اصل طبقه بندی لوله برنامه: چگونه نمرات برنامه تقسیم می شوند

اصل طبقه بندی لوله برنامه: چگونه نمرات برنامه تقسیم می شوند

لوله برنامه ، به عنوان یک محصول اصلی در صنعت لوله های فولادی ، کاربرد گسترده ای خود را به سیستم درجه بندی ضخامت دیواره استاندارد خود مدیون است. این سیستم ، که ضخامت دیوار را به فشار- ظرفیت تحمل و قطر اسمی (NP) پیوند می دهد ، یک مرجع یکپارچه برای مهندسان ، تولید کنندگان و کاربران پایان {{2} در سراسر صنایع فراهم می کند. درک چگونگی تقسیم نمرات برنامه نه تنها برای انتخاب دقیق محصول بلکه برای اطمینان از ایمنی و کارآیی سیستم های صنعتی نیز ضروری است. در این مقاله به طور سیستماتیک اصول طبقه بندی لوله برنامه ، پوشش عوامل اصلی مانند نیازهای فشار ، قطر اسمی ، خصوصیات مواد و استاندارد (سیستم) را پوشش می دهد ، ضمن ادغام اصطلاحات کلیدی مانند لوله ERW ، لوله ERW ، لوله فولادی جوش داده شده با مقاومت الکتریکی ، معنی HFW ولوله فولادی HFW، و برجسته کردن تجربه عملی Huayang Steel Pipe در تولید درجه برنامه.

اساس اصلی طبقه بندی درجه برنامه: فشار- ظرفیت تحمل و قطر اسمی

منطق اساسی بخش درجه بندی برنامه در تطبیق ضخامت دیواره لوله با فشار در نظر گرفته شده-} سناریوی تحمل آن نهفته است. نمرات برنامه خودسرانه - آنها بر اساس رابطه فشار طراحی ، قطر اسمی (NP) و قدرت مواد محاسبه می شوند ، و اطمینان می دهند که لوله می تواند با اطمینان در برابر فشار سیال در محیط کار خود مقاومت کند.

فشار طراحی: محرک اصلی انتخاب درجه برنامه

فشار طراحی به حداکثر فشار اشاره دارد که یک سیستم لوله باید در حین کار مقاومت کند (از جمله فشارهای گذرا مانند راه اندازی و خاموش کردن). این به طور مستقیم ضخامت دیواره مورد نیاز لوله را تعیین می کند: هرچه فشار طراحی بالاتر باشد ، دیوار ضخیم تر و در نتیجه درجه برنامه بالاتر است.

رابطه بین فشار طراحی و ضخامت دیوار به دنبال استفرمول بارلو، یک ابزار محاسبه هسته در مهندسی لوله:

T = (P × D) / (2 × S × E)

کجا:

T= حداقل ضخامت دیواره مورد نیاز (میلی متر)

P= فشار طراحی (MPA)

D= قطر خارج از لوله (میلی متر)

S= استرس مجاز مواد لوله (MPa ، که توسط نوع مواد و دمای عملیاتی تعیین می شود)

E= راندمان جوش (مربوط به فرآیند جوشکاری ، به عنوان مثال ، 0.85 برای ERW ، 0.9 برای HFW)

به عنوان مثال ، یک لوله فولادی کربن (S {{0} MPA) با NPS 4 (قطر خارج 114.3 میلی متر) و فشار طراحی 1.6 مگاپاسکال نیاز به ضخامت دیواره 4.5 میلی متر- مربوط به SCH 40 دارد. اگر فشار طراحی به 3.0 mpa افزایش یابد ، ضخامت دیواره مورد نیاز تا 8.5mm ، 80mm.

لوله فولادی Huayang به شدت فرمول بارلو را در تولید درجه برنامه اعمال می کند. برای مقاومت برقی لوله فولادی جوش داده شده (ERW) مورد استفاده در آبرسانی شهرداری (فشار طراحی 0.8-1.2 MPa) ، این شرکت به طور عمده نمرات SCH 20 و 40 را تولید می کند. برایلوله فولادی HFWمورد استفاده در انتقال نفت و گاز (فشار طراحی 8-12 مگاپاسکال) ، آن را بر روی نمرات SCH 120 و SCH 160 متمرکز می کند ، و اطمینان می دهد که هر محصول نیازهای فشار را برآورده می کند.

قطر اسمی (NPS): متعادل کردن ضخامت و عملی

قطر اسمی (NPS ، به عنوان مثال ، NPS 2 ، NPS 8) اندازه اسمی است که قطر داخلی تقریبی لوله را نشان می دهد ، نه قطر واقعی یا قطر داخلی آن. این بخش با تأثیرگذاری بر پایداری ساختاری لوله و استفاده از مواد ، تقسیم درجه را تحت تأثیر قرار می دهد:

لوله های قطر کوچک - (NPS 1-4): با توجه به قطر بیرونی کوچک آنها ، حتی نمرات برنامه کم (SCH 20 ، SCH 40) ضخامت کافی دیواره برای مقاومت در برابر فشار دارند. به عنوان مثال ، لوله NPS 2 SCH 40 دارای ضخامت دیواره 3.91 میلی متر است که می تواند در برابر فشار 1.6 مگاپاسکال برای فولاد کربن مقاومت کند.

لوله های قطر متوسط ​​- (NPS 6–12): با افزایش قطر ، همان فشار برای جلوگیری از تغییر شکل به یک دیوار ضخیم تر نیاز دارد. بنابراین ، لوله های قطر متوسط ​​{1}} اغلب از نمرات SCH 40 -SCH 80 استفاده می کنند.

لوله های قطر بزرگ - (NPS 14-24): لوله های قطر بزرگ - مستعد خم شدن و فشار هستند - گسترش ناشی از آن. نمرات برنامه بالا (SCH 80 ، SCL 120) معمولاً برای تقویت قدرت ساختاری استفاده می شود. به عنوان مثال ، لوله NPS 16 SCH 120 دارای ضخامت دیواره 15.88 میلی متر ، مناسب برای انتقال گاز فشار {9} بالا است.

لوله فولادی Huayang تولید را بر اساس NPS و تطبیق درجه برنامه بهینه می کند. برای لوله های فولادی جوش داده شده با قطر- کوچک (NPS 1-4) ، از فناوری ERW استفاده می کند (لوله ERW به معنی: جوشکاری مقاومت الکتریکی ، تشکیل نوارهای فولادی به سیلندرها و جوش از طریق گرمای مقاومت) برای تولید نمرات SCH 20 -SCH 40. برای لوله های فولادی HFW با قطر بزرگ - (NPS 14-20) ، فناوری HFW را اتخاذ می کند (HFW معنی: جوشکاری فرکانس {9} بالا ، با استفاده از جریان 300-500 کیلو هرتز برای جوشکاری باریک) برای تولید SCH 80 -SCH 160 ، متعادل کردن کارآیی تولید و عملکرد محصول.

نقش خصوصیات مواد در بخش درجه برنامه

مواد لوله به طور مستقیم بر استرس مجاز تأثیر می گذارد (Sدر فرمول بارلو) ، که به نوبه خود بر انتخاب درجه برنامه تأثیر می گذارد. مواد مختلف (فولاد، فولاد ضد زنگ ، فولاد آلیاژ) از استحکام مختلف ، مقاومت در برابر خوردگی و عملکرد دما {0 {بالا برخوردار هستند و منجر به تفاوت در سناریوهای برنامه درجه برنامه می شوند.

فولاد کربن: رایج ترین مواد برای نمرات برنامه استاندارد

فولاد کربن (به عنوان مثال ، Q235 ، API 5L X52) به دلیل مقاومت بالا و کم هزینه در لوله برنامه مورد استفاده قرار می گیرد. استرس مجاز آن از 100-200 مگاپاسکال (بسته به درجه) متغیر است ، و آن را برای نمرات SCH 20 -SCH 160 در سناریوهای فشار متوسط ​​{10} مناسب می کند:

SCH 20 -SCH 40: مورد استفاده در آبرسانی شهرداری ، زهکشی و انتقال عمومی سیال صنعتی (فشار کمتر از یا مساوی با 2.0 MPa).

SCH 80 -SCH 160: در خطوط جمع آوری نفت و گاز ، خطوط لوله بخار فشار کم {0} کم (فشار 2.0-8.0 مگاپاسکال).

تولید لوله برنامه کربن لوله کربن Huayang Pipe Pipe 70 ٪ از کل خروجی آن را تشکیل می دهد. به عنوان مثال ، لوله فولادی جوش داده شده با مقاومت الکتریکی API 5L X52 آن (SCH 40) در خطوط لوله روغن فشار 5 {5} petrochina استفاده می شود ، با مقاومت عملکرد بیشتر از یا مساوی 355 مگاپاسکال و مقاومت کششی بیشتر از یا مساوی 450 مگاپیکاس ، به طور کامل نیازهای فشار فشار Sch 40 را برآورده می کند.

فولاد ضد زنگ: خوردگی - درجه برنامه مقاوم برای محیط های سخت

فولاد ضد زنگ (به عنوان مثال ، 304 ، 316L) از مقاومت در برابر خوردگی عالی برخوردار است اما استرس مجاز پایین تر از فولاد کربن (80-150 مگاپاسکال) است. برای جبران مقاومت کمتر ، لوله برنامه استیل ضدزنگ اغلب برای همان فشار از نمرات بالاتر استفاده می کند:

برای حمل و نقل فاضلاب شیمیایی (خورنده ، فشار 1.0 مگاپاسکال) ، فولاد کربن از SCH 40 استفاده می کند ، در حالی که 304 فولاد ضد زنگ برای اطمینان از ضخامت کافی دیواره به 60 نیاز دارد.

برای سیستم های آب شیرین کن آب دریا (خوردگی بالا ، فشار 1.2 مگاپاسکال) ، لوله SCH 80 فولاد ضد زنگ 316L ترجیح داده می شود ، با ضخامت دیواره 10.31 میلی متر (NPS 8) برای مقاومت در برابر فرسایش آب شور.

لوله فولادی Huayang لوله برنامه استیل ضدزنگ را برای صنایع شیمیایی ، عمدتا نمرات 304/316L تولید می کند. 316L آنلوله فولادی HFW(SCH 80 ، NPS 6) به یک گیاه شیمیایی جیانگسو عرضه می شود که میزان خوردگی کمتر از یا مساوی 0.01 میلی متر در سال در 5 ٪ محلول اسید سولفوریک ، بسیار پایین تر از استاندارد صنعت 0.05 میلی متر در سال است.

فولاد آلیاژی: درجه حرارت بالا - و بالا - pressure نمرات برنامه ویژه فشار

فولاد آلیاژی (به عنوان مثال ، ASTM A335 P22 ، P91) قدرت دما و مقاومت در برابر خزش بالا بالایی دارد ، مناسب برای دمای بالا {6} ، سناریوهای فشار بالا {7 {بالا (به عنوان مثال ، خط لوله های بخار نیروگاه). استرس مجاز آن در 300-500 درجه پایدار است و این امکان را برای استفاده از نمرات برنامه متوسط ​​برای Ultra- فشار بالا:

خط لوله های بخار اصلی بخار (540 درجه ، 16 مگاپاسکال) از لوله A335 P22 Alloy Steel SCH 120 (NPS 8) استفاده کنید ، با ضخامت دیواری 12.7 میلی متر ، که می تواند در برابر مدت طولانی- term High- Creep درجه حرارت مقاومت کند.

واحدهای ترک خوردگی پتروشیمی (450 درجه ، 10 مگاپاسکال) لوله A335 P91 Alloy Steel SCH 100 لوله را اتخاذ می کند ، و هیچگونه تغییر شکل تحت تغییر دمای چرخه ای را تضمین نمی کند.

Huayang Steel Pipe با تمرکز بر روی نمرات A335 P22/P91 ، لوله برنامه فولادی آلیاژ را برای صنعت برق ایجاد کرده است. P22 آنلوله فولادی HFW(SCH 120 ، NPS 10) به نیروگاه حرارتی Shandong 660MW عرضه شد و با عبور 5000 {4} ساعت High High- آزمایش خزش دما (تغییر شکل خزش کمتر از یا مساوی 0.1 ٪) و نیازهای عملکرد طولانی مدت گیاه.

استانداردهای درجه بندی استاندارد: تفاوت سیستم بین المللی و چینی

بخش درجه بندی برنامه توسط سازمان های بین المللی و ملی با تفاوت های اندکی بین سیستم ها استاندارد شده است. درک این تفاوت ها برای پروژه های مرزی صلیب {1} بسیار مهم است و تجارت صادراتی {2} را وارد می کند.

استاندارد بین المللی: ANSI/ASME B36.10m (سیستم آمریکای شمالی)

استاندارد ANSI/ASME B36.10m (مورد استفاده در آمریکای شمالی ، اروپا و پروژه های جهانی نفت و گاز) نمرات برنامه را به شرح زیر تعریف می کند:

نمرات اساسی: Sch 5 ، Sch 10 ، Sch 20 ، Sch 30 ، Sch 40 ، Sch 60 ، Sch 80 ، Sch 100 ، Sch 120 ، Sch 140 ، Sch 160.

نمرات خاص: SCH XXS (فوق العاده قوی ، ضخیم تر از SCH 160) و SCH STD (استاندارد ، معادل SCH 40 برای NPS 1-10).

این استاندارد از "شماره برنامه" برای نشان دادن ضخامت دیوار استفاده می کند. به عنوان مثال ، لوله NPS 4 SCH 40 دارای ضخامت دیواری 6.02 میلی متر است ، در حالی که NPS 4 SCH 80 دارای ضخامت 8.56 میلی متر است.

لوله فولادی Huayang به طور دقیق با ANSI/ASME B36.10m برای صادرات- لوله برنامه گرا مطابقت دارد. API 5L x65 آنلوله فولادی HFW(SCH 80 ، NPS 8) صادر شده به خاورمیانه ، نیازهای بعدی استاندارد (قطر بیرونی 219.1 میلی متر ، ضخامت دیوار 10.31 میلی متر) را برآورده می کند و بازرسی حزب 4- را عبور می دهد.

استاندارد چینی: GB/T 28708 (برنامه داخلی)

استاندارد GB/T 28708 چین براساس استانداردهای بین المللی است اما برخی از نمرات برنامه را برای نیازهای صنعت داخلی تنظیم می کند:

این نمرات اصلی را حفظ می کند (Sch 20 ، Sch 40 ، Sch 80 ، Sch 160) اما نمرات متداول کمتری را از دست می دهد (SCH 5 ، SCH 10).

این "فشار اسمی (PN)" را مطابق با نمرات برنامه تعریف می کند (به عنوان مثال ، SCH 40 مسابقه PN 1.6 MPa برای فولاد کربن ، SCH 80 مسابقات PN 2.5 MPa).

این استاندارد انتخاب درجه را برای پروژه های داخلی ساده می کند. به عنوان مثال ، در پروژه های آبرسانی شهرداری چین ، لوله 40 به طور مستقیم به عنوان تطبیق PN 1.6 MPa مشخص می شود و از محاسبات فشار پیچیده جلوگیری می کند.

لوله فولادی Huayang لوله برنامه ای را مطابق با GB/T 28708 برای بازارهای داخلی تولید می کند. لوله فولادی جوش داده شده با مقاومت الکتریکی Q235 آن (SCH 40 ، NPS 6) در پروژه خط لوله آب شهری پکن ، با فشار اسمی از PN 1.6 MPa استفاده می شود و کاملاً با مشخصات مهندسی داخلی سازگار است.

نمرات برنامه تطبیق با فرآیندهای جوشکاری: ERW در مقابل HFW

انتخاب فرآیند جوشکاری (ERW یا HFW) بر کارآیی و عملکرد تولید درجه تأثیر می گذارد. فرآیندهای مختلف از مزایای منحصر به فرد در تطبیق نمرات برنامه خاص برخوردار هستند ، که این یک نکته مهم در برنامه ریزی تولید لوله فولاد Huayang است.

فرآیند ERW: مناسب برای نمرات برنامه متوسط ​​- (SCH 20 -SCH 80)

اول ، توضیح دهید که لوله erw چیست: anلوله ERW(لوله فولادی جوش داده شده با مقاومت الکتریکی) با تشکیل یک نوار فولادی به شکل استوانه ای و جوش دادن لبه ها با استفاده از گرمای تولید شده توسط مقاومت الکتریکی (جریان کم- جریان 50-60 هرتز) تولید می شود. فرآیند ERW مزایای بهره وری تولید بالا و هزینه کم را دارد ، و آن را برای نمرات برنامه متوسط ​​متوسط ​​{4}} ایده آل می کند:

SCH 20 -SCH 40: این نمرات دارای ضخامت دیواره نازک تا متوسط ​​(2.77-8.56 میلی متر) هستند که از طریق ERW به راحتی شکل می گیرند و جوش می خورند. ورودی گرمای کم این فرآیند از رشد بیش از حد دانه در فلز پایه جلوگیری می کند و از چقرمگی لوله اطمینان حاصل می کند.

سناریوهای کاربردی: آبرسانی شهرداری ، زهکشی ، انتقال گاز فشار {0 {0}.

لوله فولادی Huayang دارای 4 خط تولید ERW است که عمدتا لوله فولادی جوش داده شده با مقاومت الکتریکی SCH 20 -SCH 80 را تولید می کند. 40 آنلوله ERW.

فرآیند HFW: ایده آل برای نمرات برنامه بالا (SCH 80 -SCH 160)

HFW (بالا - جوشکاری فرکانس) از جریان فرکانس بالا- High {1} (300-500 کیلوهرتز) برای تولید گرما استفاده می کند ، ایجاد یک گرمای باریک- منطقه آسیب دیده (HAZ) و استحکام درزگی بالا 5- مناسب برای کلاس های برنامه ای بالا با دیواره های ضخیم:

SCH 80 -SCH 160: این نمرات دارای دیوارهای ضخیم (8.56-19.05 میلی متر) هستند که نیاز به یک فرآیند جوشکاری دارند که می تواند به طور یکنواخت و یکنواخت نفوذ کند. جریان فرکانس HFW High- FUSION کامل از لبه های ضخیم تضمین می کند ، و HAZ باریک آن استرس باقیمانده را کاهش می دهد و از ترک خوردگی در لوله های دیواری ضخیم {4} جلوگیری می کند.

سناریوهای کاربردی: روغن و گاز بالا- انتقال فشار ، خط لوله های بخار دما بالا {1}.

2 خط تولید HFW Huayang Steel Pipe (مجهز به تجهیزات JFE ژاپنی) در لوله فولادی SCH 80 -SCH 160 HFW تخصص دارد. به عنوان مثال ، لوله SCH 120 HFW آن (NPS 12 ، ضخامت دیواره 14.27 میلی متر) در خط لوله انتقال روغن Xinjiang استفاده می شود ، با یک انرژی درز جوش جوش بزرگتر از یا مساوی 45 J (-40 درجه) ، بیش از استاندارد API 5L از بیشتر یا مساوی 40 J.

برنامه سفارشی سازی درجه یک لوله فولادی Huayang: تطبیق با نیازهای صنعت

علاوه بر نمرات برنامه استاندارد ، لوله فولادی Huayang راه حل های درجه برنامه سفارشی را بر اساس الزامات خاص مشتری- ارائه می دهد ، و انعطاف پذیری تقسیم درجه را در برنامه های عملی نشان می دهد.

ضخامت سفارشی برای سناریوهای فشار ویژه

برخی از پروژه ها دارای نیازهای فشار استاندارد غیر- هستند که با نمرات برنامه استاندارد مطابقت ندارند. لوله فولادی Huayang ضخامت دیواره های سفارشی را با استفاده از فرمول بارلو محاسبه می کند و نمرات برنامه استاندارد غیر {2} را تولید می کند. به عنوان مثال:

یک گیاه شیمیایی در ژجیانگ به لوله ای برای مقاومت در برابر فشار 4.5 مگاپاسکال نیاز داشت (بین SCH 80's 4.0 MPa و 5.0 MPa SCH 100). لوله فولادی Huayang یک لوله فولادی جوش داده شده با مقاومت الکتریکی "SCH 90" را سفارشی کرد (NPS 8 ، ضخامت دیواره 11.13 میلی متر) ، که آزمایش هیدرواستاتیک را در 6.75 مگاپاسکال (فشار طراحی 1.5 برابر) گذراند.

مواد - بهینه سازی درجه برنامه خاص

برای مواد خاص (به عنوان مثال ، فولاد ضد زنگ دوبلکس) ، لوله فولادی Huayang نمرات برنامه را برای تعادل عملکرد و هزینه تنظیم می کند. فولاد ضد زنگ دوتایی از استحکام بالایی برخوردار است (استرس مجاز بیشتر از یا مساوی با 240 مگاپاسکال) ، بنابراین همان فشار به یک دیوار نازک تر از فولاد کربن نیاز دارد. برای یک خط لوله نفتی 6.0 مگاپاسکال دریایی ، این شرکت لوله ای از استیل ضدزنگ Duplex Sch 60 (NPS 10 ، ضخامت دیواره 11.43 میلی متر) تولید کرد ، که ضمن حفظ مقاومت یکسان است ، از جنس استیل کربن 80 (14.27 میلی متر) نازک تر است.

پایان

طبقه بندی نمرات لوله برنامه یک فرآیند سیستماتیک است که توسط ظرفیت تحمل-}} ظرفیت تحمل ، قطر اسمی ، خصوصیات مواد و سیستم های استاندارد هدایت می شود. این تضمین می کند که هر کلاس با سناریوهای برنامه خاص ، تعادل ایمنی ، عملکرد و هزینه مطابقت دارد. از نمرات برنامه کم (SCH 20 -SCH 40) از طریق ERW برای پروژه های شهرداری تا نمرات برنامه ریزی بالا (SCH 120 -SCH 160) که از طریق HFW برای انتقال نفت و گاز تولید می شود ، از طریق ERW تولید می شود ، هر بخش منعکس کننده ادغام اصول مهندسی و تمرین صنایع است.

تجربه Huayang Steel Pipe در تولید درجه برنامه نشان می دهد که چگونه تولید کنندگان اصول طبقه بندی را برای تمرین اعمال می کنند: با تطبیق فرآیندهای جوشکاری (ERW/HFW) با نمرات برنامه ، مطابق با استانداردهای بین المللی و داخلی و ارائه راه حل های سفارشی ، این شرکت تضمین می کند که هر محصول نیازهای صنعت را برآورده می کند. با پیچیده تر شدن سیستم های صنعتی ، طبقه بندی نمرات برنامه همچنان به تکامل خود ادامه می دهد و تولید کنندگان مانند Huayang Steel Pipe نقش مهمی در ارتقاء استاندارد و بهینه سازی برنامه های لوله برنامه ایفا می کنند.