У промислових програмах, що потребують високоефективних трубопроводів, вибір між безшовною сталевою трубою з легкої легкоїще та безперебійної вуглецевої сталевої труби може суттєво вплинути на експлуатаційну ефективність, термін служби та економіку проекту. Це технічне порівняння вивчає металургійний склад, характеристики продуктивності та придатність застосування цих двох основних типів труб, широко використовуються в нафтогазовій, нафтохімічній та виробництві електроенергії.
Металургійна композиція та класифікація
Безшовна композиція з легкої сталевої труби
Безшовна сталева труба з легованої сталі виготовляється за допомогою специфічних легатів, доданих до основної вуглецевої сталі для підвищення характеристик продуктивності. Ці труби містять:
Легані елементи, такі як хром, нікель, молібден, вольфрам та ванадій
Загальний вміст легованих елементів, як правило, ≥5% за вагою
Контрольовані пропорції, скориговані для задоволення конкретних вимог до ефективності
Загальні специфікації сталевих труб з легкої сталі включають оцінки ASTM A335 (зокрема P11, P22, P91 та P92), ASTM A333 6 клас для низькотемпературної служби та аустенітні нержавіючі ступеня, як 304/316 для корозії в складних умовах.
Безшовна вуглецева сталева труба
Безшовна труба з вуглецевої сталі в першу чергу складається з заліза з вуглецем як основним легуючим елементом:
Вміст вуглецю зазвичай становить від 0,05% до 0,60%, що визначає механічні властивості
Містить лише простежувані кількості марганцю та кремнію (загальні легатні елементи <5%)
Класифіковано за допомогою вмісту вуглецю у вигляді низького вуглецю (≤0,25%), середнього вуглецю (0,25-0,60%) або високої вуглецю (> 0,60%) сталі
Загальні специфікації труб з вуглецевої сталі включають ASTM A106 (клас A, B, C), ASTM A53 (клас B) та API 5L (клас B до X70) для застосувань лінійних труб. Матеріали, такі як 20# та 45# (китайський стандарт) або Q235, також широко використовуються в різних промислових програмах.
Порівняння характеристик продуктивності
Механічні властивості
Труби з легованої сталеки, як правило, пропонують чудові механічні властивості порівняно з альтернативами вуглецевої сталі:
Більш висока міцність на розтяг та врожайність при підвищеній температурі
Посилена опір повзучості для високотемпературних застосувань
Краща стійкість до втоми в умовах циклічного навантаження
Покращена міцність, особливо в низькотемпературних умовах
Наприклад, труба ASTM A335 P91 підтримує свою конструктивну цілісність при температурі до 650 ° C, тоді як стандартна труба з вуглецевої сталі має значне зниження міцності вище 400 ° C.
Корозійна стійкість
Труби з легованих сталевих сталевих забезпечують істотну покращену стійкість до різних механізмів корозії:
Сплави, що містять хроми, розвивають пасивні оксидні шари для захисту від корозії
Molybdenum підвищує стійкість до піттінгу та корозії щілини
Нікель покращує продуктивність у зменшенні середовища
Краща стійкість до сульфідного розтріскування стресу (SSC) у NACE MR0175, сумісних з оцінками
Труби з вуглецевої сталі, як правило, пропонують адекватну корозійну стійкість у неагресивних умовах, але потребують додаткових захисних заходів (покриття, інгібіторів, катодного захисту) у більш складних умовах обслуговування.
Критерії придатності та вибору програми
Рекомендовані програми для сталевої труби
Безшовні сталеві труби з легальної сталі особливо добре підходять для:
Високотемпературна обробка на нафтопереробних видах та нафтохімічних рослинах (обігрівачі, котли, обмінники)
Об'єкти для виробництва електроенергії, особливо надкритичні та надоперкритичні котли
Середовища кислого обслуговування з присутністю H₂s на NACE MR0175/ISO 15156
Кріогенні програми, що потребують підтримки міцності при суб-нульовому температурі
Офшорні установки, що вимагають високої надійності та корозійної стійкості
Рекомендовані програми для вуглецевої сталевої труби
Безшовні труби з вуглецевої сталі зазвичай використовуються в:
Стандартні пробні трубопроводи для води, пари, повітря та некорозійних рідин
Застосування лінійних труб для передачі нафти та газу (API 5L)
Застосування OCTG (кожух та трубки) у несанкціонованих свердловинах
Загальні структурні застосування
Системи пожежної охорони та загальні комунальні послуги
Економічні міркування
Вибір між цими типами труб часто включає важливі економічні компроміси:
Труби з легованих сталевих сталевих, як правило, виконують премію в 2-5 разів більше вартості еквівалентних труб з вуглецевої сталі, залежно від конкретного вмісту сплаву. Однак ця більш висока початкова інвестиція може бути виправдана через:
Розширений термін служби в агресивних умовах
Зменшені вимоги до технічного обслуговування та пов’язані з ними простої
Нижчий ризик катастрофічного провалу в критичних застосуванні
Потенційна економія ваги через зменшені вимоги до товщини стін
Труби з вуглецевої сталі пропонують чудову економічну ефективність для стандартних застосувань, де їх характеристики продуктивності є достатніми, що робить їх вибір за замовчуванням для багатьох загальних умов обслуговування.
Висновок: зробити оптимальний вибір
Вибираючи між безшовним сплавом та вуглецевою сталевою трубою, інженери повинні провести всебічну оцінку, враховуючи:
Робочі вимоги до температури та тиску
Склад рідини та корозійність
Очікувані інтервали терміну служби та обслуговування
Критичність безпеки застосування
Загальна вартість власності, а не лише початкова вартість закупівель
У той час як безшовні сталеві труби з легальної сталі пропонують найкращі показники в вимогливих умовах, безшовні труби з вуглецевої сталі залишаються економічним вибором для стандартних застосувань. Оптимальний відбір врівноважує технічні вимоги з бюджетними обмеженнями для досягнення найбільш економічного рішення, яке відповідає або перевищує операційні вимоги конкретного застосування.
