Specialartiklar - Tryck och Svets 2011

Ur ett innehållsrikt och informativt seminarieinnehåll har vi valt att uppmärksamma några föredrag som är aktuella och har ett generellt intresse för alla som sysslar med tryckbärande anordningar eller har tankar kring svetsning.

Tryckkärlsstål – materialegenskaper och utveckling

Bertil Ahlblom på SSAB i Oxelösund är en person med lång erfarenhet av olika slags stål och alltså rätt man att belysa vad som kännetecknar ett bra stål för tryckkärl.
Bertil Ahlblom, SSAB  

”Det finns egentligen bara marginella skillnader i kraven på mekaniska egenskaper om man jämför tryckkärlsstål och konstruktionsstål. En skillnad är kraven på seghet i transversell riktning, en annan kraven på provning och dokumentation. Skillnaden i kontrollens omfattning innebär att det är svårt att klassa om en konstruktionsplåt till en tryckkärlsplåt trots att de i övrigt är rätt lika.”

SSAB ser tryckkärlsstål som ett intressant komplement till den allmänna inriktningen på seghärdade stål. Detta eftersom kunderna till de förstnämnda ställer höga krav på kvalitetskontroll och dokumentation, vilket leder till renare stål och snävare toleranser.

”Jämfört med 80-talet levererar SSAB idag stål med svavelnivåer som tidigare bara gällde för särskilt svavelrenade material. De mycket låga svavelhalter man idag ligger på inverkar mycket positivt på stålets seghet som är en viktig egenskap. ”

Bertil berättade även att nya valsningsprocesser har lett till att stålets kornstorlek blir mindre vilket också ger ett bidrag till en högre materialseghet hos de stål man levererar enligt standarden SS-EN 10028 som specificerar olika typer av stål i produktformen plåt för tryckändamål.

”Vi arbetar med olika tekniker som ugnsnormalisering (SS-EN 10028-2 och 10028-3), termomekanisk valsning med accelererad kylning (SS-EN 10028-5) och konventionell härdning och anlöpning för eliminering av restspänningar (SS-EN 10028-6).

Välj rätt stål – eller rätt Mariekex

Efter alla goda råd om hur man väljer rätt material till tryckbärande anordningar ställde seminariets moderator Helen Selin deltagarna inför en sann utmaning – att välja rätt Mariekex i ett blindtest.

Mariekexets historia börjar enligt Wikipedia i London år 1874 i samband med ett kungligt bröllop mellan Alfred Sachsen-Coburg-Gotha och den ryska furstinnan Maria Alexandrovna. Mariekexet är en hårt standardiserad produkt av vete med rund form, tunn och spröd karaktär, smak av vanillin och kännetecknat genom prägling av texten Maria på framsidan. Går det trots detta att finna kvalitetsskillnader mellan olika tillverkare.

Ja, enligt panelen på Tryck och Svets var nummer 2 från Lidl det smakligaste alternativet, något tjockare och fylligare än de två konkurrenterna. Kännarna kunde dock identifiera ett äkta Mariekex från Göteborg på ”den rätta gyllene färgen och den möra men fasta konsistensen” medan Coops lågprisalternativ hade lägst antal anhängare. Denna lilla undersökning gjordes i syfte att belysa att en produkt som uppfyller en viss specifikation kommer att få lite olika egenskaper beroende på vem som tillverkar mot specifikationen. Överfört på stål illustrerar detta att man inte bara skall välja rätt stålsort enligt rätt specifikation utan att val av stålverk kan ha en betydande inverkan på egenskaperna hos den levererade produkten.

Fitness for Service eller bedömning av skadade delar i tryckbärande anordningar

Dr.-Ing. Jürgen Deininger från TÜV SÜD i München hade tagit sig till Göteborg för att berätta vad han och hans kollega, Dr.-Ing Robert Kauer kommit fram till när det gäller bedömning av komponenter i tryckbärande anordningar i en anläggning som kanske varit i drift i 30-40 år.

Jürgen Deininger, TÜV SÜD

 

”Målet är givetvis att uppnå högsta möjliga säkerhet genom rätt avvägt underhåll och reparation. Fitness for Service, FFS, är ett verktyg som kan användas under komponenternas hela livslängd, egentligen ända från produktion till slutgiltig skrotning. Med hjälp av FFS kan man bedöma om en komponent avviker från de ursprungliga konstruktionsförutsättningarna och om den åter kan användas efter reparation eller underhåll eller om den måste kasseras. FFS är alltid en fördel när man skall göra ett avvägande mellan kostnad och nytta.”

Det finns ett antal koder och standarder samt andra informationskällor som används i samband med FFS, till exempel amerikanska API 579-1 och ASME FFS-1, som definierar skadetyper, eller FITNET, det europeiska nätverket för Fitness for Service.

”API 579-1 är indelat i flera nivåer, allt från nivå 1, en enkel konservativ bedömning som kräver få indata och kostar högst tiotusen kronor till nivå 3 som kräver en insats av en FFS-expert, speciella dataprogram och kostar minst det tiodubbla för en mycket detaljerad bedömning.”

TÜV har utfört ett stort antal bedömningar enligt principerna för FFS och Jürgen gick genom några typiska fall:

Brandskada på värmeväxlare. Efter en brand kunde man konstatera att temperaturen överstigit 1000 oC på grund av att en mässingsskylt smält. Anläggningsägaren ville ha spårbar dokumentation enligt en erkänd standard. Visuell inspektion kompletterades med hårdhetstest och ins-situ metallografisk prövning, som indikerade att materialets egenskaper bevarats trots branden. En kanal ersattes i värmeväxlaren och den kunde snabbt tas i drift tack vare FFS.

Sprickor upptäcktes i kjolen till en kokstrumma tagen i bruk 1990. Ägaren hade ökat frekvensen för de termiska cyklerna från 25 till 18 timmar. En bedömning gjordes av utmattningsbelastningen och lastcyklerna varefter man gjorde ett förslag till optimerad geometri för infästningshålen och en inspektionsplan.

I Trieste i Italien finns en stor råoljeterminal som via pipeline försörjer raffinaderier i Österrike och Tyskland. Ägaren ville genomföra en inspektion av rörledningar med avseende på materialförlust för att fastställa en rimlig kostnad för underhåll och service. Man kartlade olika faktorer som påverkar korrosionen, om vatten ansamlas på ledningen, om vattnet innehåller klorider, om nedgrävda ledningar uppvisar fler skador än rör omgivna av luft. En statistisk behandling utfördes av korrosionsförloppet utfördes som underlag för en långfristig inspektionsplan.

Svetsekonomi och produktivitet

Att högskolor och näringsliv har mycket att ge varandra bevisades av professor Nils Stenbacka från Högskolan Väst i Trollhättan, författare till boken ”Svetsekonomi och produktivitet”, när han avslutade Tryck och Svets 2011 genom att ställa ett antal viktiga frågor om korrelationen mellan ekonomi och teknik vid svetsning.
  Nils Stenbacka, Högskolan Väst

”Sverige ligger med en stålkonsumtion på 538 kg/person och år klart över EU-genomsnittet på 406 kg. Det har alltså en nationalekonomisk betydelse hur vi hanterar vårt stål. Vi konkurrerar med de baltiska länderna, Polen och Ukraina. Är lägre löner den enda avgörande faktorn? ISA har slagit fast att företag får produktion tack vare skicklig personal, tack vare att man lyssnar på kritiska kunder och genom att man har vetenskapligt utbildade ingenjörer. Produktion av enkla produkter, t ex stålbalkar kanske flyttas ut till följd av strukturrationalisering, men med hjälp av svetsekonomi kan man räkna hem många jobb, motivera investeringar och höja produktiviteten.”

Optimering är ett hjälpmedel – om man kan minska ett svetsat a-mått från 5 till 4 mm för att tillgodoräkna sig 1 mm inträngning i materialet sparar man 36 % av svetskostnaden.

Kostnadseffektiv svetsning består av flera komponenter, billigt tillsatsmaterial, få deformationer, lite efterbearbetning men också en hög andel värdeskapande tid tack vare en robust tillverkningsprocess som saknar flaskhalsar.

”Den dominerande faktorn för svetskostnaden är en kvot mellan svetsgodsvikt gånger summan av maskin- och operatörskostnad delat med insvetstal gånger bågtidsfaktor. Insvetstalet är nyttotalet i % genom nedsmältningstalet i kg/h. Bågtidsfaktorn består av svetstid genom den totala cykeltiden – olika för t ex MMA belagd elektrod, MIG/MAG trådelektrod, rörelektrod, pulverbågssvetsning etc.”

Summan av kardemumman är att lägre svetsgodsvikt minskar totalkostnaden. För att kunna räkna hem en investering, t ex i form av automatisering eller att man inför en twin arc process måste man jämföra svetskostnaden i kronor per meter med maskinkostnaden per timme och summera totalkostnaden. Vinsten kanske inte finns att hämta hem i produktivitet mätt som längre svetsfogar per tidsenhet utan i färre operationer, mindre deformationer och mindre reklamationer.

 

Av: Tage Eriksson

Sidan skapad: 03 maj 2011