ทำความเข้าใจกับความแตกต่าง: ท่อเหล็กอัลลอยด์ไร้รอยต่อกับท่อเหล็กคาร์บอนไร้รอยต่อ

ในการใช้งานอุตสาหกรรมที่ต้องการระบบท่อประสิทธิภาพสูงการเลือกระหว่างท่อเหล็กอัลลอยด์ไร้รอยต่อและท่อเหล็กคาร์บอนที่ไร้รอยต่อสามารถส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพการปฏิบัติงานอายุการใช้งานและเศรษฐศาสตร์โครงการ การเปรียบเทียบทางเทคนิคนี้ตรวจสอบองค์ประกอบโลหะลักษณะประสิทธิภาพและความเหมาะสมของการใช้งานของสองประเภทท่อพื้นฐานที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซปิโตรเคมีและอุตสาหกรรมการผลิตพลังงาน

องค์ประกอบโลหะและการจำแนกประเภท

องค์ประกอบท่อเหล็กอัลลอยด์ไร้รอยต่อ

ท่อเหล็กอัลลอยด์ไร้รอยต่อผลิตขึ้นด้วยองค์ประกอบการผสมเฉพาะที่เพิ่มเข้ามาในเหล็กกล้าฐานคาร์บอนเพื่อเพิ่มลักษณะประสิทธิภาพ ท่อเหล่านี้ประกอบด้วย:

• องค์ประกอบการผสมเช่นโครเมียมนิกเกิลโมลิบดีนัมทังสเตนและวานาเดียม

• เนื้อหาองค์ประกอบการผสมทั้งหมดโดยทั่วไป≥5% โดยน้ำหนัก

• สัดส่วนการควบคุมที่ปรับเพื่อตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพเฉพาะ

ข้อมูลจำเพาะท่อเหล็กอัลลอยด์ทั่วไปรวมถึง ASTM A335 เกรด (โดยเฉพาะ P11, P22, P91 และ P92), ASTM A333 เกรด 6 สำหรับบริการอุณหภูมิต่ำและเกรดสแตนเลสออสเทนนิติกเช่น 304/316 สำหรับความต้านทานการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย

องค์ประกอบท่อเหล็กคาร์บอนที่ไร้รอยต่อ

ท่อเหล็กคาร์บอนที่ไร้รอยต่อส่วนใหญ่ประกอบด้วยเหล็กที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบการผสมหลัก:

• ปริมาณคาร์บอนมักจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.05% ถึง 0.60% โดยกำหนดคุณสมบัติเชิงกล

• มีเพียงปริมาณแมงกานีสและซิลิคอนเท่านั้น (องค์ประกอบการผสมทั้งหมด <5%)

• จำแนกตามปริมาณคาร์บอนเป็นคาร์บอนต่ำ (≤0.25%), คาร์บอนขนาดกลาง (0.25-0.60%) หรือคาร์บอนสูง (> 0.60%) เหล็ก

ข้อมูลจำเพาะของท่อเหล็กคาร์บอนทั่วไป ได้แก่ ASTM A106 (เกรด A, B, C), ASTM A53 (เกรด B) และ API 5L (เกรด B ถึง x70) สำหรับการใช้งานท่อสาย เกรดวัสดุเช่น 20# และ 45# (มาตรฐานจีน) หรือ Q235 ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานอุตสาหกรรมต่างๆ

การเปรียบเทียบลักษณะประสิทธิภาพ

คุณสมบัติเชิงกล

ท่อเหล็กผสมมักจะมี  คุณสมบัติเชิงกลที่เหนือกว่า  เมื่อเทียบกับทางเลือกของเหล็กกล้าคาร์บอน:

• แรงดึงสูงและความแข็งแรงของผลผลิตที่อุณหภูมิสูงขึ้น

• เพิ่มความต้านทานการคืบสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง

• ความต้านทานความเหนื่อยล้าที่ดีขึ้นภายใต้เงื่อนไขการโหลดแบบวงจร

• ปรับปรุงความเหนียวโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำ

ตัวอย่างเช่น ASTM A335 P91 ท่อยังคงรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างที่อุณหภูมิสูงถึง 650 ° C ในขณะที่ท่อเหล็กคาร์บอนมาตรฐานมีการลดความแข็งแรงอย่างมีนัยสำคัญสูงกว่า 400 ° C

ความต้านทานการกัดกร่อน

ท่อเหล็กผสมให้ความต้านทานต่อกลไกการกัดกร่อนที่หลากหลาย:

• อัลลอยด์ที่ประกอบด้วยโครเมียมพัฒนาชั้นออกไซด์แบบพาสซีฟสำหรับการป้องกันการกัดกร่อน

• โมลิบดีนัมช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการกัดกร่อนของหลุมและรอยแยก

• นิกเกิลปรับปรุงประสิทธิภาพในการลดสภาพแวดล้อม

• ความต้านทานต่อการแตกของความเครียดซัลไฟด์ที่ดีขึ้น (SSC) ในระดับมาตรฐาน NACE MR0175

โดยทั่วไปแล้วท่อเหล็กคาร์บอนมีความต้านทานการกัดกร่อนที่เพียงพอในสภาพแวดล้อมที่ไม่ก้าวร้าว แต่ต้องการมาตรการป้องกันเพิ่มเติม (การเคลือบสารยับยั้งการป้องกัน cathodic) ในสภาพการบริการที่ท้าทายมากขึ้น

ความเหมาะสมของแอปพลิเคชันและเกณฑ์การคัดเลือก

แอปพลิเคชันที่แนะนำสำหรับท่อเหล็กอัลลอยด์

ท่อเหล็กอัลลอยที่ไร้รอยต่อนั้นเหมาะอย่างยิ่งสำหรับ:

• การแปรรูปอุณหภูมิสูงในโรงกลั่นและพืชปิโตรเคมี (เครื่องทำความร้อนหม้อไอน้ำแลกเปลี่ยน)

• สิ่งอำนวยความสะดวกในการผลิตพลังงานโดยเฉพาะอย่างยิ่งยิ่งใหญ่และหม้อไอน้ำ

• สภาพแวดล้อมการบริการเปรี้ยวที่มีการแสดงตนของ H h. ต่อ NACE MR0175/ISO 15156

• แอพพลิเคชั่นแช่แข็งที่ต้องใช้ความทนทานที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์

• การติดตั้งนอกชายฝั่งที่ต้องการความน่าเชื่อถือและความต้านทานการกัดกร่อนสูง

แอปพลิเคชันที่แนะนำสำหรับท่อเหล็กคาร์บอน

ท่อเหล็กคาร์บอนไร้รอยต่อมักใช้ใน:

• ท่อกระบวนการมาตรฐานสำหรับน้ำไอน้ำอากาศและของเหลวที่ไม่กัดกร่อน

• การใช้งานท่อสายสำหรับการส่งน้ำมันและก๊าซ (API 5L)

• แอปพลิเคชั่น OCTG (ปลอกและท่อ) ในหลุมที่ไม่ใช่แหล่งสรรพระ

• แอปพลิเคชันโครงสร้างทั่วไป

• ระบบป้องกันอัคคีภัยและบริการสาธารณูปโภคทั่วไป

ข้อพิจารณาทางเศรษฐกิจ

การเลือกระหว่างประเภทท่อเหล่านี้มักเกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนทางเศรษฐกิจที่สำคัญ:

โดยทั่วไปแล้วท่อเหล็กผสมจะสั่ง  พรีเมี่ยม 2-5 เท่า  ของราคาของท่อเหล็กคาร์บอนที่เทียบเท่าขึ้นอยู่กับเนื้อหาอัลลอยที่เฉพาะเจาะจง อย่างไรก็ตามการลงทุนเริ่มต้นที่สูงขึ้นนี้อาจเป็นธรรมผ่าน:

• ขยายอายุการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว

• ข้อกำหนดการบำรุงรักษาลดลงและการหยุดทำงานที่เกี่ยวข้อง

• ความเสี่ยงลดลงของความล้มเหลวอย่างรุนแรงในการใช้งานที่สำคัญ

• การประหยัดน้ำหนักที่อาจเกิดขึ้นผ่านความต้องการความหนาของผนังที่ลดลง

ท่อเหล็กคาร์บอนนำเสนอประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมสำหรับแอปพลิเคชันมาตรฐานที่ลักษณะการปฏิบัติงานของพวกเขาเพียงพอทำให้พวกเขาเป็นตัวเลือกเริ่มต้นสำหรับเงื่อนไขการบริการทั่วไปจำนวนมาก

สรุป: การเลือกที่ดีที่สุด

เมื่อเลือกระหว่างอัลลอยด์ที่ไร้รอยต่อและท่อเหล็กคาร์บอนวิศวกรควรทำการประเมินที่ครอบคลุมโดยพิจารณา:

• ความต้องการอุณหภูมิและความดันในการทำงาน

• องค์ประกอบและการกัดกร่อนของเหลว

• อายุการใช้งานที่คาดหวังและช่วงเวลาการบำรุงรักษา

• วิกฤตความปลอดภัยของแอปพลิเคชัน

• ค่าใช้จ่ายทั้งหมดของการเป็นเจ้าของมากกว่าต้นทุนการจัดซื้อเริ่มต้นเพียงอย่างเดียว

ในขณะที่ท่อเหล็กโลหะผสมที่ไร้รอยต่อมีประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในสภาพแวดล้อมที่ต้องการท่อเหล็กคาร์บอนที่ไร้รอยต่อยังคงเป็นทางเลือกที่ประหยัดสำหรับการใช้งานมาตรฐาน การเลือกที่ดีที่สุดทำให้ข้อกำหนดทางเทคนิคมีข้อ จำกัด ด้านงบประมาณเพื่อให้ได้โซลูชันที่คุ้มค่าที่สุดที่ตรงตามหรือสูงกว่าข้อกำหนดการดำเนินงานของแอปพลิเคชันที่เฉพาะเจาะจง