Odabir materijala za višekomponentne cijevi temelji se na vrsti materijala koje transportiraju. Kroz cjevovod se transportuju različite tekućine koje mogu biti zapaljive, korozivne, eksplozivne, isparljive, reaktivne i ponekad opasne po ljudsko zdravlje, pa je važno odabrati odgovarajući materijal cijevi.
Uvjeti procesa odabira materijala cijevi
Odabir materijala cijevi uglavnom ovisi o uvjetima procesa, kao npr
Vrste tečnosti
Servisna temperatura
Servisni pritisak
Pokušajmo dublje razumjeti ovo stanje.
Prije svega, uvjet procesa koji će utjecati na odabir materijala je vrsta tekućine koju nosi. U slučaju korozivnih fluida, mora se izabrati materijal sa većom otpornošću na koroziju u poređenju sa nekorozivnim servisom.
Korozivne tekućine, kao što su sirova nafta, morska voda, H2S, amonijak, kiseline, itd., zahtijevaju materijal visoke otpornosti na koroziju.
S druge strane, normalni ugljični čelik je dovoljan za nekorozivne tekućine kao što su ulje za podmazivanje, zrak, dušik, itd.
Drugi uslov procesa koji će uticati na izbor materijala je temperatura fluida.
Kriogena
Niska temperatura
Prosječna temperatura
Visoka temperatura
Povećanje ili smanjenje temperature servisnog fluida uvelike će uticati na mehanička svojstva materijala cevi, kao što su udarna čvrstoća, istezanje i vlačna čvrstoća; stoga je potreban poseban materijal za visoke temperature i kriogene usluge.
Treći uslov procesa koji će uticati na izbor materijala je pritisak servisnih tečnosti. Za usluge visokog pritiska potreban je materijal visoke čvrstoće ili deblji u odnosu na usluge normalnog pritiska.
Ostali neprocesni faktori koji se takođe uzimaju u obzir prilikom odabira materijala su
Troškovi materijala
Dostupnost - ako je materijal dostupan lokalno ili ga treba uvesti.
Zavarljivost i proizvodnost materijala također igraju ključnu ulogu u odabiru. Prednost se uvijek daje materijalu koji ne zahtijeva posebne zahtjeve prilikom zavarivanja i izrade.
Svojstva materijala cijevi
Kao i svojstva procesnih fluida, postoje određena svojstva materijala koja se također uzimaju u obzir pri odabiru materijala cijevi. Neki od njih jesu
Konačna vlačna čvrstoća: To je sposobnost materijala da se odupre kada je podvrgnut napetosti.
Otpor puzanju: to je opterećenje pri kojem počinje plastična deformacija, ili se može reći da je trajna deformacija.
Elastičnost - je sposobnost materijala da se vrati u svoj normalan oblik nakon uklanjanja opterećenja, kao što je guma.
Izduženje - Procenat izduženja je mjera duktilnosti.
Tvrdoća - je sposobnost materijala da se odupre plastičnoj deformaciji.
Tvrdoća - je sposobnost materijala da apsorbira energiju prije loma.
Snaga puzanja: Sposobnost da se odupre bilo kojoj vrsti izobličenja kada je izložen opterećenju tokom dužeg perioda.
Otpornost na zamor: To je sposobnost materijala da izdrži ciklično opterećenje za određeni broj ciklusa prije nego što propadne.
Sada, uzimajući u obzir i proces i svojstva materijala, materijal cijevi se može odabrati između širokog spektra dostupnih materijala. U ovoj tabeli sam naveo različite vrste materijala koji se koriste u procesnim cijevima kako bi se zadovoljili različiti projektni uvjeti. Materijal za cijevi klasificira se u tri kategorije. Metal, nemetal i kompozit, koji je kombinacija metala sa metalom ili metala sa nemetalom.
crni metal
ugljenični čelik
Legirani čelik
Nerđajući čelik
obojeni metal
Bakar i legure bakra
Nikl i legure nikla
Aluminijum i legure aluminijuma
Titanijum i legure titana
Cirkonijum i legure cirkonijuma
Nemetalni
PVC/CPVC
HDPE
GRE/GRP
cementne cijevi
Obložene i obložene cijevi
Line i Pladirane cijevi su kompozitne cijevi. To znači da su napravljeni od dva različita materijala kako bi se poboljšala njihova pouzdanost tokom rada. Ove cijevi se koriste kao ekonomična alternativa visokolegiranim materijalima.
ASTM ocjene materijala za materijale za cijevi
A53/A53M-02. Standardna specifikacija za crne i vruće potapanje, pocinčane, zavarene i bešavne čelične cijevi.
A105/A105M-02. Standardna specifikacija za otkovke od ugljičnog čelika za primjenu cijevi.
A106-02a. Standardna specifikacija za bešavne cijevi od ugljičnog čelika za visokotemperaturne usluge.
A134-96 (2001). Standardna specifikacija za čelične cijevi zavarene električnom fuzijom (lukom) (NPS veličine 16 i veće).
A135-01. Standardna specifikacija za elektrootporne zavarene čelične cijevi.
A139-00. Standardna specifikacija za elektrofuzijom (lukom) zavarene čelične cijevi (NPS 4 i iznad).
A179/A179M-90a (2001). Standardna specifikacija za niskougljične bešavne čelične cijevi za izmjenjivače topline i kondenzatore.
A181/A181M-01. Standardna specifikacija za otkovke od ugljičnog čelika za cijevi opće namjene.
A182/A182M-02. Standardna specifikacija za kovane ili valjane prirubnice cijevi od legiranog čelika, kovane armature, ventile i dijelove za visokotemperaturnu uslugu.
A193/A193M-03. Standardna specifikacija za materijale za uvrtanje šrafova od legiranog čelika i nerđajućeg čelika za visokotemperaturne usluge.
A194/A194M-03b. Standardna specifikacija za matice od ugljičnog i legiranog čelika za vijke za visoki tlak, visoke temperature ili oboje.
A210/A210M-02. Standardna specifikacija za bešavne cijevi od ugljičnog čelika srednje veličine za kotlove i pregrijače.
A234/A234M-03. Standardna specifikacija za cijevne spojnice od kovanog ugljičnog čelika i legiranog čelika za rad na umjerenim i visokim temperaturama.
A268/A268M-03. Standardna specifikacija za bešavne i zavarene cijevi od feritnog i martenzitnog nehrđajućeg čelika za opće usluge.
A269-02a. Standardna specifikacija za bešavne i zavarene austenitne cijevi od nehrđajućeg čelika za opće usluge.
A312/A312M-03. Standardna specifikacija za bešavne i zavarene austenitne cijevi od nehrđajućeg čelika.
A320/A320M-03. Standardna specifikacija za pričvrsne materijale od legiranog čelika za usluge na niskim temperaturama.
A333/A333M-99. Standardna specifikacija za bešavne i zavarene čelične cijevi za niske temperature.
A334/A334M-99. Standardna specifikacija za bešavne i zavarene cijevi od ugljičnog i legiranog čelika za rad na niskim temperaturama.
A335/A335M-03. Standardna specifikacija za bešavne feritne legirane čelične cijevi za visoke temperature.
A350/A350M-02b. Standardna specifikacija za otkovke od ugljičnog i niskolegiranog čelika koji zahtijevaju ispitivanje žilavosti zarezivanja za komponente cijevi.
A358/A358M-01. Standardna specifikacija za električnu fuzijom zavarenu cijev od austenitnog čelika od legure kroma i nikla za visokotemperaturnu uslugu.
A369/A369M-02. Standardna specifikacija za cijevi od kovanog i perforiranog ugljičnog čelika i feritnih legura za rad na visokim temperaturama.
A376/A376M-02a. Standardna specifikacija za bešavne austenitne čelične cijevi za usluge centralne stanice visoke temperature.
A381-96 (2001). Standardna specifikacija za čelične cijevi zavarene metalnim lukom za upotrebu u prijenosnim sistemima visokog pritiska.
A403/A403M-03a. Standardna specifikacija za kovane austenitne cijevi od nehrđajućeg čelika.
A409/A409M-01. Standardna specifikacija za zavarene cijevi od austenitnog čelika velikog promjera za visoke temperature ili korozivne usluge.
A420/A420M-02. Standardna specifikacija za cijevne spojnice od kovanog ugljičnog čelika i legiranog čelika za servis na niskim temperaturama.
A437/A437M-01a. Standardna specifikacija za specijalno termički obrađeni materijal za pričvršćivanje turbinskog tipa od legiranog čelika za rad na visokim temperaturama.
A453/A453M-02. Standardna specifikacija za visokotemperaturne materijale za uvrtanje šrafova, sa koeficijentima ekspanzije uporedivim sa onima kod austenitnog nerđajućeg čelika.
A524-96 (2001). Standardna specifikacija za bešavne cijevi od ugljičnog čelika za atmosferske i niske temperature.
A530/A530M-03. Standardna specifikacija za opće zahtjeve specijaliziranih cijevi od ugljičnog i legiranog čelika.
A587-96 (2001). Standardna specifikacija za elektrootporne zavarene čelične cijevi od niskog ugljika za kemijsku industriju.
A671-96 (2001). Standardna specifikacija za električno zavarene čelične cijevi za atmosferske i niske temperature.
A672-96 (2001). Standardna specifikacija za električno zavarene čelične cijevi za rad pod visokim pritiskom na umjerenim temperaturama.
A691-98 (2002). Standardna specifikacija za cijevi od ugljičnog i legiranog čelika, zavarene električnom fuzijom za rad pod visokim pritiskom na visokim temperaturama.
A789/A789M-02a. Standardna specifikacija za bešavne i zavarene feritne/austenitne cijevi od nehrđajućeg čelika za opće usluge.
A790/A790M-03. Standardna specifikacija za bešavne i zavarene feritne/austenitne cijevi od nehrđajućeg čelika.
A815/A815M-01a. Standardna specifikacija za feritne, feritne/austenitne i martenzitne kovane cijevi za cijevi od nehrđajućeg čelika
