Трубы можно разделить на металлические и неметаллические. Металлические трубы далее подразделяются на черные и цветные. Черные металлы в основном состоят из железа, в то время как цветные металлы не состоят из железа. Трубы из углеродистой стали, трубы из нержавеющей стали, хромомолибденовые трубы и чугунные трубы - все это трубы из черных металлов, основным компонентом которых является железо. Трубы из никеля и никелевых сплавов, а также медные трубы являются трубами из цветных металлов. Пластиковые трубы, бетонные трубы, трубы с пластиковым покрытием, стеклянные трубы, трубы с бетонным покрытием и другие специальные трубы, которые могут использоваться для специальных целей, называются неметаллическими трубами. Трубы из черных металлов являются наиболее широко используемыми трубами в энергетической промышленности; трубы из углеродистой стали используются широко. Стандарты ASTM и ASME регламентируют различные материалы для труб и трубопроводов, используемые в перерабатывающей промышленности.
Углеродистая сталь является наиболее используемой сталью в промышленности, на ее долю приходится более 90% от общего объема производства стали. В зависимости от содержания углерода углеродистые стали делятся на три категории:
В легированных сталях различные пропорции легирующих элементов используются для достижения желаемых (улучшенных) свойств, таких как свариваемость, пластичность, обрабатываемость, прочность, прокаливаемость и коррозионная стойкость и т. д. Ниже приведены некоторые из наиболее часто используемых легирующих элементов и их роли:
Нержавеющая сталь — это легированная сталь с содержанием хрома 10,5% (минимум). Нержавеющая сталь демонстрирует исключительную коррозионную стойкость благодаря образованию на поверхности очень тонкого слоя Cr2O3. Этот слой также известен как пассивный слой. Увеличение количества хрома еще больше улучшит коррозионную стойкость материала. Помимо хрома, для придания желаемых (или улучшенных) свойств добавляются никель и молибден. Нержавеющая сталь также содержит различное количество углерода, кремния и марганца. Нержавеющая сталь далее классифицируется как:
Помимо вышеперечисленных марок, в промышленности также используются некоторые усовершенствованные (или специальные) марки нержавеющей стали:
Инструментальные стали имеют высокое содержание углерода (от 0,5% до 1,5%). Более высокое содержание углерода обеспечивает более высокую твердость и прочность. Эта сталь в основном используется для изготовления инструментов и форм. Инструментальные стали содержат различные количества вольфрама, кобальта, молибдена и ванадия для повышения жаропрочности и износостойкости металла, а также долговечности. Это делает инструментальную сталь идеальной для режущих и сверлильных инструментов.
Эти трубы широко используются в перерабатывающей промышленности. Обозначения труб по ASTM и ASME выглядят по-разному, но марки материалов одинаковы. Например:
Состав и свойства материалов по кодам ASME и ASTM идентичны, за исключением названия. Прочность на разрыв ASTM A 106 Gr A составляет 330 МПа, ASTM A 106 Gr B — 415 МПа, а ASTM A 106 Gr C — 485 МПа. Наиболее часто используемая труба из углеродистой стали — ASTM A 106 Gr B. Существует альтернатива ASTM A 106 Gr A 330 МПа — ASTM A 53 (горячеоцинкованная или линейная труба), которая также является широко используемой маркой углеродистой стали для труб. Труба ASTM A 53 доступна в двух марках:
Трубы ASTM A 53 делятся на три типа — тип E (сварка сопротивлением), тип F (сварка в печи и встык), тип S (бесшовные). Для типа E доступны как ASTM A 53 Gr A, так и ASTM A 53 Gr B. Для типа F доступен только ASTM A 53 Gr A, в то время как для типа S также доступны ASTM A 53 Gr A и ASTM A 53 Gr B. Прочность на разрыв трубы ASTM A 53 Gr A аналогична ASTM A 106 Gr A и составляет 330 МПа. Прочность на разрыв трубы ASTM A 53 Gr B аналогична ASTM A 106 Gr B и составляет 415 МПа. Это касается труб из углеродистой стали, которые широко используются в перерабатывающей промышленности.
Наиболее часто используемые в перерабатывающей промышленности трубы из нержавеющей стали называются аустенитными нержавеющими сталями. Основной характеристикой аустенитной нержавеющей стали является то, что она немагнитна или парамагнитна. Три важные характеристики аустенитных нержавеющих сталей:
В данной спецификации имеется 18 марок, из которых 304 L является наиболее часто используемой. Популярной категорией является 316 L из-за ее высокой коррозионной стойкости. ASTM A 312 (ASME SA 312) для труб диаметром 8 дюймов и менее. «L» вместе с маркой указывает на низкое содержание углерода, что улучшает свариваемость марки трубы.
Данная спецификация применяется к сварным трубам большого диаметра. В данной спецификации рассматриваются следующие спецификации трубопроводов: Schedule 5S и Schedule 10.
Свариваемость аустенитных нержавеющих сталей. Аустенитные нержавеющие стали имеют более высокое тепловое расширение, чем ферритные или мартенситные нержавеющие стали. Из-за высокого коэффициента теплового расширения и низкой теплопроводности аустенитной нержавеющей стали во время сварки может возникнуть деформация или коробление. Аустенитная нержавеющая сталь склонна к затвердеванию и образованию трещин при разжижении. Поэтому необходимо проявлять должную осторожность при выборе присадочных материалов и процессов сварки. Сварка под флюсом (SAW) не рекомендуется, когда требуются сварные швы из полностью аустенитной нержавеющей стали или стали с низким содержанием феррита. Таблица (Приложение 1) представляет собой руководство по выбору подходящей присадочной проволоки или электрода в зависимости от основного материала (для аустенитных нержавеющих сталей).
Хромомолибденовые трубки подходят для высокотемпературных линий связи, поскольку предел прочности хромомолибденовых трубок остается неизменным при высоких температурах. Трубки находят применение на электростанциях, в теплообменниках и т. п. Трубки соответствуют стандарту ASTM A 335 в нескольких классах:
Чугунные трубы используются для пожаротушения, дренажа, канализации, подземного водопровода и других служб. Существуют следующие марки чугунных труб:
Трубы из ковкого чугуна используются в подземных трубопроводах для пожарных служб. Трубы Dürr твердые из-за присутствия кремния. Эти трубы используются для работы с коммерческими кислотами, поскольку этот сорт демонстрирует устойчивость к коммерческим кислотам, а также для очистки воды, при которой сбрасываются кислотные отходы.
Нирмал Сурендран Менон получил степень бакалавра машиностроения в Университете Анна, Тамилнад, Индия, в 2005 году и степень магистра наук в области управления проектами в Национальном университете Сингапура в 2010 году. Он работает в нефтегазовой и нефтехимической промышленности. В настоящее время он работает полевым инженером на проекте по сжижению природного газа на юго-западе Луизианы. В рамках реализации проекта его интересы включают очистку трубопроводных систем и предотвращение потерь на предприятиях по сжижению природного газа.
Ашиш имеет степень бакалавра в области инжиниринга и более 20 лет обширного опыта работы в сфере инжиниринга, обеспечения/контроля качества, квалификации/мониторинга поставщиков, закупок, планирования ресурсов для инспекций, сварки, изготовления, строительства и субподряда.
Нефтегазовые операции часто проводятся в удаленных местах, вдали от штаб-квартир компаний. Теперь можно контролировать работу насосов, организовывать и анализировать сейсмические данные, а также отслеживать сотрудников по всему миру практически из любой точки мира. Независимо от того, находятся ли сотрудники в офисе или за его пределами, Интернет и связанные с ним приложения обеспечивают более широкий многонаправленный поток информации и контроль, чем когда-либо прежде.
Подпишитесь на OILMAN Today — двухнедельную рассылку, которая будет доставляться вам на почту со всей необходимой информацией о новостях нефтегазового бизнеса, текущих событиях и отраслевой информации.