Lưu ý: Để in bản tin này về Nhận dạng Vật liệu Tích cực, vui lòng bấm vào đây. 

Vật liệu phù hợp rất quan trọng đối với bất kỳ thiết kế nào. Khi chọn hợp kim thích hợp cho cụm ống kim loại, các kỹ sư cân nhắc nhiệt độ, áp suất, chuyển động - có thể là độ uốn, độ rung hoặc độ mỏi - và tốc độ ăn mòn được dự đoán trong ứng dụng nhất định.

Đó là một sự tính toán cẩn thận với nhiều biến số và việc chọn một vật liệu kém lý tưởng hơn có thể dẫn đến tốc độ ăn mòn nhanh hơn, giảm hiệu quả làm phương tiện truyền tải và hỏng ống sớm.

Mặc dù Penflex chỉ rõ các đặc tính vật lý và hóa học cho ống thép không gỉ, Hastelloy, Monel, Inconel và Bronze của chúng tôi với Kết quả Kiểm tra Vật liệu (MTR) từ các nhà cung cấp nguyên liệu của chúng tôi, một số người dùng cuối muốn có thêm sự đảm bảo dưới hình thức xác minh cuối cùng.

Xác minh cuối cùng này là kiểm tra Nhận dạng Vật liệu Tích cực (PMI) được tiến hành trước khi các cụm ống được vận chuyển đến điểm đến cuối cùng của chúng. Kiểm tra PMI phân tích thành phần của một thành phần bằng cách đọc số lượng của các bộ phận cấu thành của nó, thường được phân phối theo tỷ lệ phần trăm. Penflex sử dụng một máy phân tích hợp kim sử dụng công nghệ huỳnh quang tia X để kiểm tra PMI.

Giám đốc Chất lượng và Kỹ thuật của Penflex Janet Ellison giải thích cách hoạt động của kiểm tra PMI và lý do chính xác tại sao nó có thể là một quy trình bổ sung đáng được thực hiện trong video dưới đây.

Thành phần của hợp kim thép không gỉ trì hoãn và một trong những điểm khác biệt chính giữa 304 và 316 là 316 có chứa nhiều molypden (Mo) hơn để tăng khả năng chống ăn mòn. Giả sử ứng dụng yêu cầu các mặt bích này liên quan đến phương tiện ăn mòn, thì phần bắt này là một yếu tố quan trọng sẽ không được thực hiện nếu không có thử nghiệm PMI.

Để có báo cáo kiểm tra PMI mẫu, vui lòng bấm vào đây.

Đối với bất kỳ câu hỏi nào khác về phân tích hợp kim, vui lòng liên hệ chúng tôi.

Để in bản tin này, vui lòng bấm vào đây.

So sánh vòng đời giữa các thiết kế hình khuyên và xoắn ốc.

Lưu ý: Để in, vui lòng bấm vào ở đây.

Annular và Helical

Nói chung, có hai loại ống kim loại sóng. Sự phân loại này dựa trên định hướng của các nếp gấp và là kết quả của các quá trình hình thành khác nhau.

Ống hình năm

Các ống hình khuyên có các vòng xoắn thẳng hàng song song với nhau theo góc vuông với trục dọc của ống. Các nếp gấp của một ống hình khuyên có thể trông giống như một loạt các vòng tròn hoặc vòng tròn hoàn chỉnh. Những ống này có thể được hình thành bởi một số quá trình tạo hình kim loại, bao gồm các quy trình tạo hình khuôn dập tách và quay, tạo hình thủy lực và tạo hình thủy lực.

Ống xoắn

Ống xoắn có một chập liên tục giống như một sợi vít. Chúng thường được tạo thành bằng cách sử dụng một khuôn quay duy nhất tiếp xúc liên tục với đường kính ngoài của ống khi ống tiến dần theo chiều dọc.

Ống hình khuyên được sử dụng phổ biến hơn so với ống xoắn của chúng, với một số ước tính cho thấy ống hình khuyên chiếm 95% thị trường ống kim loại dạng sóng.

Ống xoắn không còn phổ biến như trước đây và mặc dù có một vài ưu điểm được trích dẫn, chúng tôi vẫn nghi ngờ về những tuyên bố này. Người ta thường nói rằng khi cần thoát nước một ống xoắn, nó có thể được treo từ một đầu và chất lỏng sẽ theo đường xoắn và thoát ra khỏi ống. Mặc dù rất khó để “thoát” hết các vết chất lỏng ra khỏi ống hình khuyên, chúng tôi cũng tin rằng chất lỏng bám vào thành của ống xoắn giống như chúng bám vào thành của ống hình khuyên, và điều đó mất nhiều hơn “ thoát nước ”để loại bỏ tất cả các dấu vết của chất lỏng.

Trong một số trường hợp, khi được nén hoàn toàn, ống xoắn có thể đạt được áp suất làm việc cao hơn so với ống có mũi nhọn tiêu chuẩn. Điều này có thể khiến chúng trở thành lựa chọn phù hợp trong các ngành công nghiệp như chiết rót chai, nhưng phần lớn, người dùng thích ống hình khuyên cho các ứng dụng tương ứng của họ vì một số lý do.

Ví dụ, các vòng xoắn song song của ống hình khuyên làm cho chúng dễ cắt hơn và dễ hàn hơn. Và, như Thử nghiệm mỏi U-Bend gần đây của chúng tôi đã chứng minh, ống hình khuyên có đặc tính uốn tốt hơn nhiều so với ống xoắn.

Kiểm tra độ mỏi U-Bend

Gần đây, chúng tôi đã thực hiện một thử nghiệm để so sánh ống hình khuyên và ống xoắn. Cụ thể, Thử nghiệm mỏi khi uốn cong chữ U đã so sánh vòng đời chu kỳ của ống hình khuyên P3 Series và ống xoắn 400 Series của chúng tôi. Chúng tôi đã sử dụng ba cụm ống bện đơn dài 6 foot dài ¾ inch từ mỗi loạt.

Mặc dù áp suất và bán kính uốn cong là cụ thể theo yêu cầu của khách hàng, nhưng định dạng thử nghiệm được thực hiện theo tiêu chuẩn ISO 10380: 2012 (E). Mỗi cụm được gắn vào U-Bend Tester để tạo thành một vòng thẳng đứng và sau đó chịu uốn hình sin lặp đi lặp lại với tốc độ 20 vòng mỗi phút theo hướng song song với trục của ống.

Áp suất thử nghiệm là 300 PSI, bán kính uốn cong động là 6,0 inch và nước là phương tiện truyền thông. Sự cố sẽ xảy ra nếu có bất kỳ rò rỉ nào - được đánh dấu bằng sự giảm áp suất - hoặc nếu bán kính ống giảm cục bộ hơn 50% trong quá trình thử nghiệm.    

Kết quả

Ở khoảng 200 chu kỳ, tất cả các mẫu ống xoắn đều thể hiện sự xoắn sang một bên đồng bộ với độ chệch của ống khi ở điều kiện thả lỏng. Sự sai lệch này xuất phát từ tác động của một khuôn đơn quay xung quanh ống để tạo thành ống mềm. Dưới áp lực, một ống xoắn sẽ tạo ra mô-men xoắn khi nó kéo dài ra và tạo áp lực lên nắp và các mối hàn khớp ở các đầu của ống. Vòi hình khuyên không thể hiện những đặc điểm này.

Như mong đợi, chúng tôi có chu kỳ động dài hơn ra khỏi ống hình khuyên vì sự uốn cong xảy ra giữa các vòng xoắn thay vì qua chúng.

Đối với ống xoắn, nguyên nhân hỏng hóc dường như là do đứt gãy do ứng suất. (Xem hình ảnh bên dưới bên trái.) Đối với ống hình khuyên, sự cọ xát giữa ống mềm và dây bện đã từ từ tạo ra một lỗ trên bề mặt. (Xem hình ảnh bên dưới bên phải.)

Tác động của ống dẫn dầu đối với vòng đời

Mặc dù thử nghiệm chu trình nêu trên được tiến hành mà không cần tra dầu vào ống - một yêu cầu tiêu chuẩn đối với thử nghiệm như 10380: 2012 (E) - ống có thể được tra dầu để kéo dài tuổi thọ của chúng. Nếu không có dầu bôi trơn, ma sát bện có thể dẫn đến hỏng ống sớm.

Thử nghiệm Burst ở một triệu chu kỳ

Trong thử nghiệm thứ ba, chúng tôi tra dầu một bộ ba cụm P3 bện đơn dài sáu foot ¾ ”và thực hiện tất cả chúng đến 1.000.000 chu kỳ với cùng áp suất và bán kính uốn cong như được sử dụng trong thử nghiệm trước. Sau đó, các ống này được tháo ra khỏi U-Bend Tester và thử nghiệm nổ.

Mục đích là để xem liệu đạp xe có ảnh hưởng đến áp suất nổ hay không. Hóa ra, các ống hình khuyên được bôi dầu đã ở trong tình trạng gần như trước khi đạp xe.

Việc đạt được áp suất nổ tương tự giữa trạng thái ban đầu và sau một triệu chu kỳ nói lên chất lượng của Penflex P3 Series và tính toàn vẹn về cấu trúc của các mối hàn của chúng tôi.

Để đọc toàn bộ báo cáo, hãy nhấp vào ở đây. Đối với bất kỳ câu hỏi nào về Kiểm tra mỏi khi uốn cong chữ U, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi.

¹ Burst danh nghĩa đại diện cho áp suất tối đa ở 70 ° F.
² Để biết thêm chi tiết về Ống thép không gỉ Penflex P3, bấm vào đây.

Để in, vui lòng nhấp vào ở đây.

Lưu ý: Để in bản tin này trên ống quay vòng, vui lòng nhấp vào ở đây.

Thay thế không chỉ là một sự kiện bảo trì định kỳ. Việc tạm dừng sản xuất và chi phí đáng kể cho lao động, thiết bị và vật liệu khiến chúng trở thành một sự kiện rất tốn kém của toàn bộ hoạt động kinh doanh, tác động đến lực lượng lao động của nhà máy lọc dầu, khách hàng và thậm chí cả cổ đông của nó.

Mỗi dự án đều có những đặc điểm riêng khiến mỗi dự án là một thách thức.

Mặc dù một vòng quay được thực hiện kém có thể là một trở ngại lớn đối với một nhà máy lọc dầu, nhưng một vòng quay được thực hiện tốt có thể đồng nghĩa với lợi thế cạnh tranh, tăng hiệu suất thương mại, cải thiện hoạt động và an toàn cũng như nâng cao tinh thần. Những cái cọc rất cao.

Vòi quay vòng

Hiểu được vai trò quan trọng của ống kim loại trong các sự kiện này, Penflex thiết kế và lắp ráp các nhà sản xuất để cung cấp các tùy chọn an toàn, bền và chống ăn mòn cho các nhà máy lọc dầu và các nhà điều hành quay vòng.

Ống của chúng tôi thường được sử dụng làm đường thoát hydrocacbon, nhưng các ứng dụng phổ biến khác bao gồm đường phun hơi nước, đường chuyển từ bể chứa và tàu, và đường ống nhánh tạm thời. Nói tóm lại, chúng được sử dụng bất cứ lúc nào cần chuyển phương tiện ăn mòn cao.

Với các nhà thầu tại chỗ và nhân viên thực hiện nhiệm vụ ngoài phạm vi thông thường của họ, an toàn là ưu tiên hàng đầu trong quá trình quay vòng. Và trong khi thị trường đang rời xa ống cao su do khả năng xảy ra hỏng hóc nghiêm trọng giảm xuống khi sử dụng kim loại, kim loại mang lại những lợi ích bổ sung về khả năng chống ăn mòn, khả năng làm việc ở nhiệt độ cao hơn và độ bền tổng thể.

Các lợi ích chính

Để đảm bảo tuổi thọ sử dụng lâu hơn, ống quay vòng Penflex kết hợp những đặc điểm này.

• Bức tường nặng nề. Dòng ống mềm gắn tường hạng nặng của chúng tôi cung cấp khả năng chống ăn mòn cao hơn so với ống kim loại tiêu chuẩn, đặc biệt là ở những khu vực sử dụng hóa chất mạnh.
• Bím tóc kép. Ngoài việc tăng áp suất làm việc của ống mềm, lớp bện thứ hai bảo vệ ống thứ nhất. Đó là một cách tiếp cận chủ động dựa trên cách xử lý các ống dẫn trong quá trình quay vòng.
• Tẩy mối hàn. Argon tẩy mối hàn đảm bảo mối hàn sạch, không nhiễm bẩn. Với nhiều hóa chất tham gia vào các hoạt động quay vòng, phương pháp này làm chậm quá trình ăn mòn.

Các đặc điểm chính khác bao gồm:

• - Trọng lượng nhẹ. Các ống của chúng tôi dễ dàng di chuyển trong suốt các hoạt động quay vòng và công nhân ít bị đau lưng trong quá trình này.
• Áp suất định mức Loại A kết thúc. Trong khi nhiều đối thủ cạnh tranh của chúng tôi sử dụng đầu mút Loại C không chịu áp suất, chúng tôi sử dụng đầu mút Loại A có áp suất.
• Đã thử nghiệm đến áp suất làm việc 1,5 lần. Penflex sử dụng áp suất nổ và làm việc thận trọng cho ống kim loại của chúng tôi.

Với trọng tâm là an toàn, độ bền và khả năng chống ăn mòn, Penflex cung cấp đầy đủ các loại ống kim loại với các tùy chọn về độ dày thành ống, tính linh hoạt và xếp hạng áp suất để cung cấp giải pháp lý tưởng cho nhu cầu quay vòng độc đáo của nhà máy lọc dầu.

Để in, vui lòng nhấp vào ở đây. 

Lưu ý: Để in bản tin này về tính linh hoạt của ống, vui lòng nhấp vào ở đây.

Các ống vách mỏng ở các chỗ gấp nếp gần - do hình dạng của chúng - các ống mềm có tính linh hoạt cao và thường cho kết quả tốt hơn trong các thử nghiệm chu kỳ. Vì vậy, một trong những lý do tại sao tính linh hoạt là điểm chú ý chính của nhiều người sử dụng ống kim loại là nó thường được đánh đồng với tuổi thọ sử dụng.

Nhưng để coi sự linh hoạt và tuổi thọ phục vụ đồng nghĩa với việc bỏ lỡ bức tranh lớn.

Trong một bản tin trước đó, chúng tôi đã thảo luận về nhiều khía cạnh của hình dạng ống, cấu trúc bện và thành phần vật liệu ảnh hưởng đến tính linh hoạt và đề cập đến xu hướng đơn giản hóa quá mức và chỉ vào một yếu tố duy nhất.

Tương tự, để nói rằng một ống mềm dẻo sẽ có tuổi thọ cao hơn trong quá trình sử dụng là quá dễ dàng.

Trong bản tin này, khi chúng ta nói về tính linh hoạt, chúng ta đang đề cập đến việc một ống mềm có thể đi bao nhiêu chu kỳ ở một áp suất nhất định.

Khi đi vào hoạt động, các điều kiện vận hành khác nhau — như bán kính uốn cong và áp suất bên trong — có thể ảnh hưởng đến tính linh hoạt của cụm ống kim loại.

Biến bổ sung: Bán kính uốn cong và khả năng uốn dẻo

Bán kính uốn cong là bán kính của chỗ uốn cong được đo tại đường tâm của ống. Bán kính uốn cong càng nhỏ thì độ võng và ứng suất sẽ càng có nhiều hơn ở mỗi lần uốn nếp, làm hỏng ống tăng tốc. Như vậy, bán kính uốn cong càng lớn thì tuổi thọ của vòi càng lâu.

Có một chút nhược điểm khi tăng bán kính uốn cong, trong khi giảm quá nhiều có thể lấn át tính linh hoạt của ống và dẫn đến biến dạng. Vì lý do này, nên bán kính uốn cong lớn hơn khi dự đoán ứng suất uốn lặp lại.

Trong các ứng dụng chịu uốn, cho dù là uốn tĩnh hay động, điều quan trọng là phải tính toán Bán kính uốn tối thiểu và Bán kính uốn động tối thiểu.

• Bán kính uốn cong tối thiểu. Bán kính nhỏ nhất mà ống mềm có thể được uốn cong mà không bị biến dạng.
• Bán kính uốn cong động tối thiểu. Bán kính nhỏ nhất cho phép của ống được sử dụng trong một cụm trong dịch vụ chuyển động động.

Để hiểu ống phải dài bao lâu để chịu được một bán kính uốn cong nhất định, hãy sử dụng Máy tính độ dài sống tối thiểu trong phần Công cụ kỹ thuật của chúng tôi hoặc tham khảo Bản tin kỹ thuật về độ dài ống rung và chiều dài tối thiểu để xem mối quan hệ giữa các ống có OD danh nghĩa từ ¼ ”đến 12” và chiều dài sống tối thiểu cho độ rung cần thiết.

Biến số bổ sung: Áp suất bên trong và tính linh hoạt

Hơn nữa, áp suất mà phương tiện được di chuyển qua ống cũng như bất kỳ áp lực bên ngoài nào mà ống có thể phải chịu có thể ảnh hưởng đến tính linh hoạt, hoặc đúng hơn là làm thay đổi tính linh hoạt cần thiết cho một ứng dụng cụ thể.

Tốc độ dòng chảy trong ống kim loại gấp nếp không bao giờ được vượt quá 150 ft / giây đối với khí hoặc 75 ft / giây đối với chất lỏng, nhưng khi ống được lắp đặt trong điều kiện bị uốn cong, các giá trị lưu lượng phải giảm tương ứng với mức độ uốn cong.

Khi tốc độ dòng chảy vượt quá các tốc độ này, khuyên dùng một lớp lót ống kim loại có khóa lồng vào nhau hoặc ID ống lớn hơn.

Xếp hạng áp suất cụ thể cho từng loại ống kim loại Penflex được tìm thấy trong danh mục của chúng tôi.

Janet trao đổi với chúng tôi về một số cân nhắc xung quanh sự thay đổi trong tính linh hoạt của ống mềm trong video dưới đây.

Đối với bất kỳ câu hỏi nào liên quan đến tính linh hoạt của ống kim loại, vui lòng liên hệ chúng tôi.

Để in, vui lòng nhấp vào ở đây.

Xin lưu ý: Để in bản tin này về tính linh hoạt của ống, hãy nhấp vào ở đây.

Các khối lắp ghép chuyển môi trường ăn mòn ở nhiều nhiệt độ khác nhau, từ nhiệt độ đông lạnh rất thấp đến nhiệt độ cao tới 1500 ° F, thường xuyên chịu áp lực và thường chịu một số dạng chuyển động — có thể là uốn, rung hoặc mỏi — cần có ống kim loại. Đơn giản là không có vật liệu nào khác phù hợp cho các ứng dụng như vậy.

Khả năng uốn cong của ống kim loại theo chuyển động tĩnh hoặc động mà không bị biến dạng là một trong những đặc điểm chính của nó. Đây cũng là điều khó hiểu nhất vì số lượng đầu vào cuối cùng xác định cách một ống mềm uốn cong.

Bối cảnh trong đó tính linh hoạt được thảo luận có thể gây ra sự nhầm lẫn thêm. Chúng ta có thể nói về việc một cái ống có thể dễ uốn cong như thế nào, nó có thể bị uốn cong sâu như thế nào, hoặc thậm chí nó có thể đi bao nhiêu vòng ở một áp suất nhất định.

Không có gì ngạc nhiên khi những lời giải thích về tính linh hoạt của ống dễ bị đơn giản hóa quá mức. Trong bản tin này, khi chúng ta thảo luận về tính linh hoạt, chúng ta đang đề cập đến mức độ lớn hay nhỏ của một ống mềm có thể được uốn cong cũng như mức độ dễ dàng uốn cong của ống mềm đó.

Vai trò bị bỏ qua của hình học ống đối với tính linh hoạt

Có một quan niệm sai lầm phổ biến rằng quá trình hình thành nếp gấp (tức là cơ khí, định dạng thủy lực, v.v.) xác định mức độ linh hoạt của ống mềm. Nhưng điều đó quá dễ dàng. Thay vào đó, chính hình dạng của ống sẽ quyết định mức độ linh hoạt của nó.

Trong khi quá trình tạo nếp gấp ảnh hưởng đến độ dày của thành ống - và sự thay đổi về độ dày của thành là kết quả của tất cả các quá trình tạo hình - điều quan trọng là phải nhấn mạnh rằng bản thân quá trình tạo hình không quyết định tính linh hoạt của ống.

Khi chúng tôi nói hình học ống, chúng tôi đang đề cập đến các đặc điểm sau:

• Đường kính trong (ID). ID là khoảng cách giữa các điểm đối diện bên trong ống.
• Đường kính ngoài (OD). OD là khoảng cách giữa các điểm đối diện bên ngoài ống mềm.
• Độ dày của tường. Độ dày kim loại cơ bản đóng một vai trò trong độ dày cuối cùng của thành ống.
• Chiều rộng ăn mòn. Đây là chiều rộng của một lần gấp nếp riêng lẻ.
• Số lượng tố tụng. Còn được gọi là cao độ, đây là khoảng cách từ lần gấp nếp này đến lần gấp nếp tiếp theo hoặc số lần gấp nếp trên mỗi foot.

Trong video dưới đây, Giám đốc Chất lượng và Kỹ thuật của Penflex Janet Ellison thảo luận về các đặc điểm được mô tả ở trên.

Các đặc điểm bổ sung cần xem xét trong các cụm ống mềm

Khi xem xét các cụm ống bện, thiết kế bện là một biến số bổ sung. Khi chúng tôi nói thiết kế bím tóc, chúng tôi đang đề cập đến cấu tạo của nó bao gồm các đặc tính sau.

• Số lượng dải dây hoặc số lượng sóng mang
• Số lượng dây trên mỗi băng tần
• Đường kính của dây
• Góc của bím tóc từ trục dọc

Lựa chọn vật liệu: Phần cơ tính đóng vai trò

Những thay đổi về đặc tính cơ học của dải hoặc dây được sử dụng để làm ống bện ảnh hưởng đến lực cần thiết để uốn ống và do đó ảnh hưởng đến tính linh hoạt của nó. Khi chúng ta nói về các đặc tính cơ học này, chúng ta đang đề cập đến:

• Sức căng. Khả năng chống lại lực căng, hoặc các lực kéo dài ống.
• Nhiệt độ. Được phân phối mặc dù đã qua xử lý nhiệt, tính khí đề cập đến độ dẻo dai của ống mềm, hoặc khả năng hấp thụ năng lượng của nó mà không bị đứt gãy.
• Độ giãn dài. Số lượng căng thẳng mà một ống mềm có thể gặp phải trước khi hỏng.

Độ bền kéo, độ bền và độ giãn dài tăng lên làm tăng lực cần thiết để uốn ống, do đó làm giảm tính linh hoạt.

Ví dụ, vật liệu có độ bền cao, niken cao như Inconel 625 ™ đòi hỏi nhiều lực để uốn hơn thép không gỉ. Mặt khác, Monel 400 ™ có độ bền kéo thấp hơn và cần ít lực để uốn cong hơn Thép không gỉ 321 hoặc 316L.

Khi chỉ xem xét tính linh hoạt từ góc độ này, chúng ta có thể nói rằng ống Monel 400 ™ có khả năng linh hoạt nhất, tiếp theo là ống Thép không gỉ 321 hoặc 316L và cuối cùng là ống Inconel 625 ™.

Tính linh hoạt của ống: Một phép tính phức tạp

Tất cả các thuộc tính được liệt kê ở trên đóng một vai trò trong tính linh hoạt của ống mềm hoặc cụm ống bện và mỗi thuộc tính được xem xét riêng lẻ cũng như chung khi thiết kế giải pháp phù hợp cho một ứng dụng cụ thể.

Ví dụ, nếu tất cả những thứ khác vẫn giữ nguyên, việc tăng độ dày của tường sẽ làm giảm tính linh hoạt. Ngoài ra, giảm độ dày của tường sẽ tăng tính linh hoạt.

Tuy nhiên, việc tăng độ dày thành có thể được bù đắp bằng cách tăng số lượng gấp nếp, hoặc tăng OD — hoặc cả hai — để giữ được tính linh hoạt. Tất nhiên, tất cả các đặc điểm này bị giới hạn bởi phạm vi mà các thay đổi có thể xảy ra.

Nếu muốn uốn nếp rộng hơn để giảm hàm lượng kim loại và do đó giá thành của ống mềm, thì một ống mềm có thành mỏng hơn có thể được sử dụng để giữ được tính linh hoạt và giảm thêm trọng lượng trên mỗi foot. Tuy nhiên, những thay đổi này làm giảm áp suất nổ và ống mềm sẽ hỏng sớm hơn ống nặng hơn khi chịu sự xâm nhập dự đoán của phương tiện truyền thông.

Điểm quan trọng cần ghi nhớ là thiết kế của một ống bện luôn là vấn đề tối ưu hóa và các tác động tăng hoặc giảm một trong các đặc điểm trên có thể được bù đắp bởi những thay đổi khác đối với thiết kế để đạt được mục tiêu đặt ra cho một ống cụ thể .

Để tìm hiểu thêm về tác động của các điều kiện hoạt động như bán kính uốn cong và áp suất bên trong lên tính linh hoạt, hãy xem Bản tin Kỹ thuật #140 về chủ đề.

Đối với bất kỳ câu hỏi nào liên quan đến tính linh hoạt của ống kim loại, vui lòng liên hệ chúng tôi.

Để in, vui lòng nhấp vào ở đây.

Xin lưu ý: Để in bản tin này về quá trình nén hydro, hãy nhấp vào ở đây. 

Một hình thức căng thẳng ăn mòn nứt, hiện tượng lún hydro là sự mất đi độ dẻo của kim loại và sau đó không thể duy trì khả năng chịu tải của nó do sự hấp thụ hydro.

Kết quả là kim loại sẽ nứt hoặc gãy khi chịu ứng suất nhỏ hơn cường độ chảy. Sự khác biệt giữa ứng suất dự đoán và ứng suất thực tế dẫn đến hỏng hóc được xác định bởi các yếu tố khác nhau bao gồm cả lượng hydro được hấp thụ.

Một số lực lượng phải được tác động để tạo ra một tình huống có hiện tượng phản ứng nén hydro. Đầu tiên, một vật liệu dễ bị nhiễm bệnh. Thứ hai, tiếp xúc với hydro. Cuối cùng, nhấn mạnh vào thành phần. Không thể xảy ra sự cố do hiện tượng nén hydro nếu không có sự hiện diện của cả ba.

Quá trình xử lý hydro

Ngay cả ở nhiệt độ phòng, thép có thể hấp thụ các nguyên tử hydro. Sau khi được hấp thụ, các nguyên tử tái kết hợp để tạo thành phân tử hydro. Theo thời gian, các phân tử này khuếch tán khắp kim loại và tạo thành bong bóng ở ranh giới hạt. Các bong bóng tạo ra áp suất làm yếu kim loại, cuối cùng làm giảm độ dẻo và độ bền kéo.

Các tình huống dẫn đến sự hấp thụ hydro

Khả năng hấp thụ hydro có thể tăng lên với các quy trình sản xuất và vận hành khác nhau liên quan đến nhiệt. Điều này là do khả năng hòa tan của hydro.

Khi nói đến ống kim loại, hàn tạo cơ hội cho sự hấp thụ hydro. Tại Penflex, chúng tôi sử dụng phương pháp hàn TIG trên thép không gỉ. Mặc dù phương pháp hàn này thường không dẫn đến hấp thụ hydro, nhưng chúng tôi vẫn thực hiện các biện pháp phòng ngừa để ngăn chặn điều đó. Điều này bao gồm việc chuẩn bị vật liệu và làm sạch sau mối hàn để loại bỏ bất kỳ hàm lượng carbon còn lại nào.

Sau khi sử dụng, quá trình hấp thụ hydro có thể xảy ra khi một bộ phận tiếp xúc với hóa chất hoặc nếu nó bị ăn mòn. Mặc dù chúng ta hiếm khi gặp hiện tượng lún hydro, nhưng các ứng dụng có thể xảy ra các vết nứt sớm do kết quả của nó liên quan đến khí hydro.

Ngăn ngừa sự lắng đọng hydro

Các vật liệu dày hơn với hàm lượng cacbon cao hơn thường có nhiều khả năng bị loại ăn mòn do ứng suất này hơn. Nếu sự hấp thụ hydro dự kiến xảy ra trong quá trình vận hành, thì có thể xem xét các loại thép carbon thấp hơn. Penflex cung cấp thép không gỉ cấp L — như 316L — trong những trường hợp như vậy.

Nướng kim loại là một phương pháp phổ biến để loại bỏ hydro trong quá trình sản xuất để tránh sự thay đổi nhanh chóng về nhiệt độ có thể dẫn đến ngưng tụ. Điều quan trọng nữa là phải giữ các cụm ống cách xa mặt đất và tránh tiếp xúc với các hóa chất có thể dẫn đến ăn mòn và hư hỏng sớm.

Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, xin vui lòng liên hệ chúng tôi.

Để in, vui lòng nhấp vào ở đây. 

Lưu ý: Để in, vui lòng bấm vào ở đây. 

Trong khi chúng tôi sử dụng thép không gỉ vì khả năng chống ăn mòn và chịu lực ở nhiệt độ cao, chúng tôi biết rằng tất cả các loại thép không gỉ không được tạo ra như nhau.

Hầu hết các sản phẩm ống và bện Penflex được làm bằng thép không gỉ 304, 304L, 316, 316L và / hoặc 321 vì đây là những loại thép Austenit phổ biến nhất. Các loại thép sắt-crom-niken này là một trong những loại thép chống ăn mòn tốt nhất trong số tất cả các loại thép không gỉ nhờ một phần lớn vào hàm lượng crom của chúng.

Yêu cầu về thành phần hóa học (%)
ASTM A240

Carbon làm cứng sắt và do đó vai trò chính của nó trong các hợp kim đen này là tăng độ bền của vật liệu. Nói chung, độ bền và do đó xếp hạng áp suất của ống kim loại giảm khi nhiệt độ tăng. Do đó, khi nhiệt độ hoạt động của cụm ống kim loại tăng lên, áp suất làm việc tối đa cho phép (MAWP) của cụm sẽ giảm.

Khi thép không gỉ cấp H được chỉ định

Trong Bản tin Kỹ thuật #112, chúng tôi đã thảo luận về cách tính MAWP của một cụm lắp ráp ở nhiệt độ hoạt động trên 70 ° F [21 ° C], nhưng phải tính đến các cân nhắc đặc biệt khi nhiệt độ hoạt động vượt quá 1000 ° F [540 ° C].

Trong những trường hợp này, ASTM A240 chỉ định việc sử dụng hợp kim "cấp H" (tức là 304H, 316H, 321H) cho các ứng dụng ASME. Lớp H có hàm lượng cacbon cao hơn tiêu chuẩn và lớp L của các hợp kim tương ứng của chúng, đảm bảo độ bền tăng lên ở nhiệt độ cao. Chúng cũng phải có kích thước hạt theo tiêu chuẩn ASTM số 7 hoặc thứ gì đó thậm chí còn thô hơn.

Hợp kim thay thế

Trong các ứng dụng ASME nơi nhiệt độ dịch vụ vượt quá 1000 ° F — vì ống 321 và 316L và hợp kim bện 304L của chúng tôi không phải là cấp H — chúng tôi chuyển sang hợp kim thậm chí còn tốt hơn cho nhiệt độ cao và đó là Inconel 625.

Nhiệt độ phục vụ tối đa của Inconel, một siêu hợp kim với niken là kim loại chính của nó, vượt xa nhiệt độ của hầu hết các loại thép không gỉ Austenit. Ví dụ, nhiệt độ phục vụ tối đa của Inconel 625 là 1800 ° F [982 ° C].

Để so sánh nhiệt độ phục vụ tối đa của thép Austenit và các kim loại thông thường khác, hãy xem Bản tin Kỹ thuật #106.

Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào về các vật liệu phù hợp nhất cho các ứng dụng của bạn, vui lòng liên hệ chúng tôi.

Ngoài ra, Janet Ellison, Giám đốc Chất lượng và Kỹ thuật của chúng tôi, cung cấp một số thông tin chi tiết bổ sung trong video bên dưới.

Để in, vui lòng nhấp vào ở đây.

Các nguồn bao gồm Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn ASTM A240 cho tấm, tấm và dải thép không gỉ Chromium và Chromium-Nickel dùng cho bình chịu áp lực và cho các ứng dụng chung.

Lưu ý: Để in bản tin này trên các lớp lót lồng vào nhau, vui lòng bấm vào ở đây. 

Vận tốc dòng chảy cao có thể gây ra rung động tần số cao. Trong những trường hợp như vậy, các vết nứt có thể di chuyển khắp nơi - từ cả “trong và ngoài” vì chúng đều được kết nối với nhau - dẫn đến các vết nứt ở các vùng quá căng. Cả đỉnh và rãnh của các nếp gấp đều không được bảo vệ khỏi loại ứng suất này.

Vận tốc dòng chảy

Để tránh các vết nứt theo chu vi, chúng tôi có vận tốc khuyến nghị tối đa cho khí và chất lỏng chảy qua ống. Tỷ lệ được xác định không chỉ bởi loại phương tiện mà còn bởi cấu hình của cụm. Bảng sau đây đến với chúng tôi từ Hướng dẫn Thiết kế Kim loại NAHAD, Phần 5 - Lớp lót để Xử lý Vận tốc Phương tiện Cao.

Vận tốc dòng chảy đề xuất tối đa

Những khuyến nghị này đến với chúng tôi từ NAHAD, nhưng điều đáng chú ý là có những cơ quan quốc tế khác với những giới hạn khác nhau. Chẳng hạn, Tiêu chuẩn Anh 6501 liệt kê tốc độ dòng chảy tối đa đối với khí trong một ống dẫn thẳng là 60 m/s, hay 197 ft/giây. Mặt khác, ISO 10380 liệt kê tốc độ tối đa là 30 m/s hoặc 98 ft/giây đối với khí.

Khi vận tốc dòng chảy vượt quá tốc độ tối đa được khuyến nghị, chúng tôi khuyên bạn nên giảm vận tốc bằng cách sử dụng ống có đường kính lớn hơn với bộ giảm tốc ở mỗi đầu ống để nối nó với hệ thống đường ống.

Khi điều này là không thực tế, có thể đặt một ống lồng vào nhau bên trong ống lượn sóng như một lớp lót. Lớp lót lồng vào nhau giúp ngăn sự nhiễu loạn do dòng chảy vận tốc cao tạo ra rung động trong các nếp gấp. Rung động tần số cao của các nếp gấp có thể dẫn đến nứt theo chu vi và do đó, hỏng hóc lắp ráp.

Thông thường, các ống lót dòng chảy được hàn vào các phụ kiện cuối hoặc gần các mối hàn nắp cuối. Đối với các cụm lắp ráp dài, nên xem xét trạng thái của ống mềm được khóa liên động (cho dù đó phải là trạng thái ở giữa hay gần mở rộng hoàn toàn). Một số nhà thiết kế có thể chỉ hàn lớp lót ở đầu vào và cho phép lớp lót kéo dài vào bên trong đầu ống ở phía đầu ra để tránh bất kỳ tác động nào mà dòng chảy vận tốc cao thay đổi có thể gây ra đối với mối hàn kết nối cuối.

Xây dựng lắp ráp ống với lót lồng vào nhau

Vận tốc có thể tăng cao như thế nào với một tấm lót?

Không đề cập đến vận tốc dòng chảy tối đa đối với ống có lớp lót, nhưng có một sự đồng thuận chung trong ngành công nghiệp ống kim loại rằng việc duy trì trong khoảng 2 – 2,5 lần giới hạn ống không có lớp lót là điều nên thận trọng. Vận tốc vượt quá có thể dẫn đến hư hỏng lớp lót.

Có một số cân nhắc khi thực hiện cách tiếp cận để thêm các lớp lót được lồng vào nhau mà Giám đốc Chất lượng và Kỹ thuật của Penflex Janet Ellison sẽ thảo luận trong video dưới đây.

Nếu bạn có thắc mắc về vận tốc dòng chảy trong cụm ống hoặc muốn biết liệu cụm của bạn có yêu cầu một lớp lót được lồng vào nhau hay không, vui lòng liên hệ chúng tôi.

Để in, vui lòng nhấp vào ở đây. 

Lưu ý: Để in bản tin này về vết nứt do ăn mòn do ứng suất, vui lòng nhấp vào ở đây.

Vết nứt do ăn mòn do ứng suất (SCC) xảy ra tại giao điểm của vật liệu nhạy cảm, ứng suất làm việc hoặc ứng suất dư vượt quá ngưỡng SCC và môi trường ăn mòn. Các vết nứt phát triển trong bối cảnh đặc biệt này sẽ không phát triển dưới áp lực hoặc chỉ trong môi trường nhất định.

Cầu đã sập, trần nhà bị đổ và danh sách các hư hỏng cấu trúc nghiêm trọng do SCC gây ra vẫn tiếp tục. Rò rỉ do SCC gây ra cũng đã dẫn đến sự thất bại thảm hại. Thông thường, những hư hỏng như vậy được thấy trong các bình chịu áp lực, hệ thống đường ống, các bộ phận chịu lực cao và trong các hệ thống khi xảy ra sự cố từ các điều kiện môi trường hoặc hoạt động bình thường.

Vấn đề với SCC là nó dường như xảy ra 'bất ngờ' trong thời gian dịch vụ đạt yêu cầu. Vì môi trường thường ăn mòn nhẹ đối với vật liệu bảo dưỡng, các vết nứt có thể dễ dàng không bị phát hiện. Kim loại hoặc hợp kim có thể trông sáng và bóng mặc dù chứa đầy các vết nứt cực nhỏ.

Kiểm soát vết nứt do ăn mòn do ứng suất

Để kiểm soát SCC, trước tiên các kỹ sư phải chọn một vật liệu không dễ bị ảnh hưởng bởi môi trường dịch vụ. Sau đó, họ phải đảm bảo rằng bất kỳ thay đổi tạm thời nào đối với môi trường không làm thay đổi tính nhạy cảm của vật liệu đó. Ví dụ, dọn dẹp là một thay đổi có khả năng ảnh hưởng xấu. Các chất cặn bã thường bị bỏ lại.

Các cặp vật liệu và môi trường nơi SCC dễ xảy ra nhất bao gồm:

• Đồng thau và amoniac
• Thép cường độ cao và hydro
• Thép không gỉ và clorua

Tuy nhiên, như đã đề cập trước đó, nó không chỉ là tác động của ăn mòn môi trường đối với vật liệu mà là sự kết hợp của ăn mòn môi trường và việc áp dụng ứng suất kéo trên các giá trị tới hạn dẫn đến SCC.

Các ứng suất gây ra SCC được tạo ra do việc sử dụng linh kiện trong quá trình sử dụng hoặc do ứng suất dư được đưa vào trong quá trình sản xuất. Khi khả năng xảy ra SCC cao, các kỹ sư phải thiết kế cẩn thận hệ thống đường ống để giảm thiểu sự tập trung ứng suất. Họ cũng có thể đề xuất các phương pháp xử lý nhiệt khác nhau để giảm ứng suất còn lại.

Các phương tiện khác để kiểm soát SCC bao gồm sử dụng chất ức chế ăn mòn trong quá trình làm sạch, sử dụng hệ thống khép kín để kiểm soát môi trường và phủ vật liệu để cách ly với môi trường.

Điều quan trọng cần nhớ là mặc dù SCC là một loại ăn mòn, nhưng không phải tất cả các loại ăn mòn đều được phân loại là SCC.

Kỹ sư ứng dụng Penflex / Bán hàng kỹ thuật Igor Smola thảo luận về Vết nứt do ăn mòn do ứng suất trong video dưới đây.

Để đọc thêm về ăn mòn môi trường, vui lòng xem:

• Bản tin Kỹ thuật 119: Ăn mòn các hợp kim thông thường trong clo khô (Cl2)
• Bản tin Kỹ thuật 115: Môi trường ăn mòn thép không gỉ
• Bản tin Kỹ thuật 105: Mức clorua / clo và lựa chọn hợp kim thép không gỉ

Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, xin vui lòng liên hệ chúng tôi.

Để in, vui lòng nhấp vào ở đây.