Выбор материала для многокомпонентных труб зависит от типа материалов, которые они транспортируют. По трубопроводу транспортируются различные жидкости, которые могут быть легковоспламеняющимися, коррозийными, взрывоопасными, летучими, химически активными и иногда опасными для здоровья человека, поэтому важно выбрать соответствующий материал труб.
Условия процесса выбора материала труб
Выбор материала труб в основном зависит от условий процесса, таких как
Типы жидкостей
Рабочая температура
Рабочее давление
Давайте попробуем разобраться в этом состоянии глубже.
Прежде всего, условием процесса, которое будет влиять на выбор материала, является тип жидкости, которую он переносит. В случае агрессивных жидкостей необходимо выбирать материал с большей коррозионной стойкостью по сравнению с некоррозионным материалом.
Коррозионные жидкости, такие как сырая нефть, морская вода, H2S, аммиак, кислоты и т. д., требуют материала с высокой коррозионной стойкостью.
С другой стороны, обычной углеродистой стали достаточно для неагрессивных жидкостей, таких как смазочное масло, воздух, азот и т. д.
Вторым условием процесса, которое будет влиять на выбор материала, является температура жидкостей.
Криогенный
Низкая температура
Средняя температура
Высокая температура
Увеличение или уменьшение температуры рабочей жидкости сильно повлияет на механические свойства материала трубы, такие как ударная вязкость, удлинение и прочность на разрыв; поэтому для работы при высоких температурах и криогенных условиях требуются специальные материалы.
Третьим условием процесса, которое повлияет на выбор материала, является давление рабочих жидкостей. Для работы под высоким давлением требуется более прочный или более толстый материал по сравнению с обычным давлением.
Другими нетехнологическими факторами, которые также принимаются во внимание при выборе материала, являются:
Стоимость материала
Доступность -, если материал доступен локально или его необходимо импортировать.
Свариваемость и технологичность материала также играют решающую роль при выборе. Предпочтение всегда отдается материалу, не требующему особых требований при сварке и изготовлении.
Свойства материала трубки
Как и свойства технологических жидкостей, существуют определенные свойства материала, которые также учитываются при выборе материала труб. Некоторые из них
Предельная прочность на разрыв: это способность материала сопротивляться растяжению.
Сопротивление ползучести: это нагрузка, при которой начинается пластическая деформация, или, можно сказать, остаточная деформация.
Эластичность - — это способность материала возвращаться к своей нормальной форме после снятия нагрузки, например резины.
Удлинение - Процентное удлинение является мерой пластичности.
Твердость - — это способность материала сопротивляться пластической деформации.
Твердость - — это способность материала поглощать энергию перед разрушением.
Прочность на ползучесть: способность противостоять любому типу искажений при воздействии нагрузки в течение длительного периода.
Сопротивление усталости: это способность материала выдерживать циклическую нагрузку в течение заданного количества циклов, прежде чем выйти из строя.
Теперь, учитывая как технологический процесс, так и свойства материала, материал трубы можно выбрать из широкого спектра доступных материалов. В этой таблице я перечислил различные типы материалов, используемых в технологических трубах для удовлетворения различных проектных условий. Материал труб подразделяется на три категории. Металл, неметалл и композит, представляющий собой сочетание металла с металлом или металла с неметаллом.
черный металл
углеродистая сталь
Легированная сталь
Нержавеющая сталь
цветной металл
Медь и медные сплавы
Никель и никелевые сплавы
Алюминий и алюминиевые сплавы
Титан и титановые сплавы
Цирконий и циркониевые сплавы
Неметаллический
ПВХ/ХПВХ
ПНД
ГРЕ/ГРП
цементные трубы
Плакированные и плакированные трубы
Трубы Line и Clad представляют собой композитные трубы. Это означает, что они изготовлены из двух разных материалов, чтобы повысить их надежность во время эксплуатации. Эти трубы используются в качестве экономичной альтернативы высоколегированным материалам.
Марки материалов ASTM для материалов трубопроводов
А53/А53М-02. Стандартные спецификации для черных и горячеоцинкованных, сварных и бесшовных стальных труб.
А105/А105М-02. Стандартные спецификации на поковки из углеродистой стали для трубопроводов.
А106-02а. Стандартные спецификации на бесшовные трубы из углеродистой стали для работы при высоких температурах.
А134-96(2001). Стандартные спецификации для стальных труб, сваренных электросплавлением (дуговой сваркой) (размеры NPS 16 и более).
А135-01. Стандартные технические условия на стальные трубы, сваренные сопротивлением.
А139-00. Стандартные технические условия на стальные трубы, сваренные электросваркой (дуговой сваркой) (номинальный диаметр трубы 4 и выше).
А179/А179М-90а(2001 г.). Стандартные спецификации для бесшовных труб из низкоуглеродистой стали для теплообменников и конденсаторов.
А181/А181М-01. Стандартные спецификации на поковки из углеродистой стали для труб общего назначения.
А182/А182М-02. Стандартные спецификации для фланцев труб из кованой или катаной легированной стали, кованых фитингов, а также клапанов и деталей, предназначенных для работы при высоких температурах.
А193/А193М-03. Стандартные спецификации для материалов для отверток из легированной и нержавеющей стали, предназначенных для работы при высоких температурах.
А194/А194М-03б. Стандартные спецификации для гаек из углеродистой и легированной стали для болтов, предназначенных для работы под высоким давлением и/или высокой температурой.
А210/А210М-02. Стандартная спецификация на бесшовные трубы из углеродистой стали среднего диаметра для котлов и пароперегревателей.
А234/А234М-03. Стандартные спецификации для кованых фитингов из углеродистой и легированной стали для эксплуатации при умеренных и высоких температурах.
А268/А268М-03. Стандартные спецификации на бесшовные и сварные трубы из ферритной и мартенситной нержавеющей стали общего назначения.
А269-02а. Стандартные технические условия на бесшовные и сварные трубы из аустенитной нержавеющей стали общего назначения.
А312/А312М-03. Стандартные спецификации для бесшовных и сварных труб из аустенитной нержавеющей стали.
А320/А320М-03. Стандартные спецификации на крепежные материалы из легированной стали для эксплуатации при низких температурах.
А333/А333М-99. Стандартные спецификации для бесшовных и сварных стальных труб для эксплуатации при низких температурах.
А334/А334М-99. Стандартные технические условия на бесшовные и сварные трубы из углеродистой и легированной стали для эксплуатации при низких температурах.
А335/А335М-03. Стандартные спецификации на бесшовные трубы из ферритной легированной стали для эксплуатации при высоких температурах.
А350/А350М-02б. Стандартные спецификации для поковок из углеродистой и низколегированной стали, требующие испытаний на ударную вязкость для компонентов трубопроводов.
А358/А358М-01. Стандартные технические условия на трубы из аустенитной стали из хромоникелевого сплава, сваренные электросваркой, для работы при высоких температурах.
А369/А369М-02. Стандартные спецификации для кованых и перфорированных труб из углеродистой стали и ферритных сплавов для работы при высоких температурах.
А376/А376М-02а. Стандартные спецификации на бесшовные аустенитные стальные трубы для эксплуатации на центральных станциях при высоких температурах.
А381-96(2001). Стандартные спецификации для стальных труб, сваренных дуговой сваркой, для использования в системах передачи высокого давления.
А403/А403М-03а. Стандартные спецификации для кованых фитингов из аустенитной нержавеющей стали.
А409/А409М-01. Стандартные спецификации для сварных труб большого диаметра из аустенитной стали, предназначенных для работы в условиях высоких температур или коррозии.
А420/А420М-02. Стандартные спецификации для фитингов из кованой углеродистой и легированной стали для работы при низких температурах.
А437/А437М-01а. Стандартные спецификации для крепежного материала турбинного типа из специально термообработанной легированной стали для эксплуатации при высоких температурах.
А453/А453М-02. Стандартная спецификация для высокотемпературных материалов для завинчивания с коэффициентами расширения, сравнимыми с коэффициентами расширения аустенитных нержавеющих сталей.
А524-96(2001). Стандартная спецификация на бесшовные трубы из углеродистой стали для атмосферных и низких температур.
А530/А530М-03. Стандартные спецификации для общих требований к трубам из специализированной углеродистой и легированной стали.
А587-96(2001). Стандартные спецификации для труб из низкоуглеродистой стали, сваренных сопротивлением, для химической промышленности.
А671-96(2001). Стандартные технические условия на стальные трубы, сваренные электросваркой плавлением, для атмосферных и низких температур.
А672-96(2001). Стандартные спецификации для стальных труб, сваренных электросваркой плавлением, для работы под высоким давлением при умеренных температурах.
А691-98(2002). Стандартные спецификации для труб из углеродистой и легированной стали, сваренных электросваркой для работы под высоким давлением и при высоких температурах.
А789/А789М-02а. Стандартные спецификации на бесшовные и сварные трубы из ферритной/аустенитной нержавеющей стали для общего обслуживания.
А790/А790М-03. Стандартные спецификации для бесшовных и сварных труб из ферритной/аустенитной нержавеющей стали.
А815/А815М-01а. Стандартные спецификации для фитингов из ферритной, ферритной/аустенитной и мартенситной кованой нержавеющей стали
