Преглед на тръбопроводите на химически заводи
Инсталациите за химическа преработка представляват едни от най-взискателните условия за тръбопроводните системи. Тръбите трябва да съдържат течности, които могат да бъдат силно корозивни, при повишени температури и налягания и в много случаи токсични или запалими. Последствията от повреда на тръбата в химическото обслужване включват течове на технологична течност, пожари, експлозии, токсични изпускания и щети върху околната среда. Следователно правилният избор на материал за тръби не е просто инженерно решение -, това е задължително условие за безопасност и съответствие с нормативните изисквания.
Кодът за проектиране на тръбопроводи за химически заводи е ASME B31.3 (Процесни тръбопроводи), който предоставя правила за проектиране, материали, производство, тестване и проверка на тръбопроводни системи в химически и нефтохимически заводи. B31.3 категоризира флуидните услуги в нормални, категория M (токсични), категория D (ниска опасност) и високо-налягане, с все по-строги изисквания за по-опасни услуги. Тръбопроводите трябва да бъдат проектирани за най-тежката комбинация от налягане и температура, очаквана по време на нормална работа, стартиране, изключване и всякакви достоверни условия на смущение.
Изисквания към тръбите по химически среди
Различните химически среди изискват различни материали за тръби въз основа на тяхната корозивност, температура и налягане. За работа със сярна киселина въглеродната стомана е подходяща за концентрации над 95% при температура на околната среда, но под 95% (особено разредена киселина), скоростите на корозия се увеличават драстично, което изисква неръждаема стомана 316 или по-високи сплави. За солната киселина дори разредените разтвори са силно корозивни за неръждаемата стомана, което изисква високо-никелови сплави (Hastelloy C-276) или неметални тръби за повечето условия. За азотна киселина неръждаемата стомана 304L е подходяща за повечето концентрации, тъй като азотната киселина пасивира неръждаемата стомана. За органични разтворители (въглеводороди, алкохоли, кетони), въглеродната стомана обикновено е подходяща, освен ако разтворителят не е мокър или съдържа корозивни замърсители.
Хлоридната среда е особено предизвикателна, тъй като причинява питинг и корозионно напукване (SCC) в аустенитни неръждаеми стомани. Хлоридният SCC може да възникне при температури над 60 градуса с ниски концентрации на хлорид до 10 ppm. За процесни потоци, съдържащи хлорид, 316L (с 2-3% молибден) осигурява подобрена устойчивост в сравнение с 304L, но за тежки хлоридни условия може да са необходими дуплексни неръждаеми стомани (2205, 2507) или сплави на основата на никел. Еквивалентното число на съпротивлението на питинг (PREN=%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N) е полезен скрининг инструмент за сравняване на устойчивостта на питинг: 304L има PREN ~19, 316L има PREN ~25, 2205 duplex има PREN ~36 и 2507 super duplex има PREN ~43.
Обичайни тръбни материали за химическата промишленост
| Материал | Ключови характеристики | Типични приложения |
|---|---|---|
| Въглеродна стомана (A106 Gr.B) | Ниска цена, добра здравина, ограничена устойчивост на корозия | Не{0}}корозивни течности, пара, вода, въглеводороди |
| 304/304L неръждаема стомана | Обща устойчивост на корозия, добра заваряемост | Азотна киселина, органични киселини, преработка на храни |
| 316/316L неръждаема стомана | Мо-подобрена устойчивост на хлътване, стандарт за химическата промишленост | Сярна киселина (разредена), хлориди (умерени), разтворители |
| Дуплекс 2205/2507 | Висока якост, отлична SCC устойчивост | Хлоридни среди, офшорни съоръжения, топлообменници |
| Никелови сплави (Inconel, Hastelloy) | Изключителна устойчивост на корозия, много висока цена | HCl, H2SO4 (горещ), HF, силно корозивно обслужване |
Видове корозия и избор на материал
General corrosion is uniform material loss over the entire surface, managed by adding a corrosion allowance (typically 1.5-6.0 mm) to the calculated wall thickness. Pitting is localized corrosion that creates small cavities, measured by the PREN value. Crevice corrosion occurs in shielded areas such as under gaskets and deposits, requiring alloys with higher molybdenum content. Stress corrosion cracking (SCC) is the most dangerous corrosion form - cracking occurs under the combined action of tensile stress and a corrosive environment, often without significant general corrosion. SCC can cause catastrophic failure with little warning. For chloride SCC, materials with higher nickel content (>20%) или дуплексните микроструктури осигуряват устойчивост. Интергрануларната корозия, причинена от утаяване на хромен карбид по границите на зърната, се предотвратява чрез използване на ниско-въглеродни степени (304L, 316L) или стабилизирани степени (321, 347).
Номинално налягане за химически тръбопроводи
Химическите заводи обикновено работят при класове на налягане от ANSI 150# (2 MPa) до 600# (10 MPa), като специални процеси като хидрокрекинг и производство на полиетилен работят при 900-2500# (15-42 MPa). Изборът на номинално налягане следва правилата за проектиране на ASME B31.3, като минималната дебелина на стената се изчислява по формулата: t=(P x D) / (2(SE + PY)). За вакуумно обслужване тръбата трябва да издържа на колапс на външно налягане, което често изисква по-тежки графици, отколкото само вътрешното налягане би диктувало. Температурата значително влияе на допустимото напрежение - тръба, подходяща за околна температура, може да се нуждае от по-дебела стена при 400 градуса. Вижте нашитеРъководство за оценка на налягането в тръбатаза изчерпателни методи за изчисление.
Специални изисквания
Химическите тръби често изискват специални повърхностни обработки. Обезмасляването премахва маслото и греста от вътрешната повърхност, за да се предотврати замърсяване на работния флуид. Декапирането премахва котлен камък и оксиди от заваряване. Пасивирането (третиране с азотна киселина или лимонена киселина) подобрява естествения слой хромен оксид върху неръждаема стомана, увеличавайки максимално устойчивостта на корозия. Нагряване (електрическо или парно) се прилага към тръби, които трябва да поддържат повишени температури, за да се предотврати втвърдяването на течността или увеличаването на вискозитета. Заровените химически тръби изискват външно анти{5}}корозионно покритие съгласно ISO 21809 или еквивалент - вижте нашияРъководство за покритие на тръби. Изискванията за неразрушаващ контрол за химически тръби варират в зависимост от категорията на флуидната услуга съгласно B31.3, като варират от 5% заварки за нормално обслужване до 100% за услуга от категория M - вижте нашата
Стандарти за химически тръбопроводи
ASME B31.3 е основният проектен код. Стандартите за материали на ASTM включват A106 (въглеродна стомана), A312/A358 (неръждаема стомана) и A335 (легирана стомана). Стандартите на API, приложими за химическите заводи, включват API 610 (помпи) и API 682 (уплътнителни системи). За международни проекти може да се прилагат EN 13480 (европейски тръбопроводен код) и GB/T 20801 (китайски тръбопроводен код). Изискванията на директивата PED трябва да бъдат изпълнени за оборудване, инсталирано в Европейския съюз. Пълно сравнение на международните стандарти е достъпно в нашияСравнение на стандартите за тръби(59).
Как да се сдобиете с химическа тръба
Когато поръчвате тръба за химическо обслужване, предоставете следните параметри: състав и концентрация на флуида, диапазон на рН за водни разтвори, работна температура (нормална и проектна), работно налягане (нормална и проектна), приложим код (ASME B31.3 или друг), изисквания за NDT, изисквания за сертифициране (MTC 3.1 или 3.2) и всякаква специална подготовка на повърхността (ецване, пасивиране). ManufacturerPipe доставя въглеродна стомана, неръждаема стомана и тръби от легирана стомана за химически приложения, с опит в доставката на рафинерии, нефтохимически заводи и фини химически съоръжения по целия свят.
Нуждаете се от тръби за химическата промишленост?
Свържете се с нашия инженерен екип за насоки за избор на материал и конкурентни цени на тръби за химическо обслужване.
Получете оферта
Продуктови категории
