akma dayanımı) X sınıflarına (daha yüksek akma dayanımı) kadar değişir. Örneğin, X60, 60.000 psi (yaklaşık 413 MPa) akma dayanımına sahip boruları ifade eder.
ISO 3183: Benzer bir derecelendirme sistemi kullanır ancak daha ayrıntılı sınıflandırmalar ve koşullar içerebilir. Ayrıca küresel boru hattı tasarımı ve operasyonel uygulamalarla uyumu sağlar.

6. Standartlar Arası Uyumluluk:

Birçok durumda API 5L ve ISO 3183 uyumludur, yani API 5L gerekliliklerini karşılayan bir çelik boru genellikle ISO 3183 gerekliliklerini de karşılayacaktır ve bunun tersi de geçerlidir. Ancak, belirli boru hattı projeleri konuma, müşteri tercihlerine veya düzenleyici gerekliliklere bağlı olarak bir standarda diğerine göre uyabilir.

7. Sonuç:

API 5L, Amerika Birleşik Devletleri ve çevre bölgelerde daha yaygındır. Petrol ve gaz boru hattı endüstrisine odaklanır ve üretim ve kalite kontrolüne güçlü bir şekilde vurgu yapar.
ISO 3183, küresel petrol ve gaz boru hattı projeleri için uluslararası bir standarttır. Daha ayrıntılı, küresel olarak uyumlu gereksinimleri, uluslararası pazarlarda daha geniş kabul görmesini sağlar.

Her iki standart da malzeme, üretim ve test özellikleri açısından oldukça benzerdir. Yine de, ISO 3183 daha geniş, daha küresel olarak uygulanabilir bir kapsama sahip olma eğilimindeyken, API 5L Kuzey Amerika pazarına daha özgüdür. Bu standartlar arasındaki seçim, boru hattı projesinin coğrafi konumuna, özelliklerine ve düzenleyici ihtiyaçlarına bağlıdır.

Paslanmaz Çelik ve Galvanizli Çelik

Paslanmaz Çelik ve Galvanizli Çelik

giriiş

Paslanmaz Çelik ve Galvanizli Çelik, çevreyi, gereken dayanıklılığı ve bakım ihtiyaçlarını göz önünde bulundurmak çok önemlidir. Paslanmaz çelik eşsiz korozyon direnci, sağlamlık ve görsel çekicilik sunarak zorlu ortamlardaki zorlu uygulamalar için uygundur. Öte yandan galvanizli çelik, daha az agresif ortamlar için uygun maliyetli korozyon koruması sunar.

1. Kompozisyon ve Üretim Süreci

Paslanmaz çelik

Paslanmaz çelik, esas olarak demir, krom (en az 10.5%) ve bazen nikel ve molibdenden oluşan bir alaşımdır. Krom, yüzeyde koruyucu bir oksit tabakası oluşturarak ona mükemmel korozyon direnci kazandırır. 304 ve 316 gibi farklı sınıflar, alaşım elementleri bakımından farklılık gösterir ve aşırı sıcaklıklar ve yüksek tuzluluk gibi çeşitli ortamlar için seçenekler sunar.

Galvanizli Çelik

Galvanizli çelik, çinko tabakasıyla kaplanmış karbon çeliğidir. Çinko tabakası, altındaki çeliği korozyona karşı bir bariyer olarak korur. En yaygın galvanizleme yöntemi, çeliğin erimiş çinkoya daldırıldığı sıcak daldırma galvanizlemedir. Başka bir yöntem, çinkonun elektrik akımı kullanılarak uygulandığı elektro galvanizlemedir. Her iki işlem de korozyon direncini artırır, ancak genellikle paslanmaz çelikten daha zorlu ortamlarda daha az dayanıklıdırlar.

2. Korozyon Direnci

Paslanmaz çelik

Paslanmaz çeliğin korozyon direnci, pasif bir krom oksit tabakası oluşturan alaşım bileşiminden kaynaklanır. Molibden içeren 316. sınıf paslanmaz çelik, klorürlerden, asitlerden ve diğer agresif kimyasallardan kaynaklanan korozyona karşı mükemmel direnç sağlar. Aşındırıcı maddelere günlük olarak maruz kalınan denizcilik, kimyasal işleme ve petrol ve gaz endüstrilerinde tercih edilen bir seçimdir.

Galvanizli Çelik

Galvanizli çelik üzerindeki çinko tabakası fedakarlık koruması sağlar; çinko, alttaki çelikten önce aşınır ve bir miktar korozyon direnci sunar. Ancak, çinko tabakası zamanla bozulabileceğinden bu koruma sınırlıdır. Galvanizli çelik, ılıman ortamlarda ve genel inşaatta yeterli performans gösterse de, sert kimyasallara veya tuzlu suya maruz kalmaya paslanmaz çelik kadar etkili bir şekilde dayanmaz.

3. Mekanik Özellikler ve Mukavemet

Paslanmaz çelik

Paslanmaz çelik genellikle galvanizli çelikten daha sağlamdır, daha yüksek çekme mukavemeti ve dayanıklılık. Bu, basınç altında dayanıklılık ve güvenilirlik gerektiren uygulamalar için idealdir. Paslanmaz çelik ayrıca şunları sunar: darbeye ve aşınmaya karşı mükemmel dirençAltyapı ve ağır sanayi uygulamalarına fayda sağlayan.

Galvanizli Çelik

Galvanizli çeliğin gücü öncelikle karbon çelik çekirdek, genellikle paslanmaz çelikten daha az sağlamdır. Eklenen çinko tabakası gücüne önemli ölçüde katkıda bulunmaz. Galvanizli çelik aşağıdakiler için uygundur: orta görev uygulamaları korozyon direncinin gerekli olduğu ancak aşırı veya yüksek stresli ortamlarda gerekli olmadığı durumlarda.

4. Görünüm ve Estetik

Paslanmaz çelik

Paslanmaz çelik, şık ve parlak bir görünüme sahiptir ve genellikle mimari uygulamalarda ve görünür tesisatlarda tercih edilir. Estetik çekiciliği ve dayanıklılığı, onu yüksek görünürlüğe sahip yapılar ve ekipmanlar için tercih edilen bir seçim haline getirir.

Galvanizli Çelik

Çinko tabakası galvanizli çeliğe paslanmaz çelikten daha az görsel olarak çekici olan donuk, mat gri bir yüzey verir. Zamanla, hava koşullarına maruz kalma yüzeyde beyazımsı bir patina oluşmasına neden olabilir, bu da estetik çekiciliği azaltabilir, ancak performansı etkilemez.

5. Maliyet Hususları

Paslanmaz çelik

Paslanmaz çelik genellikle daha pahalı alaşım elementleri, krom ve nikel ve karmaşık üretim süreçleri nedeniyle. Ancak, daha uzun ömür ve özellikle zorlu ortamlarda, minimum bakımla ilk maliyeti telafi edebilir.

Galvanizli Çelik

Galvanizli çelik daha ekonomik paslanmaz çelikten daha iyidir, özellikle kısa ve orta vadeli uygulamalar için. Projeler için uygun maliyetli bir seçimdir. sınırlı bütçe ve orta düzeyde korozyon direnci ihtiyaçları.

6. Tipik Uygulamalar

Paslanmaz Çelik Uygulamaları

Petrol ve Gaz: Yüksek korozyon direnci ve mukavemeti nedeniyle boru hatları, depolama tankları ve açık deniz platformlarında kullanılır.
Kimyasal İşlem: Asidik veya yakıcı kimyasallara her gün maruz kalınan ortamlar için mükemmeldir.
Deniz Mühendisliği: Paslanmaz çeliğin tuzlu suya dayanıklılığı, onu rıhtımlar, gemiler ve ekipmanlar gibi deniz uygulamaları için uygun hale getirir.
Altyapı: Dayanıklılık ve estetiğin önemli olduğu köprüler, korkuluklar ve mimari yapılar için idealdir.

Galvanizli Çelik Uygulamaları

Genel İnşaat: Genellikle yapı iskeletleri, çitler ve çatı destekleri yapımında kullanılır.
Tarım Ekipmanları: Toprağa ve neme maruz kalan ekipmanlar için korozyon direnci ve maliyet etkinliği arasında denge sağlar.
Su Arıtma Tesisleri: Düşük korozyonlu ortamlardaki borulama ve depolama tankları gibi kritik olmayan su altyapıları için uygundur.
Açık Hava Yapıları: Genellikle hafif hava koşullarına maruz kalmanın beklendiği yol bariyerleri, korkuluklar ve direklerde kullanılır.

7. Bakım ve Uzun Ömürlülük

Paslanmaz çelik

Paslanmaz çelik gerektirir asgari bakım doğal korozyon direnci nedeniyle. Ancak, zorlu ortamlarda, zamanla koruyucu oksit tabakasını tehlikeye atabilecek tuz, kimyasallar veya tortuları gidermek için periyodik temizlik önerilir.

Galvanizli Çelik

Galvanizli çelik gerektirir düzenli muayene ve bakım Çinko tabakasının bozulmadan kalması için. Çinko tabakası çizilirse veya bozulursa, korozyonu önlemek için yeniden galvanizleme veya ek kaplamalar gerekebilir. Bu, özellikle çinko tabakasının daha hızlı bozulma riski altında olduğu denizcilik veya endüstriyel uygulamalarda önemlidir.

8. Örnek: Paslanmaz Çelik ve Galvanizli Çelik

MÜLK PASLANMAZ ÇELİK (316) GALVANİZLİ ÇELİK KARŞILAŞTIRMAK
Koruma mekanizması Oksijen varlığında kendini onaran koruyucu oksit tabakası, uzun süreli korozyon direnci sağlar. Üretim sırasında çeliğe koruyucu bir çinko kaplama uygulanır. Hasar gördüğünde, çevreleyen çinko, açıkta kalan çeliği katodik olarak korur. Paslanmaz çelik koruyucu tabaka daha dayanıklıdır ve kendini 'iyileştirebilir'. Paslanmaz çelik koruması, malzeme kaybı veya kalınlık azalmasıyla azalmaz.
Dış görünüş Çok parlak elektro-ciladan aşındırıcı astarlıya kadar birçok yüzey mevcuttur. Çekici yüksek kaliteli görünüm ve his. Pullar mümkün. Yüzey parlak değildir ve yaşla birlikte yavaş yavaş donuk bir griye dönüşür. Estetik tasarım seçimi.
Yüzey hissi Çok pürüzsüzdür ve kaygan olabilir. Yaş ilerledikçe daha da belirginleşen, daha sert bir hissiyatı var. Estetik tasarım seçimi.
Yeşil kimlik bilgileri Yeni yapılarda tekrar kullanılabilir. Yapının ömrü dolduktan sonra hurda olarak değerlidir ve toplama değeri nedeniyle yüksek geri dönüşüm oranına sahiptir. Karbon çeliği genellikle kullanım ömrünün sonunda hurdaya çıkarılır ve daha az değerlidir. Paslanmaz çelik hem üretim sırasında hem de kullanım ömrünün sonunda kapsamlı bir şekilde geri dönüştürülür. Tüm yeni paslanmaz çelikler önemli oranda geri dönüştürülmüş çelik içerir.
Ağır metal akıntısı Önemsiz düzeylerde. Özellikle yaşamın erken dönemlerinde önemli miktarda çinko kaybı olur. Avrupa'da bazı karayolları çevresel çinko kirliliğini önlemek amacıyla paslanmaz çelik korkuluklarla değiştirildi.
Ömür boyu Süresiz, yüzeyin korunması şartıyla. Çinko eriyene kadar yavaş genel korozyon. Çinko/demir tabakası aşındıkça kırmızı pas ve son olarak alt tabaka çeliği ortaya çıkar. Yüzeyin ~2%'sinde kırmızı lekeler oluşmadan önce onarım gerekir. Uzun ömür amaçlanırsa paslanmaz çelik için net yaşam döngüsü maliyet avantajı. Ekonomik denge noktası, çevreye ve diğer faktörlere bağlı olarak altı yıl kadar kısa olabilir.
Yangına dayanıklılık Yangın esnasında makul mukavemet ve sapmaya sahip ostenitik paslanmaz çelikler için mükemmeldir. Çinko erir ve akar, bu da bir kimyasal tesisteki bitişik paslanmaz çeliğin arızalanmasına neden olabilir. Karbon çelik alt tabaka mukavemetini kaybeder ve sapma yaşar. Paslanmaz çelik yangına karşı daha iyi dayanıklılık sağlar ve galvaniz kullanıldığında erimiş çinko riskini ortadan kaldırır.
Şantiyede kaynak Bu, termal genleşmeye dikkat edilerek yapılan ostenitik paslanmaz çelikler için bir rutindir. Kaynaklar, çevredeki metal yüzeye karıştırılabilir. Kaynak sonrası temizlik ve pasifleştirme esastır. Karbon çeliği kolayca kendi kendine kaynaklanabilir, ancak dumanlar nedeniyle çinkonun çıkarılması gerekir. Galvanizli ve paslanmaz çelik birbirine kaynaklanırsa, herhangi bir çinko kalıntısı paslanmaz çeliği kırılganlaştırır. Çinko açısından zengin boya, galvanizlemeden daha az dayanıklıdır. Zorlu deniz ortamlarında, üç ila beş yıl içinde kabuklu pas oluşabilir ve çelik saldırıları dört yıl/mm sonrasında meydana gelir. Kısa vadeli dayanıklılık benzerdir, ancak birleşim yerlerinde çinko açısından zengin bir kaplama bakım gerektirir. Ağır koşullarda, galvanizli çelik sert paslanır—hatta delikler—ve özellikle görünmeyen deniz tarafında olası el yaralanmaları olur.
Tuzlu bir ortamda nemli, gözenekli malzemeyle (örneğin tahta takozlar) temas. Pas lekelerine ve çatlaklara neden olabilir ancak yapısal bir arızaya neden olmaz. Depolama lekelerine benzer şekilde, delinme nedeniyle hızlı çinko kaybına ve uzun vadede kalıcı hasara yol açar. Her ikisi için de istenmeyen bir durum olmakla birlikte, uzun vadede galvanizli direklerin tabanında arızaya neden olabilir.
Bakım Uygun şekilde bakımı yapılmazsa çay lekelenmesi ve mikrop çukurlaşması gibi sorunlar yaşanabilir. Uygun şekilde bakımı yapılmazsa genel çinko kaybına ve buna bağlı olarak çelik alt tabakanın korozyonuna maruz kalabilir. Her ikisi için de açık alanlarda yağmur yağması veya korunaklı bölgelerde yıkanılması gerekir.
ASTM A335 ASME SA335 P92 SMLS BORU

Farklı İzotermal Sıcaklıklarda P92 Çeliğinin Mikro Yapı Evrimi

Farklı İzotermal Sıcaklıklarda P92 Çeliğinin Mikro Yapı Evrimi

P92 çelik esas olarak ultra süperkritik kazanlarda, ultra yüksek basınçlı boru hatlarında ve diğer yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı ekipmanlarda kullanılır. P92 çeliği, W ve B elementlerinin eser elementlerinin eklenmesine dayanan P91 çelik kimyasal bileşimindedir, Mo içeriğini azaltır, güçlendirilmiş ve çeşitli şekillerde dağılmış olarak güçlendirilir, P92 çeliğinin kapsamlı performansını iyileştirmek için, P92 çeliği P91 çeliğinden daha iyi oksidasyon direncine, korozyon direncine sahiptir. P92 çelik boruyu üretmek için sıcak işleme süreci şarttır. Isıl işlem teknolojisi, üretim sürecinde oluşan iç kusurları ortadan kaldırabilir ve çeliğin performansının çalışma koşullarının ihtiyaçlarını karşılamasını sağlayabilir. Sıcak işleme sürecindeki organizasyonun türü ve durumu, performansın standardı karşılamasını etkileyen temel faktörlerdir. Bu nedenle, bu makale P92 çelik borunun farklı izotermal sıcaklıklardaki organizasyonunu analiz ederek P92 çelik borunun çeşitli sıcaklıklardaki organizasyon evrimini ortaya koymaktadır; bu, yalnızca gerçek sıcak işleme sürecinin organizasyon analizi ve performans kontrolü için bilgi desteği sağlamakla kalmayıp aynı zamanda sıcak işleme sürecinin geliştirilmesi için deneysel bir temel de oluşturmaktadır.

1. Test Malzemeleri ve Yöntemleri

1.1 Test Malzemesi

Test edilen çelik, kullanım koşulundaki bir P92 çelik borudur (1060 ℃ sertleştirilmiş + 760 ℃ temperlenmiş) ve kimyasal bileşimi Tablo 1'de gösterilmiştir. Bitmiş borunun orta kısmında, uzunluk yönünde belirli bir konumda ϕ4 mm × 10 mm'lik silindirik bir numune kesildi ve söndürme genleşme ölçer, farklı sıcaklıklardaki doku dönüşümünü incelemek için kullanıldı.

Tablo 1 P92 Çeliğinin Kütle Oranına Göre Ana Kimyasal Bileşimi (%)

Öğe C Si Mn CR Ni Ay V Al B Not K Fe
% 0.13 0.2 0.42 8.67 0.25 0.48 0.19 0.008 0.002 0.05 1.51 Denge

1.2 Test Süreci

L78 söndürme termal genleşme ölçeri kullanılarak, 0,05 ℃ / s, 1050 ℃ izolasyona kadar ısınma 15 dakika, 200 ℃ / s, oda sıcaklığına soğuma. Malzemenin faz değişiminin kritik noktasını ölçün Ac1 792,4℃, Ac3 879,8℃, Ms 372,3℃'dir. Numuneler 10°C/sn hızla 1050°C'ye kadar ısıtıldı ve 15 dakika tutuldu ve ardından farklı sıcaklıklara (770, 740, 710, 680, 650, 620, 520, 430, 400, 370, 340, 310, 280, 250, 190 ve 160°C) 150°C/sn hızla ve farklı süreler boyunca (620°C ve altında 1 saat, 620°C ve üstünde 25 saat) soğutuldu. 620 ℃ ve üstünde 25 saat tutma), numunenin oda sıcaklığına hava ile soğutulması için gücün izotermal ucu kapalıdır.1.3 Test yöntemleri

Numunelerin yüzeyleri farklı işlemler altında zımparalanıp parlatıldıktan sonra, numunelerin yüzeyi aqua regia kullanılarak aşındırıldı. Organizasyonu gözlemlemek ve analiz etmek için AXIOVERT 25 Zeiss mikroskobu ve QWANTA 450 çevresel taramalı elektron mikroskobu kullanıldı; HVS-50 Vickers sertlik ölçüm cihazı (1 kg yük ağırlığı) kullanılarak her numunenin yüzeyinde çeşitli noktalardan sertlik ölçümleri yapıldı ve ortalama değer numunenin sertlik değeri olarak alındı.

2. Test Sonuçları ve Analiz

2.1 Farklı İzotermal Sıcaklıkların Organizasyonu ve Analizi

Şekil 1, farklı sıcaklıklarda farklı sürelerde 1050 °C'de tam ostenitleştirmeden sonra P92 çeliğinin mikro yapısını göstermektedir. Şekil 1(a), 190℃'de 1 saat izotermalleştirmeden sonra P92 çeliğinin mikro yapısını göstermektedir. Şekil 1(a2)'den, oda sıcaklığı organizasyonunun martenzit (M) olduğu görülebilir. Şekil 1(a3)'ten, martensitin çıta benzeri özellikler gösterdiği görülebilir. Çeliğin Ms noktası yaklaşık 372 °C olduğundan, martenzit faz dönüşümü Ms noktasının altındaki izotermal sıcaklıklarda meydana gelerek martenzit oluşturur ve P92 çeliğinin karbon içeriği düşük karbonlu bileşimler aralığına aittir; çıta benzeri bir morfoloji martenziti karakterize eder.

Şekil 1(a), 190°C'de 1 saatlik izotermalden sonra P92 çeliğinin mikro yapısını göstermektedir

Şekil 1(a), 190°C'de 1 saatlik izotermalden sonra P92 çeliğinin mikro yapısını göstermektedir

Şekil 1(b) 430 ℃ izotermal 1h'de P92 çeliğinin mikro yapısı için. İzotermal sıcaklık 430°C'ye çıktığında, P92 çeliği bainit dönüşüm bölgesine ulaşır. Çelik Mo, B ve W elementleri içerdiğinden, bu elementler perlitik dönüşümü geciktirirken bainit dönüşümü üzerinde çok az etkiye sahiptir. Bu nedenle, 430 ℃ yalıtım 1h'de P92 çeliği, belirli miktarda bainitin organizasyonu. Daha sonra kalan aşırı soğutulmuş ostenit, havada soğutulduğunda martenzite dönüşür.

Şekil 1(b) 430 ℃ izotermal 1h'de P92 çeliğinin mikro yapısı için

Şekil 1(b) 430 ℃ izotermal 1h'de P92 çeliğinin mikro yapısı için

Şekil 1(c), P92 çeliğinin 520 ℃ izotermal 1h'deki mikro yapısını göstermektedir. 520 ℃ izotermal sıcaklıkta, alaşım elementleri Cr, Mo, Mn, vb., perlit dönüşümünü inhibe edecek şekilde, bainit dönüşüm noktasının (Bs noktası) başlangıcı azalır, böylece aşırı soğutulmuş ostenitin stabilizasyon bölgesinde belirli bir sıcaklık aralığında görünecektir. Şekil 1(c), 520 ℃ yalıtımda, dönüşümden sonra aşırı soğutulmuş ostenit oluşmadığında, martenzit oluşturmak için hava soğutmasının ardından görülebilir; son oda sıcaklığı organizasyonu martenzittir.

Şekil 1(c), P92 çeliğinin 520 ℃ izotermal 1 saatlik mikro yapısını göstermektedir

Şekil 1(c), P92 çeliğinin 520 ℃ izotermal 1 saatlik mikro yapısını göstermektedir

Şekil 1 (d) 650 ℃'de P92 çeliği için martensit + perlit için izotermal 25h mikro yapısı. Şekil 1(d3)'te gösterildiği gibi, perlit kesikli lamel karakteristikleri gösterir ve yüzeydeki karbür kısa çubuk çökelmesi gösterir. Bunun nedeni, P92 çelik alaşım elementlerinin Cr, Mo, V, vb. aynı zamanda aşırı soğutulmuş ostenitin kararlılığını iyileştirmek için P92 çelik perlit morfolojisinin değişmesidir, yani kısa çubuk için karbürün perlitik gövdesindeki karbür, bu perlitik gövde perlit sınıfı olarak bilinir. Aynı zamanda, organizasyonda birçok ince ikinci faz parçacığı bulundu.

Şekil 1 (d) 650 ℃'de P92 çeliği için martensit + perlit için izotermal 25 saatlik mikro yapı

Şekil 1 (d) 650 ℃'de P92 çeliği için martensit + perlit için izotermal 25 saatlik mikro yapı

Şekil 1(e), P92 çeliğinin 740 ℃ izotermal 25h'deki mikro yapısını göstermektedir. 740°C izotermalde, önce ötektik masif ferrit çökelmesi ve sonra östenit ötektik ayrışması olacak ve bu da perlit benzeri bir organizasyonla sonuçlanacaktır. 650°C izotermal ile karşılaştırıldığında (bkz. Şekil 1(d3)), perlitik organizasyon, izotermal sıcaklık arttıkça daha kaba hale gelir ve perlitin iki fazlı karakteri, yani kısa bir çubuk biçiminde ferrit ve karburit açıkça görülebilir.

Şekil 1(e), P92 çeliğinin 740 ℃ izotermal 25 saatlik mikro yapısını göstermektedir

Şekil 1(e), P92 çeliğinin 740 ℃ izotermal 25 saatlik mikro yapısını göstermektedir

Şekil 1(f), P92 çeliğinin 770°C izotermal sıcaklıkta 25 saat boyunca mikro yapısını göstermektedir. 770°C izotermalde, izotermal sürenin uzamasıyla, önce ferrit çökelmesi meydana gelir ve ardından aşırı soğutulmuş ostenit ötektik ayrışmaya uğrayarak bir ferrit + perlit organizasyonu oluşturur. İzotermal sıcaklığın artmasıyla, ilk ötektik ferrit içeriği artar ve perlit içeriği azalır. P92 çeliğinin alaşım elementleri nedeniyle, alaşım elementleri ostenitin içinde çözünerek ostenitin sertleştirilebilirliğini artırır, ötektik ayrışmanın zorluğu daha da kapsamlı hale gelir, bu nedenle ötektik ayrışmasını, yani perlitik organizasyonun oluşumunu sağlamak için yeterince uzun bir izotermal süre olmalıdır.

Şekil 1(f), 25 saat boyunca 770°C izotermal sıcaklıkta P92 çeliğinin mikro yapısını göstermektedir

Şekil 1(f), 25 saat boyunca 770°C izotermal sıcaklıkta P92 çeliğinin mikro yapısını göstermektedir

Şekil 1(f2)'deki farklı morfolojilere sahip dokular üzerinde, Tablo 2'de gösterildiği gibi, doku tipini daha fazla belirlemek için enerji spektrumu analizi gerçekleştirildi. Tablo 2'den, beyaz parçacıkların karbon içeriğinin diğer organizasyonlardan daha yüksek olduğu ve alaşım elementleri Cr, Mo ve V'nin daha fazla olduğu görülebilir, bu parçacığı soğutma işlemi sırasında çöken kompozit karbür parçacıkları için analiz edersek; karşılaştırmalı olarak, kesikli lameller organizasyondaki karbon içeriği en düşükten ikinci sıradadır ve masif organizasyondaki karbon içeriği en azdır. Perlit, karbürizasyon ve ferritin iki fazlı bir organizasyonu olduğundan, ortalama karbon içeriği ferritinkinden daha yüksektir; izotermal sıcaklık ve morfoloji analizi ile birleştirildiğinde, lameller organizasyonun perlit benzeri ve masif organizasyonun birinci ötektik ferrit olduğu daha da belirlenir.

770 °C'de 25 Saat İzotermal İşlem Gören P92 Çeliğinin Spektrum Analizi, Atom Kesirleriyle Tablo Formatında Yazılmıştır (%)

Yapı C Not Ay Ti V CR Mn Fe K
Beyaz Granüller 11.07 0.04 0.94 0.02 2.16 8.36 2.64 54.77 2.84
Blok Yapısı 9.31 0.04 0.95 0.2 0.32 8.42 0.74 85.51 10.21
Katmanlı Yapı 5.1 0 0.09 0.1 0.33 7.3 0.35 85.65 0.69

2.2 Mikro Sertlik ve Analiz

Genel olarak konuşursak, W ve Mo gibi elementler içeren alaşımlı çeliklerin soğutma işlemi sırasında, aşırı soğutulmuş ostenitte üç tür organizasyonel dönüşüm meydana gelir: düşük sıcaklık bölgesinde martensitik dönüşüm, orta sıcaklık bölgesinde bainit dönüşümü ve yüksek sıcaklık bölgesinde perlit dönüşümü. Farklı organizasyonel evrimler farklı sertliklere yol açar. Şekil 2, P92 çeliğinin sertlik eğrisinin farklı izotermal sıcaklıklarda değişimini göstermektedir. Şekil 2'den, izotermal sıcaklığın artmasıyla sertliğin önce azalan, sonra artan ve son olarak azalan bir eğilim gösterdiği görülebilir. 160 ~ 370 ℃ izotermal sıcaklıkta martensitik dönüşümün meydana gelmesi, Vickers sertliğinin 516HV'den 457HV'ye çıkması. İzotermal sıcaklık 400 ~ 620 ℃ olduğunda, az miktarda bainit dönüşümü meydana gelir ve 478HV sertliği 484HV'ye yükselir; küçük bainit dönüşümü nedeniyle sertlik çok değişmez. İzotermal sıcaklık 650 ℃ olduğunda, 410HV sertliğe sahip az miktarda perlit oluşur. İzotermal sıcaklık 680 ~ 770 ℃ olduğunda, ferrit + perlit organizasyonunun oluşumu, sertlik 242HV'den 163HV'ye çıkar. P92 çeliğinin farklı sıcaklıklarda dönüşümü nedeniyle geçişin organizasyonu farklıdır, düşük sıcaklıktaki martensitik dönüşüm bölgesinde, izotermal sıcaklık Ms noktasından düşük olduğunda, sıcaklık arttıkça martensit içeriği azalır, sertlik azalır; P92 çeliğinin farklı sıcaklıklardaki dönüşümünün ortasında, izotermal sıcaklık Ms noktasından düşük olduğunda, sıcaklık artışıyla martensitik içerik azalır, sertlik azalır; orta sıcaklıktaki bainit dönüşüm bölgesinde, bainit dönüşüm miktarı az olduğundan, sertlik fazla değişmez; yüksek sıcaklıktaki perlitik dönüşüm bölgesinde, izotermal sıcaklığın artmasıyla, ilk ötektik ferrit içeriği artar, böylece sertlik azalmaya devam eder, bu nedenle izotermal sıcaklığın artmasıyla, malzeme sertliği genellikle azalan bir eğilim gösterir ve sertlikteki değişim eğilimi ve organizasyonun analizi eğilimle uyumludur.

P92 Çeliğinin Farklı İzotermal Sıcaklıklarda Sertlik Eğrilerinin Değişimi

P92 Çeliğinin Farklı İzotermal Sıcaklıklarda Sertlik Eğrilerinin Değişimi

3. Sonuç

1) P92 çeliğinin kritik noktası Ac1 792,4 ℃, Ac3 879,8 ℃ ve Ms 372,3 ℃'dir.

2) P92 çeliği farklı izotermal sıcaklıklarda oda sıcaklığı organizasyonu elde etmek için farklıdır; 160 ~ 370 ℃ izotermal 1h'de, oda sıcaklığı organizasyonu martenzittir; 400 ~ 430 ℃ izotermal 1h'de, az miktarda bainit + martenzit organizasyonu; 520 ~ 620 ℃ izotermal 1h'de, organizasyon nispeten kararlıdır, dönüşüm içinde kısa bir zaman dilimi (1 saat) meydana gelmez, oda sıcaklığı organizasyonu martenzittir; 650 ℃ izotermal 25h'de, oda sıcaklığı organizasyonu perlittir. h, perlit + martenzit için oda sıcaklığı organizasyonu; 680 ~ 770 ℃ izotermal 25h'de, organizasyon perlit + birinci ötektik ferrite dönüşmüştür.

3) P92 çeliğinin Ac1'deki ostenitlenmesi izotermalin altında, izotermal sıcaklığın azalmasıyla, malzemenin bir bütün olarak sertliği artma eğilimindedir, ilk ötektik ferrit çökelmesinin meydana gelmesinden sonra 770 ℃'de izotermal, perlitik dönüşüm, sertlik en düşük seviyededir, yaklaşık 163HV; martensitik dönüşümün meydana gelmesinden sonra 160 ℃'de izotermal, sertlik en yüksek seviyededir, yaklaşık 516HV.