澳大利亚العلمية6منخفضالكربونالصلبفيخطوطالأنابيب——توصيفالمجهريةوخصائصصلابة

m . n . Ervina Efzan *, s . Kesahvanveraragu j .ايمرسون

1.0المقدمة

1.1البحريةخطأنابيبالمواد

وتتكونخطوطالأنابيبفيمنصةبحريةتتكونمنأنواعمختلفةمنالمواد。اختيارالمواديعتمدعلىاعتباراتمعينةمثلالتكلفة，متطلباتوظيفية，ظروفالتشغيلمنالضغطودرجةالحرارة，تآكلمعدلوهكذادواليك[1-2]。وبماأنهناكنوعامنخطوطالأنابيبفيمنصةبحرية，اختيارالموادومطلوبةللغايةهذهالاعتبارات。فيالصناعةالبحرية，المعدنهومادةتستخدمللغايةالتييمكنأنتكونمتنوعةفيالمعادنالحديديةوغيرالحديدية[1-3]。المعادنالتيتحتويعلىالحديد（Fe）的كماتكوينهارئيسالوزراءيعرفالمعادنالحديدية，فيحينوتسمىالمعادنالتيتحتويعلىعناصرأخرىمثلالمعادنغيرالحديدية[4-5]。الحديدوالفولاذالمصبوبتنتميإلىفئةالمعادنالحديدية，فيحينالمعادنغيرالحديديةوشاملةمنالألومنيوم（شركة），نحاس（الاتحادالجمركي），اعتقد（القصدير）والسيليكون（الاشتراكيةالدولية）[3-5]。وفقالممدوح[6]，المعادنغيرالحديديةوالمعادنتستخدمفيالغالبلبناءخطوطأنابيبمنصةبحريةبسببفعاليةمنحيثالتكلفةوالقدرةعلىتحمل
حالةالتشغيل。

1.2سهلالكربونالصلب

الكربونالصلبهومادةتتكونمنالكربونكعنصرصناعةالسبائكالرئيسي。يتمالكربونالصلبمنالحديد(Fe)الكربون(C),الفوسفور(P),المنغنيز(Mn)كبريت(S)والسيليكون(الاشتراكيةالدولية)[7]。حاليافيالسوقفيجميعأنحاءالعالم,يتمتصنيعالكربونالصلبويستخدمبكمياتكبيرةللصناعاتالثقيلة,نظامالنقلوخاصةالبحريواستخراجالنفط[8]。وذلكلأنالكربونالصلبديهقوةعالية,حامجيدة,耐高温,حمايةسطحجيدةللبيئةالخارجيةوأرخصمنسبائكالفولاذالأخرىمثلسبائكالصلبالمنخفضوالفولاذالمقاومللصدأ[3 - 4]。

الكربونالصلبويمكنتصنيفهاإلىأدنىمستوى,الفولاذالمتوسطةونسبةعاليةمنالكربونعلىمحتوىالكربون(المعاهدالهنديةللتكنولوجيا,2010)。ويطلقالصلبمنخفضالكربونأيضاالفولاذالطري،وعادةمايحتويعلىأقلم0.3%نالكربون。وفىالوقتنفسه,متوسطةوعاليةالكربونالفولاذلديهامحتوىالكربونو0.3 - 0.45% 0.45 - 0.75%علىالتوالي[4][9]。صناعةأنابيبأنابيبخاصةفيالخارجقدلاتستخدمالصلبالمتوسطةوالعاليةالكربونبسببالمقاومةالفقيرةالتيمنهشاشةوالحدمنقابليةاللحام[10]。,ومنثمالصلبمنخفضالكربونهوالأفضلفيخطوطالأنابيبالبحريةبينالمصممي,نالمصنعينوالمنظمين。وهويغطيشبكةأنابيبالسفنارتفاعفيدرجةالحرارة,المبادلاتالحرارية,الضواغطوأنابيبنقل[9][10]。وجدولتهامعلوماتمفصلةعناستخدامالفولاذمنخفضالكربونفيالخارجخطوطالأنابيبوتجهيزمنصةفيالجدول1。1منالجدولمنخفضالكربونالصلبنوAPI 5 lعالصفX52لديهاأعلىقوةالشد455الآلاموالكروبالذهنية,فيحينAPI 5 lنوعالدرجةBتمتلكأدنىقوةالشد413الآلاموالكروبالذهنية。

الطاولة1:أنواعالفولاذمنخفضالكربونفيمنصةمعالجةالغازالبريةوفقالقوانينومعايير,قوةالشد,تركيبالموادوالتطبيقات:

لا。	رموزوستاندرد (ASTM / API)	الشد قوة (الآلاموالكروبالذهنية)	تكوين المواد	تطبيقاتفي منصةبحرية	مرجع
1	A106الدرجة乙 （الأنابيبالملحومة）	415	ç<= 0.30 Mn < = 1.06 P < = 0.035 小号<= 0.035	1.نظاممياهالبحر 2.حقنالماء النظام 3.المياهالمنتجة النظام 4.مياهمتنقلة النظام 5.الوقودالجافوالغاز النظام 6.نظاماطفاءالحرائق 7.غليكولو حقنالميثانول النظام 8.غازخامل/الهواءمصنع الأنابيب	[2] [11] [12]
2	API 5Lالصفباء （الأنابيبالملحومة）	413	ç<= 0.28 Mn < = 1.20 P < = 0.030 小号<= 0.030		[2] [11] [13]
3.	A671الصفCC60 （الأنابيبالملحومة）	415	ç<= 0.21 的Mn <= 0.98 P < = 0.035 小号<= 0.035		[2] [11] [14]
4	API 5LالصفX52 （الأنابيبالملحومة）	455	ç<= 0.28 的Mn <= 1.40 P < = 0.030 小号<= 0.030		[2] [11] [13]
5	A333العلمية6 （الأنابيبالملحومة）	415	ç<= 0.30 Mn < = 1.06 P < = 0.025 小号<= 0.025	1.نظاممتوهج 2.نظاممياهالبحر 3.نظاماطفاءالحرائق 4.استنزافوالصرفالصحي النظام	[2] [11] [15]

1.3 A333العلمية6منخفضأنابيبالصلبالكربوني

واستناداإلىبياناتشاملةفيالجدول1,نوعالموادالعلمية澳大利亚6تماختيارهلتحليلتوصيفالمجهرية

والخواصالميكانيكيةللمواد。بشكلعام，A333العلمية6ويسمىالأنابيبكماأنبوبدرجةحرارةمنخفضةلأنهاقدتحمل

صلابةتأثيرفيدرجةحرارةمنخفضةتصلإلى-45°C[15]。

数字1يدلعلىعيناتمنA333العلمية6أنابيبالصلبمنخفضالكربون。

2.0منهجية

2.1توصيفالمجهرية

ووفقالشارميلا[17]，الصورةالمكبرةأمرضروريللتحقيقفيالتشكل，المجهرية，وشكلالعديدمنالميزاتبمافيذلكالحبوب，مراحلوالجزيئاتجزءالايتجزأمن。حاليا，هناكطرقالفحصالمجهريالمختلفةالمستخدمةعلىنطاقواسعفيمجالالبحوثمثلالمجهرالضوئي（حول），المجهرالإلكتروني（SEM）وانتقالالمجهرالإلكتروني（HAS）。وفقالغروب[18]，هناكمزايامختلفةمناستخدامالمجهرالضوئيمثليلتقطالصورمعارتفاعالقرار，الحصولعلىالبياناتبسرعةويوفرالمزيدمنالنتائجالكمية。ومنثم，تماستخدامضوءطريقةالفحصالمجهريلتوصيفالمجهريةمنA333العلمية6مواد。

المجهرالضوئييحتاجسطحالعينةلتكونمسطحة，علىنحوسلسوحرالصفر。
ومعذلك,أنهالاتحتاجلايكونفيأيشكلمعينمثلمستطيل,هندستهادائريةأوغيرها。كما,وقدتمإعدادنموذجمناسبقبلإجراءتوصيفالمجهريةمنخلالالمجهرالضوئي。澳大利亚العلمية6وقطعتمنخفضالكربونعينةأنابيبالصلبفي1سمطول,وتمتإزالةورقةالخردةالمعدنيةالتيتعلقعلىعينةمنخلالعمليةطحن。بعدقطععينة,وقدمطحونالسطحلإزالةسطحخشنوخدوشعلىعينة。علاوةعلىذلك,حلينتلميعمختلفةمثلالكريستالاتالماس(3ميكرونو1ميكرومتر)وغيرالبلوريةصبتالسيليكاالغرويةبالتساويعلىالمقالياختبارلضمانعمليةتلميعفعالة。وقدحصلعلىسطحعاكسبعدالانتهاءمنعمليةتلميع。

النقشهوالخطوةالأخيرةمنإعدادالعيناتقبلالملاحظةالمجهريةعبرالمجهرالضوئي。يستخدمالنقشعلىأنهاتعنيتقشيرالفيزيائيةوالكيميائيةللطبقاتالذريةللمادة[17]。ووفقالنياز[19],硝酸浸蚀液هوالحلالأمثلالنقشبالنسبةلأنواعالفولاذمنخفضالكربون[20]。علاوةعلىذلك,الوقتالنقشهوعاملمهمللنظرمنأجلضمانسطحالعينةمحفورايصلإلىالمستوىالمحدد。عموما,تحتاجالفولاذمنخفضالكربونليكونمحفوراباستخدام硝酸浸蚀液فيإطارزمنيمنثوانإلىدقائق[21]。澳大利亚العلمية6كانمحفورامنخفضةعينةالكربونالصلبل3دقيقةلضمانالعرضالدقيقللالمجهرية。数字2يعرضعمليةالحفرمن澳大利亚العلمية6منخفضالكربونالصلبسطحالعينة。

数字2:(1)عمليةالحفر;(2)بعدالحفروالتنظيفعملية

بعدإعدادالعيناتقداكتملتعلىوجهالتحديد，وقدلوحظالمجهريةللسطحالمادةمنخلالالمجهرالضوئيتحتثلاثةتكبيربصريةمختلفة，وهي10X，20X 50Xو。

2.2فيكرزصلابةاختبار

تمتحميلالعينةمستعدةعلىسندانجهازاختبارفيكرزتحتنظرالمجهري。10ثمتمتطبيقالحمولةكجمقوجاءعنطريقالضغطعلىهرمالماسإلىسطحمستومنالعينةلمدة15الصورة。بعدالانتهاءمنمسكنالوقت，وقدلوحظدنتمنخلالعرضالمجهري。حجمدنتيحتاجإلىأنتحسبعنطريققياسالقطرين[22]。

3.0النتائجوالمناقشة

3.1توصيفالمجهرية

数字3:المجهريةالصف澳大利亚6منخفضالكربونالصلبتحتالتكبيرمن10 x。وصفتالبرليتوالفريتطبقاتالتفريقبينبنيةالمرحلة。

مننتائجالمجهرالضوئي,المجهريةمنسطحالعينةتحتالتكبيرمن10倍、20موضحةX 50 Xوفيأرقام3、4و5علىالتوالي。

وفقالسكوت[23],الصلبمنخفضالكربونواثنينمنالمكوناتالرئيسية,وهيالطينوالفريت。ويعرفالبرليتعنالمناطقالمظلمةفيالمجهرية,ويتكونمنمزيججيدمنجسيماتكربيدالفريتوالحديد。وفىالوقتنفسه,وفقالكو[24],تمالعثورعلىالحبوبالطينالكذبعلىطولحدودالحبوبالفريت。منناحيةأخرى,منالمعروفأنمناطقأكثرإشراقاكماالفريت,وحدودالحبوببينالجسيماتالفريتواضحةللعيان。بشكلعام,منخفضالكربونمع0.16%ويتكونمحتوىالكربونفيحجمجزء,0.79%الفريت先共析体و0.21%منالطينعلىالتوالي[24]。وصفتكلمنالطينوطبقاتالفريتفيأرقام3、4و5。بالإضافة,المجهريةتحتالتكبيرمن10 x 20 xوحدودالحبوبعرضواضحفيمابينالحبوبالفريت。数字6يظهرشكلمنالفريتفيالصلبمنخفضالكربونلتبريربيانبشأنحدودالحبوبفيالحبوبالفريت。

数字6:他形الحبوبالحدودفيالصلبمنخفضالكربون[23]

أهميةتحليلالمجهريةمنالمواد，خصوصاالفولاذأوسبائك，هوتحديدخصائصالموادعنطريقمراقبةحجمالجسيماتوكميةفيالموادفيحدذاتها。وبناءعلىالعلاقةهولبيتش佩奇，الحدمنحجمالحبوبيرتجلقوةمنالفولاذ[25]。وبالمثل，منالنتائجالتيتمالحصولعليهامنخلالالمجهرالضوئي，الصلبمنخفضالكربوننوعA333العلمية6تتكونمنحجمأصغرمنحدودالحبوبالفريت。

3.2فيكرزصلابةاختبار

ووفقاللبياناتالتيتمإنشاؤهامنالقسم2.2,تعتمدفيكرزاختبارصلابةالنتائجعلىتحميلتطبيق,مسكنمدةوتثليمأقطار。ومنثم,لهذاالاختبار,10تمتطبيقكجمق15اللصورةلالبادئةعلى澳大利亚العلميعة6ينةالصلبمنخفضالكربون。وتكررالاختبارعلمى5ناطقمختلفةمنالعينة,التيتشم4اللحوافوالوسطللعينة。مرةواحدةجعلإندينترفيكرزحفرةعلىالعينةفيشكلهرمشكلالماس,تمتعديلخطوطحشوعلىحوافكلامنالأقطار,وسجلتقيمفيالجهاز。ثم,تمعرضالنتائجمنحيث高压,ممايدلعلىمستوىالصلابةالتيتقدمهافيكرزاختبارصلابة。وتشملالنتائجالتيتمالحصولعليهاأقطارقطريوالقيمصلابةل5نقاط,وأظهرمتوسط高压لعينةفيالجدول2。

الطاولة2：قيمةصلابةمنA333الصفعينة6منخفضالكربونالصلب

منخفضالكربونالصلب:澳大利亚العلمية6 （20مم×10مم×2مم） مستطيلعينة
نقطة	قطر1（ميكرومتر）	قطر2(ميكرومتر)	فيكرزصلابة(高压)
1	330.075	332.100	169.131
2	336.960	340.605	161.535
3.	336.555	333.315	165.268
4	329.670	326.835	172.065
5	328.455	333.720	169.131
متوسطفيكرزصلابةالقيمة			166.826

تمالتحققمنالنتائجالتيحصلعليهاالمجهريةللتسننمنخلالالمجهرالضوئي。数字7يصورالعينةالمجهريةمنالماسعلىشكلتسننعلىنقطة1、3و5منالعينةعلىالتوالي。

فإنهيدلعلىأنهناكاختلافطفيفبيننتائجقيمةصلابة(高压)。وعلىالرغممنذلكالاختبارعلى5نقاطمختلفة,قيمالصلابةالتيتمالحصولعليهايجبأنتكونمتطابقةبسببالمواداختبارنفس。وفقالتاناكاوكاميا[22],خشونةالسطحيؤثرعلىقياسقيمةصلابة。وعلىالرغممنطحنسطحالعينةبالتساوي,كانهناكتدهورفيدقةالنتيجة。ومعذلك,وفقالصامويل[26],مستوىصلابةمنالفولاذمنخفضالكربون(0.1%محتوىالكربون)هو140高压。وفىالوقتنفسه,النتائجالمتحصلعليهالدرجة澳大利亚6عرضالصلبمنخفضالكربونأنقيمةصلابةحوالي166.826高压。

4.0استنتاج

بصورةشاملة,يمكنالاستنتاجأن澳大利亚العلمية6الصلبمنخفضالكربونيمتلكالمجهريةمعحجمالحبوبأصغرحجماوأقلمحتوىالطين。والتحققمنصحةهذهالمعلوماتقوةعاليةوليونةمنالمواد。غضونذلك,صلابةمتوسطقيمةهذهالموادهي166.836高压,وكانيتوافقمنمجموعةمنقيمةصلابةلخطوطأنابيبالنفطوالغاز,وهوالحدالأقصىمن250高压。منذ澳大利亚العلمية6الصلبمنخفضالكربونلههيكلالكريستالالمناسبومستوىصلابة,وهيمناسبةلاستخدامهاكمادةخطأنابيبمنصةبحرية。
علاوةعلىذلك，نتائجهذهالدراسةيمكنأنيسهمفيمزيدمنالبحوثعلىموادالأنابيبالبحرية。

المراجع

[1]。Tanzosh,الفصلA3:موادالأنابيب,فيدليلالأنابيب,نيويورك,ماكجروهيل,(2000)。

[2]。Tanzosh,الفصلA3:موادالأنابيب,فيدليلالأنابيب,نيويورك,ماكجروهيل,(2000)。

[3] NORSOKقياسي，M-001اختيارالمواد，صناعةالنفطالنرويجية，النرويج，（2004）。

[4] Papavinasam，الفصل3 - المواد，مراقبةالتآكلفيصناعةالنفطوالغاز，（2014）133-177。

[5]。阿什比,اختيارالموادفيالتصميمالميكانيكي,برلنغتون:إلسفيرالناشر,(2005)。

[6]ليون,5 -المعادنالحديديةوالمعادنغيرالحديدية,المواداللازمةللمهندسينالمعماريينوالبنائين,3(2006)149 - 196。سوبراتا,كتيبالهندسةالبحرية,بلينفيلد:إلسفيرالمحدودة。(2005)。

[7] H.S.Wenyongوو,المجهرية,الخواصالميكانيكيةوسلوكالتآكلليزريلحمالمفاصلمتباينة

بينالفولاذالمقاومللصدأمنالحديدوالكربونالصلب,المواد&التصميم,65(2014)855 - 861。

[8] Stipanicev，F。Turcu，L. Esnault，ال。روساس，R. Basseguy，M. Sztyler，الأولباء。خشبالزان，تآكلالكربونالصلبمنالبكتيريا

منأنظمةحقنمياهالبحرالبحريةفيبحرالشمال:الفحصالمعملى,生物电化学97(2013)76 - 88。

[9]حداد,الأنابيباختيارالموادوالتطبيقات,برلنغتو:نالنشرالمهنيةالخليج,(2005)。

[10] A.J. Bryhan, w .تروير,حاملمنخفضالكربونموملحوظةx - 70خطأنابيبالصلب,البحثاللحام,1(1980)37-47。

[11] Norsokقياسي,أوراقالبياناتالماديةللأنابيب,إد6صناعةالنفطالنرويجية,النرويج(2013)。

[12]أمريكاأنابيبالمنتجات，بيانالمنتج，متاح：http://www.amerpipe.com/products。(2014)。

[13]قوانغدونغLizzالصلبالمحدودةالأنابيب,المحدودة,القردالمواصفات5 l Gr.Bالكربونالصلبالأنابيب,متاح:http://www.apisteel.com/api-spec-5l-gr-b-carbon-steel-piping-1611/。(2014)

[14] Aesteironفولاذالخاصةالمحدودة，أنابيبASTM A671 EFW，http://www.asplpipe.com/stainlesssteel-347-products.html。(2014)。

[15]الجمعيةالأمريكيةللاختباروالمواد(ASTM)、ASTM澳大利亚:المواصفاتالقياسيةلغيرالملحومةوأنابيبالصلبالملحومةلخدمةدرجةالحرارةمنخفضة,الجمعيةالأمريكيةللاختباروالمواد(ASTM)واشنطن,(2013)。

[16]مشمسالصلبالمشاريعالمحدودة,ASTM澳大利亚الصف6الأنابيبالملحومة,مشمسالصلبالمشاريعالمحدودة,2011。متاح:http://www.sunnysteel.com/astm-a333-grade-6_seamless-pipe.php # .VDBllXkcT6U。(2014)。

[17] s . m . Mukhopadhyayإعدادنموذجلتوصيفالمجهريوالتحليلالطيفيالأسطحالصلبةوالأفلام,

تقنياتإعدادعينةفيالكيمياءالتحليلية162（2003）377-411。

[18]د。غروب，2.17 - المجهرالضوئي，علومالبوليمرات：مرجعشامل，2（2012）465-478。

[19] f .نياز,m . r .خان,أنا。انعامالحق,“توصيفالمجهريةمنالصلبمنخفضالكربونالمستخدمةفيصناعةالطائرات,العددمؤتمر摩根大通,باكستان,(2010)。

[20] P.G.أوليانوف,D.Yu。Usachov前任所长A.V.فيدوروف,مثل。بوندارينكو,容积Senkovskiy,من。Vyvenko, S.V. Pushko, K.S. Balizh, A.A. Maltcev, K.I.

Borygina,صباحا。Dobrotvorskii、V.K. Adamchukالمجهرمنالفولاذالكربوني:AFMالمشتركةودراسةEBSD,العلومالتطبيقيةالسطحية267(2013)216 - 218。

[21]ه。جيرو，P.جاك，فتاه。Harlet，ك。مولس，J.منHumbeeck，ه。Aernoudt，F. Delannay，طرقفحصالمعادنل

كشفمتعددالمراحلالمجهريةمنفولاذ-TRIPالمدعومة，توصيفالمواد40（1998）111-118。

[22] M.A.H.كاميا,تحليلطحنأوراقالحبرباستخدامفيكرزللصلادةوذلكفيمؤشرالشاشات,تقنيةمسحوق164(2006)82 - 88。

[23] D.A.سكوت，دراسةالمعادنوالمجهريةمنالمعادنالقديمةوالتاريخية，سنغافورة：وJ.بولجيتيتراست（1991）。

[24]كم。كو,لي。ياو,迪康上半叶من,C.C.H.هذا,توصيفالحبوبالطينفيسهلالكربونالصلبعنطريقالانبعاث巴克豪森,

علموهندسةالمواد:ا,351(2003)310 - 315。

[25]باوليليتو,هايكيريميس,تابيوSaukkonenهانوHanninen,جانيرومانوف,تأثيرتوزيعحجمالحبوبعلىالعلاقةهولبيت业ش蚀刻الهيكليةالصلبالملحومة,علموهندسةالمواد592(2013)28-39。

[26] l .ه。صامويلز,المجهرالضوئيمنفولاذالكربو,نالولاياتالمتحدةالامريكانية:ASMالدولية,1999。