Teknologikvalifikasjon av flensforbindelse for undervannsproduksjonssystemer: Maskinert fra smidd stang i dupleks rustfritt stål

API Spec 17D (2011) spesifiserer at flenser for undervanns brønnhode- og juletreutstyr skal være smidd, dersom utstyret går inn under spesifikasjonsnivå PSL 3 eller PSL 3G. Videre spesifiseres det i ASTM A182/A182M (2013) at flenser skal være smidd så nær til form som praktisk mulig, og at flenser ikke skal maskineres direkte fra smidd stang. Skal det være mulig å maskinere flenser direkte fra smidd stang, kreves det en kvalifikasjon av denne teknologien. En kartlegging av flensen avdekket tre nøkkelutfordringer som krever bevisførsel. Dette omfatter flensens resistans mot kombinasjoner av statiske laster, dynamiske laster og tidsavhengige degraderingsmekanismer. Hver av disse nøkkelutfordringene har en rekke underliggende usikkerheter. Eksperimentelle forsøk er utført med formål å gi bevisførsel for flensens resistans mot kombinasjoner av statiske laster. Strukturanalyser er sentral ved slik bevisførsel, og det er derfor essensielt med gode materialdata. På bakgrunn av dette er det hentet ut strekkprøver fra to stangdimensjoner (O220/O250 mm) i dupleksmaterialet UNS S31803. Strekkprøver er gjennomført i langsgående og tverrgående retning, i ulike radielle posisjoner, samt ved temperaturer fra -60 til 200 °C. E-modul, Poissons tall, 0,2 % offset flytegrense, strekkfasthet, bruddforlengelse og kontraksjon er dokumenterte materialdata fra strekkprøvene. Resultatene er videre vurdert opp mot teori, krav fra standardverk, krav fra materialprodusenten, og tidligere arbeid med strukturanalyser av flenser.Fra resultatene fremkommer det en tydelig trend med økende 0,2 % offset flytegrense fra kjernen til overflaten i stangen. Det er også tydelig anisotropi i stengene. Temperaturtestene viste endringer i E-modul, 0,2 % offset flytegrense, strekkfasthet og bruddforlengelse. Et interessant funn var en økning av bruddforlengelse ved senkede temperaturer ned til -60 °C.Vurdert opp mot materialkrav fra standardverket viste stangmaterialet tilfredsstillende egenskaper uansett retning og posisjon, men med noen usikkerheter rundt temperaturklassen. Sammenlignet med materialprodusentens egne krav, viste en stor andel av prøvestykkene til stangdimensjonen O220 mm, verdier som er under minimumskravet for 0,2 % offset flytegrense i langsgående retning. Flere av disse strekkprøvene var også hentet fra områder i stangen, som basert på tidligere arbeid, vil tilsvare kritiske områder i flensen