انواع مواد لوله و انتخاب - راهنمای کامل

انتخاب مواد برای لوله های چند جزئی به نوع موادی که آنها حمل می کنند می پردازد. مایعات مختلفی از طریق یک خط لوله منتقل می شوند که می توانند قابل اشتعال، خورنده، انفجاری، فرار، واکنش پذیر و گاهی اوقات برای سلامت انسان خطرناک باشند، بنابراین انتخاب مواد مناسب لوله مهم است.

شرایط فرآیند انتخاب مواد لوله

انتخاب مواد لوله عمدتاً به شرایط فرآیند بستگی دارد، مانند

انواع مایعات

دمای سرویس

فشار سرویس

بیایید سعی کنیم این شرایط را عمیقاً درک کنیم.

اول از همه، شرایط فرآیندی که بر انتخاب ماده تأثیر می گذارد، نوع سیالی است که آن را حمل می کند. در مورد سیالات خورنده باید ماده ای با مقاومت خوردگی بیشتر در مقایسه با سرویس غیرخورنده انتخاب شود.

سیالات خورنده مانند نفت خام، آب دریا، H2S، آمونیاک، اسیدها و غیره به مواد مقاوم در برابر خوردگی بالا نیاز دارند.

از طرف دیگر، فولاد کربن معمولی برای سیالات غیر خورنده مانند روغن روان کننده، هوا، نیتروژن و غیره کافی است.

دومین شرط فرآیندی که بر انتخاب مواد تأثیر می گذارد، دمای سیالات است.

برودتی

دمای پایین

دمای متوسط

دمای بالا

افزایش یا کاهش دمای سیال سرویس به شدت بر خواص مکانیکی مواد لوله مانند استحکام ضربه، کشیدگی و استحکام کششی تأثیر می گذارد. بنابراین، مواد خاصی برای خدمات دمای بالا و برودتی مورد نیاز است.

سومین شرایط فرآیندی که بر انتخاب مواد تأثیر می گذارد، فشار سیالات سرویس است. برای خدمات فشار بالا در مقایسه با خدمات فشار معمولی به موادی با استحکام بالا یا ضخیم‌تر نیاز است.

سایر عوامل غیر فرآیندی که در انتخاب مواد نیز مورد توجه قرار می گیرند عبارتند از

هزینه مواد

در دسترس بودن - در صورتی که مطالب به صورت محلی در دسترس باشد یا باید وارد شود.

قابلیت جوشکاری و ساخت مواد نیز نقش مهمی در انتخاب دارد. اولویت همیشه به موادی داده می شود که در هنگام جوشکاری و ساخت نیازی به نیاز خاصی ندارند.

خواص مواد لوله

مانند خواص سیالات فرآیند، خواص مواد خاصی وجود دارد که در انتخاب مواد لوله نیز مورد توجه قرار می گیرد. برخی از آنها هستند

استحکام کششی نهایی: توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر کشش است.

مقاومت خزشی: باری است که تغییر شکل پلاستیک از آن شروع می شود یا می توان گفت تغییر شکل دائمی است.

الاستیسیته - توانایی یک ماده برای بازگشت به شکل طبیعی خود پس از برداشتن بار است، مانند لاستیک.

ازدیاد طول - درصد کشیدگی معیاری برای شکل‌پذیری است.

سختی - توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر تغییر شکل پلاستیک است.

سختی - توانایی یک ماده برای جذب انرژی قبل از شکست است.

استحکام خزش: توانایی مقاومت در برابر هر نوع اعوجاج زمانی که برای مدت طولانی در معرض بار قرار می گیرد.

مقاومت در برابر خستگی: توانایی یک ماده برای تحمل بار چرخه ای برای تعداد معینی از چرخه ها قبل از شکست است.

در حال حاضر، با در نظر گرفتن هر دو فرآیند و خواص مواد، مواد لوله را می توان از طیف گسترده ای از مواد موجود انتخاب کرد. در این جدول، من انواع مختلفی از مواد مورد استفاده در لوله های فرآیند را برای برآوردن شرایط مختلف طراحی فهرست کرده ام. مواد لوله به سه دسته طبقه بندی می شوند. فلز، غیر فلز و کامپوزیت که ترکیبی از فلز با فلز یا فلز با غیر فلز است.

فلز آهنی

فولاد کربنی

فولاد آلیاژی

فولاد ضد زنگ

فلز غیر آهنی

مس و آلیاژهای مس

نیکل و آلیاژهای نیکل

آلومینیوم و آلیاژهای آلومینیوم

تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم

زیرکونیوم و آلیاژهای زیرکونیوم

غیر فلزی

PVC/CPVC

HDPE

GRE/GRP

لوله های سیمانی

لوله های پوشیده و روکش شده

لوله های لاین و کلاد لوله های کامپوزیتی هستند. این بدان معنی است که آنها از دو ماده مختلف ساخته شده اند تا قابلیت اطمینان آنها در حین کار افزایش یابد. این لوله ها به عنوان یک جایگزین اقتصادی برای مواد پر آلیاژ استفاده می شود.

درجات مواد ASTM برای مواد لوله کشی

A53/A53M-02. مشخصات استاندارد برای لوله های فولادی سیاه و گرم، روکش روی، جوش داده شده و بدون درز.

A105/A105M-02. مشخصات استاندارد برای آهنگری فولاد کربنی برای کاربردهای لوله کشی.

A106-02a. مشخصات استاندارد برای لوله فولادی کربن بدون درز برای خدمات دمای بالا.

A134-96 (2001). مشخصات استاندارد برای لوله های فولادی جوش داده شده با ذوب الکتریکی (قوس الکتریکی) (اندازه های NPS 16 و بزرگتر).

A135-01. مشخصات استاندارد برای لوله های فولادی جوش داده شده با مقاومت الکتریکی.

A139-00. مشخصات استاندارد برای لوله های فولادی جوش داده شده الکتروفیوژن (قوس) (NPS 4 و بالاتر).

A179/A179M-90a (2001). مشخصات استاندارد برای لوله های فولادی بدون درز کم کربن برای مبدل های حرارتی و کندانسور.

A181/A181M-01. مشخصات استاندارد برای آهنگری فولاد کربن برای لوله های عمومی.

A182/A182M-02. مشخصات استاندارد برای فلنج های لوله فولادی فولادی آهنگری یا نورد شده، اتصالات آهنگری، و شیرها و قطعات برای سرویس در دمای بالا.

A193/A193M-03. مشخصات استاندارد برای فولاد آلیاژی و مواد پیچ ​​گوشتی فولاد ضد زنگ برای خدمات دمای بالا.

A194/A194M-03b. مشخصات استاندارد برای مهره های کربن و فولاد آلیاژی برای پیچ و مهره برای خدمات فشار بالا، درجه حرارت بالا یا هر دو.

A210/A210M-02. مشخصات استاندارد برای لوله های فولادی کربن بدون درز متوسط ​​برای دیگ ها و سوپرهیترها.

A234/A234M-03. مشخصات استاندارد برای اتصالات لوله فولادی کربنی و آلیاژی برای سرویس در دماهای متوسط ​​و بالا.

A268/A268M-03. مشخصات استاندارد برای لوله های فولادی ضد زنگ فریتی و مارتنزیتی بدون درز و جوش داده شده برای خدمات عمومی.

A269-02a. مشخصات استاندارد برای لوله های فولادی ضد زنگ آستنیتی بدون درز و جوش داده شده برای خدمات عمومی.

A312/A312M-03. مشخصات استاندارد برای لوله های فولادی زنگ نزن آستنیتی بدون درز و جوش داده شده.

A320/A320M-03. مشخصات استاندارد برای مواد چسباننده فولاد آلیاژی برای خدمات دمای پایین.

A333/A333M-99. مشخصات استاندارد برای لوله های فولادی بدون درز و جوش داده شده برای خدمات دمای پایین.

A334/A334M-99. مشخصات استاندارد برای لوله های بدون درز و جوش داده شده از کربن و فولاد آلیاژی برای خدمات دمای پایین.

A335/A335M-03. مشخصات استاندارد برای لوله های فولادی آلیاژی فریتی بدون درز برای سرویس در دمای بالا.

A350/A350M-02b. مشخصات استاندارد برای آهنگری های کربن و فولاد کم آلیاژ که نیاز به تست چقرمگی بریدگی برای قطعات لوله کشی دارند.

A358/A358M{3}}01. مشخصات استاندارد برای لوله فولادی آستنیتی کروم-نیکل جوش داده شده الکتریکی برای سرویس در دمای بالا.

A369/A369M-02. مشخصات استاندارد برای لوله های فولادی کربنی فورج شده و سوراخ شده و آلیاژ فریتی برای سرویس در دمای بالا.

A376/A376M-02a. مشخصات استاندارد برای لوله فولادی آستنیتی بدون درز برای سرویس ایستگاه مرکزی با دمای بالا.

A381-96 (2001). مشخصات استاندارد برای لوله فولادی جوش داده شده با قوس فلزی برای استفاده در سیستم های انتقال فشار بالا.

A403/A403M-03a. مشخصات استاندارد برای اتصالات لوله فولادی زنگ نزن آستنیتی فورج.

A409/A409M-01. مشخصات استاندارد برای لوله های جوش داده شده از فولاد آستنیتی با قطر بزرگ برای خدمات با درجه حرارت بالا یا خورنده.

A420/A420M-02. مشخصات استاندارد برای اتصالات لوله فولادی کربنی و فولاد آلیاژی برای سرویس در دمای پایین.

A437/A437M-01a. مشخصات استاندارد برای مواد چسباننده نوع توربین فولادی آلیاژی با عملیات حرارتی ویژه برای خدمات دمای بالا.

A453/A453M-02. مشخصات استاندارد برای مواد پیچ ​​گوشتی با دمای بالا، با ضرایب انبساط قابل مقایسه با فولادهای زنگ نزن آستنیتی.

A524-96 (2001). مشخصات استاندارد برای لوله های فولادی کربن بدون درز برای دماهای اتمسفر و پایین.

A530/A530M-03. مشخصات استاندارد برای الزامات عمومی لوله های فولادی کربنی و آلیاژی تخصصی.

A587-96 (2001). مشخصات استاندارد برای لوله های فولادی کم کربن با مقاومت الکتریکی جوش داده شده برای صنایع شیمیایی.

A671-96 (2001). مشخصات استاندارد برای لوله های فولادی جوش داده شده الکتریکی برای دماهای اتمسفر و پایین.

A672-96 (2001). مشخصات استاندارد برای لوله های فولادی جوش داده شده الکتریکی برای خدمات فشار بالا در دماهای متوسط.

A691-98 (2002). مشخصات استاندارد برای لوله های کربن و فولاد آلیاژی، همجوشی الکتریکی جوش داده شده برای خدمات فشار بالا در دماهای بالا.

A789/A789M-02a. مشخصات استاندارد برای لوله های فولادی ضد زنگ فریتی/آستنیتی بدون درز و جوش داده شده برای خدمات عمومی.

A790/A790M-03. مشخصات استاندارد برای لوله های فولادی ضد زنگ فریتی/آستنیتی بدون درز و جوش داده شده.

A815/A815M-01a. مشخصات استاندارد برای اتصالات لوله فولادی ضد زنگ فریتی، فریتی/آستنیتی و مارتنزیتی