در سیستم های لوله کشی صنعتی ، انتخاب مواد نقش مهمی در تعیین عملکرد ، طول عمر و ایمنی دارد. در این مقاله یک مقایسه جامع بین لوله های آهن و لوله های فولادی کربن ، بررسی خصوصیات ، مشخصات و کاربردهای بهینه آنها مطابق با استانداردهای صنعت ارائه شده است.
مقایسه خصوصیات مواد
درک تفاوتهای اساسی در خصوصیات مواد به مهندسین و متخصصان تهیه کمک می کند تا هنگام انتخاب مواد لوله کشی برای کاربردهای خاص صنعتی ، تصمیمات آگاهانه ای بگیرند.
خصوصیات مکانیکی
لوله های آهنی (چدن): مقاومت فشاری استثنایی اما مقاومت قابل توجهی کششی و خمشی را نشان می دهند. طبیعت شکننده آنها باعث می شود که آنها تحت تأثیر یا بارهای خمشی در معرض شکستگی قرار بگیرند.
لوله های فولادی کربن: خصوصیات مکانیکی متعادل را با استحکام کششی و فشاری بالا نشان دهید. مطابق با مشخصاتی مانند API 5L برای لوله های خط و ASTM A53/A106 برای کاربردهای عمومی صنعتی.
صداقت ساختاری
لوله های آهن: انعطاف پذیری محدود با حداقل تغییر شکل قبل از خرابی ، و آنها را برای برنامه های کاربردی با لرزش یا حرکت نامناسب می کند.
لوله های فولادی کربن: انعطاف پذیری برتر و چقرمگی ، باعث تغییر شکل قابل توجهی قبل از خرابی می شود. این خاصیت به ویژه در برنامه های پر فشار در هر استاندارد ISO 3183 بسیار ارزشمند است.
مقاومت در برابر خوردگی
لوله های آهن: مقاومت در برابر خوردگی ذاتاً ضعیف ، به ویژه مستعد اکسیداسیون (زنگ زدگی) ، که منجر به کوتاه شدن عمر خدمات در محیط های در معرض آن می شود.
لوله های فولادی کربن: مقاومت در برابر خوردگی پایه بهتر نسبت به چدن ، اگرچه هنوز هم نیاز به درمان های محافظتی مانند گالوانیزه ، پوشش اپوکسی یا پوشش های تخصصی برای انطباق NACE MR0175 در محیط های خدمات ترش دارد.
خصوصیات ساختگی
لوله های آهن: قابلیت جوشکاری محدود و چالش برانگیز برای اصلاح در محل ، به طور معمول نیاز به اتصالات مکانیکی یا اتصالات تخصصی دارد.
لوله های فولادی کربن: قابلیت جوشکاری عالی و خصوصیات ساخت میدان. می توان با استفاده از تکنیک های ERW (جوشکاری مقاومت الکتریکی) یا LSAW (جوشکاری قوس زیر طولی) بسته به نیاز به قطر و ضخامت دیواره اصلاح کرد.
دامنه های کاربردی لوله های آهن و کربن
برنامه های لوله آهنی
با وجود محدودیت ها ، لوله های آهنی هنوز هم در برنامه های خاص ارتباط دارند:
سیستم های توزیع آب شهرداری (به ویژه تاسیسات تاریخی)
سیستم های خاک و زباله که در آن مقاومت فشاری در اولویت قرار دارد
اجزای انتخاب شده خودرو و ماشین آلات که در آن میرایی لرزش مفید است
برنامه های معماری و تزئینی
کاربردهای لوله کربن
لوله های فولادی کربن در بخش های بحرانی صنعتی حاکم هستند:
حمل و نقل نفت و گاز: برنامه های لوله خط مطابق با مشخصات API 5L برای انتقال محصولات نفتی
برنامه های OCTG: پوشش ، لوله و لوله مته برای عملیات نفتی و گاز بالادست در هر استاندارد API 5CT
پردازش فشار بالا: پالایشگاه و سیستم های لوله کشی گیاهان شیمیایی
سرویس درجه حرارت بالا: لوله های دیگ بخار و خطوط بخار دارای گواهینامه ASTM A106
کاربردهای ساختاری: عناصر تحمل بار در ساخت و ساز و زیرساخت ها
دوام و ملاحظات چرخه زندگی
هنگام ارزیابی هزینه کل مالکیت برای سیستم های لوله کشی ، دوام به یک مورد اصلی تبدیل می شود:
عوامل زندگی
لوله های آهن: به طور معمول زندگی خدمات کوتاه تری را به دلیل حساسیت به خوردگی و شستشو نشان می دهد. از نظر تاریخی متداول است اما به طور فزاینده ای در تاسیسات جدید جایگزین می شود.
لوله های فولادی کربن: با سیستم های مناسب برای محافظت در برابر خوردگی ، می توانند عمر خدمات گسترده ای را حتی در محیط های خواستار ارائه دهند. خطوط لوله مدرن که برای استانداردهای DNV-OS-F101 برای برنامه های برون مرزی طراحی شده اند ، می توانند از زندگی 30 ساله طراحی تجاوز کنند.
عملکرد تحت فشار
برای کاربردهای صنعتی که نیاز به مهار فشار دارند ، لوله های فولاد کربن مزایای قابل توجهی را ارائه می دهند. رتبه بندی فشار برتر آنها در هر ASME B31.3 استانداردهای لوله کشی فرآیند باعث می شود که آنها برای زیرساخت های بحرانی مناسب باشند که در آن باید خطر خرابی به حداقل برسد.
معیارهای انتخاب برای کاربردهای صنعتی
هنگام انتخاب بین لوله کشی آهن و کربن ، این عوامل کلیدی را در نظر بگیرید:
فشار عملیاتی: لوله های فولادی کربن به طور معمول رتبه های فشار بالاتری را با انتخاب برنامه مناسب ارائه می دهند (برنامه 40 ، 80 ، 160)
مورد نیاز دما: فولاد کربن یکپارچگی را در هر دو درجه حرارت بالا و کرایوژنیک حفظ می کند
خصوصیات سیال: در نظر گرفتن خوردگی و سازگاری با مواد آستر
محیط نصب: قرار گرفتن در معرض عناصر ، شرایط خاک یا خدمات زیر آب
بارهای مکانیکی: لرزش ، انبساط حرارتی/انقباض و نیروهای خارجی
روش های اتصال: جوش داده شده ، فلنج (RF ، RTJ) یا نیازهای اتصال مکانیکی
پایان
در حالی که هر دو لوله آهن و فولاد کربن نقش هایی را در کاربردهای صنعتی ایجاد کرده اند ، لوله های فولادی کربن خواص مکانیکی برتر ، انعطاف پذیری ساختگی و دوام کلی در محیط های خواستار را ارائه می دهند. برای کاربردهای بحرانی صنعتی-به ویژه آنهایی که شامل لوله خط API 5L ، اجزای OCTG یا پردازش فشار قوی-لوله های فولادی کربن همراه با سیستم های حفاظت از خوردگی مناسب هستند ، نشان دهنده استاندارد صنعت برای قابلیت اطمینان و عملکرد هستند.
