एपीआई 5एल पाइप में हाइड्रोजन प्रेरित क्रैकिंग: आवश्यकताएँ, परीक्षण और नियंत्रण

हाइड्रोजन प्रेरित क्रैकिंग (HIC) क्या है?

हाइड्रोजन प्रेरित क्रैकिंग हाइड्रोजन क्षति का एक रूप है जो कार्बन और निम्न मिश्र धातु इस्पात में तब होता है जब परमाणु हाइड्रोजन एक संक्षारक वातावरण से सामग्री में प्रवेश करता है, आमतौर पर हाइड्रोजन सल्फाइड (H₂S) युक्त गीली सेवा। एक तेल और गैस पाइपलाइन में, H₂S स्टील की सतह पर लोहे के साथ प्रतिक्रिया करता है और परमाणु हाइड्रोजन छोड़ता है। हाइड्रोजन परमाणु स्टील में फैल जाते हैं और लम्बी मैंगनीज सल्फाइड समावेशन, सेंटरलाइन पृथक्करण या क्लस्टर ऑक्साइड जैसे आंतरिक असंतुलन पर आणविक हाइड्रोजन में पुनर्संयोजित होते हैं। क्योंकि आणविक हाइड्रोजन वापस बाहर नहीं फैल सकता है, यह आंतरिक दबाव बनाता है जो सतह को फफोला सकता है और दीवार की मोटाई के माध्यम से चरणबद्ध दरार शुरू कर सकता है।

एचआईसी सल्फाइड स्ट्रेस क्रैकिंग (एसएससी) से अलग है: एसएससी को तन्य तनाव की आवश्यकता होती है और यह उच्च {{0}कठोरता या उच्च {{1} शक्ति माइक्रोस्ट्रक्चर में होता है, जबकि एचआईसी बाहरी तनाव के बिना विकसित हो सकता है और मुख्य रूप से स्टील की सफाई, समावेशन आकृति विज्ञान और माइक्रोस्ट्रक्चर पर निर्भर करता है। जब खट्टा सेवा के लिए पाइप का आदेश दिया जाता है तो दोनों विफलता मोड को संबोधित किया जाता है।

एपीआई 5एल विशिष्टता में एचआईसी आवश्यकताएँ

एपीआई 5एल के तहत, एचआईसी परीक्षण प्रत्येक पाइप के लिए एक व्यापक आवश्यकता नहीं है। यह खट्टा -सेवा पदनाम के साथ ऑर्डर किए गए पीएसएल 2 ग्रेड पर लागू होता है, जो पत्र द्वारा दर्शाया गया हैSग्रेड नाम में, उदाहरण के लिए X52MS, X60MS, X65MS, X65QS और X70QS। इन पदनामों में, एम थर्मोमैकेनिकली रोल्ड उत्पाद की पहचान करता है और क्यू बुझते और टेम्पर्ड उत्पाद की पहचान करता है; S प्रत्यय का अर्थ है कि पाइप H₂S वातावरण में हाइड्रोजन प्रेरित क्रैकिंग के प्रतिरोध के लिए निर्दिष्ट है। इन ग्रेडों के लिए एचआईसी परीक्षण आवश्यकताओं को एपीआई 5एल के अनुबंध बी में निर्धारित किया गया है, जिसमें परीक्षण प्रक्रिया एनएसीई टीएम0284 के अनुसार की जाती है, जो हाइड्रोजन प्रेरित क्रैकिंग के प्रतिरोध के लिए पाइपलाइन स्टील्स के मूल्यांकन के लिए मानक विधि है।

तालिका में सीएलआर, सीटीआर और सीएसआर सीमाएं आमतौर पर एपीआई 5एल अनुलग्नक बी खरीद विनिर्देशों में लागू स्वीकृति मूल्य हैं। अंतिम स्वीकृति मानदंड हमेशा खरीद आदेश और परियोजना विनिर्देश में परिभाषित किए जाते हैं, जो गंभीर सेवा के लिए सख्त मूल्य निर्धारित कर सकते हैं।

सीएलआर, सीटीआर और सीएसआर क्या मापते हैं

परीक्षण के बाद, नमूने को खंडित किया जाता है और धातु विज्ञान संबंधी जांच की जाती है। अनुभाग के चेहरों पर देखी गई दरारों से तीन अनुपातों की गणना की जाती है:

सीएलआर दर्शाता है कि अनुभाग की कितनी चौड़ाई क्षतिग्रस्त है, सीटीआर दर्शाता है कि दरारें दीवार में घुसने के कितने करीब आती हैं, और सीएसआर दोनों को एक ही संवेदनशीलता सूचकांक में जोड़ता है। एक पाइप जो सभी तीन सीमाओं को पूरा करता है उसे परीक्षण की गई स्थिति के लिए एचआईसी के लिए प्रतिरोधी माना जाता है।

NACE TM0284 के अनुसार परीक्षण की स्थितियाँ

NACE TM0284 परीक्षण मशीनीकृत नमूनों को हाइड्रोजन सल्फाइड से संतृप्त अम्लीय खारे घोल में उजागर करता है। मानक परीक्षण वातावरण समाधान ए है, जिसमें आसुत जल में 5% सोडियम क्लोराइड और 0.5% एसिटिक एसिड होता है, जो 96 घंटों के लिए 25 ± 3 डिग्री के तापमान पर H₂S से संतृप्त होता है। समाधान बी, जिसमें कोई एसिटिक एसिड नहीं होता है और उच्च पीएच पर शुरू होता है, का उपयोग तब किया जाता है जब खरीदार द्वारा कम गंभीर क्षेत्र की स्थितियों का प्रतिनिधित्व करने के लिए निर्दिष्ट किया जाता है। नमूने आम तौर पर आधार धातु से लिए जाते हैं, और वेल्डेड पाइप के लिए वेल्ड और गर्मी प्रभावित क्षेत्र से भी लिए जाते हैं, क्योंकि सीम अक्सर खट्टी -सेवा योग्यता के लिए सबसे अधिक मांग वाला स्थान होता है। एक्सपोज़र के बाद, नमूनों को विभाजित किया जाता है और ऊपर वर्णित अनुसार फफोले और टूटने के लिए मूल्यांकन किया जाता है।

धातुकर्म कारक जो एचआईसी प्रतिरोध को नियंत्रित करते हैं

एचआईसी प्रतिरोध केवल निरीक्षण द्वारा नहीं, बल्कि स्टील निर्माण और रोलिंग चरण में निर्धारित किया जाता है। निम्नलिखित कारकों का सबसे बड़ा प्रभाव है:

जब इन नियंत्रणों को एक साथ लागू किया जाता है, तो स्टील हाइड्रोजन संचय और दरार प्रसार का प्रतिरोध करता है, यही कारण है कि खट्टा -सर्विस लाइन पाइप का उत्पादन केवल स्टॉक से परीक्षण करने के बजाय समर्पित पिघलने और रोलिंग प्रथाओं के लिए किया जाता है।

व्यवहार में एचआईसी प्रदर्शन को कैसे सत्यापित किया जाता है

योग्यता आम तौर पर दो चरणों का अनुसरण करती है। सबसे पहले, मिल यह प्रदर्शित करने के लिए प्रकार या योग्यता परीक्षण करती है कि उत्पादन मार्ग आवश्यक सीएलआर, सीटीआर और सीएसआर मूल्यों को पूरा कर सकता है। फिर, खरीद आदेश में सहमति के अनुसार उत्पादन पाइप पर लॉट{3}}द्वारा{{4}लॉट या ताप-द्वारा{6}हीट परीक्षण किया जाता है, जिसे अक्सर तीसरे पक्ष की निरीक्षण एजेंसी द्वारा देखा जाता है। पूर्ण पाइप बॉडी की पूरक अल्ट्रासोनिक जांच को लेमिनेशन या आंतरिक असंतुलन का पता लगाने के लिए भी निर्दिष्ट किया जा सकता है जो सेवा प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है।

पाइपलाइन इंजीनियरिंग में एचआईसी आवश्यकताएँ क्यों मायने रखती हैं?

H₂S के साथ गीली गैस या कच्चा तेल ले जाने वाली पाइपलाइन ऐसी स्थितियों में काम करती हैं जो साधारण कार्बन स्टील को थोड़े समय के भीतर ख़राब कर सकती हैं। यदि एचआईसी विकसित हो जाता है, तो फफोले और आंतरिक दरारें दीवार को कमजोर कर देती हैं और बिना किसी चेतावनी के रिसाव या टूटन का कारण बन सकती हैं। सत्यापित एचआईसी प्रदर्शन के साथ एपीआई 5 एल पीएसएल 2 सॉर {{4} सर्विस पाइप निर्दिष्ट करना लाइन की संरचनात्मक अखंडता की रक्षा करता है, निरीक्षण अंतराल और सेवा जीवन का विस्तार करता है, और महंगी विफलता और पर्यावरणीय घटनाओं के जोखिम को कम करता है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

क्या सभी एपीआई 5एल पाइप के लिए एचआईसी परीक्षण अनिवार्य है?

नहीं, एचआईसी परीक्षण की आवश्यकता केवल तभी होती है जब पाइप को एस पदनाम के साथ पीएसएल 2 खट्टा - सेवा ग्रेड के लिए ऑर्डर किया जाता है, या जब खरीद विनिर्देश इसकी मांग करता है। एस पदनाम के बिना मानक एपीआई 5एल पीएसएल 1 या पीएसएल 2 पाइप अनुलग्नक बी एचआईसी परीक्षण के अधीन नहीं है।

एचआईसी और एसएससी के बीच क्या अंतर है?

एचआईसी समावेशन पर आंतरिक हाइड्रोजन दबाव से संचालित होता है और इसके लिए बाहरी तनाव की आवश्यकता नहीं होती है। एसएससी, सल्फाइड स्ट्रेस क्रैकिंग के लिए तन्य तनाव की आवश्यकता होती है और यह आम तौर पर कठिन माइक्रोस्ट्रक्चर में होता है; इसका मूल्यांकन एक अलग परीक्षण विधि, NACE TM0177 द्वारा किया जाता है।

कौन से एपीआई 5एल ग्रेड में एस सॉर-सेवा पदनाम है?

PSL 2 ग्रेड जैसे X52MS, X56MS, X60MS, X60QS, X65MS, X65QS, X70MS और X70QS को S प्रत्यय के साथ ऑर्डर किया जा सकता है जब खट्टा -सेवा प्रतिरोध की आवश्यकता होती है।

NACE TM0284 HIC परीक्षण में कितना समय लगता है?

25 ± 3 डिग्री पर परीक्षण समाधान में मानक एक्सपोज़र 96 घंटे है, जिसके बाद नमूनों को विभाजित किया जाता है, पॉलिश किया जाता है और मेटलोग्राफिक रूप से जांच की जाती है। नमूना तैयार करने और मूल्यांकन सहित, एक पूर्ण परीक्षण चक्र में आमतौर पर लगभग एक सप्ताह का समय लगता है।

क्या वेल्डेड एपीआई 5एल पाइप एचआईसी परीक्षण पास कर सकता है?

हाँ। वेल्डेड पाइप के लिए, आधार धातु और वेल्ड सीम और गर्मी प्रभावित क्षेत्र से नमूने लिए जाते हैं। सीम अक्सर नियंत्रण स्थान होता है, इसलिए वेल्ड उपभोग्य सामग्रियों, हीट इनपुट और पोस्ट {{2} वेल्ड स्थिति को खट्टा {3} सेवा योग्यता के हिस्से के रूप में प्रबंधित किया जाता है।

खरीदार को कौन से सीएलआर, सीटीआर और सीएसआर मान निर्दिष्ट करने चाहिए?

आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले एपीआई 5एल एनेक्स बी मान सीएलआर अधिकतम 15%, सीटीआर अधिकतम 5% और सीएसआर अधिकतम 2% हैं। विशेष रूप से गंभीर सेवा के लिए, खरीदार सख्त सीमाएँ निर्धारित कर सकते हैं, इसलिए मूल्यों को हमेशा खरीद आदेश में स्पष्ट रूप से बताया जाना चाहिए।