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.

Материал трубы
Металл		Неметалл	Облицованная и плакированная
Черный	Цветной
Чугун	Медный сплав	ПВХ/ХПВХ	Футерованная резиной
Углеродистая сталь	Никелевый сплав	ПЭНД	Футерованная фторопластом
Легированная сталь	Алюминиевый сплав	Полиэстр, армированный стекловолкном	Футерованная стеклопластом
Нержавеющая сталь	Другие сплавы	Науглероживающая среда	Футерованная стеклом
			Футерованная цементирующим веществом

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.