İlk olarak, malzemenin özellikleri ve standart analiziX52N düz dikişli çelik boru
X52N düz dikişli çelik boru, API 5L standardında PSL2 sınıfı boru hattı çeliğine aittir. Adında geçen “X52”, 52.000 psi (yaklaşık 358 MPa) minimum akma dayanımını temsil ederken, “N” eki normalleştirme işleminden geçtiğini gösterir. Bu ısıl işlem, çeliğin homojen ince taneli bir yapı elde etmesini sağlayarak darbe dayanıklılığını ve kaynak performansını önemli ölçüde iyileştirir. GB/T9711-2017 ve API5L çift standartlı sertifikasyon gerekliliklerine göre, kimyasal bileşiminde karbon eşdeğerinin (Ceq≤0,43%) doğru bir şekilde kontrol edilmesi ve kükürt ve fosfor içeriklerinin sırasıyla %0,015 ve %0,025'ten az olması gerekir; bu da -20℃ gibi düşük bir sıcaklıkta 27 J'den fazla Charpy darbe enerjisinin korunmasını sağlar. Mekanik özellikler açısından, temel akma dayanımı gerekliliklerini karşılamanın yanı sıra, X52N çelik borunun çekme dayanımı 460-760 MPa'ya ulaşmalı ve uzama %23'ü aşmalıdır. Üçüncü taraf bir test Rapora göre (BMLink laboratuvar verilerine bakınız), ürünün ortalama akma dayanımı 375 MPa'ya ulaşabiliyor; bu da standart değerden %5 daha yüksek ve boru gövdesinin radyal sertliği 190 HV10 aralığında kontrol ediliyor. Bu mukavemet ve tokluk dengesi, onu özellikle jeolojik aktivitenin sık olduğu bölgelerde boru hattı yapımı için uygun hale getiriyor.
İkinci olarak, X52N düz dikişli çelik borunun gelişmiş üretim süreci.
Modern X52N düz dikiş kaynaklı çelik boru, JCOE şekillendirme ve yüksek frekanslı kaynak (HFW) yöntemlerini birleştiren gelişmiş bir proses kullanmaktadır. Önde gelen bir işletmenin üretim hattını örnek alacak olursak, üretim süreci altı temel aşamayı içermektedir:
1. Levha bobin ön işlemi: 18-25 mm kalınlığında X52N sınıfı sıcak haddelenmiş bobin seçilir ve kumlama ve pas giderme yoluyla Sa2.5 temizlik seviyesine ulaşılır; kaynak oksidasyonu riskini azaltmak için çift taraflı bakır kaplama yapılır.
2. Hassas şekillendirme: Üç aşamalı kademeli JCO presleme yöntemi kullanılır ve düz plaka, 32 hidrolik şekillendirme geçişiyle kademeli olarak açık boru boşluğuna bükülür; ovalite hatası %0,6D içinde kontrol edilir.
3. Yüksek Frekanslı Kaynak: 400 kW'lık yüksek frekanslı jeneratör, 100-400 kHz'lik bir akım üreterek borunun kenarını anında 1350-1400℃'ye kadar ısıtır ve ekstrüzyon silindirinin etkisi altında moleküler düzeyde metalurjik bağ oluşturur. Fabrikanın çevrimiçi girdap akımı algılama sistemi, 0,3 mm'den büyük kaynaşmamış kusurları gerçek zamanlı olarak tespit edebilir.
4. Genel Genişletme: Kaynaklı çelik boru, artık gerilimi ortadan kaldırmak ve API5L'de belirtilen +0,5/-0,3 mm tolerans aralığında boyutsal doğruluk elde etmek için 24 kalıplı mekanik genişletme makinesi aracılığıyla radyal olarak %1,2-1,5 oranında genişletilir.
5. Isıl işlem süreci: Boru gövdesinin tamamı 920±10℃'de normalize edilir, ardından 300℃'nin altına kadar hava ile soğutulur. Metalografik inceleme, işlem sonrası tane boyutunun ASTM No.8 veya üzeri seviyeye ulaştığını göstermektedir.
6. Akıllı tespit: Faz dizili ultrasonik test (PAUT), geleneksel radyografik kusur tespitinin yerini almaktadır ve 16 kanallı manyetik akı kaçağı dedektörü ile 0,5 mm derinliğindeki çatlakların %100 oranında tam kapsamlı tespiti sağlanabilmektedir.
Üçüncüsü, X52N düz dikişli çelik borunun mühendislik uygulaması ve teknik avantajları.
Shaanxi-Pekin Dördüncü Doğalgaz Boru Hattı Projesi'nde, X52N düz kaynaklı çelik boru mükemmel mühendislik uyarlanabilirliği sergiledi. Bu projede kullanılan Φ1016×14,6 mm çelik boru, -30℃ düşük sıcaklık darbe testini geçti ve CTOD kırılma tokluğu değeri 0,25 mm'nin üzerine çıktı. Spiral kaynaklı çelik borularla karşılaştırıldığında, düz kaynaklı yapısının sağladığı üç avantaj özellikle belirgindir:
1. Boyutsal doğruluk: Düz kaynaklar, boru ucunun döndürülmesini kolaylaştırır ve çevresel kaynağın hizalama hatası 1 mm içinde kontrol edilebilir; bu da spiral borulara göre %60'tan daha düşüktür.
2. Gerilim dağılımı: Sonlu eleman analizi, düz dikişli boruların çevresel gerilim dağılımının iç basınç altında daha homojen olduğunu ve maksimum gerilim konsantrasyon faktörünün yalnızca 1,08 olduğunu göstermektedir; bu değer, spiral çelik boruların 1,23 değerinden önemli ölçüde daha düşüktür.
3. Tespit güvenilirliği: Düz kaynaklar, otomatik hata tespit ekipmanlarının izlemesi ve taraması için daha uygundur. Belirli bir projeye ait istatistiksel veriler, düz kaynakların hata tespit oranının spiral kaynaklara göre %15 daha yüksek olduğunu göstermektedir.
Açık deniz platformu iskeletlerinde kullanılan X52N çelik borular, genellikle 1200 μm çinko-alüminyum alaşımlı kurban anotlarla birlikte 3LPE korozyon önleyici kaplamalar kullanır; bu da tasarım ömrünü 30 yıldan fazla uzatabilir. H2S içeren ortamlarda, sülfür gerilme çatlamasını (SSCC) önlemek için sertliğin 22 HRC'yi aşmayacak şekilde kesinlikle kontrol edilmesi gerektiğini belirtmekte fayda var.
Dördüncüsü, X52N düz dikişli çelik boruların pazar gelişimi ve teknolojik evrimi.
Çin Çelik Boru Birliği'nin 2024 yılı yıllık raporuna göre, yerli petrol ve doğalgaz boru hattı pazarında X52N düz dikiş kaynaklı çelik boruların pazar payı %38'e yükselmiş ve yıllık üretim kapasitesi 4,5 milyon tonu aşmıştır. İki teknik iyileştirme teşvik edilmektedir:
1. Dijital kaynak: Endüstriyel internete dayalı, milimetre dalgaları kullanarak erimiş havuzun durumunu gerçek zamanlı olarak izleyen, kaynak hızını 1,8 m/dak'ya çıkaran ve gözeneklilik oranını %0,2'nin altına düşüren uyarlanabilir bir kaynak parametre sistemi tanıtıldı.
2. Yeşil üretim: Normalleştirme işleminde gaz fırını yerine indüksiyonlu ısıtma kullanılması, üretim hattının enerji tüketimini %27 oranında azaltmış ve ton başına çelik boru karbon emisyonunu 1,8 tCO2e'ye düşürerek AB Tüketici Ürün Geliştirme Direktifi gerekliliklerini karşılamıştır.
Yayın tarihi: 21 Temmuz 2025