Жоғары өнімді көміртегілі бітпейтін құбырлар қандай стандарттарға сәйкес келуі тиіс?

Көміртегі балқымастан құйылған түтіктердің халықаралық стандарттары

ASTM A106 Grade B: Жоғары температуралы көміртегі балқымастан құйылған түтіктер үшін негізгі эталон

ASTM A106 Grade B электр станциялары мен мұнай қайта өңдеу зауыттарында әлем бойынша пайдаланылатын жоғары температураға шыдамды көміртегілі бітпес түтіктердің негізгі стандарты болып табылады. Бұл стандарт бұйымдардың 750 градус Фаренгейт немесе 400 градус Цельсийге дейінгі температурада жұмыс істеу кезінде кемінде 35 ksi серпімділік шегіне және 60 ksi созылу беріктігіне жетуін талап етеді. Бұл марканың ерекшелігі — оның химиялық құрамын қаншалықты ұқыпты бақылауында. Көміртегі мөлшері 0,30%-дан аспайды, марганец 0,29%-дан 1,06%-ға дейінгі аралықта болады, сонымен қатар мыс пен хром сияқты іздеріндегі элементтерге қатаң шектеулер қойылады. Бұл бақылаулар уақыт өте келе пайда болатын пісіру қасиеттерін сақтауға және ползучестьке (creep) қарсы тұруға көмектеседі. Жалпы мақсаттағы стандарттар бұған барлығын талап етпейді. A106 Grade B үшін суық жағдайларда міндетті түрде Charpy V-notch сынақтарын өткізу қажет. Сонымен қатар, толық жылу өңдеу процестері арқылы нормальдау қажет. Бұл өнеркәсіптік объектілердегі будың жүрісі мен басқа да технологиялық құбырлар жүйелерінде тұрақты қыздыру мен салқындау циклдарынан жиі туындайтын істен шығу нүктелерін шешуге бағытталған.

API 5L, ASTM A53 және EN 10216-2 салыстыруы: көміртегілі бітпейтін құбыр стандарттарын глобалдық жоба талаптарына сәйкестендіру

API 5L, ASTM A53 және EN 10216-2 арасынан таңдау жұмыс қысымына, географиялық сәйкестікке және пайдалану ортасына байланысты:

Шекаралар аралық гидрокөміртегі құбырларына келгенде, API 5L бойынша SR6 сынғыштық беріктігін растау мәселесін елемеуге болмайды. Солтүстік теңіздің офшор өрістері сияқты суық жұмыс орындарында жұмыс істейтіндер үшін EN 10216-2 сутегінің әсерінен пайда болатын сынуды тексеруді қатаң талап етеді. Екінші жағынан, коммуналдық қызмет көрсету үшін ASTM A53 бюджетке ыңғайлы нұсқа сияқты көрінуі мүмкін, бірақ ол шын мәнінде микрокүйдің бақылауын дұрыс шешпейді. Бұл мәселеде қате шешім 2023 жылғы Ponemon Institute деректері бойынша 740 мың долларға дейінгі ауыстыру шығындарына әкелуі мүмкін. Сондықтан құбырлардың қызмет ету мерзімі бойы олардың бүтіндігін сақтау үшін бірінші күннен бастап дұрыс стандартты таңдау өте маңызды.

Жоғары өнімді көміртегілі бітпелі құбырлар үшін маңызды механикалық және химиялық талаптар

Көміртегі, марганец және қалдық элементтер: Құрамы қалай беріктікті және пісірудің оңайлығын анықтайды

Материалдардың химиялық құрамы олардың механикалық қасиеттерін, бір-бірімен пісіру мүмкіндігін және уақыт өте келе төзімділігін анықтауда маңызды рөл атқарады. Көміртегі мөлшеріне келесе, сынбай иілуі мен құбырлар мен басқа да сұйықтық тасымалдау жүйелерінде сапалы пісіру қажет болатын заттар үшін шамамен 0,10% пен 0,20% аралығындағы төменгі деңгейлер ең жақсы нәтиже береді. Керісінше, 0,45% немесе одан жоғары көміртегі деңгейіне ие материалдар созылуға қарсы берік болады, сондықтан үлкен кернеуге ұшырайтын конструкциялар мен бөлшектер үшін қолайлы. Әдетте 0,30% -дан 1,06% -ға дейінгі шамада болатын марганец концентрациясы температура төмендеген кезде де қаттылық қасиеттерін және соққыға қарсы төзімділікті жақсартады және материалды пішіндеу процестері үшін жеткілікті дәрежеде өңделетін күйін сақтайды. Ыстық трещинаның пайда болуы мен сынғыш сындардың алдын алу үшін күкірт пен фосфор деңгейлерін жалпысынан 0,05% -дан төмен қатаң бақылау қажет. 2024 жылғы салалық деректерге сәйкес, тұрақты кернеу әсер ететін қолданбаларда осы шектен асып кету қызмет ету өмірін шамамен 40% -ға қысқартады.

ASТM/ASMЕ стандарттары бойынша аққыштық шегі, созылу беріктігі және соққыға төзімділік көрсеткіштері

Материалдардың механикалық қасиеттері олардың бұзылғанға дейін қандай мөлшерде созылуға шыдай алатынын анықтайды. ASTM A106 Grade B осы жерде белгілі бір стандарттар орнатады, шамамен 240 МПа-ға тең минималды ағу беріктігін және 415 МПа-ға жуық созылу беріктігін талап етеді. Бұл талаптар ASME B31.3-тің 2024 жылғы нұсқаулықтарына сәйкес -40 градус Цельсийден бастап 400°C-қа дейінгі температуралар диапазонында орындалады. Өте суық орталармен жұмыс істегенде қарастырылатын тағы бір маңызды талап бар: -30°C-та Шарпи V-тірісінің соққы сынамасы кемінде 27 Джоуль көрсетуі тиіс. Бұл осындай жағдайларда дәнекерленген құбырларда пайда болуы мүмкін болатын қатты сынуды болдырмауға көмектеседі. Бүтін құбырларды өндіру үдерісі материал бойынша біркелкі дәнекер құрылымын қалыптастырады және тігістерде пайда болуы мүмкін әлсіз орындарды жояды. Осының арқасында бүтін құбырлар, әдетте, дәнекерленген құбырларға қарағанда шамамен 25 пайызға артық қысымға шыдай алады. ASTM A53 осы беріктік талаптарының көпшілігін бөліссем де, ол соққыға сынама талаптарын қамтымайды. Бұл оны өте төмен температураға немесе жүктеме циклды қайталанатын жағдайларға иелік ететін қолданулар үшін нашар таңдауға айналдырады.

Көміртегі балшықсыз құбырдың өнімділік стандарттарына сай болуын қамтамасыз ететін өндірістік процестер

Қыздыру арқылы соғу, суық тарту және қалыптастыру: Көміртегі балшықсыз құбыр үшін процестік стандарттарға сәйкестендіру

Үш термомеханикалық процесс халықаралық стандарттарға сәйкестікті тікелей қамтамасыз етеді:

• Қыздыру , 1200°C жоғары температурада жүргізіліп, одан кейін айналмалы тесік құру арқылы жүзеге асырылады, бұл ASTM A106 стандартының жоғары температурада тұрақтылығы мен өлшемдік дәлдігіне (қабырға қалыңдығы ±12,5%) қажетті біркелкі дән ағынын қамтамасыз етеді.
• Суық тарту бетінің сапасын (API 5L бойынша Ra ≤1,6 мкм), өлшемдік дәлдікті және созылу беріктігін — 70 кси дейін — жақсартады, сонымен қатар жорғалау мен коррозияға төзімділікті арттырады.
• Нормалдау , бақыланатын ауамен салқындату арқылы жылу өңдеуі, EN 10216-2 стандартының Шарпи V-тісті сынамасы талаптарын қанағаттандыру үшін микроярықтың біркелкілігін жақсартады және төменгі температурадағы пластикалылықты 40% арттырады.

Бұл процестер қысымды жүйелердегі негізгі істен шығу себебі болып табылатын пісіру жіктерін жояды, бұл пісірілген аналогтармен салыстырғанда (2023 жылғы құбыр кесінділерінің бүтіндігі туралы деректер) саңылаулар арқылы сұйықтықтың бөгеуінің қаупін 83% дейін төмендетеді. Әрбір құбыр сертификаттау алдында автоматтандырылған ультрадыбыстық тексеру (AUT) мен гидростатикалық қысымды тексеруден өтеді, ол қолданылуына сәйкес механикалық порогтарға сәйкестікті қамтамасыз етеді.

Критикалық өнеркәсіп салаларындағы көміртегілі бітпелі құбырлар үшін қолдануға негізделген стандарттарды таңдау

Бу өндіру, мұнай мен газды тасымалдау және химиялық өңдеу: көміртегілі бітпелі құбыр стандарттарын қызмет көрсету жағдайларына сәйкестендіру

Тиімді стандартты таңдау қызмет көрсету жағдайларымен дәлме-дәл сәйкестікке байланысты:

• Бу шығару 750°F (400°C) жоғары температура үшін сырғанауға төзімділік пен жылулық тұрақтылық қамтамасыз ету үшін ASTM A106 Grade B немесе ASME SA-335 P11/P22 қажет.
• Мұнай мен газды тасымалдау ішкі қысымды >2,500 PSI деңгейінде ұстауға және қышқылды ортада сутегінің әсерінен пайда болатын сынудан қорғану үшін құрастырылған API 5L Grade X60/X70 талап етіледі.
• Химиялық өңдеу криогенді беріктікті -50°F (-45°C) дейін қамтамасыз ету үшін ASTM A333 6-сынапқа және хлоридтерге, күкірт қышқылы мен басқа да әсерді көрсететін орталарға қарсы коррозияға төзімділікті арттыру үшін ASTM A335 құймаларына сүйенеді.

Трубалар жүйесі туралы шешім қабылдаған кезде инженерлер экстремалды температуралар, коррозия қаупі және қысым жүктемелері сияқты бірнеше негізгі факторларды ескеруі қажет. Осындай жағдайлар ASME B31.3 нұсқаулықтарына сәйкес құбыр қабырғаларының қалыңдығы қандай болуы керектігін, сутегі индукцияланған сызаттардан қорғау шаралары қандай болуы керектігін және материалдар кенеттен температураның өзгеруіне шыдай алатын-алмайтынын анықтайды. Тұзды су немесе қышқылды химикаттар сияқты қатаң жағдайларға ұшыраған кезде өзінің нақты мақсатына арналып жасалған құбырлар тіршілік ету мерзімі шамамен 40 пайызға ұзақ болады. Теңіз мұнай платформалары үшін API 5L стандарты терең теңіз қысымының әсерінен құбырлардың сызаттанбауын қамтамасыз етеді. Ал химиялық зауыттар коррозиялық заттардан ыдырамау үшін хром молибден қоспалары бар ASTM A335 құбырларына сүйенеді. Дұрыс материалды таңдау өте маңызды, өйткені сәйкессіз материалдар жабдықтардың істен шығуына, қымбатқа түсетін тоқтап қалуға және қауіпсіздік нормаларын сақтау мәселелеріне әкеледі.