Směrnice: Tabulka kompatibility materiálů potrubí

Zavedení

Výběr správných potrubních materiálů je rozhodující pro bezpečnost, účinnost a dlouhou životnost systémů používaných v průmyslových odvětvích, jako je ropa a plyn, chemické zpracování a těžba. Každé z těchto průmyslových odvětví funguje v drsném prostředí, kde potrubí musí odolávat vysokým tlakům, extrémním teplotám a korozivním látkám. Volba nekompatibilních materiálů by mohla selhat a vést k nákladným prostojům, rizikům pro životní prostředí a bezpečnostním rizikům. Tato příručka se zabývá tabulkou kompatibility materiálů potrubí, nejrozšířenějšími materiály potrubí, a jejich kompatibilitou s armaturami, přírubami, ventily a spojovacími prvky, což zajišťuje bezproblémový provoz v různých průmyslových oblastech.

1. Přehled klíčových materiálů v potrubních systémech

Každá průmyslová aplikace přichází s jedinečnými výzvami, náročnými materiály se specifickými vlastnostmi, které těmto podmínkám vydrží. Níže je uveden rozpis klíčových potrubních materiálů a jejich charakteristik:
Uhlíková ocel (ASTM A106): Běžně se používá v ropě a plynu pro aplikace se střední teplotou a tlakem. Uhlíková ocel je pevná, odolná a nákladově efektivní, takže je vhodná pro běžné potrubní systémy. Bez řádné ochrany nebo nátěrů je však náchylný ke korozi.
Slitina uhlíkové oceli (ASTM A335): Slitiny uhlíkové oceli jako P11, P22 a P5, navržené pro vysokoteplotní provoz, obsahují chrom a molybden, čímž se zvyšuje jejich pevnost a odolnost proti korozi při zvýšených teplotách.
Nízkoteplotní uhlíková ocel (ASTM A333): Tato slitina je vhodná pro kryogenní aplikace a dokáže si zachovat tažnost při extrémně nízkých teplotách, takže je ideální pro systémy LNG, přepravu zemního plynu a chlazené skladování chemikálií.
Nerezová ocel (ASTM A312): Nerezové třídy jako 304, 316 a 347 nabízejí vynikající odolnost proti korozi, vysokou pevnost a dobrou tvarovatelnost. Běžně se používají při chemickém zpracování, kde je rozhodující odolnost vůči různým chemikáliím.
API 5L (X42-X70): Třídy API 5L jako X42, X52 a X70 jsou široce používány v ropném a plynárenském průmyslu, zejména pro potrubí přepravující ropu, plyn a vodu pod vysokým tlakem. Tyto třídy jsou známé svou pevností, houževnatostí a svařitelností.
Duplex & Super Duplex Nerezová ocel (ASTM A790): Duplexní (UNS S31803, S32205) a super duplexní (UNS S32750, S32760) nerezové oceli jsou známé pro svou vynikající odolnost proti korozi, zejména v prostředích bohatých na chloridy, jako jsou pobřežní plošiny. Tyto materiály poskytují vysokou pevnost a vynikající odolnost proti důlkové korozi a koroznímu praskání.

2. Kompatibilita s armaturami, přírubami, ventily a spojovacími prvky

Kompatibilita mezi potrubím a dalšími součástmi, jako jsou armatury, příruby, ventily a šrouby, je nezbytná pro zajištění bezpečného, nepropustného a odolného spojení. Níže prozkoumáme, jak se různé materiály v těchto komponentech shodují.

2.1 Potrubní systémy z uhlíkové oceli

Trubky: ASTM A106 (Gr A/B/C) je standard pro potrubí z vysokoteplotní uhlíkové oceli.
Kování: Trubkové fitinky z uhlíkové oceli obvykle odpovídají ASTM A234 Gr WPB pro svařované konfigurace.
Příruby: ASTM A105 je řešení pro kované příruby z uhlíkové oceli.
Ventily: Ventily ASTM A216 Gr WCB jsou kompatibilní s trubkami z uhlíkové oceli a nabízejí odolnost a vysokotlaký výkon.
Spojovací materiál: Šrouby a matice ASTM A193 Gr B7 a A194 Gr 2H se obvykle používají k zajištění přírub a dalších spojů v systémech z uhlíkové oceli.

2.2 Potrubní systémy z legované oceli (služba při vysokých teplotách)

Trubky: ASTM A335 (Gr P1, P11, P22) je základním prvkem pro vysokoteplotní potrubí v rafinériích a elektrárnách.
Kování: Armatury z legované oceli vyrobené podle řady ASTM A234 WP nabízejí dobrou svařitelnost a shodují se s trubkami řady P.
Příruby: ASTM A182 Gr F11 nebo F22 jsou běžné pro materiál přírub v závislosti na jakosti trubky.
Ventily: Pro vysokoteplotní slitiny poskytují ventily ASTM A217 Gr WC6 nebo WC9 spolehlivý výkon.
Spojovací materiál: ASTM A193 Gr B7 s maticemi A194 Gr 2H je typická kombinace pro aplikace z legované oceli.

2.3 Nízkoteplotní legovaná ocel

Trubky: ASTM A333 (Gr 6 a 3) pro aplikace do -45 °C, často používané v kryogenních prostředích.
Kování: ASTM A420 Gr WPL6 a WPL3 jsou nízkoteplotní tvarovky kompatibilní s trubkami A333.
Příruby: Příruby ASTM A350 Gr LF2/LF3 se používají ve spojení s nízkoteplotním potrubím.
Ventily: Ventily ASTM A352 Gr LCB nebo LC3 jsou určeny pro provoz při nízkých teplotách.
Spojovací materiál: Šrouby ASTM A320 Gr L7 a matice A194 Gr 7 zajišťují odolné spoje při nízkých teplotách.

2.4 Potrubní systémy z nerezové oceli

Trubky: Austenitická nerezová ocel, jako ASTM A312 Gr TP304 a TP316, je ideální pro systémy odolné proti korozi.
Kování: Armatury ASTM A403 (WP304/WP316) jsou široce používány s nerezovým potrubím pro chemické a námořní aplikace.
Příruby: Příruby ASTM A182 Gr F304/F316 doplňují materiály potrubí.
Ventily: A182 Gr F304/F316 ventily jsou vysoce odolné vůči korozivním médiím, díky čemuž jsou vhodné pro chemické závody a pobřežní prostředí.
Spojovací materiál: Šrouby ASTM A193 Gr B8/B8M s maticemi A194 Gr 8/8M jsou vhodné pro sestavy z nerezové oceli a zajišťují odolnost proti korozi.

2,5 API 5L třídy pro ropovody a plynovody

Trubky: Třídy API 5L X42, X52, X65 a X70 poskytují vysokou pevnost, flexibilitu a houževnatost pro ropovody a plynovody, zejména v aplikacích na pevnině a na moři.
Kování: Tvarovky s vysokou výtěžností, jako je ASTM A860 Gr WPHY (42-70), odpovídají pevnosti trubek API 5L.
Příruby: Příruby ASTM A694 Gr F42 až F70 jsou vhodné pro vysokotlaká potrubí.
Ventily: Ventily API 6D a ASTM A216 Gr WCB/WC6 jsou standardem v těchto vysokotlakých prostředích.
Spojovací materiál: Šrouby v souladu s ASTM A193 Gr B7 a matice v souladu s ASTM A194 Gr 2H zajišťují bezpečné vysokotlaké spoje.

2.6 Duplexní a super duplexní systémy z nerezové oceli

Trubky: Duplexní trubky z nerezové oceli (UNS S31803/S32205) a super duplex (UNS S32750/S32760) jsou vysoce odolné vůči obecné i lokální korozi v chloridovém prostředí, díky čemuž jsou ideální pro těžbu ropy a odsolovací zařízení na moři.
Kování: ASTM A815 Gr Kování WP31803 a WP32750 nabízí odpovídající odolnost proti korozi a mechanickou pevnost.
Příruby: ASTM A182 Gr F51/F53 příruby jsou standardní pro duplexní systémy.
Ventily: Duplexní ventily, jako je ASTM A182 Gr F51/F55, poskytují vynikající odolnost proti důlkové korozi.
Spojovací materiál: Běžně se používají vysokopevnostní šrouby ASTM A193 Gr B7/B8M a matice ASTM A194 Gr 7/8M.

Tabulka kompatibility materiálů potrubí

Materiál	Trubky	Kování	Příruby	Ventily	Šrouby a matice
Uhlíková ocel	A106 Gr.A A106 Gr.B A106 Gr.C	A234 WPA A234 WPB A234 WPC	A105	A216 WCB	A193 Gr.B7 A194 Gr.2H
Vysokoteplotní slitina uhlíkové oceli	A335 P1 A335 P11 A335 P12 A335 P22 A335 P5 A335 P9 A335 P91 A225 P92	A234 WP1 A234 WP11 A234 WP12 A234 WP22 A234 WP5 A234 WP9 A234 WP91 A234 WP92	A182 F1 A182 F11 A182 F12 A182 F22 A182 F5 A182 F9 A182 F91 A182 F92	A217 WC1 A217 WC11 A217 WC12 A217 WC22 A217 WC5 A217 WC9 A217 WC91 A217 WC92	A193 Gr.B7 A194 Gr.2H
Uhlíková ocel Low-Temp	A333 Gr.6 A333 Gr.3 A333 Gr.1	A420 WPL6 A420 WPL3 A420 WPL1	A350 LF6 A350 LF3 A350 LF1	A352 LC6 A352 LC3 A352 LC1	A320 Gr.L7 A194 Gr.7
Austenitická nerezová ocel	A312 TP304 A312 TP316 A312 TP321 A312 TP347	A403 WP304 A403 WP316 A403 WP321 A403 WP347	A182 F304 A182 F316 A182 F321 A182 F347	A182 F304 A182 F316 A182 F321 A182 F347	A193 Gr.B8 A194 Gr.8
Potrubí API 5L	API 5L X42 API 5L X46 API 5L X52 API 5L X56 API 5L X60 API 5L X65 API 5L X70	A860 WPHY 42 A860 WPHY 46 A860 WPHY 52 A860 WPHY 56 A860 WPHY 60 A860 WPHY 65 A860 WPHY 70	A694 F42 A694 F46 A694 F52 A694 F56 A694 F60 A694 F65 A694 F70	API 6D A216 WCB	A193 Gr.B7 A194 Gr.2H
Duplex z nerezové oceli	A790 UNS S31803 A790 UNS S32205	A815 WP31803 A815 WP32205	A182 F51 A182 F60	A182 F51 A182 F60	A193 Gr.B7 A194 Gr.7
Super duplex z nerezové oceli	A790 UNS S32750 A790 UNS S32760	A815 WPS32750 A815 WPS32760	A182 F53 A182 F55	A182 F53 A182 F55	A193 Gr.B8M A194 Gr.8M

3. Klíčové úvahy pro výběr materiálu

Teplota: Vysokoteplotní aplikace vyžadují materiály, které si mohou zachovat mechanické vlastnosti při zvýšených teplotách, jako je ASTM A335 pro ocelové slitiny nebo duplexní nerezové oceli A790.
Korozivní prostředí: Aplikace na moři a chemické zpracování zahrnují vystavení vysoce korozivním látkám, jako jsou chloridy, kyseliny a zásady. Nerezová ocel, duplexní a super duplexní slitiny poskytují vynikající odolnost vůči těmto prostředím.
Tlak: Vysokotlaká prostředí, jako jsou potrubí na ropu a plyn, vyžadují materiály jako třídy API 5L spárované s armaturami, ventily a spojovacími prvky s vysokou výtěžností.
Nízkoteplotní odolnost: Kryogenní nebo chlazené systémy, jako jsou systémy manipulující s LNG, vyžadují materiály jako ASTM A333, které si zachovávají svou houževnatost při nízkých teplotách.

4. Závěr

V ropném a plynárenském, chemickém a těžebním průmyslu je správný výběr materiálu pro potrubní systémy kritickým aspektem spolehlivosti a bezpečnosti systému. Pochopení kompatibility mezi trubkami, tvarovkami, přírubami, ventily a spojovacími prvky zajišťuje odolnost a výkon celého systému. Použitím materiálů, jako jsou API 5L, ASTM A106, A335, A312 a duplexní nerezové oceli, můžete přizpůsobit správné komponenty vašim specifickým provozním požadavkům, zajistit dlouhou životnost a minimalizovat prostoje způsobené korozí nebo mechanickým selháním.

Při výběru materiálů se vždy poraďte s odborníky na materiály a inženýry, abyste zhodnotili přesné potřeby vaší aplikace, s ohledem na tlak, teplotu, korozní expozici a mechanické namáhání.