Uloga nečistoća
Sumpor i fosfor su rezidualni elementi u proizvodnji čelika koji dolaze uglavnom iz sirovina. U čeliku za cjevovode smatraju se štetnim i ograničeni su specifikacijom proizvoda. Ograničenja u API 5L Grade B postoje kako bi se zaštitile mehaničke performanse tijela cijevi i šava, posebno u zahtjevnim servisima cjevovoda.
Zašto je sumpor ograničen
Sumpor stvara željezni sulfid na granicama zrna, koji se topi na niskoj temperaturi i uzrokuje defekt poznat kao vruća kratkoća. Tokom vrućeg valjanja i zavarivanja, tečni sulfid slabi granice zrna i izaziva pucanje. Sumpor također smanjuje duktilnost i udarnu žilavost i stvara izdužene sulfidne inkluzije koje djeluju kao mjesta nastanka pukotina. Moderna proizvodnja čelika kontrolira sumpor kroz odsumporavanje i može postići nivoe ispod 0,005 posto.
Zašto je fosfor ograničen
Fosfor se rastvara u feritu i jača ga, ali uzrokuje i jaku segregaciju jer se ne difundira lako. Visok sadržaj fosfora potiče krhkost granica zrna i podiže temperaturu prijelaza od duktilne do lomljive, što je opasno za cjevovode koji se moraju oduprijeti širenju loma. Fosfor takođe smanjuje zavarljivost tako što potiče stvaranje pukotina u vezi sa stvrdnjavanjem u ograničenim spojevima.
Ograničenja u API 5L razredu B
Za PSL1 Grade B, maksimalni sadržaj fosfora je tipično 0,030 posto, a maksimalni sadržaj sumpora je tipično 0,030 posto. Za PSL2, granice su pooštrene na oko 0,025 posto fosfora i 0,015 posto sumpora kako bi se podržalo obavezno ispitivanje na udar i strožiji zahtjevi za otpornost nivoa. Niži nivoi se često dogovaraju za kiselu uslugu.
Utjecaj na zavarljivost
Nizak sadržaj sumpora i fosfora poboljšavaju otpornost metala šava i zone zahvaćene toplotom na vruće pucanje i pucanje izazvano vodonikom. Čisti čelik sa niskim sadržajem inkluzije proizvodi zdrave zavarene spojeve bolje žilavosti, što je od suštinskog značaja za zavarivanje obima polja koji se izrađuju u promjenjivim uvjetima.
Često postavljana pitanja
Šta je vruća kratkoća?Vruća kratkoća je pucanje koje nastaje tokom vruće obrade ili zavarivanja kada željezni sulfid niske tačke topljenja na granicama zrna uzrokuje kidanje čelika.
Da li fosfor uvijek slabi čelik?Fosfor jača ferit, ali ga istovremeno i krti, tako da njegov štetan učinak na žilavost nadmašuje povećanje čvrstoće za konstrukcijski čelik.
Može li se sumpor u potpunosti ukloniti iz čelika?Moderna desulfurizacija može smanjiti sumpor na vrlo niske razine, ali potpuno uklanjanje nije praktično; standardne granice su postavljene znatno ispod štetnog praga.
Zašto je otpornost važna za gasovode?Gasovod mora zaustaviti lomljenje koje se odvija; Čelik visoke žilavosti sa niskim sadržajem nečistoća apsorbira energiju pukotine koja se širi i zaustavlja je prije nego što daleko otputuje.
Da li se granice razlikuju za kiselu servisnu cijev?Da, specifikacije kiselog servisa dodaju još strože granice sumpora i tvrdoće i zahtijevaju ispitivanje otpornosti na pucanje izazvano vodonikom.
