Вибір правильної товщини стінки безшовних сталевих труб для високотискових середовищ

Товщина стінки є одним з найважливіших факторів у системі високопressure трубопроводів. Якщо стінка трубки занадто тонка, вона може не забезпечити необхідну напірну здатність. Однак надто товста стінка може збільшити вагу, витрату матеріалу, час зварювання та вартість установки.

З цієї причини промислові покупці не повинні обирати безшвові стальові трубки лише за зовнішнім діаметром та схемою. Вони також повинні перевірити тиск, температуру, марку матеріалу, ризик корозії, виробничі допуски та застосовуваний проектний стандарт.

Зhongersheng Steel постачає безшвові стальові трубки для промислових трубопроводів, енергетичних систем, хімічної обробки, механізмів та інших вимогливих проектів. Ми співпрацюємо з проектними покупцями для підтвердження розмірів, стандартів, потреб у інспекції та експортної упаковки перед виробництвом.

Чому важлива товщина стінки в напірних системах

Внутрішній тиск створює напругу в стінці безшвової сталевої трубки. З підвищенням тиску трубці потрібно достатньо міцності матеріалу та товщини стінки для безпечного утримання рідини.

Товщина стінки також може впливати на:

• Напірну здатність
• Важливість системи
• Площу потоку
• Вимоги до зварювання
• Згинальна характеристика
• Термін служби при корозії
• Спосіб установки
• Вартість матеріалу
• Термін служби

Тим не менш, лише товщина стінки не гарантує безпечної роботи. Марка матеріалу, температура, з’єднання, зварювання, клапани, опори та умови експлуатації повинні працювати разом як єдина система.

Кваліфікований інженер повинен розрахувати необхідну товщину відповідно до керівного проектного стандарту проекту.

Почніть з проектного тиску

Проектний тиск не завжди збігається з нормальним робочим тиском. Зазвичай він включає запас для можливих змін, стрибків тиску, умов запуску або інших оперативних подій.

Перед вибором трубки проектна команда повинна визначити:

• Нормальний робочий тиск
• Максимальний очікуваний тиск
• Проектний тиск
• Іспитувальний тиск
• Можливі стрибки тиску
• Умови вакууму
• Тип рідини

Використання лише нормального тиску може призвести до невідповідного вибору матеріалу. Тому у специфікації закупівлі повинен бути зазначено підтверджений проектний тиск.

Для систем з пульсуючим тиском, таких як деякі гідравлічні лінії, лінії виходу насосів та системи компресорів, також може бути необхідно врахувати втому.

Розгляньте проектну температуру

Міцність сталі може змінюватися з підвищенням температури. Матеріал, який добре працює при кімнатній температурі, може мати нижчу допустиму напругу при підвищеній температурі.

Низькі температури також можуть впливати на жорсткість. Тому важливі як максимальна, так і мінімальна проектні температури.

Застосування при високій температурі можуть включати:

• Парові лінії
• Системи котлів
• Теплообмінники
• Трубопроводи рефінерій
• Системи теплових олій
• Обладнання для виробництва електроенергії

Марка матеріалу та розрахунок товщини стінки повинні відповідати проектній температурі. Покупці також повинні підтвердити, чи застосовуються термічна обробка, ударний тест або інші спеціальні вимоги.

Відповідність марки матеріалу службі

Різні марки сталі мають різну міцність, жорсткість, зварюваність та температурну характеристику. Звичайні марки безшвових вуглецевих сталевих труб можуть включати ASTM A106 Grade B та інші марки, вибрані відповідно до релевантного проектного стандарту.

Нержавіюча сталь може бути потрібна, коли рідина або робоче середовище створюють вищий ризик корозії. Сплавна сталь може використовуватися для певних високо Температурних або вимогливих напірних застосувань.

Правильний матеріал залежить від:

• Склад рідини
• Робоча температура
• Рівень тиску
• Умови корозії
• Потрібна механічна міцність
• Процес зварювання
• Застосовуваний стандарт трубопроводів
• Очікуваний термін служби

Зовнішньо схожу марку не слід приймати без перевірки її хімічного складу, механічних властивостей, термічної обробки та вимог стандарту.

Розуміння номінальної та мінімальної товщини стінки

Зазначена товщина стінки може бути номінальною, а не мінімально допустимою величиною. Виробничі стандарти можуть дозволяти негативний допуск по товщині.

Наприклад, трубка, замовлена з номінальною товщиною, може містити виміряні точки нижче цієї номінальної величини, але все ще відповідати стандартам продукту. Тому проектний розрахунок повинен враховувати допустимий виробничий допуск.

Покупці повинні чітко зазначити:

• Номінальна товщина стінки
• Мінімальна допустима товщина стінки
• Негативний виробничий допуск
• Допуск зовнішнього діаметра
• Застосовуваний стандарт продукту
• Потрібний метод вимірювання

Цей крок особливо важливий, коли розрахована товщина близька до стандартного розміру труби.

Схема труби vs. Фактична товщина стінки

Схеми труб, такі як Schedule 40, Schedule 80 та Schedule 160, забезпечують стандартні товщини стінок для багатьох розмірів труб. Однак одна й та сама номер схеми не означає одну фіксовану товщину для кожного зовнішнього діаметра.

Крім того, вища схема не автоматично означає, що трубка підходить для кожного високо напірного застосування. Марка матеріалу та температура все ще впливають на допустимий тиск.

Тому покупці повинні перевірити фактичну товщину стінки, указану в релевантному розмірному стандарті. У замовленні на покупку, де можливо, повинні бути включені як схема, так і необхідна номінальна товщина.

Безшвові трубки з товстою стінкою можуть бути вибрані, коли стандартні схеми не відповідають розрахованому вимогу.

Додайте відповідний запас на корозію

Корозія або ерозия можуть зменшити стінку трубки під час експлуатації. Запас на корозію додає матеріал понад мінімальне структурне вимогу.

Правильний запас залежить від:

• Тип рідини
• Хімічна концентрація
• Швидкість потоку
• Температура
• Вплив вологості
• Очікувана швидкість корозії
• Частота інспекції
• Потрібний термін служби
• Внутрішнє обкладення або покриття

Загальний запас на корозію не повинен замінювати належну перевірку матеріалу. У сильно корозійному середовищі вибір більш стійкої марки може бути більш доречним, ніж просто збільшення товщини стінки.

Ерозію також слід враховувати в лініях, що транспортують тверді речовини, пульпу або швидкі потоки рідини.

Включіть механічні та технологічні запаси

Тиск не є єдиним навантаженням на трубку. Зовнішні сили можуть надходити від опор, з’єднань обладнання, термічного розширення, вібрації, вітру або ваги труби.

Обробка також може зменшити ефективну товщину стінки. різьба, канавка, згинання, обробка на станку або формування можуть видалити матеріал або створити локальне зменшення товщини.

Інженерний огляд повинен враховувати:

• Запас на згинання
• Глибина різьби
• Технологічний запас
• Зменшення при формуванні
• Зовнішні навантаження
• Вібрація
• Циклічна служба
• Напруга при установки

Якщо безшвова трубка буде згинута, покупець повинен надати радіус згинання та метод формування. Зменшення товщини стінки на зовнішньому згині може потребувати особливого уваги.

Дотримуйтесь застосовуваного проектного стандарту

Системи високопressure трубопроводів повинні дотримуватися стандарту, вимагаємого галуззю, власником проекту та місцем установки.

Залежно від застосування, проект може посилатися на стандарти або стандарти, такі як:

• ASME B31.1 для енергетичних трубопроводів
• ASME B31.3 для процесних трубопроводів
• Застосовні правила для котлів та напірних посудин
• Європейські стандарти для напірних трубопроводів
• Інженерні специфікації клієнта
• Місцеві правила безпеки

Керівний стандарт визначає, як тиск, температура, допустима напруга, фактори з’єднань, допуски та запаси використовуються в проекті.

Постачальник труб може підтвердити специфікації матеріалу та продукту. Однак системний дизайнер залишається відповідальним за розрахунок та затвердження кінцевої товщини стінки.

Інспектуйте товщину стінки перед відправкою

Для проектів, пов’язаних з тиском, розмірна інспекція повинна перевірити, що доставлені трубки відповідають затвердженому замовленню.

Пункти інспекції можуть включати:

• Зовнішній діаметр
• Товщина стінки
• Овалність
• Прямкість
• Довжина трубки
• Стан кінців
• Якість поверхні
• Ідентифікація матеріалу
• Кількість
• Маркування упаковки

Товщину стінки можна перевірити на кінцях трубки за допомогою відповідних вимірювальних інструментів. Ультразвукове обладнання також може використовуватися для інспекції вибраних точок вздовж трубки, якщо це потрібно.

План вибірки, критерії прийняття та записи інспекції повинні бути узгоджені перед виробництвом.

Підтвердіть потреби в тестуванні та відстежуванні

Високонапірні проекти можуть вимагати більше, ніж розмірна інспекція. Вимоги до тестування залежать від стандарту трубки та умов служби.

Покупці можуть запросити або указати:

• Записи хімічного складу
• Результати механічних властивостей
• Гідростатичне тестування
• Ультразвукове тестування
• Електроводне тестування
• Ударний тест
• Записи термічної обробки
• Сертифікати матеріалу
• Відстеження за нагрівом або партії
• Третій бік інспекція

Не кожен тест застосовується до кожного замовлення. Тому потрібний тип тесту, стандарт, рівень прийняття та формат документа повинні бути вказані в запиті.

Сформуйте повний запит на безшвові трубки

Детальний запит допомагає постачальнику визначити правильний продукт та уникнути неясних припущень.