Ống thép dày

Ống thép dày: Tổng quan về kỹ thuật
1. Sự định nghĩa & Thuộc tính cốt lõi
Các ống thép dày nặng được đặc trưng bởi Tỷ lệ độ dày thành đường kính cao, được thiết kế để chịu được áp lực cực đoan, căng thẳng cơ học, và môi trường ăn mòn. Những đường ống này rất quan trọng trong các ngành công nghiệp đòi hỏi sự toàn vẹn về cấu trúc trong điều kiện khắc nghiệt, như dầu khí, Năng lượng hạt nhân, và phát triển cơ sở hạ tầng12.
2. Nguyên vật liệu & Chế tạo
-
Vật liệu thông thường:
- Thép carbon: Được sử dụng rộng rãi cho độ bền và hiệu quả chi phí của nó trong các ứng dụng như hệ thống thủy lực và hỗ trợ cấu trúc2.
- Thép hợp kim: Hợp kim cường độ cao (ví dụ., API 5L x70) Tăng cường khả năng chống ăn mòn và hao mòn cơ học trong môi trường dưới nước hoặc nhiệt độ cao13.
- Thép không gỉ song công: Kết hợp sức mạnh và khả năng chống ăn mòn, Lý tưởng cho các đường ống ngoài khơi tiếp xúc với điều kiện mặn14.
-
Quy trình sản xuất:
- Ống liền mạch: Được sản xuất thông qua việc ép đùn hoặc xỏ khuyên, Cung cấp độ dày tường đồng đều và sức cản áp suất vượt trội12.
- Ống hàn: Được sử dụng cho các ứng dụng nhạy cảm với chi phí, mặc dù ứng suất dư (ví dụ., lên đến 660 Ứng suất theo chiều dọc MPA trong các mối hàn dày 80mm) yêu cầu xử lý nhiệt sau chiến tranh để đảm bảo sự ổn định cấu trúc4.
Đặc điểm kỹ thuật ống tường nặng
đóng gói | Gói tiêu chuẩn, Mũ nhựa, dầu chống gỉ, Đầu vát |
Ứng dụng | Dầu mỏ; Ống áp lực; Trụ cột nước đã qua sử dụng; Ống ô tô; Công nghiệp chiến tranh |
Kích thước đường kính ngoài tính bằng inch | 3/4"Đến 48" độ dày tường: SCH120, SCH160, và XXS |
Tiêu chuẩn | ASTM, ANH TA, TỪ, GB, API, ANSI |
Vật liệu | ASTM 106/A53 Lớp B API5L Lớp B x52 x42 x70 x6020g, 40MNB, 20Mnvb, 50Crv, 27Đúng, 40Cr, 12Crni3, 12Cr2ni4, 25Mng, 30Crmnsi, 45Cr, 12Cr1MoV, 50Cr, 20Cr, 35CrMo, 20#, 42CrMo, 38Crmoal, 20Crmnsi, 12Crni2, 20G, 20CrMo, 20Mng, 20MỘT, 38Cruse, 45#, 45MN2, 35Crmnsi, 45Crnimova, 30Crmnti, 30Cr, 40Crnimoa, 20Crmnti, 40MN2, 35#, 12Crmog, 12Crum, 12CrMo, 35Cr |
Chất lượng | API 5L , ISO, DNV |
Đánh dấu đường ống | Tất cả các đường ống được đánh dấu như sau: Nhà cung cấp hoặc nhà sản xuất tên, Tiêu chuẩn, Cấp, TỪ, độ dày, Chiều dài, Số nhiệt |
3. Các ứng dụng chính
- Dầu & Khí ga:
- Đường ống dẫn khí áp suất cao (ví dụ., ≥100 psig áp suất vận hành) và risers khoan ngoài khơi23.
- Đường ống ngầm (ví dụ., Thép song công có độ dày tường 25 mm) chống ăn mòn nước biển14.
- Cơ sở hạ tầng:
- Các cột cấu trúc cho các tòa nhà chọc trời và cầu, Sử dụng các ống thép carbon với độ dày thành tới 40mm12.
- Năng lượng hạt nhân:
- Hệ thống truyền hơi trong lò phản ứng, yêu cầu ống thép hợp kim chịu được nhiệt độ vượt quá 600 ° C24.
4. Nghiên cứu điển hình: Thuế quan chống bán phá giá
TRONG 2008, Hoa Kỳ. áp đặt nhiệm vụ chống bán phá giá nặng và chống dịch dưới, trích dẫn giá cả không công bằng và trợ cấp. Những đường ống này, chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống HVAC, phải đối mặt với thuế quan để bảo vệ các ngành công nghiệp trong nước khỏi biến dạng thị trường3.
5. Xu hướng tương lai
- Quản lý căng thẳng dư: Các kỹ thuật tiên tiến như nhiễu xạ neutron và phương pháp đường viền đang được áp dụng để phân tích và giảm thiểu ứng suất trong các mối hàn có thành dày4.
- Đổi mới vật chất: Sự phát triển của thép cực cao (UHSS) cho khám phá dầu sâu hơn và môi trường khắc nghiệt14.
Bảng thông số kỹ thuật
Tham số | Chi tiết | Nguồn |
---|---|---|
Áp lực hoạt động | ≥100 psig (ống thép) vs. Giải pháp thay thế áp suất thấp (ví dụ., HDPE, PVC)2 | |
Căng thẳng dư trong các mối hàn | Lên đến 660 Ứng suất theo chiều dọc MPA trong mối hàn dày 80mm4 | |
Ví dụ đường ống ngầm | Thép song công (OD 323,9mm, Độ dày tường 25 mm)1 | |
Ống thép dày: Bảng tham số chính
1. Thông số kỹ thuật chung
Đường kính ngoài (mm) | Độ dày của tường (mm) | Tiêu chuẩn vật chất | Các ứng dụng tiêu biểu |
---|---|---|---|
10Tiết478 | 2–6 | GB/T 8163 | Hỗ trợ cấu trúc, vận chuyển chất lỏng áp suất thấp 12 |
406Tiết864 | 16Mạnh200 | ASTM A106/A53 | Đường ống dẫn dầu/khí ngầm, Thiết bị áp suất cực cao26 |
219Mạnh630 | 4.8Chỉ số 150 | API 5L x70 | Truyền dầu/khí áp suất cao 12 |
2. Tiêu chuẩn quốc gia Trung Quốc (GB) cho các đường ống liền mạch
Đường kính ngoài (mm) | Độ dày tường tiêu chuẩn (mm) | Áp lực cho phép (MPa) | Ví dụ vật chất |
---|---|---|---|
32Mạnh159 | 2.5–6 | 10–25 | 20# Thép carbon, 16Thép hợp kim MN 27 |
219Mạnh426 | 6Mạnh40 | 25Mạnh45 | Q345B thép hợp kim thấp 17 |
500Mạnh900 | 40–60 | ≥60 | SA335 P91 Hợp kim nhiệt độ cao 27 |
3. So sánh độ dày tường asme
Đường kính danh nghĩa (NPS) | Lịch trình | Đường kính ngoài (mm) | Phạm vi độ dày tường (mm) |
---|---|---|---|
1/2″Mạnh24″ | Sch40 - Sch160 | 21.3Mạnh609.6 | 2.11Tiết40.9 |
24″Mạnh48″ | Sch20, schxxxs | 610Mạnh1219 | 6.35–100 |
Ghi chú: Công thức tính toán độ dày tường:
Độ dày tường = P⋅D02([Một]T⋅ϕ+p)Độ dày của tường=2([Một]t⋅ϕ+P)P⋅D0
Ở đâu PP = Áp lực thiết kế, D0D0 = Đường kính ngoài, [Một]t[Một]t = căng thẳng cho phép, ϕϕ = Yếu tố hàn (1 cho các đường ống liền mạch) 45.
4. Ống liền mạch có đường kính lớn có đường kính
Đường kính ngoài (mm) | Độ dày của tường (mm) | Trọng lượng mỗi mét (kg/m) | Vật liệu |
---|---|---|---|
508 | 80 | 785 | SA790 S32750 Thép không gỉ song công 6 |
660 | 100 | 1,320 | API 5L x80 Pipeline Steel26 |
820 | 150 | 2,450 | ASTM A335 P11 Alloy Steel 27 |
5. Vật liệu vs. Xếp hạng áp lực
Loại vật chất | Ứng suất cho phép (MPa) | Tối đa. Áp lực làm việc (MPa) | Tiêu chuẩn |
---|---|---|---|
Thép carbon (20#) | 120Chỉ số 150 | 25 | GB/T 8163 27 |
Thép không gỉ song công (SA790) | 450Mạnh550 | 60 | ASTM A79046 |
Hợp kim cao (P91) | 650Mạnh800 | 100 | Asme B16.1147 |
Ghi chú chính
- Dung sai độ dày tường: ± 10% cho đường ống liền mạch; ± 5% đối với các ống kéo lạnh chính xác 27.
- Mối quan hệ độ dày tường áp lực: Cho cùng một đường kính ngoài, Một 10 Tăng áp lực thiết kế MPA đòi hỏi độ dày tường tăng 15% 20% 45.
- Tính toán trọng lượng:
Cân nặng (kg/m)=(Độ dày OD - Wall)× Độ dày tường × 0,024661.000Cân nặng (kg/m)=1,000(OD-Độ dày của tường)×Độ dày của tường×0.02466
Đối với thép carbon/hợp kim; nhân bởi 1.02 Đối với thép không gỉ 12.
Tổng hợp này tích hợp các tiêu chuẩn kỹ thuật (GB, GIỐNG TÔI) và thực tiễn công nghiệp cho các ứng dụng từ các thành phần cấu trúc đến các hệ thống áp suất cực cao