มาตรฐานสลักเกลียว API 20E กับ API 20F: ความแตกต่างหลักและเกณฑ์การเลือก

บทนำ

ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ ความสมบูรณ์ของสลักเกลียวมีความสำคัญต่อความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือ สถาบันปิโตรเลียมอเมริกัน (API) ได้พัฒนามาตรฐานหลักสองประการสำหรับสลักเกลียว: API 20E (สำหรับสลักเกลียว stud bolt ที่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนและอัลลอย) และ API 20F (สำหรับสลักเกลียวอัลลอยที่ทนต่อการกัดกร่อน) แม้ว่าทั้งสองมาตรฐานมีเป้าหมายเพื่อรับประกันคุณภาพและประสิทธิภาพ แต่มีความแตกต่างในขอบเขต ข้อกำหนดวัสดุ การทดสอบ และการรับรอง บทความนี้ให้การเปรียบเทียบอย่างละเอียดเพื่อช่วยให้วิศวกรจัดซื้อและผู้จัดการโครงการเลือกมาตรฐานที่เหมาะสมสำหรับการใช้งาน โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันสูงและอุณหภูมิสูง (HPHT)

API 20E กับ API 20F: ขอบเขตและการใช้งาน

API 20E ครอบคลุมข้อกำหนดสำหรับ stud bolt, hex bolt และ heavy hex nut ที่ทำจากเหล็กกล้าคาร์บอนและอัลลอยที่ใช้ในอุปกรณ์รับแรงดันในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ ใช้กับวัสดุเช่น ASTM A193 Grade B7, B16 และ B7M มาตรฐานนี้มีไว้สำหรับสลักเกลียวในงานทั่วไป รวมถึงอุณหภูมิและแรงดันปานกลาง

API 20F ครอบคลุมสลักเกลียวอัลลอยที่ทนต่อการกัดกร่อน รวมถึงวัสดุเช่น ASTM A193 Grade B8 (Class 1 และ 2), B8M และสแตนเลสอื่นๆ ออกแบบมาสำหรับสภาพแวดล้อมที่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อน เช่น บริการที่มีซัลไฟด์ (NACE MR0175/ISO 15156) และการใช้งานที่อุณหภูมิสูง

การเปรียบเทียบข้อกำหนดวัสดุ

ทั้งสองมาตรฐานระบุองค์ประกอบทางเคมี สมบัติทางกล และการอบชุบ อย่างไรก็ตาม API 20F กำหนดการควบคุมที่เข้มงวดกว่าในด้านความต้านทานการกัดกร่อน รวมถึงการทดสอบการกัดกร่อนระหว่างเกรนสำหรับสแตนเลส API 20E เน้นที่ความแข็งแรงและความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ (เช่น การทดสอบ Charpy V-notch สำหรับ B7)

องค์ประกอบทางเคมี

API 20E อนุญาตให้ใช้เหล็กกล้าคาร์บอนและอัลลอยที่หลากหลายกว่า ในขณะที่ API 20F จำกัดธาตุเพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อน ตัวอย่างเช่น API 20F กำหนดปริมาณโครเมียมขั้นต่ำ 10.5% สำหรับสแตนเลส

สมบัติทางกล

API 20E ระบุข้อกำหนดความต้านทานแรงดึงและความเค้นครากตามเกรด API 20F รวมข้อกำหนดเพิ่มเติมสำหรับการควบคุมความแข็ง (เช่น HRC ≤ 22 สำหรับ B8M Class 2) เพื่อป้องกันการแตกร้าวจากความเค้นซัลไฟด์

ความแตกต่างในการทดสอบและการรับรอง

ทั้งสองมาตรฐานกำหนดให้มีการทดสอบ เช่น การทดสอบแรงดึง ความแข็ง และการตรวจสอบขนาด อย่างไรก็ตาม API 20F กำหนดการทดสอบเพิ่มเติม:

• การทดสอบการกัดกร่อนระหว่างเกรน (ตาม ASTM A262 Practice E) สำหรับสแตนเลส
• การทดสอบแรงกระแทก ที่อุณหภูมิต่ำสำหรับบางเกรด
• PMI (Positive Material Identification) สำหรับการตรวจสอบอัลลอย

API 20E อาจกำหนดให้มีการทดสอบแรงกระแทก Charpy สำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำ ทั้งสองมาตรฐานกำหนดให้มีรายงานการทดสอบวัสดุที่ได้รับการรับรอง (MTR) ตาม EN 10204 3.1 หรือ 3.2

เมื่อใดควรใช้ API 20E กับ API 20F

การเลือกขึ้นอยู่กับสภาวะการใช้งาน:

• API 20E: ใช้สำหรับสภาพแวดล้อมที่ไม่กัดกร่อน อุณหภูมิปานกลาง (-20°F ถึง 1000°F) และหน้าแปลนท่อและถังแรงดันทั่วไป
• API 20F: ใช้สำหรับบริการที่มีซัลไฟด์ (มี H₂S), อุณหภูมิสูงกว่า 1000°F หรือที่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อน (เช่น นอกชายฝั่ง, กระบวนการทางเคมี)

กรณีศึกษา: การเลือกสำหรับการใช้งาน HPHT

บ่อ HPHT นอกชายฝั่งต้องการสลักเกลียวสำหรับ Christmas tree ขนาด 15,000 psi สภาพแวดล้อมมี H₂S และ CO₂ ที่ 350°F เลือกใช้ API 20F กับ ASTM A193 B8M Class 2 (เป็นไปตาม NACE) สลักเกลียวผ่านการทดสอบการกัดกร่อนระหว่างเกรนและความแข็ง API 20E ไม่เหมาะสมเนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อนไม่เพียงพอ

โซลูชัน LOKRON

LOKRON จัดหาสลักเกลียวที่ได้รับการรับรองทั้ง API 20E และ API 20F พร้อมการตรวจสอบย้อนกลับได้อย่างสมบูรณ์ ผลิตภัณฑ์ของเรารวมถึง ASTM A193 B7/B16/B7M สำหรับ API 20E และ B8/B8M/B8T สำหรับ API 20F เราจัดเตรียมเอกสาร EN 10204 3.1 และการทดสอบจากบุคคลที่สาม สำหรับการใช้งาน HPHT เราแนะนำ API 20F ที่เป็นไปตาม NACE

คำถามที่พบบ่อย

1. สามารถใช้สลักเกลียว API 20E ในบริการที่มีซัลไฟด์ได้หรือไม่?

เฉพาะในกรณีที่วัสดุผ่านการรับรองสำหรับบริการที่มีซัลไฟด์ เช่น ASTM A193 B7M อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้ว API 20F เป็นที่นิยมสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีซัลไฟด์

2. ความแตกต่างระหว่าง API 20E และ API 20F ในด้านการทดสอบคืออะไร?

API 20F กำหนดให้มีการทดสอบการกัดกร่อนระหว่างเกรนและ PMI เพิ่มเติม ในขณะที่ API 20E เน้นการทดสอบแรงกระแทกสำหรับอุณหภูมิต่ำมากกว่า

3. API 20E และ API 20F สามารถใช้แทนกันได้หรือไม่?

ไม่ได้ เนื่องจากออกแบบมาสำหรับสภาวะการใช้งานที่แตกต่างกัน การใช้ API 20E ในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนอาจทำให้เกิดความเสียหาย

4. สลักเกลียว API 20F ต้องเป็นไปตาม NACE หรือไม่?

ไม่เสมอไป แต่สำหรับบริการที่มีซัลไฟด์ มักกำหนดให้เป็นไปตาม NACE MR0175/ISO 15156 API 20F รวมเกรดที่ตรงตามข้อกำหนดเหล่านี้

5. เอกสารใดบ้างที่มาพร้อมกับสลักเกลียว API ของ LOKRON?

เราจัดเตรียมใบรับรองการตรวจสอบ EN 10204 3.1 รายงานการทดสอบวัสดุ และบันทึกการตรวจสอบย้อนกลับ

สรุป

API 20E และ API 20F ตอบสนองความต้องการที่แตกต่างกันในสลักเกลียวสำหรับอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ API 20E สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอน/อัลลอยในงานทั่วไป ในขณะที่ API 20F สำหรับอัลลอยที่ทนต่อการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง การเลือกที่เหมาะสมตามสภาวะการใช้งานมีความสำคัญต่อความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือ LOKRON นำเสนอทั้งสองมาตรฐานพร้อมการรับรองครบถ้วนและคำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญ