Lựa chọn vật liệu cho ống đa thành phần đi sâu vào loại vật liệu mà chúng vận chuyển. Các chất lỏng khác nhau được vận chuyển qua đường ống có thể dễ cháy, ăn mòn, nổ, dễ bay hơi, phản ứng và đôi khi nguy hiểm cho sức khỏe con người, vì vậy điều quan trọng là phải chọn vật liệu ống thích hợp.
Điều kiện của quá trình lựa chọn vật liệu ống
Việc lựa chọn vật liệu ống chủ yếu phụ thuộc vào các điều kiện của quá trình, chẳng hạn như
Các loại chất lỏng
Nhiệt độ phục vụ
Áp lực dịch vụ
Chúng ta hãy cố gắng hiểu sâu hơn về tình trạng này.
Trước hết, điều kiện quy trình sẽ ảnh hưởng đến việc lựa chọn vật liệu là loại chất lỏng mà nó mang theo. Trong trường hợp chất lỏng ăn mòn, phải chọn vật liệu có khả năng chống ăn mòn cao hơn so với dịch vụ không ăn mòn.
Các chất lỏng ăn mòn như dầu thô, nước biển, H2S, amoniac, axit, v.v., đòi hỏi vật liệu có khả năng chống ăn mòn cao.
Mặt khác, thép carbon thông thường đủ dùng cho các chất lỏng không ăn mòn như dầu bôi trơn, không khí, nitơ, v.v.
Điều kiện quy trình thứ hai sẽ ảnh hưởng đến việc lựa chọn vật liệu là nhiệt độ của chất lỏng.
đông lạnh
Nhiệt độ thấp
Nhiệt độ trung bình
Nhiệt độ cao
Việc tăng hoặc giảm nhiệt độ của chất lỏng dịch vụ sẽ ảnh hưởng lớn đến các tính chất cơ học của vật liệu ống, chẳng hạn như độ bền va đập, độ giãn dài và độ bền kéo; do đó, vật liệu đặc biệt là cần thiết cho các dịch vụ nhiệt độ cao và đông lạnh.
Điều kiện quy trình thứ ba sẽ ảnh hưởng đến việc lựa chọn vật liệu là áp suất của chất lỏng dịch vụ. Cần có vật liệu có độ bền cao hoặc dày hơn cho các dịch vụ áp suất cao so với các dịch vụ áp suất thông thường.
Các yếu tố phi quy trình khác cũng được tính đến trong quá trình lựa chọn nguyên liệu là
Chi phí vật liệu
Tính sẵn có - nếu nguyên liệu có sẵn tại địa phương hoặc cần được nhập khẩu.
Khả năng hàn và khả năng sản xuất của vật liệu cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc lựa chọn. Luôn ưu tiên những vật liệu không yêu cầu bất kỳ yêu cầu đặc biệt nào trong quá trình hàn và sản xuất.
Thuộc tính vật liệu ống
Giống như các đặc tính của chất lỏng xử lý, có một số đặc tính vật liệu nhất định cũng được tính đến khi lựa chọn vật liệu ống. Một số trong số họ là
Độ bền kéo cuối cùng: Đó là khả năng của vật liệu chống lại khi chịu lực căng.
Khả năng chống rão: đó là tải trọng mà tại đó biến dạng dẻo bắt đầu, hay có thể nói là biến dạng vĩnh viễn.
Độ đàn hồi - là khả năng của vật liệu trở lại hình dạng bình thường sau khi loại bỏ tải trọng, chẳng hạn như cao su.
Độ giãn dài - Độ giãn dài phần trăm là thước đo độ dẻo.
Độ cứng - là khả năng của vật liệu chống lại biến dạng dẻo.
Độ cứng - là khả năng vật liệu hấp thụ năng lượng trước khi bị gãy.
Độ bền leo: Khả năng chống lại bất kỳ loại biến dạng nào khi chịu tải trọng trong thời gian dài.
Khả năng chống mỏi: Đó là khả năng của vật liệu chịu được tải trọng theo chu kỳ trong một số chu kỳ nhất định trước khi bị hỏng.
Hiện nay, có tính đến cả quy trình và đặc tính vật liệu, vật liệu ống có thể được chọn từ nhiều loại vật liệu sẵn có. Trong bảng này, tôi đã liệt kê các loại vật liệu khác nhau được sử dụng trong đường ống xử lý để đáp ứng các điều kiện thiết kế khác nhau. Vật liệu ống được phân thành ba loại. Kim loại, phi kim và composite, là sự kết hợp giữa kim loại với kim loại hoặc kim loại với phi kim.
kim loại màu
thép cacbon
Thép hợp kim
Thép không gỉ
kim loại màu
Đồng và hợp kim đồng
Hợp kim niken và niken
Nhôm và hợp kim nhôm
Titan và hợp kim titan
Hợp kim zirconi và zirconi
Phi kim loại
PVC/CPVC
HDPE
GRE/GRP
ống xi măng
ống bọc và bọc
Ống Line và Clad là ống composite. Điều này có nghĩa là chúng được làm từ hai vật liệu khác nhau để cải thiện độ tin cậy trong quá trình vận hành. Những ống này được sử dụng như một sự thay thế kinh tế cho vật liệu hợp kim cao.
Cấp vật liệu ASTM cho vật liệu đường ống
A53/A53M-02. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép đen và nhúng nóng, mạ kẽm, hàn và liền mạch.
A105/A105M-02. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho vật liệu rèn bằng thép carbon cho các ứng dụng đường ống.
A106-02a. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép carbon liền mạch cho các dịch vụ nhiệt độ cao.
A134-96(2001). Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép hàn nhiệt hạch (hồ quang) (NPS cỡ 16 trở lên).
A135-01. Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép hàn điện trở.
A139-00. Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép hàn điện (Arc) (NPS 4 trở lên).
A179/A179M-90a(2001). Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép liền mạch có hàm lượng carbon thấp dùng cho bộ trao đổi nhiệt và bình ngưng.
A181/A181M-01. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho việc rèn thép cacbon cho các ống có mục đích chung.
A182/A182M-02. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho mặt bích ống thép hợp kim rèn hoặc cán, phụ kiện rèn, van và các bộ phận dùng cho dịch vụ nhiệt độ cao.
A193/A193M-03. Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho vật liệu bắt vít bằng thép hợp kim và thép không gỉ dùng cho dịch vụ nhiệt độ cao.
A194/A194M-03b. Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn đối với đai ốc bằng thép cacbon và thép hợp kim dùng cho bu lông làm việc ở áp suất cao, nhiệt độ cao hoặc cả hai.
A210/A210M-02. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép carbon liền mạch cỡ trung bình dùng cho nồi hơi và bộ quá nhiệt.
A234/A234M-03. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho các phụ kiện đường ống bằng thép cacbon và thép hợp kim rèn để sử dụng ở nhiệt độ trung bình và cao.
A268/A268M-03. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép không gỉ Ferit và Martensitic liền mạch và hàn cho dịch vụ tổng hợp.
A269-02a. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép không gỉ Austenitic liền mạch và hàn cho dịch vụ tổng hợp.
A312/A312M-03. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép không gỉ austenit liền mạch và hàn.
A320/A320M-03. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho vật liệu buộc chặt bằng thép hợp kim cho các dịch vụ ở nhiệt độ thấp.
A333/A333M-99. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép liền mạch và hàn cho các dịch vụ nhiệt độ thấp.
A334/A334M-99. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống liền mạch và hàn bằng thép cacbon và thép hợp kim dùng cho dịch vụ ở nhiệt độ thấp.
A335/A335M-03. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép hợp kim Ferritic liền mạch cho dịch vụ nhiệt độ cao.
A350/A350M-02b. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho vật liệu rèn cacbon và thép hợp kim thấp yêu cầu kiểm tra độ bền của các bộ phận đường ống.
A358/A358M-01. Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép Austenitic hợp kim crom-niken hàn điện cho dịch vụ nhiệt độ cao.
A369/A369M-02. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép carbon và hợp kim ferritic được rèn và đục lỗ để sử dụng ở nhiệt độ cao.
A376/A376M-02a. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép Austenitic liền mạch cho dịch vụ trạm trung tâm nhiệt độ cao.
A381-96(2001). Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép hàn hồ quang kim loại để sử dụng trong hệ thống truyền tải áp suất cao.
A403/A403M-03a. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho các phụ kiện ống thép không gỉ Austenitic rèn.
A409/A409M-01. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống hàn thép austenit đường kính lớn dùng cho các dịch vụ chịu nhiệt độ cao hoặc ăn mòn.
A420/A420M-02. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho các phụ kiện ống thép hợp kim và thép cacbon rèn cho dịch vụ nhiệt độ thấp.
A437/A437M-01a. Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho vật liệu buộc chặt loại tuabin bằng thép hợp kim được xử lý nhiệt đặc biệt để sử dụng ở nhiệt độ cao.
A453/A453M-02. Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn dành cho vật liệu vặn vít ở nhiệt độ cao, có hệ số giãn nở tương đương với hệ số giãn nở của thép không gỉ austenit.
A524-96(2001). Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép carbon liền mạch cho nhiệt độ khí quyển và nhiệt độ thấp.
A530/A530M-03. Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho các yêu cầu chung của ống thép cacbon và hợp kim chuyên dụng.
A587-96(2001). Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép cacbon thấp hàn điện trở dùng cho ngành hóa chất.
A671-96(2001). Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép hàn nhiệt hạch dùng cho nhiệt độ khí quyển và nhiệt độ thấp.
A672-96(2001). Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép hàn điện dùng cho dịch vụ áp suất cao ở nhiệt độ vừa phải.
A691-98(2002). Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép cacbon và hợp kim, hàn điện cho ứng dụng áp suất cao ở nhiệt độ cao.
A789/A789M-02a. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép không gỉ ferritic/austenit liền mạch và hàn cho dịch vụ chung.
A790/A790M-03. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho ống thép không gỉ ferritic/austenit liền mạch và hàn.
A815/A815M-01a. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn cho các phụ kiện ống thép không gỉ rèn Ferritic, Ferritic/Austenitic và Martensitic
