Jeśli zapytasz dziesięciu inżynierów, jak wybrać materiał na arkusz rurowy, otrzymasz dwanaście odpowiedzi. Niektórzy przysięgają na stal węglową z powłoką. Inni nie dotkną niczego mniejszego niż 316L. Niektórzy nalegajątytanna wszystko. Wykorzystaliśmy je wszystkie. W pewnym momencie wymieniliśmy je wszystkie.
To jest podsumowanie tego, co wyspecyfikowaliśmy, zainstalowaliśmy, monitorowaliśmy i czasami złomowaliśmy w projektach chemicznych, energetycznych oraz naftowo-gazowych na przestrzeni 12 lat. Oto, co faktycznie działa,-a co nie.
Co właściwie musi robić arkusz rurowy
W wymienniku płaszczowym--rurowym arkusz rurowy spełnia cztery zadania: utrzymuje rury pod wpływem wibracji, uszczelnia powierzchnię płaszcza od strony rury, wytrzymuje różnicę ciśnień i zarządza rozszerzalnością cieplną. Wybrany materiał wpływa na wszystkie cztery.
Opcje materiałowe, które faktycznie rozważamy
- Stal węglowa (SA-516 gr.70): pracuje 5–8 lat w czystych usługach. Szybko zawodzi w przypadku chlorków i tlenu.
- 304L: dobry w kontrolowanych środowiskach. W umiarkowanych temperaturach powstają wżery powyżej 50 ppm chlorków.
- 316L: nasz domyślny dla wszystkich produktów zawierających chlorki. 15+ lat w dobrze-usługach kontrolowanych.
- Duplex 2205: woda morska, solanki o wysokiej- zawartości chlorków. Doskonałe, ale kosztowne.
- Tytan klasy 2: prawie niezniszczalny w chlorkach. Drogie i trudne do spawania.
Stal węglowa: tania, ale wymagająca
Arkusz rurowy ze stali węglowej o średnicy 600 mm kosztuje około 35–40% 316L. Gdzie to działa: czyste, suche węglowodory; uzdatniona woda chłodząca pod ścisłą kontrolą; gazy nie-korozyjne. Tam, gdzie zawodzi: przedostanie się chlorków, kondensacja kwasowa, wżery tlenowe lub uszkodzenie powłoki. Jeden arkusz rur ze stali węglowej wytrzymał 11 lat w jednej fabryce gazu-inny w tej samej fabryce uległ awarii po 3 latach z powodu śladowej kondensacji wody. Nasza zasada: używaj stali węglowej tylko wtedy, gdy możesz całkowicie zagwarantować czystość i suchość płynu.
Stal nierdzewna: nasza domyślna odpowiedź, ale nie jedna odpowiedź
304L nie zawiera molibdenu. Dobry do czystych płynów zawierających chlorki poniżej 25 ppm. Około 40% tańszy niż 316L.. 316L zawiera 2–3% molibdenu. Wytrzymuje do 200 ppm chlorków w umiarkowanych temperaturach. Nasz standard dla wody chłodzącej i większości płynów procesowych. W 22 projektach prowadzonych w ciągu 10 lat średni okres 304L wynosił 7,8 roku; Model 316L miał średnio 14,2 roku-i nadal działa. W większości przypadków składka 316L zwraca się sama.
Duplex 2205: Kiedy 316L to za mało
Przechodzimy na duplex, gdy zawartość chlorków przekracza 200 ppm lub temperatura przekracza 60 stopni. PREN 32–35 (w porównaniu z. 24–26 dla 316L). Wyższa wytrzymałość, doskonała odporność na SCC. Około 2× koszt 316L. Używaliśmy dupleksu z wymiennikiem chłodzonym wodą morską-chłodzonym wodą morską-poprzedni model 316L wytrzymał 3,5 roku; duplex działa już 8 lat bez wżerów. Kosztował więcej o 14 000 dolarów, ale uniknął dwóch wymian. Praca ekonomiczna.
Tytan: droga siatka bezpieczeństwa
Titanium Grade 2 to nasz bezkompromisowy wybór do stosowania w przypadku wody morskiej, solanki o wysokiej- zawartości chlorków lub usług o znaczeniu krytycznym. Praktycznie odporny na wżery chlorkowe. Lekki. Nigdy nie wymienialiśmy tytanowego arkusza rurowego. Ale: 3–4× koszt 316L, wymaga specjalistycznego spawania, a czas realizacji wynosi 8–12 tygodni. Podajemy to tylko wtedy, gdy awaria nie jest możliwa-w odległych lokalizacjach lub koszty przestojów przekraczają 100 000 USD dziennie. W przypadku mniej krytycznych usług zwykle wystarcza dupleks.
Arkusze rurowe platerowane:{{0}efektywny kompromis pod względem kosztów
Okładzina zapewnia wytrzymałość stali węglowej i odporność na korozję stopu przy około 60% kosztu stałego stopu. Sukcesy: dwa pakiety platerowane 316L-w czystym środowisku węglowodorowym-po 6 latach nadal w porządku. Awarie: jedna okładzina oddzielona od podstawy po-10-dniowym wyłączeniu z powodu szoku termicznego; jeden pokryty-304L w miejscu, gdzie chlorki dostały się pod uszkodzoną krawędź. Nasza polityka: okładziny wyłącznie dla niekrytycznych i łatwo dostępnych usług. Usługi krytyczne otrzymują solidny stop.
Powłoki: Przestaliśmy je polecać
Wypróbowaliśmy wszystkie z żywicą epoksydową, PTFE i szkłem--. Powłoki mają dziury, krawędzie lub defekty. Gdy płyn dostanie się pod powierzchnię, rozprzestrzenia się i koroduje szybciej niż stal niepowlekana. Nasze dane: powlekana stal węglowa w wodzie chłodzącej średnio 5,2 roku; niepowlekany 316L w podobnej eksploatacji średnio 12,8 lat. Powlekane kosztowały 70% 316L, ale musiały być wymieniane dwa razy częściej. Nie określamy już powłok organicznych-ani do zastosowań krytycznych, ani do niczego, co zawiera wodę lub chlorki. Powłoki to fałszywa oszczędność.
Jeden materiał, którego żałujemy
Wypróbowaliśmy Monel 400 na arkuszu rurowym do-ługowania w wysokiej temperaturze-zlecona przez firmę inżynieryjną klienta. W ciągu 14 miesięcy pękł. Monel dobrze radzi sobie z substancjami kaustycznymi, ale w pewnych warunkach ma słabą odporność na SCC. Temperatura robocza była na granicy, a naprężenie szczątkowe + cykle termiczne to zakończyły. Zamiennikiem był Inconel 625-3 razy droższy, który nadal działał po 5 latach. Lekcja: nie kieruj się specyfikacją innej osoby bez sprawdzenia rzeczywistych warunków pracy.
Nasz aktualny schemat wyboru
- Czysta, sucha, nie-korodująca → Stal węglowa
- Dowolna woda lub chlorki → Stal nierdzewna
- Chlorki powyżej 50 ppm w temperaturze roboczej → 316L lub wyższej
- Chlorki powyżej 200 ppm w 60 stopniach → Duplex 2205
- Woda morska lub solanka → Tytan
- Usługa krytyczna (przestój > 50 tys. USD dziennie) → Tytan lub stały stop
- Okładzina? → Tylko nie-krytyczne i łatwo dostępne usługi
Inspekcja: Twój materiał jest tak dobry, jak certyfikat huty
Dwukrotnie spalił nas certyfikatami materiałowymi, które nie odpowiadały dostarczonemu produktowi. Jeden „316L” testowany jako 304L. W jednym „dupleksie 2205” zawartość ferrytu wykraczała poza dopuszczalny zakres. Teraz wymagamy: 100% PMI przed wysyłką, niezależnej-analizy pierwszego artykułu przez stronę trzecią, badania mikrostruktury pod kątem duplexu i tytanu, pełnej identyfikowalnej dokumentacji oraz-kontroli na miejscu w zakładzie producenta. Dodaje około 5% do kosztów. Uchronił nas od co najmniej dwóch poważnych niepowodzeń.
Ostateczna lista kontrolna
Przed określeniem materiału arkusza rury:
- Analiza płynu – próbka bieżąca, uwzględniająca śladowe zanieczyszczenia.
- Stężenie chlorków – w temperaturze roboczej, a nie pokojowej.
- Temperatura robocza – wpływa na szybkość korozji i ograniczenia materiałowe.
- Krytyczność – koszt nieplanowanej awarii?
- Dostęp – łatwy do wymiany czy ukryty?
- Budżet – koszt cyklu życia, a nie tylko koszt pierwszy.
- Produkcja – dostawca może to niezawodnie spawać/obrabiać maszynowo?
- Czas realizacji – materiały egzotyczne trwają dłużej.
- Wymóg PMI – wpisz go w PO.
- Zapasowy – zamów jeden z wyprzedzeniem w przypadku usług krytycznych.