Трубопроводи високого-тиску та-температури

Про що не повідомляє технічний паспорт

Використовується в:Парові системи, котли, теплообмінники, нафта і газ, теплоносій

Кілька років тому я був на електростанції. Вони мали паропровід - з вуглецевої сталі, 6 дюймів, розрахований на 200 psi при 400 градусах F. Стандартні речі. Лінія пройшла гідровипробування. Виглядало добре.

Через три роки вони знайшли опуклість біля зварного шва. Витоку ще немає, але стінка труби почала рухатися. Оригінальний дизайн був правильним на папері. Але реальна робота - часті запуски, деякі стрибки тиску - була важчою, ніж припущення про стабільний-стан.

Інженер заводу сказав мені те, що я ніколи не забув: «Кодекс говорить, що вуглецева сталь підходить. Але цей код не керує моїм заводом».

Деякі речі я навчився

Вуглецева сталь- Працює добре в своїх межах. Але «обмеження» можуть бути складними. Я бачив, як паропроводи з вуглецевої сталі працюють 20 років без проблем. Я також бачив, як вони починали повзати в 5 років. різниця? Зазвичай на велосипеді. Здається, що часті запуски та зупинки є важчими для матеріалу, ніж безперервна робота. Не впевнений, що хтось має хорошу формулу для цього.

304 нержавіюча сталь- Кращий опір повзучості. Зберігає форму при високих температурах. Але тут є заковика. Якщо він занадто довго перебуває в діапазоні 800-1500 градусів F, він може викликати чутливість. Саме тоді на межах зерен утворюються карбіди хрому. Пізніше він стає схильним до міжкристалітної корозії. Не проблема для сухої пари. Але якщо система намокне або помітить певні хімічні речовини, це може стати проблемою.

316L- Ті самі температурні обмеження, що й 304. Але низький вміст вуглецю допомагає вирішити проблему сенсибілізації. Ось чому багато специфікацій вимагають 316L для зварювання при високих{4}}температурах. Молібден також допомагає проти корозії, хоча це менш актуально для сухого тепла.

321 або 347- Це стабілізовані оцінки. Вони додають титан або ніобій для запобігання сенсибілізації. Я не часто їх запасаю. Більшість людей про них не знають. Але для програм, які постійно живуть у цьому діапазоні чутливості, варто звернути увагу на них.

Про зварні vs безшовні

Мене постійно це запитують. Чесно кажучи, для більшості застосувань зварні труби підходять. Зварювальний шов на сучасній трубі від пристойного заводу не є слабкою стороною, яку люди вважають.

Але. Для дуже високого тиску - вище 3000 фунтів на квадратний дюйм або близько того - або для роботи з воднем, або для застосувань, де будь-який шов є потенційною точкою збою, безшовний є безпечнішим вибором. Я бачив специфікації, які вимагають безшовності для пари вище 600 psi незалежно від діаметра. Не моє правило. Але я дотримуюся цього, коли так вказує специфікація.

Що, на мою думку, важливіше, ніж зварні чи безшовні, це якість матеріалу та випробування. Я віддаю перевагу хорошій зварній трубі з повною документацією, ніж безшовній трубі з невідомого джерела без можливості відстеження.

Порівняння

Два НПЗ. Подібні умови пари - близько 450 фунтів на квадратний дюйм, 750 градусів за Фаренгейтом. В одному використовувалася вуглецева сталь. Один використовував нержавіючу сталь 304.

Лінія з вуглецевої сталі була дешевшою. Лінійка з нержавіючої сталі коштувала дорожче -, можливо, на 40% дорожче.

Вісім років по тому лінія з вуглецевої сталі демонструвала деформацію. Несправності не було, але труба починала овуватися. Перевірка рекомендувала заміну протягом 5 років. Нержавіюча лінія виглядала так само, як і в перший день.

Який підхід був розумнішим? Залежить. Якщо завод збирається працювати ще 15 років, можливо, вуглецева сталь підійде. Якщо йому потрібно працювати протягом 30, нержавіюча сталь могла б бути кращим вибором. Я не можу відповісти на це за вас.

Що я зазвичай постачаю

Безшовні 304/304L- Для роботи при високих-температурах. Пара, перегріта вода, теплоносії. Розклади від 40 до 160, плюс подвійний надважкий, якщо вам це потрібно.

Безшовні 316/316L- Ті самі розклади. Краще для зварювальних робіт або якщо проблема чутливості.

Зварна труба- Для систем низького тиску. Зазвичай нижче приблизно 600 фунтів на квадратний дюйм і лише за погодженням інженера. Розклади з 10 по 80.

Усе це супроводжується звітами про випробування млина. Для критично важливих робіт я можу організувати гідровипробування, PMI, перевірку третьою-стороною. Я виконував роботи, де кожен зварювальний шов на трубі - зварювальний шов млина, а не мій - потрібно було рентгенографувати. Це дорого. Але деякі специфікації вимагають цього.

Кілька речей, на які варто звернути увагу

повзучість.Вуглецева сталь починає повзати приблизно за 700-750 градусів F. Нержавіюча сталь витримує краще. Для безперервної роботи при температурі вище 800 градусів F я б схилявся до нержавіючої сталі, якщо хтось не має вагомих причин цього робити.

Сенсибілізація.Якщо ви зварюєте 304, який працюватиме в діапазоні 800-1500 градусів F, використовуйте 304L або 316L. Або вкажіть 321, якщо дозволяє бюджет. Я бачив результати сенсибілізації - не дуже.

Теплове розширення.Нержавіюча сталь розширюється більше, ніж вуглецева сталь. Приблизно на 50% більше за тієї ж температури. Я бачив пряжки, тому що опори були розроблені для розширення вуглецевої сталі. Просту річ, яку можна не помітити, але вона створює реальні проблеми.

Скачки тиску.Розрахунковий тиск — це одне. Фактичний робочий тиск може бути вищим. Я бачив тимчасові стрибки на 50% вище запланованих. Про це ніхто не думає, поки щось не вийде.

Кілька робіт, які я пам'ятаю

Хімічний завод, перегріта пара.600 фунтів на квадратний дюйм, 850 градусів за Фаренгейтом. Специфікація передбачала 304H безшовну (H означає високо-температурну міцність). Ми поставили графік 80, 4-дюймовий і 6-дюймовий. Повна УТ, повна гідро. Це було 5 років тому. Немає повідомлень про проблеми. Але я не стежу за кожною роботою, тож не можу гарантувати, що вона досі ідеальна.

Харчовий завод, теплоносій.550 градусів F, 150 psi. Вони використовували 304 зварних. Нижчий тиск, тому зварювання було в порядку. Більшою проблемою було розширення - нержавіюча сталь сильно розширюється, і їм довелося переробляти опори. Сама труба в нормі вже 4 роки.

НПЗ, водневий сервіс.2500 psi. Специфікація вимагає безшовного 316L з повним NDE і PMI. Не така робота, на якій я міг би конкурувати - вони мали список бажаних постачальників. Але я багато дізнався про те, що-насправді вимагають характеристики високого тиску. Документація важила більше труби.

Що допомагає мені дати вам корисну відповідь

Надішліть мені:

• Тиск- проектний тиск і будь-які стрибки, якщо ви про них знаєте
• температура- стабільний-стан і будь-які циклічні зміни
• Рідина- пара, вода, нафта, водень?
• Будь-яка існуюча спец-, якщо у вас є бажана оцінка

Якщо у вас ще немає специфікації, це добре. Просто скажи мені, що ти робиш. Я можу поділитися тим, що я бачив у подібних ситуаціях. Я нічого не можу гарантувати - ніхто не може -, але я можу сказати вам, що спрацювало для інших людей.