Ohje: Putkimateriaalien yhteensopivuustaulukko

Johdanto

Oikeiden putkistomateriaalien valinta on ratkaisevan tärkeää öljy- ja kaasuteollisuudessa, kemiankäsittelyssä ja kaivosteollisuudessa käytettävien järjestelmien turvallisuuden, tehokkuuden ja pitkäikäisyyden kannalta. Jokainen näistä toimialoista toimii ankarissa ympäristöissä, joissa putkiston on kestettävä korkeita paineita, äärimmäisiä lämpötiloja ja syövyttäviä aineita. Yhteensopimattomien materiaalien valinta voi epäonnistua, mikä voi johtaa kalliisiin seisokkeihin, ympäristöriskeihin ja turvallisuusriskeihin. Tässä oppaassa käsitellään putkimateriaalien yhteensopivuustaulukkoa, yleisimmin käytettyjä putkimateriaaleja ja niiden yhteensopivuutta liittimien, laippojen, venttiilien ja kiinnittimien kanssa, mikä varmistaa saumattoman toiminnan eri teollisuuden aloilla.

1. Yleiskatsaus putkijärjestelmien tärkeimpiin materiaaleihin

Jokainen teollinen sovellus tuo mukanaan ainutlaatuisia haasteita, vaativia materiaaleja, joilla on tietyt ominaisuudet kestämään nämä olosuhteet. Alla on erittely tärkeimmistä putkimateriaaleista ja niiden ominaisuuksista:
Hiiliteräs (ASTM A106): Käytetään yleisesti öljyssä ja kaasussa kohtalaisen lämpötilan ja paineen sovelluksissa. Hiiliteräs on vahvaa, kestävää ja kustannustehokasta, joten se sopii yleisiin putkistojärjestelmiin. Se on kuitenkin alttiina korroosiolle ilman asianmukaista suojausta tai pinnoitteita.
Hiiliterässeos (ASTM A335): Korkeiden lämpötilojen käyttöön suunnitellut hiiliterässeokset, kuten P11, P22 ja P5, sisältävät kromia ja molybdeeniä, mikä parantaa niiden lujuutta ja korroosionkestävyyttä korkeissa lämpötiloissa.
Matalalämpöinen hiiliteräs (ASTM A333): Tämä seos soveltuu kryogeenisiin sovelluksiin, ja se voi ylläpitää sitkeyttä erittäin alhaisissa lämpötiloissa, mikä tekee siitä ihanteellisen LNG-järjestelmiin, maakaasun kuljetukseen ja jäähdytettyyn kemikaalien varastointiin.
Ruostumaton teräs (ASTM A312): Ruostumattomat teräslajit, kuten 304, 316 ja 347, tarjoavat erinomaisen korroosionkestävyyden, suuren lujuuden ja hyvän muovattavuuden. Niitä käytetään yleisesti kemiallisessa käsittelyssä, jossa erilaisten kemikaalien kestävyys on ratkaisevan tärkeää.
API 5L (X42-X70): API 5L -laatuja, kuten X42, X52 ja X70, käytetään laajalti öljy- ja kaasuteollisuudessa, erityisesti putkissa, jotka kuljettavat öljyä, kaasua ja vettä korkeassa paineessa. Nämä laatuluokat tunnetaan lujuudestaan, sitkeystään ja hitsattavuudestaan.
Duplex & Super Duplex ruostumaton teräs (ASTM A790): Duplex (UNS S31803, S32205) ja super duplex (UNS S32750, S32760) ruostumattomat teräkset tunnetaan erinomaisesta korroosionkestävyydestään, erityisesti kloridipitoisissa ympäristöissä, kuten offshore-alustoilla. Nämä materiaalit tarjoavat korkean lujuuden ja erinomaisen kestävyyden piste- ja jännityskorroosiohalkeilua vastaan.

2. Yhteensopivuus liittimien, laippojen, venttiilien ja kiinnittimien kanssa

Putkien ja muiden komponenttien, kuten liitososien, laippojen, venttiilien ja pulttien yhteensopivuus on välttämätöntä turvallisen, vuotamattoman ja kestävän liitoksen varmistamiseksi. Alla tutkimme, kuinka eri materiaalit sopivat yhteen näiden komponenttien välillä.

2.1 Hiiliteräsputkijärjestelmät

Putket: ASTM A106 (Gr A/B/C) on korkean lämpötilan hiiliteräsputkien standardi.
Liittimet: Hiiliteräsputkiliittimet ovat tyypillisesti ASTM A234 Gr WPB -standardin mukaisia hitsattujen kokoonpanojen osalta.
Laipat: ASTM A105 on taottujen hiiliteräslaippojen suosikki.
Venttiilit: ASTM A216 Gr WCB-venttiilit ovat yhteensopivia hiiliteräsputkien kanssa, ja ne tarjoavat kestävyyttä ja suorituskykyä korkeassa paineessa.
Kiinnikkeet: ASTM A193 Gr B7 ja A194 Gr 2H pultteja ja muttereita käytetään tyypillisesti laippojen ja muiden liitosten kiinnittämiseen hiiliteräsjärjestelmissä.

2.2 Seosteräsputkijärjestelmät (korkean lämpötilan palvelu)

Putket: ASTM A335 (Gr P1, P11, P22) on jalostamoiden ja voimalaitosten korkean lämpötilan putkistojen katkonainen.
Liittimet: ASTM A234 WP -sarjaan valmistetut seosteräsliittimet tarjoavat hyvän hitsattavuuden ja sopivat yhteen P-sarjan putkien kanssa.
Laipat: ASTM A182 Gr F11 tai F22 ovat yleisiä laippamateriaalille putken laadusta riippuen.
Venttiilit: Korkean lämpötilan metalliseoksille ASTM A217 Gr WC6- tai WC9-venttiilit tarjoavat luotettavan suorituskyvyn.
Kiinnikkeet: ASTM A193 Gr B7 A194 Gr 2H muttereilla on tyypillinen yhdistelmä seosterässovelluksiin.

2.3 Alhaisen lämpötilan seosteräs

Putket: ASTM A333 (Gr 6 ja 3) -45°C:een asti, käytetään usein kryogeenisissa ympäristöissä.
Liittimet: ASTM A420 Gr WPL6 ja WPL3 ovat matalan lämpötilan liittimiä, jotka ovat yhteensopivia A333-putkien kanssa.
Laipat: ASTM A350 Gr LF2/LF3 laippoja käytetään yhdessä matalalämpöisten putkien kanssa.
Venttiilit: ASTM A352 Gr LCB- tai LC3-venttiilit on suunniteltu alhaisen lämpötilan huoltoon.
Kiinnikkeet: ASTM A320 Gr L7 -pultit ja A194 Gr 7 -mutterit varmistavat kestävät liitokset alhaisissa lämpötiloissa.

2.4 Ruostumattomasta teräksestä valmistetut putkijärjestelmät

Putket: Austeniittinen ruostumaton teräs, kuten ASTM A312 Gr TP304 ja TP316, on ihanteellinen korroosionkestäviin järjestelmiin.
Liittimet: ASTM A403 -liittimiä (WP304/WP316) käytetään laajasti ruostumattomasta teräksestä valmistettujen putkien kanssa kemian- ja merisovelluksissa.
Laipat: ASTM A182 Gr F304/F316 laipat täydentävät putkimateriaaleja.
Venttiilit: A182 Gr F304/F316 venttiilit kestävät erittäin syövyttäviä aineita, joten ne sopivat kemiantehtaille ja offshore-ympäristöihin.
Kiinnikkeet: ASTM A193 Gr B8/B8M pultit A194 Gr 8/8M muttereilla sopivat ruostumattomasta teräksestä valmistettuihin kokoonpanoihin, mikä varmistaa korroosionkestävyyden.

2.5 API 5L -luokat öljy- ja kaasuputkille

Putket: API 5L X42-, X52-, X65- ja X70-laadut tarjoavat korkean lujuuden, joustavuuden ja sitkeyden öljy- ja kaasuputkille, erityisesti maa- ja offshore-sovelluksissa.
Liittimet: Korkean tuoton liittimet, kuten ASTM A860 Gr WPHY (42-70), vastaavat API 5L -putkien lujuutta.
Laipat: ASTM A694 Gr F42 - F70 laipat soveltuvat korkeapaineisiin putkiin.
Venttiilit: API 6D -venttiilit ja ASTM A216 Gr WCB/WC6 ovat vakiona näissä korkeapaineisissa ympäristöissä.
Kiinnikkeet: ASTM A193 Gr B7 -standardin mukaiset pultit ja ASTM A194 Gr 2H -standardin mukaiset mutterit varmistavat turvalliset korkeapaineliitännät.

2.6 Duplex- ja Super Duplex ruostumattomasta teräksestä valmistetut järjestelmät

Putket: Duplex ruostumaton teräs (UNS S31803/S32205) ja superduplex (UNS S32750/S32760) putket kestävät erittäin hyvin sekä yleistä että paikallista korroosiota kloridiympäristöissä, joten ne sopivat ihanteellisesti offshore-öljyntuotantoon ja suolanpoistolaitoksiin.
Liittimet: ASTM A815 Gr WP31803 ja WP32750 liittimet tarjoavat yhteensopivan korroosionkestävyyden ja mekaanisen lujuuden.
Laipat: ASTM A182 Gr F51/F53 laipat ovat vakiona duplex-järjestelmissä.
Venttiilit: Duplex-venttiilit, kuten ASTM A182 Gr F51/F55, tarjoavat erinomaisen pistesuojauksen.
Kiinnikkeet: Yleisesti käytetään erittäin lujia ASTM A193 Gr B7/B8M pultteja ja ASTM A194 Gr 7/8M muttereita.

Putkimateriaalien yhteensopivuustaulukko

Materiaali	Putket	Liittimet	Laipat	Venttiilit	Pultit & Mutterit
Hiiliteräs	A106 Gr.A A106 Gr.B A106 Gr.C	A234 WPA A234 WPB A234 WPC	A105	A216 WCB	A193 Gr.B7 A194 Gr.2H
Hiiliterässeos, korkea lämpötila	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
Hiiliteräs matalalämpöinen	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
Austeniittista ruostumatonta terästä	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
API 5L Line Pipe	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 ruostumaton teräs	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 ruostumaton teräs	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. Tärkeimmät seikat materiaalin valinnassa

Lämpötila: Korkean lämpötilan sovellukset vaativat materiaaleja, jotka voivat säilyttää mekaaniset ominaisuudet korkeissa lämpötiloissa, kuten ASTM A335 terässeoksille tai A790 duplex ruostumattomat teräkset.
Syövyttävä ympäristö: Offshore- ja kemialliset prosessointisovellukset sisältävät altistumisen erittäin syövyttäville aineille, kuten klorideille, hapoille ja emäksille. Ruostumaton teräs, duplex ja super duplex -seokset kestävät erinomaisesti näitä ympäristöjä.
Paine: Korkeapaineiset ympäristöt, kuten öljy- ja kaasuputket, vaativat materiaaleja, kuten API 5L -laatuja, jotka on yhdistetty korkean tuoton liittimiin, venttiileihin ja kiinnikkeisiin.
Alhaisen lämpötilan kestävyys: Kryogeeniset tai jäähdytetyt järjestelmät, kuten nesteytettyä maakaasua käsittelevät järjestelmät, edellyttävät ASTM A333:n kaltaisia materiaaleja, jotka säilyttävät lujuutensa alhaisissa lämpötiloissa.

4. Johtopäätös

Öljy- ja kaasuteollisuudessa, kemianteollisuudessa ja kaivosteollisuudessa oikea materiaalin valinta putkistojärjestelmiin on kriittinen näkökohta järjestelmän luotettavuuden ja turvallisuuden kannalta. Putkien, liitososien, laippojen, venttiilien ja kiinnittimien yhteensopivuuden ymmärtäminen varmistaa koko järjestelmän kestävyyden ja suorituskyvyn. Käyttämällä materiaaleja, kuten API 5L, ASTM A106, A335, A312 ja ruostumattomia duplex-teräksiä, voit sovittaa oikeat komponentit erityisiin käyttövaatimuksiisi, mikä varmistaa pitkän käyttöiän ja minimoi korroosiosta tai mekaanisista vioista johtuvat seisokit.

Kun valitset materiaaleja, ota aina yhteyttä materiaaliasiantuntijoihin ja insinööreihin arvioidaksesi sovelluksesi tarkat tarpeet, ottaen huomioon paineen, lämpötilan, korroosioaltistuksen ja mekaaniset rasitukset.