ویژگی های لوله فولادی: آنچه مهندسان و خریداران باید بدانند

لوله فولادی محصولی توخالی و طویل است که از فولاد کربنی برای حرکت سیالات تحت فشار و حمل بارهای ساختاری نورد یا سوراخ شده است. این در خطوط نفت و گاز، خطوط انتقال آب، شمع بندی دریایی، و قاب های ساختمان خود را نشان می دهد. تقریباً هر لوله در این برنامه‌ها با مجموعه کوچکی از استانداردهای بین‌المللی عرضه می‌شود، و ویژگی‌های مهم - استحکام، ظرفیت فشار، رفتار خوردگی، جوش‌پذیری، ابعاد - با آن استانداردها تعریف می‌شوند، نه با زبان بازاریابی.

این راهنما ویژگی هایی را پوشش می دهد که باعث انتخاب لوله می شود، تولید بدون درز و جوش را مقایسه می کند، سه فرآیند جوشکاری را توضیح می دهد، و استانداردها و سیستم های اندازه ای را که هنگام ارسال درخواست با آنها مواجه خواهید شد، فهرست می کند.

1. استحکام مکانیکی: تسلیم، کشش، و چقرمگی

دو عددی که در یک دیتا شیت بیشترین اهمیت را دارند عبارتند ازحداقل قدرت تسلیم(تنشی که در آن لوله شروع به تغییر شکل دائمی می کند) وحداقل مقاومت کششی(استرس جایی که می شکند). هر دو توسط استاندارد تضمین شده و توسط گواهی های تست آسیاب تایید شده اند. ازدیاد طول (معمولاً 20 تا 25%) به شما می گوید که تا چه اندازه لوله قبل از شکستگی کشیده می شود - خاصیتی که از شکست شکننده جلوگیری می کند.

برای آب و هوای سرد-و خطوط دریایی، چقرمگی به اندازه قدرت اهمیت دارد. API 5L PSL2 و EN 10219 S355J2H به آزمایش‌های ضربه‌ای Charpy V{7}}در دماهای مشخص شده (S355J2H: حداقل 27 J در 20- درجه) نیاز دارند، بنابراین تعیین درجه دارای حداقل دمای سرویس تضمین شده است. برای خدمات زیر 20- درجه،ASTM A333است-به استاندارد - درجه 6 (ضربه-تست شده در -45 درجه ) رایج ترین درجه لوله فولادی کربن با دمای پایین-است، در حالی که درجه 3 خدمات را تا 100- درجه برای برنامه های LNG و قطب شمال پوشش می دهد.

داده‌های تأیید شده در 07-08-2026 در برابر جداول درجه API 5L و خلاصه‌های ASTM A53/A500/A333 (به منابع مراجعه کنید).

2. ظرفیت فشار: آنچه در واقع یک لوله را محدود می کند

برای یک استوانه دیواره نازک- تحت فشار داخلی، فرمول بارلو به قطر، ضخامت دیواره، تنش مجاز و فشار مربوط می‌شود:

P=2Set / D

که در آن S تنش مجاز درجه است، E ضریب اتصال است (1.0 برای لوله های بدون درز و برای لوله های جوشی که آزمایشات کامل غیر مخرب را پشت سر می گذارد)، t ضخامت دیواره و D قطر خارجی است. دوبرابر کردن قطر تقریباً ضخامت دیوار مورد نیاز برای فشار معین - را دو برابر می‌کند، به همین دلیل است که لوله‌های با قطر بزرگ- با ضخامت‌های دیواره خاص سفارش داده می‌شوند و چرا آزمایش هیدرواستاتیک بالاتر از فشار طراحی در API 5L و ASTM A53 اجباری است.

ضخامت دیوار بر حسب میلی متر یا به عنوان یک عدد جدول بیان می شود (SCH 10-160، با SCH 40 و SCH 80 پیش فرض های رایج برای فولاد کربنی). دو لوله با اندازه اسمی یکسان می توانند به دلیل برنامه زمان بندی دارای درجه بندی فشار بسیار متفاوتی باشند، بنابراین یک استعلام همیشه باید درجه، OD یا NPS، ضخامت دیواره و فشار طراحی را ذکر کند.

یک نکته کاربردی:فاکتور اتصال E جایی است که لوله های بدون درز و جوش داده شده در کدهای طراحی فشار از هم جدا می شوند. Seamless به طور پیش فرض E=1.0 را دریافت می کند. لوله ERW همچنین در اکثر کدهای مدرن (ASME B31.3، B31.8) اگر NDT مورد نیاز - را پاس کند، E=1.0 دریافت می‌کند، اما نسخه‌های قدیمی‌تر برخی از کدها E=0.85 را به ERW اختصاص داده‌اند. همیشه قبل از پذیرش فاکتور کمتر، بررسی کنید که کدام نسخه کد بر پروژه شما حاکم است.

3. مقاومت در برابر خوردگی و حفاظت از سطح

فولاد کربن قوی است، اما زنگ می‌زند. در آب، خاک مرطوب، یا کلریدها، فولاد کربنی لخت خورده می شود - بنابراین آب، فاضلاب و خطوط مدفون هرگز بدون محافظ نصب نمی شوند. سه استراتژی استاندارد هستند:

پوشش های خارجی- 3-پلی اتیلن لایه (3LPE به ازای DIN 30670 / CSA Z245.21)، فیوژن-اپوکسی پیوندی (FBE در AWWA C210 یا CSA Z245.20)، یا گالوانیزه گرم-برای خدمات اتمسفر.

آسترهای داخلیملات سیمان - (AWWA C104) یا اپوکسی برای آب آشامیدنی و فاضلاب، که در آن پوشش مانع خوردگی است.

حفاظت کاتدی- تحت تأثیر-آندهای جاری یا قربانی بر روی خطوط مدفون و غوطه‌ور، معمولاً با پوشش‌ها ترکیب می‌شوند. برای خطوط لوله مدفون، پوشش ها و حفاظت کاتدی با هم کار می کنند - یکی بدون دیگری کافی نیست.

در جایی که سیال فرآیند به خودی خود خورنده است و به فلز لخت نیاز است، مشخصات به لوله‌های فولادی ضد زنگ، دوبلکس یا آستردار منتقل می‌شود (مثلاً فولاد کربنی با روکش لاستیکی-یا PTFE{3}). تأمین‌کننده‌ای که «فولاد کربنی مقاوم در برابر خوردگی-» را بدون توصیف سیستم پوشش‌دهی می‌گوید، پاسخی مهندسی به شما نمی‌دهد.

4. جوش پذیری و ساخت

فولاد کربنی مناسب ترین مواد{0}}لوله کشی است. این دستگاه توسط قوس فلزی محافظ (SMAW)، TIG (GTAW)، MIG (GMAW) یا جوشکاری قوس زیر آب (SAW) با روش‌های استاندارد به هم متصل می‌شود و برش، خم شدن و رزوه‌کاری آسان است.

جوش پذیری توسط شیمی - به طور عمده کنترل می شودمعادل کربن (CEV). نمرات خط-لوله و سازه، کربن را در حدود 0.22% یا کمتر از آن نگه می‌دارند، بنابراین جوش‌های میدانی نیازی به پیش گرم کردن دقیق یا عملیات حرارتی پس از جوش{3} ندارند. API 5L PSL2 محدودیت‌های CEV اجباری را برای هر درجه اعمال می‌کند (معمولاً کمتر یا مساوی 0.43 برای X65 و پایین‌تر)، که یکی از دلایلی است که هزینه PSL2 5 تا 15٪ بیشتر از PSL1 است. از کارخانه برای CEV در گواهی نامه بخواهید - به شما می گوید که نمره در کارگاه شما چقدر بخشنده خواهد بود.

برای سرویس‌های ترش (محیط‌های حاوی H2S-)، API 5L ضمیمه H الزامات سخت‌گیرانه‌تری را اضافه می‌کند: گوگرد باید کمتر یا مساوی 0.002 باشد، سختی HAZ روی 250 HV (تقریباً 22 HRC) محدود شده است، و آزمایش HIC برای هر NACE TM0284 اجباری است. ضمیمه H فقط تحت PSL در دسترس است2 - PSL1 نمی تواند برای خدمات ترش واجد شرایط باشد.

5. خواص حرارتی و فیزیکی

برای محاسبات -انتقال حرارت و حفاظت در برابر آتش{1}}، مقادیر به خوبی مستند شده اند:

مدول یانگ:تقریبا 200 گیگا پاسکال در 20 درجه

تراکم:تقریباً 7850 کیلوگرم بر متر مکعب

هدایت حرارتی:تقریباً 45-52 W/(m·K) در دمای اتاق

ضریب انبساط حرارتی:حدود 12 × 10-6 / درجه در 20 درجه

فولاد به مراتب بهتر از بتن یا پلاستیک گرما را هدایت می کند و در دمایی که لوله پلیمری خراب می شود، نرم نمی شود. این ویژگی‌ها برای سیستم‌های حفاظت حریق، خطوط بخار، و هر برنامه‌ای که در آن انبساط حرارتی باید در تحلیل انعطاف‌پذیری لوله‌کشی لحاظ شود، اهمیت دارد.

بدون درز در مقابل جوش داده شده: آنچه در واقع متفاوت است

هر دو خانواده باید استحکام و الزامات هیدرواستاتیک یکسانی را در استانداردهای بالا رعایت کنند. تفاوت‌ها ساختاری و اقتصادی هستند و در نهایت اهمیت دارند.

قانون قدیمی - "بدون درز برای فشار بالا، جوش داده شده برای هر چیز دیگری" - اولین برش معقول است. قانون دقیق: کلاس فشار و استاندارد را ذکر کنید، و اجازه دهید آسیاب مطابق با گواهی های آزمایشی، هر فرآیندی که ارائه می شود، نشان دهد.

ERW، LSAW، و SSAW: سه فرآیند جوش داده شده

اکثر لوله های خط جوش داده شده و لوله های ساختاری که امروزه فروخته می شوند با یکی از سه فرآیند ساخته می شوند و هر کدام یک پنجره با اندازه طبیعی دارند:

نکته ای در مورد کیفیت ERW:لوله ERW قدیمی (قبل از-سالهای 2000) به دلیل ایرادات جوش-درزهای جوش - ترک‌های قلاب، اتصال-خط‌بندی - شهرت داشت که باعث می‌شد مهندسان نسبت به ERW برای خدمات حیاتی احتیاط کنند. جوشکاری القایی با فرکانس بالا (HFI) مدرن، همراه با-آزمایش اولتراسونیک کامل بدن و بازرسی جریان گردابی، تا حد زیادی این مشکلات را برطرف کرده است. لوله API 5L PSL2 ERW اکنون به طور معمول از همان معیارهای پذیرش بدون درز برای سرویس لوله{14} استفاده می کند. اگر ERW را برای یک برنامه مهم مشخص می‌کنید، به بازرسی کامل UT بدنه و تأیید عملیات حرارتی درز جوش در گواهی آسیاب نیاز دارید.

استانداردها و سیستم های اندازه ای که با آنها روبرو خواهید شد

پنج خانواده بر تدارکات بین المللی مسلط هستند:

API 5L- خط لوله نفت و گاز، درجه B تا X80، در PSL1 یا PSL2. PSL2 شیمی محکم‌تری (C، P، S پایین‌تر)، آزمایش اجباری Charpy، حداکثر تسلیم-به{6}}نسبت کششی (کمتر یا مساوی 0.93) و قابلیت ردیابی کامل را اضافه می‌کند. عدد X حداقل بازده در ksi است: X52=52، 200 psi ≈ 360 MPa. خدمات ترش تحت پوشش پیوست H (فقط PSL2) است.

ASTM A53 / A106لوله فولادی کربنی - عمومی-. A53 درجه B (جوش داده شده یا بدون درز) پیش‌فرض برای سرویس مکانیکی و فشار پایین{4} است. A106 درجه B همتای بدون درز برای خدمات کارخانه با دمای بالاتر است (بدون نوع جوش داده شده).

ASTM A333- لوله بدون درز و جوش داده شده برای سرویس در دمای پایین-. درجه 6 (45- درجه ) اسباب کار برای کاربردهای سرد-آب و هوا و برودت- مجاور است. درجه 3 (-100 درجه) و درجه 8 (-195 درجه، 9٪ نیکل) خدمات LNG را پوشش می دهند.

ASTM A500- لوله ساختاری سرد-(HSS)، درجه های B و C برای ستون ها، خرپاها و مهاربندی ها.

EN 10219 / EN 10217لوله‌های هدف - اروپایی (10219) و فشار جوشی (10219) با شکل سرد اروپایی. نامگذاری S235/S275/S355؛ S355J2H اسب کار ساختاری است.

دو قرارداد اندازه به صورت موازی اجرا می شوند. استفاده از نفت-و-گاز و آمریکای شمالیاندازه اسمی لوله (NPS)با OD ثابت در هر اندازه - NPS 1/2=21.3 میلی‌متر، NPS 2=60.3 میلی‌متر، NPS 6=168.3 میلی‌متر، NPS 12=323.9 میلی‌متر - بنابراین دیوار، نه OD، با برنامه تغییر می‌کند. ابعاد به دنبال ASME B36.10M (فولاد کربن) یا B36.19M (فولاد ضد زنگ) است. اروپا و اکثر پروژه های آب از متریک استفاده می کنندDNو میلی متر OD; لوله جوشی با قطر بزرگ تقریباً همیشه بر حسب میلی متر (610 میلی متر، 1220 میلی متر، 2000 میلی متر) ذکر می شود.

پایان به پایان می رسدهمچنین باید مشخص شود: انتهای ساده (PE) برای جوش سوکت یا اتصالات مکانیکی، انتهای اریب (BE) برای جوش لب به لب، یا انتهای رزوه‌دار (NPT یا BSP) برای اتصالات مکانیکی کم فشار-. کنار گذاشتن این موضوع از پرس و جو یکی از دلایل رایج تاخیر است.

نحوه انتخاب لوله فولادی مناسب

قبل از درخواست قیمت، به این سؤالات پاسخ دهید - که هر کدام به یک خط در سفارش خرید نگاشت می‌شوند:

مایع و فشار.فشار و دما طراحی درجه و برنامه را تنظیم می کند. از فرمول بارلو برای برآورد اولیه استفاده کنید، سپس با کد (ASME B31.3 برای لوله‌کشی فرآیند، B31.8 برای انتقال گاز، EN 13480 برای لوله‌کشی صنعتی اروپا، یا مشخصات پروژه) تأیید کنید.

قطر.بالاتر از حدود 660 میلی متر OD شما در قلمرو LSAW/SSAW هستید. در زیر آن، ERW و بدون درز بر سر هزینه و در دسترس بودن با هم رقابت می کنند.

محیط زیست.مدفون یا زیر آب؟ سیستم پوشش (3LPE، FBE، گالوانیزه) و پوشش (ملات سیمان، اپوکسی) در جلو را مشخص کنید - حفاظت از مقاوم سازی بعداً گران و اغلب ناکارآمد است.

دما و چقرمگی.خدمات زیر 0 درجه، به درجه‌های ضربه‌ای-آزمایش‌شده - API 5L PSL2، EN 10219 S355J2H، یا ASTM A333 درجه 6 برای سرویس‌های سردتر نیاز دارید - و دمای آزمایش را در درخواست ذکر کنید.

سرویس ترش.اگر سیال حاوی H2S است، API 5L PSL2 را با ضمیمه H (تست HIC/SSC) مشخص کنید. تصور نکنید که تامین کننده این موضوع را تنها از روی درجه دریافت می کند.

گواهینامه.حداقل سطح استاندارد و گواهینامه - EN 10204 3.1 یا 3.2 با{3}}شاهد شخص ثالث (SGS، BV، TÜV) را برای خدمات مهم بیان کنید.

پایان و ابعاد.NPS یا OD، ضخامت یا زمانبندی دیوار، طول و آماده سازی انتهایی (ساده، اریب، رزوه ای) را مشخص کنید.

سوالات متداول

لوله فولادی بدون درز یا جوشی کدام قوی تر است؟

لوله بدون درز جوش طولی ندارد، بنابراین از عیوب مربوط به درز جلوگیری می‌کند و به عنوان پیش‌فرض برای سرویس‌های پر فشار{{1} و پر فشار باقی می‌ماند. لوله‌های جوشی مدرن - به‌ویژه ERW با-بازرسی کامل UT بدنه - آزمایش‌های هیدرواستاتیک، کششی و ضربه‌ای مورد نیاز توسط API 5L، ASTM A53، و EN 10217 را انجام می‌دهند. برای اکثر برنامه‌های خط-لوله و سازه، زمانی که این دو قابل تعویض باشند، این دو قابل تعویض هستند. بر اساس کلاس فشار، قطر در دسترس و هزینه انتخاب کنید.

API 5L X52 به چه معناست؟

این عدد حداقل قدرت تسلیم بر حسب هزاران psi است: X{0}}200 psi (≈ 360 مگاپاسکال) که در متریک L360 نیز مشخص شده است. X52 را می توان به صورت PSL1 یا PSL2 سفارش داد. PSL2 محدودیت‌های شیمی سخت‌تر (کربن، گوگرد، فسفر کمتر)، آزمایش ضربه اجباری Charpy V{9}}، حداکثر تسلیم{10}}به{11}}نسبت کششی 0.93، و قابلیت ردیابی بر اساس حرارت کامل را اضافه می‌کند. هزینه PSL2 5 تا 15 درصد بیشتر است اما برای خطوط لوله انتقال، خدمات دریایی و خدمات ترش مورد نیاز است.

تفاوت بین لوله ERW و SSAW چیست؟

ERW یک جوش طولی بدون فلز پرکننده با استفاده از حرارت القایی با فرکانس بالا- یا گرمایش مقاومتی ایجاد می‌کند و حدود 21 میلی‌متر تا 660 میلی‌متر OD را پوشش می‌دهد. SSAW یک درز مارپیچی (مارپیچ) را با فلز پرکننده قوس زیر آب جوش می‌کند و حدود 406 میلی‌متر تا 2540 میلی‌متر OD - مسیر عملی تا بزرگترین قطرها را پوشش می‌دهد. برای اندازه‌های متوسط{10}}(NPS 16-24)، هر دو می‌توانند نقل‌قول شوند. اجازه دهید ظرفیت و قیمت کارخانه تسویه شود.

آیا می توان از لوله کربن فولادی برای سرویس آب استفاده کرد؟

بله، اما فقط با محافظت. فولاد کربن لخت در آب خورده می شود، بنابراین خطوط آب از ملات سیمانی- یا آسترهای اپوکسی (داخلی) به علاوه پوشش های خارجی (3LPE، FBE) و در مسیرهای مدفون از محافظ کاتدی استفاده می کنند. سیستم آستر و پوشش را به صراحت با استاندارد مشخص کنید - به عبارت "فولاد مقاوم در برابر خوردگی{{5}" از یک تامین کننده تکیه نکنید.

تفاوت بین API 5L PSL1 و PSL2 چیست؟

PSL1 الزامات اساسی برای سرویس استاندارد و غیر مهم را پوشش می‌دهد. PSL2 می‌افزاید: آزمایش ضربه اجباری Charpy، شیمی محکم‌تر (C کمتر یا مساوی 0.24٪، S کمتر یا مساوی 0.015٪، P کمتر یا مساوی 0.025٪)، حداکثر تسلیم و محدودیت‌های کششی (نسبت Y/T کمتر یا مساوی 0.93 گرمای کامل، ND) قابلیت ردیابی و گواهینامه EN 10204 3.1/3.2. خدمات ترش (Annex H) و خدمات دریایی (Annex J) فقط تحت PSL2 در دسترس هستند. هزینه PSL2 5 تا 15٪ بیشتر از PSL1 برای همان درجه است.

از چه استانداردی برای سرویس{0}در دمای پایین استفاده کنم؟

برای سرویس زیر 20- درجه، مشخص کنیدASTM A333. درجه 6 متداول ترین ضربه است که در دمای 45- درجه با حداقل 18 J (نمونه-در اندازه کامل) آزمایش شده است. برای LNG و خدمات برودتی تا 100- درجه، از درجه 3 (3.5٪ نیکل) استفاده کنید. برای سرویس 195- درجه (ذخیره سازی LNG)، درجه 8 (9٪ نیکل) انتخاب استاندارد است. API 5L PSL2 را می‌توان با آزمایش ضربه در دماهای پایین مشخص شده نیز سفارش داد، اما A333 استاندارد اختصاصی دمای پایین{18} است.

آیا لوله API 5L به آزمایش هیدرواستاتیک نیاز دارد؟

بله. API 5L به آزمایش هیدرواستاتیکی هر طول لوله در فشاری نیاز دارد که تنش حلقه ای کمتر از 75 درصد حداقل استحکام تسلیم مشخص شده (برای آزمایش استاندارد) یا طبق توافق (برای آزمایش جایگزین) ایجاد کند. ASTM A53 همچنین به آزمایش الکتریکی هیدرواستاتیک یا غیرمخرب هر طول نیاز دارد. EN 10217 (لوله هدف با فشار جوش داده شده) الزامات مشابهی دارد. EN 10219 (قطعات توخالی ساختاری) به آزمایش هیدرواستاتیک نیاز ندارد زیرا استاندارد لوله‌کشی فشار نیست.

لوله سرویس ترش چیست و چگونه آن را مشخص کنم؟

سرویس ترش به خطوط لوله ای اشاره دارد که سیالات حاوی سولفید هیدروژن (H2S) را جابجا می کنند. برای مشخص کردن آن: API 5L PSL2 را با سفارش دهیدپیوست H. این امر الزامات اضافی از جمله گوگرد کمتر یا مساوی 0.002٪، سختی HAZ کمتر یا مساوی 250 HV (~22 HRC)، تست HIC در NACE TM0284، و تست SSC در NACE TM0177 را ایجاد می کند. پاکت محیطی قابل اجرا توسط NACE MR0175 / ISO 15156 تعریف شده است. هرگز PSL1 را جایگزین سرویس ترش نکنید - نمی تواند واجد شرایط باشد.

به یک مشخصات-منطبق نقل قول نیاز دارید؟

OD/NPS، ضخامت دیوار یا برنامه، درجه و استاندارد (API 5L PSL1/PSL2، ASTM A53/A106/A333/A500، EN 10219)، مقدار، پایان پایان و درگاه مقصد را ارسال کنید. تیم فروش فنی GNEE با در دسترس بودن، زمان تحویل، و گواهی‌های تست آسیاب پاسخ می‌دهد.

برنامه لوله‌های جوشی{0}GNEE فرآیندهای ERW، LSAW، و SSAW را پوشش می‌دهد و لوله بدون درز تا 660 میلی‌متر OD در دسترس است. بازرسی شخص ثالث (SGS، BV، TÜV) در صورت درخواست می‌تواند ترتیب داده شود.

تلفن / واتس اپ: +86 158 2468 7445 ایمیل:pipe@gneetube.com

اکنون تماس بگیرید