Материалы труб

Компоненты трубопровода используются для транспортировки различных жидкостей, которые могут быть легковоспламеняющимися, коррозийными, взрывоопасными, летучими, реактивными и иногда опасными для здоровья человека, поэтому важен выбор правильного материала трубы.

Технологические условия для выбора материала труб

Выбор материала трубопровода в основном зависит от условий процесса, таких как

• Жидкость, которая транспортируется;
• при какой температуре;
• при каком давлении она транспортируется.

Попробуем разобраться в этом состоянии подробно.

Условием первого процесса, которон будет влиять на выбор материала, является тип транспортируемой жидкости. Для коррозийных жидкостей необходимо использовать более стойкий к коррозии материал по сравнению с некоррозионными материалами.

• Коррозионные жидкости, такие как - сырая нефть, морская вода, H2S, аммиак, кислоты и т. д., Требуют материала с высокой коррозионной стойкостью.
• С другой стороны, нормальной углеродистой стали достаточно для некоррозионных жидкостей, таких как - смазочное масло, воздух, азот и т. д.

Условие второго процесса, которое будет влиять на выбор материала - это температура жидкостей.

• криогенные
• низкотемпературные
• среднетемпературные
• высокотемпературные

Повышение или понижение температуры рабочей жидкости будет сильно влиять на механические свойства материала трубы, такие как ударная вязкость, относительное удлинение и предел прочности при растяжении; следовательно, потребуется специальный материал как для высокотемпературных, так и для криогенных условий применения.

Условие третьего  процесса, которое будет влиять на выбор материала, - это давление рабочих жидкостей. Потребуется высокопрочный материал или материал большей толщины для применений в условиях высокого давления по сравнению с использованием в условиях нормального давления.

Другими непроцессными факторами, которые также учитываются при выборе материала, являются:

• Стоимость материала
• Доступность - доступен ли материал на месте или требуется импорт.
• Свариваемость и технологичность материала также играют важную роль при выборе. Предпочтение всегда отдается материалу, который не требует каких-либо особых требований при сварке и изготовлении.

Свойства материала

Подобно свойствам технологической жидкости, существуют определенные свойства материала, которые также учитываются при выборе материала трубы. Некоторые из них

• Временное сопротивление при растяжении - это способность материала выдерживать воздействие растяжения.
• Предел прочности при разрыве - это нагрузка, при которой начинается пластическая деформация или, можно сказать, постоянная деформация.
• Эластичность - это способность материала восстанавливать свою нормальную форму после снятия нагрузки, как резина.
• % Удлинения - процент удлинения является мерой пластичности.
• Твердость - это способность материала противостоять пластической деформации.
•  Прочность - способность материала поглощать энергию до разрушения.
• Сопротивление ползучести - способность противостоять любым искажениям под нагрузкой в течение длительного периода.
• Усталостная прочность - это способность материала выдерживать циклическую нагрузку в течение заданного количества циклов, прежде чем он выйдет из строя.

Теперь, принимая во внимание как свойства процесса, так и свойства материала, вы можете выбрать материал трубопровода из множества доступных материалов. В этой таблице перечисляются различные типы материалов, которые используются в технологических трубопроводах для удовлетворения различных проектных условий. Материал трубопровода широко классифицируется на три категории. Металл, неметалл и композит, который представляет собой сочетание металла с металлом или металла с неметаллом.

Черный металл

1. Углеродистая сталь
2. Легированная сталь
3. Нержавеющая сталь

Цветной металл

1. Медь и медные сплавы
2. Никель и никелевые сплавы
3. Алюминий и алюминиевые сплавы
4. Титан и титановые сплавы
5. Цирконий и циркониевые сплавы

Неметаллы

1. ПВХ / ХПВХ
2. ПЭНД (полиэтилен высокой плотности низкого давления)
3. GRE / GRP (полиэстр, армированный стекловолокном)
4. Цементные трубы

Облицованная и плакированная труба

Наиболее часто используемые марки материалов ASTM:

A53 / A53M-02. Стандартная спецификация для труб - стальная, черная и горячая, оцинкованная, сварная и бесшовная.

A105 / A105M-02. Стандартная спецификация для поковок из углеродистой стали для трубопроводов.

A106-02a. Стандартная спецификация для бесшовных труб из углеродистой стали для работы при высоких температурах.

A134-96 (2001). Стандартные спецификации для труб - стальные, электросварные (дуговые) - сварные (размеры NPS 16 и более).

A135-01. Стандартная спецификация для электросварных стальных труб.

A139-00. Стандартная спецификация для электросварной (дуговой) стальной трубы (NPS 4 и выше).

A179 / A179M-90a (2001). Стандартная спецификация для бесшовных холоднотянутых низкоуглеродистых стальных теплообменных и конденсаторных трубок.

A181 / A181M-01. Стандартная спецификация для поковок из углеродистой стали, для трубопроводов общего назначения.

A182 / A182M-02. Стандартная спецификация для кованых или катаных фланцев из легированной стали, кованых фитингов, а также клапанов и деталей для работы при высоких температурах.

A193 / A193M-03. Стандартная спецификация для болтовых материалов из легированной стали и нержавеющей стали для работы при высоких температурах.

A194 / A194M-03b. Стандартная спецификация для гаек из углеродистой и легированной стали для болтов для работы под высоким давлением или при высокой температуре или для обоих.

A210 / A210M-02. Стандартная спецификация для бесшовных труб из котлов и пароперегревателей из среднеуглеродистой стали.

A234 / A234M-03. Стандартная спецификация для трубопроводной арматуры из углеродистой и легированной стали для умеренных и высоких температур.

A268 / A268M-03. Стандартная спецификация для бесшовных и сварных труб из ферритной и мартенситной нержавеющей стали общего назначения.

A269-02a. Стандартная спецификация для бесшовных и сварных труб из аустенитной нержавеющей стали для общего обслуживания.

A312 / A312M-03. Стандартная спецификация для бесшовных и сварных труб из аустенитной нержавеющей стали.

A320 / A320M-03. Стандартная спецификация для болтовых материалов из легированной стали для работы при низких температурах.

A333 / A333M-99. Стандартная спецификация для бесшовных и сварных стальных труб для работы при низких температурах.

A334 / A334M-99. Стандартная спецификация для бесшовных и сварных труб из углеродистой и легированной стали для работы при низких температурах.

A335 / A335M-03. Стандартная спецификация для бесшовных труб из ферритной легированной стали для работы при высоких температурах.

A350 / A350M-02b. Стандартная спецификация для поковок из углеродистой и низколегированной стали, требующая испытания на ударную вязкость компонентов трубопровода.

A358 / A358M-01. Стандартная спецификация для электросварных труб из аустенитной хромоникелевой легированной стали для работы при высоких температурах.

A369 / A369M-02. Стандартная спецификация для кованой и бурильной трубы из углеродистой и ферритной легированной стали для работы при высоких температурах.

A376 / A376M-02a. Стандартная спецификация для бесшовной аустенитной стальной трубы для высокотемпературного обслуживания центральной станции.

A381-96 (2001). Стандартная спецификация для стальной трубы, сваренной дуговой сваркой, для использования с системами передачи высокого давления.

A403 / A403M-03a. Стандартные спецификации для фитингов из аустенитной нержавеющей стали.

A409 / A409M-01. Стандартная спецификация для сварных стальных труб большого диаметра из аустенитной стали для коррозионной или высокотемпературной эксплуатации.

A420 / A420M-02. Стандартная спецификация для трубопроводной арматуры из деформируемой углеродистой стали и легированной стали для работы при низких температурах.

A437 / A437M-01a. Стандартная спецификация для болтового материала из легированной стали турбинного типа, специально обработанного для работы при высоких температурах.

A453 / A453M-02. Стандартная спецификация для высокотемпературных болтовых материалов с коэффициентами расширения, сопоставимыми с аустенитными нержавеющими сталями.

A524-96 (2001). Стандартная спецификация для бесшовных труб из углеродистой стали для атмосферных и более низких температур.

A530 / A530M-03. Стандартная спецификация для общих требований для специализированных труб из углеродистой и легированной стали.

A587-96 (2001). Стандартная спецификация для электросварных труб из низкоуглеродистой стали для химической промышленности.

A671-96 (2001). Стандартная спецификация для электросварной стальной трубы для атмосферных и более низких температур.

A672-96 (2001). Стандартная спецификация для электросварной стальной трубы для работы под высоким давлением при умеренных температурах.

A691-98 (2002). Стандартная спецификация для труб из углеродистой и легированной стали, сваренных электросваркой для работы под высоким давлением при высоких температурах.

A789 / A789M-02a. Стандартная спецификация для бесшовных и сварных труб из ферритной / аустенитной нержавеющей стали общего назначения.

A790 / A790M-03. Стандартная спецификация для бесшовных и сварных труб из ферритной / аустенитной нержавеющей стали.

A815 / A815M-01a. Стандартные спецификации для трубопроводной арматуры из деформируемой ферритной, ферритной / аустенитной и мартенситной нержавеющей стали.