Wybór odpowiedniej grubości ścianki dla bezszwowych rur stalowych w środowiskach o wysokim ciśnieniu

Grubość ścianki jest jednym z najważniejszych czynników w systemie rurociągów wysokociśnieniowych. Jeśli ścianka rury jest zbyt cienka, może nie zapewnić wymaganej pojemności ciśnieniowej. Jednak zbyt grubą ściankę można zwiększyć wagę, zużycie materiału, czas spawania i koszty montażu.

Z tego powodu industrialni kupcy nie powinni wybierać bezszwowych rur stalowych tylko według zewnętrznego średnicy i harmonogramu. Powinni również przejrzeć ciśnienie, temperaturę, klasę materiału, ryzyko korozji, tolerancje produkcyjne i odpowiedni kod projektowy.

Zhongersheng Steel dostarcza bezszwowe rurki stalowe do rurociągów przemysłowych, systemów energetycznych, przetwarzania chemicznego, maszyn i innych wymagających projektów. Współpracujemy z kupcami projektowymi, aby potwierdzić wymiary, standardy, potrzeby inspekcji i opakowanie eksportowe przed produkcją.

Dlaczego grubość ścianki ma znaczenie w systemach ciśnieniowych

Wewnętrzne ciśnienie tworzy naprężenia w ścianie bezszwowej rury stalowej. W miarę wzrostu ciśnienia rura potrzebuje wystarczającej wytrzymałości materiału i grubości ścianki, aby bezpiecznie zatrzymać płyn.

Grubość ścianki może również wpływać na:

• Pojemność ciśnieniowa
• Waga systemu
• Obszar przepływu
• Wymagania spawania
• Wydajność zginania
• Życie korozji
• Metoda montażu
• Koszty materiałów
• Czas pracy

Jednak sama grubość ścianki nie gwarantuje bezpiecznej pracy. Klasa materiału, temperatura, połączenia, spawy, zawory, wsporniki i warunki eksploatacji muszą działać razem jako jeden system.

Kwalifikowany inżynier powinien obliczyć wymaganą grubość zgodnie z rządzącym kodem projektowym projektu.

Zacznij od ciśnienia projektowego

Ciśnienie projektowe nie zawsze jest takie samo jak normalne ciśnienie robocze. Zazwyczaj obejmuje margines na możliwe zmiany, fale ciśnieniowe, warunki uruchomienia lub inne zdarzenia operacyjne.

Przed wyborem rury zespół projektowy powinien zdefiniować:

• Normalne ciśnienie robocze
• Maksymalne oczekiwane ciśnienie
• Ciśnienie projektowe
• Ciśnienie testowe
• Możliwe fale ciśnieniowe
• Warunki próżni
• Rodzaj płynu

Użycie tylko normalnego ciśnienia może prowadzić do niewłaściwego wyboru materiału. Dlatego specyfikacja zakupu powinna podawać potwierdzone ciśnienie projektowe.

W przypadku systemów z pulsującym ciśnieniem, takich jak niektóre linie hydrauliczne, linie odpływowe pomp i systemy kompresorów, może również trzeba wziąć pod uwagę zmęczenie.

Rozważ temperaturę projektową

Wytrzymałość stali może się zmieniać wraz ze wzrostem temperatury. Materiał, który dobrze działa w temperaturze pokojowej, może mieć niższe dopuszczalne naprężenie w podwyższonej temperaturze.

Niskie temperatury mogą również wpływać na wytrzymałość na zginanie. Dlatego zarówno maksymalna, jak i minimalna temperatura projektowa są ważne.

Zastosowania wysokotemperaturowe mogą obejmować:

• Linie parowe
• Systemy kotłów
• Miany ciepła
• Rurociągi rafinerii
• Systemy oleju termicznego
• Sprzęt do produkcji energii

Klasa materiału i obliczenie grubości ścianki powinny odpowiadać temperaturze projektowej. Kupcy powinni również potwierdzić, czy stosuje się obróbkę cieplną, testy udarowe lub inne specjalne wymagania.

Dopasuj klasę materiału do usługi

Różne klasy stali oferują różną wytrzymałość, wytrzymałość na zginanie, spawalność i wydajność temperaturową. Typowe klasy bezszwowych rur z stali węglowej mogą obejmować ASTM A106 Grade B i inne klasy wybrane zgodnie z odpowiednim standardem projektu.

Stal nierdzewna może być wymagana, gdy płyn lub środowisko pracy tworzy wyższe ryzyko korozji. Stal stopowa może być używana do niektórych wysokotemperaturowego lub wymagającego ciśnienia zastosowań.

Poprawny materiał zależy od:

• Składu płynu
• Temperatury roboczej
• Poziomu ciśnienia
• Warunków korozji
• Wymaganej wytrzymałości mechanicznej
• Procesu spawania
• Dotyczy kod rurociągów
• Oczekiwany czas pracy

Niewłaściwa klasa nie powinna być akceptowana bez sprawdzenia jej składu chemicznego, właściwości mechanicznych, obróbki cieplnej i wymagań standardowych.

Zrozum nominalną i minimalną grubość ścianki

Określona grubość ścianki może być nominalna, a nie minimalną dozwoloną wartością. Standardy produkcyjne mogą zezwalać na ujemną tolerancję ścianki.

Na przykład rura zamówiona w nominalnej grubości może zawierać pomierzone punkty poniżej tej wartości nominalnej, jednocześnie spełniając standard produktu. Dlatego obliczenie projektowe powinno uwzględniać dozwoloną tolerancję produkcyjną.

Kupcy powinni wyraźnie podać:

• Nominalna grubość ścianki
• Minimalna dozwolona grubość ścianki
• Ujemna tolerancja produkcyjna
• Tolerancja zewnętrznej średnicy
• Dotyczy standard produktu
• Wymagana metoda pomiaru

Ten krok jest szczególnie ważny, gdy obliczona grubość jest bliska standardowego rozmiaru rury.

Harmonogram rury vs. Rzeczywista grubość ścianki

Harmonogramy rur, takie jak Schedule 40, Schedule 80 i Schedule 160, zapewniają standardowe grubości ścianek dla wielu rozmiarów rur. Jednak ten sam numer harmonogramu nie reprezentuje jednej stałej grubości w całej zewnętrznej średnicy.

Ponadto wyższy harmonogram nie automatycznie oznacza, że rura nadaje się do każdego zastosowania wysokociśnieniowego. Klasa materiału i temperatura nadal wpływają na dopuszczalne ciśnienie.

Dlatego kupcy powinni sprawdzić rzeczywistą grubość ścianki pokazaną w odpowiednim standardzie wymiarowym. Zamówienie zakupu powinno obejmować zarówno harmonogram, jak i wymaganą nominalną grubość, jeśli to możliwe.

Ciężkie bezszwowe rurki mogą być wybierane, gdy standardowe harmonogramy nie spełniają obliczonego wymogu.

Dodaj odpowiedni dopuszczalny korozji

Korozja lub erozja może zmniejszyć ściankę rury podczas eksploatacji. Dopuszczalny korozji dodaje materiał ponad minimalne wymagania konstrukcyjne.

Poprawny dopuszczalny zależy od:

• Rodzaj płynu
• Stężenie chemiczne
• Prędkość przepływu
• Temperatura
• Ekspozycja na wilgoć
• Oczekiwana szybkość korozji
• Częstotliwość inspekcji
• Wymagany czas pracy
• Wewnętrzne wyściółkowanie lub powłoka

Ogólny dopuszczalny korozji nie powinien zastępować odpowiedniego przeglądu materiału. W silnie korodującym środowisku wybór bardziej odpornej klasy może być bardziej odpowiedni niż po prostu zwiększenie grubości ścianki.

Erozja również powinna być brana pod uwagę w liniach transportujących stałe, zawiesiny lub płyny o wysokiej prędkości.

Uwzględnij dopuszczalne mechaniczne i obróbki

Ciśnienie nie jest jedyną obciążeniem rury. Zewnętrzne siły mogą pochodzić z wsporników, połączeń sprzętu, rozszerzenia termicznego, wibracji, wiatru lub wagi rury.

Obróbka również może zmniejszyć efektywną ściankę. Gwintowanie, rowkowanie, zginanie, obróbka skrawaniem lub formowanie mogą usuwać materiał lub tworzyć lokalne cienienie.

Przegląd inżynierski powinien uwzględniać:

• Dopuszczalny zginania
• Głębokość gwintu
• Dopuszczalny obróbki skrawaniem
• Redukcja formowania
• Zewnętrzne obciążenia
• Wibracja
• Usługa cykliczna
• Napięcie montażowe

Jeśli bezszwowa rura zostanie zgięta, kupujący powinien podać promień zakrzywienia i metodę formowania. Cienienie ścianki na zewnętrznym zakrzywieniu może wymagać szczególnej uwagi.

Postępuj zgodnie z odpowiednim kodem projektowym

Systemy rurociągów wysokociśnieniowych muszą być zgodne z kodem wymaganym przez branżę, właściciela projektu i miejsce montażu.

W zależności od zastosowania projekt może odnosić się do standardów lub kodów takich jak:

• ASME B31.1 dla rurociągów energetycznych
• ASME B31.3 dla rurociągów procesowych
• Dotyczy reguł kotłów i naczynia ciśnieniowego
• EN standardy rurociągów ciśnieniowych
• Specyfikacje inżynierskie klienta
• Lokalne regulacje bezpieczeństwa

Rządzący kod definiuje, jak ciśnienie, temperatura, dopuszczalne naprężenie, czynniki złączy, tolerancje i dopuszczalne są używane w projekcie.

Dostawca rury może potwierdzić specyfikacje materiału i produktu. Jednak projektant systemu pozostaje odpowiedzialny za obliczenie i zatwierdzenie ostatecznej grubości ścianki.

Inspekcja grubości ścianki przed wysyłką

W przypadku projektów związanych z ciśnieniem inspekcja wymiarowa powinna zweryfikować, że dostarczone rurki pasują do zatwierdzonego zamówienia.

Punkty inspekcji mogą obejmować:

• Zewnętrzna średnica
• Grubość ścianki
• Elipsowość
• Płaskość
• Długość rury
• Stan końca
• Jakość powierzchni
• Identyfikacja materiału
• Ilość
• Oznaczenia paczki

Grubość ścianki można sprawdzić na końcach rury za pomocą odpowiednich narzędzi pomiarowych. Urządzenia ultradźwiękowe mogą również być używane do inspekcji wybranych punktów wzdłuż rury, gdy jest to wymagane.

Plan próbkowania, kryteria akceptacji i zapisy inspekcji powinny zostać uzgodnione przed produkcją.

Potwierdź potrzeby testowania i śledzenia

Projekty wysokociśnieniowe mogą wymagać więcej niż inspekcja wymiarowa. Wymagania testowania zależą od standardu rury i warunków eksploatacji.

Kupcy mogą poprosić lub określić:

• Zapisy składu chemicznego
• Wyniki właściwości mechanicznych
• Testowanie hydrostatyczne
• Testowanie ultradźwiękowe
• Testowanie prądem wirującym
• Testowanie udarowe
• Zapisy obróbki cieplnej
• Certyfikaty materiałów
• Śledzenie ciepła lub partii
• Inspekcja przez stronę trzecią

Nie każdy test dotyczy każdego zamówienia. Dlatego wymagany typ testu, standard, poziom akceptacji i format dokumentu powinien pojawić się w zapytaniu.

Przygotuj pełne zapytanie o bezszwową rurkę

Szczegółowe zapytanie pomaga dostawcy zidentyfikować poprawny produkt i uniknąć niejasnych założeń.

Prosimy o dostarczenie:

• Klasa materiału
<