ASME B31.3 بخش 304.1.2 یک معادله ضخامت دیوار را ارائه می دهد:
t=(P × D) / [2(SEW + PY)]
این معادله برای فولاد کربنی، زنگ نزن آستنیتی و ضد زنگ دوبلکس یکسان است. آنچه تغییر می کند داده های مادی است که به آن وارد می شود. برایUNS S32205 (Duplex 2205)، سه مقدار با مقادیری که اکثر مهندسان پیش فرض دارند (316L یا فولاد کربنی) متفاوت است:
|
نماد |
معنی |
مقدار S32205 (B31.3 جدول A-1M) |
اشتباه رایج |
|
S |
تنش مجاز پایه در دمای طراحی |
205 مگاپاسکال در کمتر یا مساوی 38 درجه، می افتد به182 مگاپاسکال در 300 درجه |
مهندسان اغلب از مقدار 316L (138 مگاپاسکال) یا 304L (115 مگاپاسکال) استفاده میکنند که بیش از-دیوار را ضخیم میکند. |
|
E |
کارایی مفصل طولی |
1.00 (بدون درز) |
به درستی اعمال شده است |
|
W |
ضریب کاهش مقاومت جوش |
1.00برای ضد زنگ دوبلکس در B31.3 جدول 302.3.5(e) |
مهندسان اغلب 0.85 (RT آستنیتی) و بیش از-ضخامت دیوار را اعمال می کنند. |
|
Y |
ضریب دما |
0.4برای ضد زنگ فریتی و دوبلکس |
مهندسان اغلب 0.7 (سری آستنیتی 300-) را اعمال میکنند و دیوار را بیش از حد ضخیم میکنند. |
برای شرایط سرویس یکسان (8 اینچ NPS، 15 بار، 50 درجه)، تغذیه S، W و Y اشتباه میتواند ضخامت دیوار محاسبهشده را با 15 تا 30٪ - خطای دادههای مواد خالص تغییر دهد، نه یک تفاوت مهندسی واقعی.
S32205 خواص مواد که محاسبات را هدایت می کنند
|
اموال |
ارزش |
منبع |
|
تعیین UNS |
S32205 (همچنین S31803، استحکام کمتر) |
ASTM A790 |
|
تراکم |
7805 کیلوگرم بر متر مکعب |
ASTM A790 |
|
استحکام کششی، حداقل |
655 مگاپاسکال |
ASTM A790 |
|
قدرت تسلیم (0.2٪ افست)، حداقل |
485 مگاپاسکال |
ASTM A790 |
|
ازدیاد طول، حداقل |
25% |
ASTM A790 |
|
PREN |
35 (S32205), 32 (S31803) |
%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N |
|
حداکثر دمای سرویس (طراحی B31.3) |
300 درجه (σ-نگرانی فاز بالای 250 درجه) |
ASTM A923 |
|
حداقل دمای طراحی |
-50 درجه (تست ضربه بر اساس ASTM A370) |
ASME B31.3 |
مثال کار شده: خط تزریق آب دریا NPS 8
شرایط خدمات (معمولی آرامکو عربستان سعودی فراساحل):
مایع: آب دریا فیلتر شده، Cl- ≈ 19000 ppm
فشار طراحی P: 15 بار (1.5 مگاپاسکال)
دمای طراحی T: 50 درجه
لوله: 8 اینچ NPS، OD 219.1 میلی متر
جنس: UNS S32205، ASTM A790 بدون درز
مرحله 1 - دادههای مواد را در 50 درجه بکشید:
S=205 مگاپاسکال (جدول A-1M، کمتر یا مساوی 38 درجه؛ بدون کاهش در 50 درجه)
E=1.00 (بدون درز)
W=1.00 (دبلکس ضد زنگ، جدول 302.3.5(e))
Y=0.4 (فریتی/دوبلکس، جدول 304.1.1)
مرحله 2 - محاسبه حداقل ضخامت دیوار مورد نیاز:
t = (1.5 × 219.1) / [2(205 × 1.00 × 1.00 + 1.5 × 0.4)] t = 328.65 / [2(205 + 0.6)] t = 328.65 / 411.2 t = 0.80 میلی متر
این حداقل فشار{0}}طراحی است. برنامه باید پس از افزودن مقدار مجاز خوردگی و تحمل آسیاب انتخاب شود.
میزان خوردگی: محرک بزرگتر از فشار در آب دریا
|
محیط خدمات |
حدوداً توصیه می شود |
منبع |
|
آب دریا فیلتر شده، T <60 درجه، بدون حفاظت کاتدی |
3.0 میلی متر |
NORSOK M-506, Saudi Aramco 32-SAMSS-005 |
|
اسید فسفریک مرطوب (30-54٪ P2O5، T < 80 درجه) |
2.0 میلی متر |
داده های میدانی، ~0.1 میلی متر در سال خوردگی یکنواخت |
|
سرویس ترش NACE MR0175، H₂S کمتر یا مساوی 0.05 بار |
0 میلی متر |
بدون خطر SSC در محدوده MR0175 برای 2205 |
|
نفت/گاز خنثی، غیر-خورنده |
1.0 میلی متر |
فقط کمک هزینه آسیب مکانیکی |
|
اسید کلریدریک، هر غلظتی |
N/A - از 2205 استفاده نکنید |
از Hastelloy C276 یا C22 استفاده کنید |
برای سرویس آب دریا: حدود=3.0 میلی متر.
زمانبندی انتخاب با تحمل آسیاب
لوله بدون درز ASTM A790 دارای± 12.5٪ تحمل آسیابدر ضخامت دیوار برای اطمینان از مطابقت باریک ترین نقطه با طراحی:
t_nominal بزرگتر یا مساوی با (t + ca) / 0.875 t_nominal بزرگتر یا مساوی با (0.80 + 3.00) / 0.875 t_nominal بزرگتر یا مساوی4.34 میلی متر
|
برنامه (8 اینچ NPS) |
دیوار اسمی (میلی متر) |
حداقل دیوار در -12.5٪ |
به 4.34 میلی متر می رسد؟ |
|
5S |
3.76 |
3.29 |
خیر |
|
10S |
4.19 |
3.67 |
خیر |
|
40S |
8.18 |
7.16 |
بله - انتخاب شد |
|
80S |
12.70 |
11.11 |
بله (بیش از-طراحی) |
نتیجه: Sch 40S برای تزریق آب دریا 8 اینچی S32205 در 15 بار / 50 درجه / 3.0 میلی متر حدودا.
اگر فشار طراحی تا 30 بار (تزریق آب عمیق) افزایش یابد، t=1.59 میلیمتر، t_نامی بزرگتر یا برابر با 5.25 میلیمتر - Sch 40S همچنان کار میکند.در این محدوده فشار، کمک هزینه خوردگی برنامه را به حرکت در می آورد، نه فشار.
چه زمانی باید فراتر از 2205 حرکت کرد
|
خدمات |
2205 خوبه؟ |
مواد توصیه شده |
|
آب دریا، T <60 درجه |
بله |
- |
|
آب دریا، T > 60 درجه، با ماسه |
حاشیه ای |
2507 (S32750، PREN بزرگتر یا مساوی 40) + حفاظت کاتدی |
|
سرویس ترش، H₂S > 0.05 بار، T > 90 درجه |
خیر |
25Cr فوق دوبلکس یا آلیاژ نیکل |
|
HCl، هر غلظت |
خیر |
هاستلوی C276 |
|
H2SO4> 15%، T> 50 درجه |
خیر |
هاستلوی C22 |
محاسبه ضخامت دیوار فقط زمانی اهمیت دارد که انتخاب مواد درست باشد. آلیاژ اشتباه، هیچ برنامه ای جبران نمی کند.
S31803 در مقابل S{1}} کدام یک را واقعاً دریافت میکنید؟
تدارکات مدرن پیشفرض S32205 است، اما P&IDهای قدیمی ممکن است همچنان S31803 را مشخص کنند. استرس مجاز متفاوت است:
|
درجه |
قدرت تسلیم (دقیقه) |
S در 50 درجه (B31.3) |
تاثیر ضخامت دیوار |
|
S31803 |
450 مگاپاسکال |
189 مگاپاسکال |
+8% دیوار در مقابل S32205 |
|
S32205 |
485 مگاپاسکال |
205 مگاپاسکال |
خط مبنا |
برای سرویس 8 اینچی / 15 بار / Sch 40S، هر دو درجه در یک برنامه قرار می گیرند. برای سرویس فشار نازک-دیواری بالا{{5} (به عنوان مثال، 6 اینچ Sch 10S در 40 بار)، این تفاوت میتواند برنامه را یک مرحله جابجا کند.همیشه قبل از اجرای محاسبه UNS را در MTC تأیید کنید.
سوالات متداول
Q1: تنش مجاز اساسی برای S32205 در 200 درجه چیست؟
A: 190 مگاپاسکال در هر ASME B31.3 جدول A{12}}1M (از 205 مگاپاسکال در کمتر یا مساوی 38 درجه ) در 250 درجه، S=186 MPa; در 300 درجه، S=182 مگاپاسکال. بالاتر از 300 درجه، خطر بارش فاز σ معمولاً 2205 را از طراحی B31.3 حذف می کند.
Q2: چرا W=1.00 برای دوبلکس ضد زنگ است؟
A: ASME B31.3 جدول 302.3.5(e) فولادهای زنگ نزن دوبلکس را در کنار ضد زنگ فریتی با W فهرست می کند=1.00. این نشان دهنده آن است که جوش های واجد شرایط در دوبلکس دارای پایه کامل{3}}استحکام فلزی در هنگام بازپخت و ترشی مناسب محلول- هستند. این یک مزیت نسبت به آستنیت سری 300 است که در آن W بسته به معاینه رادیوگرافی از 0.85 تا 1.00 متغیر است.
Q3: آیا میزان خوردگی 3.0 میلی متر برای آب دریا بیش از حد است؟
A: این مقدار استاندارد برای 2205 بدون خط و بدون پوشش در خدمات تزریق آب دریا است. NORSOK M{8}}506 و Saudi Aramco 32-SAMSS-005 هر دو از 3.0 میلی متر برای این سرویس استفاده می کنند. اپراتورهای دارای حفاظت کاتدی به علاوه نظارت بر خوردگی آنلاین گاهی اوقات تا 2.0 میلی متر کاهش می یابند - اما این نیاز به قابلیت اطمینان سیستم CP مستند و بودجه نظارت مداوم دارد.
Q4: آیا می توانم از Sch 10S با نظارت بر خوردگی آنلاین به جای Sch 40S استفاده کنم؟
A: آستانه اسمی 4.34 میلی متر، Sch 10S (4.19 میلی متر) را استثنا نمی کند. نظارت آنلاین الزامات تحمل آسیاب را تغییر نمی دهد. اگر اساس طراحی باعث کاهش قابلیت اطمینان و هزینه{5}}بازرسی جانبی اپراتور میشود، برخی از اپراتورها Sch 10S - را میپذیرند اما این پیشفرض برای اپراتورهای اصلی خاورمیانه نیست.
Q5: حداکثر دمای طراحی برای 2205 در B31.3 چقدر است؟
A: 300 درجه، محدود شده توسط بارش σ-در محدوده 250-300 درجه. روش C ASTM A923 فازهای بین فلزی مضر را تشخیص می دهد. برای عملکرد پایدار بالای 250 درجه، 2507 (S32750) یا آلیاژهای نیکل را در نظر بگیرید.
به نقل قول و نمونه رایگان نیاز دارید؟
لیست خط خود (مشخصات لوله، فشار طراحی، دمای طراحی، سیال) را بهmarket@htpipe.com. ما محاسبه ضخامت دیوار، برنامه پیشنهادی و طرح گواهی مواد را ظرف 24 ساعت برمی گردانیم. HUITONG دارای لوله بدون درز S32205 DN15–DN600 است. WhatsApp: +86-19339900201.
