I tubi possono essere suddivisi in tubi metallici e tubi non metallici. I tubi metallici sono ulteriormente suddivisi in tipi ferrosi e non ferrosi. I metalli ferrosi sono composti principalmente da ferro, mentre i metalli non ferrosi non sono composti da ferro. I tubi in acciaio al carbonio, i tubi in acciaio inossidabile, i tubi al cromo-molibdeno e i tubi in ghisa sono tutti tubi in metalli ferrosi con il ferro come componente principale. I tubi in nichel e leghe di nichel, così come i tubi in rame, sono tubi non ferrosi. I tubi in plastica, i tubi in cemento, i tubi rivestiti in plastica, i tubi rivestiti in vetro, i tubi rivestiti in cemento e altri tubi speciali che possono essere utilizzati per scopi speciali sono chiamati tubi non metallici. I tubi in metalli ferrosi sono i tubi più ampiamente utilizzati nel settore energetico; i tubi in acciaio al carbonio sono ampiamente utilizzati. Gli standard ASTM e ASME regolano una varietà di tubi e materiali per tubazioni utilizzati nell'industria di processo.
L'acciaio al carbonio è l'acciaio più utilizzato nell'industria e rappresenta oltre il 90% della produzione totale di acciaio. In base al contenuto di carbonio, gli acciai al carbonio sono ulteriormente suddivisi in tre categorie:
Negli acciai legati, vengono utilizzate diverse proporzioni di elementi di lega per ottenere le proprietà desiderate (migliorate) quali saldabilità, duttilità, lavorabilità, resistenza, temprabilità e resistenza alla corrosione, ecc. Alcuni degli elementi di lega più comunemente utilizzati e i loro ruoli sono i seguenti:
L'acciaio inossidabile è una lega di acciaio con un contenuto di cromo del 10,5% (minimo). L'acciaio inossidabile presenta una straordinaria resistenza alla corrosione grazie alla formazione di uno strato molto sottile di Cr2O3 sulla superficie. Questo strato è anche noto come strato passivo. Aumentando la quantità di cromo si migliorerà ulteriormente la resistenza alla corrosione del materiale. Oltre al cromo, vengono aggiunti nichel e molibdeno per conferire le proprietà desiderate (o migliorate). L'acciaio inossidabile contiene anche quantità variabili di carbonio, silicio e manganese. L'acciaio inossidabile è ulteriormente classificato come:
Oltre ai gradi sopra menzionati, nel settore vengono utilizzati anche alcuni gradi avanzati (o gradi speciali) di acciaio inossidabile:
Gli acciai per utensili hanno un elevato contenuto di carbonio (dallo 0,5% all'1,5%). Un contenuto di carbonio più elevato garantisce maggiore durezza e resistenza. Questo acciaio è utilizzato principalmente per realizzare utensili e stampi. Gli acciai per utensili contengono quantità variabili di tungsteno, cobalto, molibdeno e vanadio per aumentare la resistenza al calore e all'usura del metallo, nonché la durevolezza. Ciò rende l'acciaio per utensili ideale per utensili da taglio e foratura.
Questi tubi sono ampiamente utilizzati nell'industria di processo. Le designazioni ASTM e ASME per i tubi sembrano diverse, ma i gradi dei materiali sono gli stessi. Ad esempio:
La composizione e le proprietà del materiale nei codici ASME e ASTM sono identiche, fatta eccezione per il nome. La resistenza alla trazione dell'ASTM A 106 Gr A è di 330 Mpa, dell'ASTM A 106 Gr B è di 415 Mpa e dell'ASTM A 106 Gr C è di 485 Mpa. Il tubo in acciaio al carbonio più comunemente utilizzato è l'ASTM A 106 Gr B. Esiste un'alternativa all'ASTM A 106 Gr A da 330 Mpa, l'ASTM A 53 (zincato a caldo o tubo di linea), che è anch'esso un grado ampiamente utilizzato nei tubi in acciaio al carbonio. Il tubo ASTM A 53 è disponibile in due gradi:
I tubi ASTM A 53 sono suddivisi in tre tipologie: Tipo E (ERW - saldati a resistenza), Tipo F (saldati a forno e di testa), Tipo S (senza saldatura). Nel Tipo E sono disponibili sia ASTM A 53 Gr A che ASTM A 53 Gr B. Nel Tipo F è disponibile solo ASTM A 53 Gr A, mentre nel Tipo S sono disponibili anche ASTM A 53 Gr A e ASTM A 53 Gr B. La resistenza alla trazione dei tubi ASTM A 53 Gr A è simile a quella dei tubi ASTM A 106 Gr A a 330 Mpa. La resistenza alla trazione dei tubi ASTM A 53 Gr B è simile a quella dei tubi ASTM A 106 Gr B a 415 Mpa. Questo riguarda i tubi in acciaio al carbonio ampiamente utilizzati nell'industria di processo.
I tubi in acciaio inossidabile più utilizzati nell'industria di trasformazione sono chiamati acciai inossidabili austenitici. La caratteristica essenziale dell'acciaio inossidabile austenitico è che non è magnetico o paramagnetico. Tre specifiche importanti per gli acciai inossidabili austenitici sono:
Questa specifica comprende 18 gradi, di cui il 304 L è il più comunemente utilizzato. Una categoria popolare è il 316 L per la sua elevata resistenza alla corrosione. ASTM A 312 (ASME SA 312) per tubi di 8 pollici di diametro o meno. La "L" insieme al grado indica che ha un basso contenuto di carbonio, il che migliora la saldabilità del grado di tubo.
La presente specifica si applica ai tubi saldati di grande diametro. Le tabelle delle tubazioni trattate nella presente specifica sono la Tabella 5S e la Tabella 10.
Saldabilità degli acciai inossidabili austenitici – Gli acciai inossidabili austenitici hanno una maggiore dilatazione termica rispetto agli acciai inossidabili ferritici o martensitici. A causa dell'elevato coefficiente di dilatazione termica e della bassa conduttività termica dell'acciaio inossidabile austenitico, durante la saldatura possono verificarsi deformazioni o deformazioni. L'acciaio inossidabile austenitico è soggetto a cricche da solidificazione e liquefazione. Pertanto, è necessario prestare la dovuta attenzione nella selezione dei materiali di apporto e dei processi di saldatura. La saldatura ad arco sommerso (SAW) non è consigliata quando sono necessarie saldature in acciaio inossidabile completamente austenitico o a basso contenuto di ferrite. La tabella (Appendice 1) è una guida per la selezione del filo o dell'elettrodo di apporto appropriato in base al materiale di base (per gli acciai inossidabili austenitici).
I tubi in cromo-molibdeno sono adatti per linee di servizio ad alta temperatura perché la resistenza alla trazione dei tubi in cromo-molibdeno rimane invariata alle alte temperature. Il tubo trova applicazione in centrali elettriche, scambiatori di calore e simili. Il tubo è ASTM A 335 in diverse gradazioni:
I tubi in ghisa vengono utilizzati per servizi antincendio, drenaggio, fognatura, impieghi gravosi (in condizioni gravose), impianti idraulici sotterranei e altri servizi. I gradi dei tubi in ghisa sono:
I tubi in ghisa duttile vengono utilizzati nelle condutture sotterranee per i servizi antincendio. I tubi Dürr sono duri grazie alla presenza di silicio. Questi tubi vengono utilizzati per servizi acidi commerciali, in quanto il grado mostra resistenza agli acidi commerciali, e per il trattamento delle acque che scaricano rifiuti acidi.
Nirmal Surendran Menon ha conseguito una laurea in Ingegneria meccanica presso l'Anna University, Tamil Nadu, India nel 2005 e un Master in Project Management presso la National University of Singapore nel 2010. Lavora nel settore petrolifero/gas/petrolchimico. Attualmente lavora come ingegnere sul campo in un progetto di liquefazione del GNL nella Louisiana sud-occidentale. I suoi interessi includono la pulizia del sistema di tubazioni e la prevenzione delle perdite per gli impianti di liquefazione del GNL come parte dell'esecuzione del progetto.
Ashish ha conseguito una laurea in ingegneria e vanta oltre 20 anni di esperienza nei settori dell'ingegneria, della garanzia/controllo qualità, della qualificazione/monitoraggio dei fornitori, degli appalti, della pianificazione delle risorse di ispezione, della saldatura, della fabbricazione, della costruzione e della subappaltatura.
Le operazioni di estrazione di petrolio e gas sono spesso ubicate in località remote, lontane dalle sedi centrali delle aziende. Ora è possibile monitorare il funzionamento delle pompe, organizzare e analizzare i dati sismici e tenere traccia dei dipendenti in tutto il mondo, praticamente da qualsiasi luogo. Che i dipendenti siano in ufficio o meno, Internet e le applicazioni correlate consentono un flusso di informazioni multidirezionale e un controllo maggiori che mai.
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