ねじゲージ

API 仕様 5B と ASME B1.20.1

/カテゴリ: /作成者:

導入

石油、ガス、工業分野におけるねじ山と接続規格に関しては、 API 仕様 5B と ASME B1.20.1 は 2 つの重要な基準です。これらの規格は、パイプ、チューブ、継手のねじの仕様を規定し、ねじ接続の整合性、互換性、パフォーマンスを保証します。どちらもねじを標準化するという同じ一般的な目的を果たしますが、異なる技術要件と範囲を持つさまざまなアプリケーションと業界に対応しています。

API Spec 5B と ASME B1.20.1 とは何ですか?

API 仕様 5B アメリカ石油協会 (API) が発行する規格で、石油およびガス産業で使用されるケーシング、チューブ、ラインパイプのねじ接続部のねじ切り、ゲージ、テスト手順を規定しています。この規格は、高圧、高応力環境におけるパイプ接続部の機械的完全性を確保するために不可欠です。
ASME B1.20.1一方、は、アメリカ機械学会 (ASME) の規格であり、一般的に National Pipe Taper (NPT) ねじと呼ばれる汎用パイプねじの仕様を規定しています。この規格は、配管、HVAC、一般的な配管システムなど、圧力が低く、それほど厳しくない条件が適用されるさまざまな業界で広く使用されています。

主な違い: API 仕様 5B と ASME B1.20.1

1. 適用範囲

API 仕様 5B:
主に石油・ガス産業で使用されます。
ケーシング、チューブ、ラインパイプのねじをカバーします。
極端な圧力、温度、環境条件に耐える高性能な接続を保証します。
ASME B1.20.1:
建設、配管、一般産業用途など、さまざまな業界で使用されています。
これは、低圧から中圧のシステムに広く使用されている NPT ねじを規定します。
これは、石油およびガス部門に典型的な極端な条件に耐えるねじ加工を必要としない汎用アプリケーションに重点を置いています。

2. ねじの種類と設計

API 仕様 5B:
API バットレス (BC)、ロング スレッド (LC)、エクストリーム ライン (XL) スレッドを含む、ケーシング、チューブ、ライン パイプのスレッドを指定します。
これらのねじは、高圧および機械的負荷がかかる環境でも、漏れのない密閉性を実現するように設計されています。
ねじは通常より頑丈で、ねじのかみ合いが高く、締め付けトルクとねじの潤滑に関する特定の要件があります。
ASME B1.20.1:
金属同士の接触によって密閉するテーパーねじである NPT ねじの寸法と許容差を定義します。
NPT ねじはねじほど堅牢ではありませんが、組み立ての容易さとコストがより重要な要素となる低圧用途に適しています。
NPT ねじはより単純で、製造の容易さと汎用アプリケーションでの使用を重視しています。

3. 製造およびテストの要件

API 仕様 5B:
標準への準拠を保証するための特定の API ねじゲージを含む、ねじゲージの厳格なテスト要件が含まれています。
現場条件下でのねじ接続の整合性を検証するために、漏れテスト、圧力テスト、場合によっては破壊テストなどのテスト手順を義務付けます。
ねじの摩耗を防ぎ、安全で漏れのない接続を確保するために、正確なねじ切り、適切なねじの潤滑、適切な締め付けトルクの必要性を強調します。
ASME B1.20.1:
NPT ねじの製造と測定に関するガイドラインを提供しますが、API 仕様 5B よりもテスト要件は厳しくありません。
NPT ねじは通常、標準のねじゲージを使用してチェックされ、漏れのテストは必要ですが、テスト プロトコルは一般にそれほど厳密ではありません。
この規格は、ねじ山が適切に形成され、正しくかみ合うことを保証することに重点を置いていますが、API Spec 5 B と比較すると、この規格はより寛容なアプリケーション環境を想定しています。

4. 圧力と環境に関する考慮事項

API 仕様 5B:
深井戸などの高圧環境向けに設計されており、パイプ接続は圧力だけでなく、熱サイクル、機械的ストレス、腐食環境への暴露にも耐える必要があります。
API スレッドは、多くの場合、過酷な遠隔地の環境でも、長期間にわたって信頼性の高いパフォーマンスを提供する必要があります。
ASME B1.20.1:
これらは、環境および機械的ストレスが著しく少ない低圧アプリケーションで使用されます。
圧力と温度が中程度の範囲内にあり、ねじ山が極端な環境要因に耐える必要がない、給水、HVAC、一般的な工業用配管などのシステムに適しています。

よくある誤解

1. 互換性:

よくある誤解の 1 つは、API スレッドと NPT スレッドは互換性があるというものです。そうではありません。各タイプのスレッドは特定のアプリケーション用に設計されており、間違った標準を使用すると、接続障害、リーク、さらには壊滅的なシステム障害が発生する可能性があります。
API ねじと NPT ねじは設計基準、ねじプロファイル、材料要件が異なるため、適切なエンジニアリングの考慮なしに置き換えることは不適切です。

2. 複雑:

ASME B1.20.1 スレッドは要求の厳しくない用途で使用されるため、よりシンプルであると考える人もいるかもしれませんが、さまざまなサイズや継手が利用できるため、複雑さが生じる可能性があります。逆に、API スレッドは設計とテストがより複雑ですが、石油およびガス業界での用途はシンプルです。

適切な標準を選択するための実践的なガイダンス

API仕様5Bを選択 いつ：
私は石油・ガス産業のプロジェクト、特に掘削、坑井完成、パイプライン建設に携わっています。
アプリケーションには高圧、高温の環境が伴うため、漏れや故障を防ぐためにはねじの整合性が重要です。
石油やガスの探査と生産に関する厳格な規制と安全要件を満たす必要があります。
ASME B1.20.1を選択 いつ：
当社は、圧力と温度が適度な範囲内にある一般産業、配管、または HVAC 用途向けの配管システムを設計または設置します。
組み立ての容易さ、コスト効率、およびねじ付きコンポーネントの幅広い入手可能性は重要な要素です。
NPT スレッドが標準仕様であり、アプリケーション環境が石油およびガス部門ほど厳しくないプロジェクトに取り組んでいます。

結論

API Spec 5B と ASME B1.20.1 の違いを理解することは、特定のアプリケーションに適切なねじ規格が使用されていることを確認するために重要です。API Spec 5B は石油およびガス業界の厳しい要求に合わせて設計されていますが、ASME B1.20.1 は汎用配管ねじに幅広く適用できる規格です。適切な規格を選択することで、ねじ接続の安全性、信頼性、効率性を確保でき、最終的には配管システムの成功と長寿命化に貢献できます。

LNGタンク

LNGタンクの設計、材料の選択、および用途に関する詳細ガイド

/カテゴリ: /作成者:

導入

液化天然ガス (LNG) は、効率的な輸送と保管を容易にするために極低温で保管される、世界のエネルギー インフラストラクチャに不可欠な要素です。LNG タンクの設計と材料の選択は、安全性、耐久性、およびパフォーマンスを確保する上で重要です。タンクの設計と材料の検討に加えて、エネルギー分野における LNG タンクの役割を十分に理解するには、LNG タンクのさまざまな用途を理解することが不可欠です。

LNGタンク設計の理解

LNG タンクは、約 -162°C (-260°F) の温度で天然ガスを液体の状態で保管するように設計されています。極寒、圧力変動、潜在的な熱応力に対応する必要があります。主なタンクの種類と重要な設計上の考慮事項について詳しく説明します。
タンクタイプ:
単一封じ込めタンク: これらのタンクは、外側がコンクリート構造の単層の鋼鉄製です。安全マージンが低いため、通常は小規模な貯蔵容量に使用され、大規模な用途にはあまり使用されません。
二重封じ込めタンク: これらのタンクは、内側に鋼鉄製のタンクがあり、外側にコンクリートまたは鋼鉄製の封じ込め層があります。潜在的な漏れを管理し、追加の保護層を提供することで、安全性を高めます。
完全封じ込めタンク: これらのタンクは、内部の LNG コンテナと二次封じ込めシステムを備え、あらゆる潜在的な漏れに対処できるように設計されており、大規模な LNG 貯蔵の標準となっています。
設計上の考慮事項:
断熱性: パーライト、真空、ポリウレタンフォームなどの高度な断熱材は、熱の侵入を防ぎ、LNG を極低温に維持します。
圧力制御システム: 安全弁と監視システムは、内部圧力を管理し、安全な操作を確保するために不可欠です。
耐震性と構造の健全性: タンクは地震活動やその他の構造的ストレスに耐える必要があるため、多くの場合、鉄筋コンクリートと詳細な構造解析が組み込まれます。

LNGタンク設計

LNGタンク設計

LNGタンクの材料選定

LNG タンクの性能と寿命を延ばすには、適切な材料を選択することが重要です。一般的に使用される材料は次のとおりです。
内タンク材質:
9% ニッケル鋼 (ASTM A553): この材料は、内部底板、内部シェル、または壁板に最適で、極低温での高い靭性と脆性破壊耐性を備えています。
低温炭素鋼: これは、極端な極低温特性がそれほど重要ではないコンポーネントに、9% ニッケル鋼と組み合わせて使用されることがあります。
外側タンク材質:
コンクリート： 二重および完全封じ込めタンクの外側封じ込め層に使用され、堅牢な構造サポートと追加の断熱性を提供します。
鋼鉄： 外部タンクの高応力領域で使用される場合があり、腐食に耐えるようにコーティングまたは処理されていることが多いです。
タンク屋根の材質:
ASTM A516 グレード70: この炭素鋼はタンクの天板に適しており、低温でも強度と靭性を発揮します。
断熱材:
パーライト: 極低温に対する絶縁に効果的です。
ガラス繊維とエアロゲル: 優れた断熱性を発揮する先進的な素材ですが、コストが高くなります。

LNGタンクの用途

LNG タンクは、エネルギー分野のさまざまな用途で重要な役割を果たします。その利用方法は次のとおりです。
LNG輸入・輸出ターミナル:
輸入ターミナル: 輸入ターミナルの LNG タンクは船舶から LNG を受け取り、再ガス化されて地元のガスネットワークに供給される前に貯蔵します。
輸出ターミナル: LNGタンクは、液化天然ガスを船に積み込んで国際輸送する前に、輸出ターミナルで貯蔵します。
LNG貯蔵および配送:
公益事業会社: 公益事業会社は、住宅用および商業用の天然ガスを LNG タンクに貯蔵および分配し、需要がピークとなる時期でも安定した供給を確保します。
産業用途: 産業界では、一貫性と信頼性のある燃料源を必要とするプロセスに天然ガスを貯蔵および供給するために LNG タンクを使用しています。
燃料としてのLNG:
海上輸送: LNG タンクは LNG で稼働するように設計された船舶で使用され、従来の船舶燃料に比べて排出量を削減します。
大型車両: LNG タンクは液化天然ガスで動くトラックやバスに使用され、ディーゼル燃料よりもクリーンな代替燃料を提供します。
緊急バックアップとピークカット：
バックアップ電源: LNG タンクは、電力供給が不安定な地域にバックアップ電源ソリューションを提供し、停電時に発電用に天然ガスを利用できるようにします。
ピークシェービング: LNG 貯蔵は、需要の少ない時期に余剰ガスを貯蔵し、需要の多い時期に放出することで、ピーク需要の管理に役立ちます。
LNG生産施設:
液化プラント: LNG タンクは生産施設で液化製品を保管します。そこで天然ガスは冷却され、凝縮されて液体となり、効率的な保管と輸送が行われます。

設計と安全性に関する考慮事項

LNG タンクの安全性と効率性を確保するには、次の点を考慮してください。
熱ストレス管理: 極端な温度変化によって生じる熱応力を管理するには、適切な断熱材と伸縮継手が必要です。
安全機能: LNG 貯蔵に関連する潜在的なリスクに対処するために、漏れ検出システム、防火システム、緊急停止システムを組み込みます。
企業コンプライアンス： アメリカ石油協会 (API)、全米防火協会 (NFPA)、国際標準化機構 (ISO) などの組織による業界標準および規制を遵守します。

結論

LNG タンクの設計と材料の選択は、タンクの安全で効率的な運用を保証する上で不可欠です。エンジニアは、極低温部品に 9% ニッケル鋼、屋根に ASTM A516 グレード 70 などの適切な材料を選択することで、過酷な条件下でも確実に機能するタンクを作成できます。輸入および輸出ターミナルから産業用途や緊急バックアップまで、LNG タンクの多様な用途を理解することで、世界のエネルギー インフラストラクチャにおける LNG タンクの重要な役割が明らかになります。慎重な設計、材料の選択、安全基準の遵守は、LNG の貯蔵と利用の継続的な成功と安全性をサポートします。正確な仕様と現在の価格については、 お問い合わせ 特定のプロジェクトのニーズを満たすために常に推奨されます。

NACE MR0175 と NACE MR0103 の比較

NACE MR0175 と NACE MR0103 の違いは何ですか?

/カテゴリ: /作成者:

導入

石油やガスなどの産業では、機器やインフラが日常的に過酷な環境にさらされるため、腐食条件に耐えられる材料を選択することが重要です。硫化水素（H₂S）を含む環境における材料選択の指針となる2つの重要な基準は次のとおりです。 ナセMR0175 そして ナセMR0103どちらの規格も硫化物応力割れ (SSC) やその他の水素誘起損傷を防ぐことを目的としていますが、それぞれ異なる用途と環境向けに設計されています。このブログでは、これら 2 つの重要な規格の違いについて包括的な概要を説明します。

NACE規格の概要

現在、材料保護性能協会 (AMPP) の一部である NACE International は、H₂S を含む酸性使用環境がもたらす課題に対処するために、NACE MR0175 および NACE MR0103 を開発しました。これらの環境では、さまざまな形態の腐食や亀裂が発生する可能性があり、材料の完全性が損なわれ、壊滅的な故障につながる可能性があります。これらの規格の主な目的は、これらの損傷効果に耐えられる材料を選択するためのガイドラインを提供することです。

適用範囲と適用

ナセMR0175

主な焦点: NACE MR0175、または ISO 15156 は、炭化水素の探査、掘削、生産、輸送を含む上流の石油およびガス産業を主に対象としています。
環境： この規格は、酸性サービス環境での石油およびガス生産に使用される材料を対象としています。これには、ダウンホール設備、坑口コンポーネント、パイプライン、および製油所が含まれます。
グローバル使用: NACE MR0175 は、酸性環境における材料の安全性と信頼性を確保するために、上流の石油およびガス事業で広く使用されている世界的に認められた規格です。

ナセMR0103

主な焦点: NACE MR0103 は、下流の業務に重点を置いた、精製および石油化学産業向けに特別に設計されています。
環境： この規格は、特に湿った H₂S 環境における硫化水素を使用する処理プラントに適用されます。この規格は、硫化物応力割れのリスクが大きい水素化処理ユニットなどの精製ユニットに見られる条件に合わせて調整されています。
業界固有: より幅広い用途で使用される NACE MR0175 とは異なり、NACE MR0103 は精製部門に重点を置いています。

材料要件

ナセMR0175

素材オプション: NACE MR0175 には、炭素鋼、低合金鋼、ステンレス鋼、ニッケルベースの合金など、さまざまな材料オプションが用意されています。各材料は、特定の酸性環境への適合性に基づいて分類されます。
資格： 材料が使用資格を得るには、SSC、水素誘起割れ (HIC)、硫化物応力腐食割れ (SSCC) に対する耐性など、厳しい基準を満たす必要があります。
環境制限: この規格は、H₂S 分圧、温度、pH、およびその他の生態学的要因を制限し、酸性サービスに対する材料の適合性を決定します。

ナセMR0103

材料要件: NACE MR0103 は、精錬環境における SSC に耐える材料に重点を置いています。炭素鋼、低合金鋼、および特定のステンレス鋼に特定の基準を規定しています。
簡略化されたガイドライン: MR0175 と比較すると、MR0103 の材料選択ガイドラインはよりわかりやすく、精製作業で一般的に見られる、より制御された一貫した条件を反映しています。
製造プロセス： この規格では、材料の割れに対する耐性を維持するための溶接、熱処理、および製造の要件も概説されています。

認証とコンプライアンス

ナセMR0175
認証： NACE MR0175 への準拠は、規制機関によって要求されることが多く、酸性石油およびガス事業における機器の安全性と信頼性を確保するために重要です。この規格は、多くの国際規制や契約で参照されています。
ドキュメント: 通常、材料が MR0175 に概説されている特定の基準を満たしていることを示すために、詳細な文書が必要です。これには、化学組成、機械的特性、および酸性使用条件に対する耐性のテストが含まれます。
ナセMR0103
認証： NACE MR0103 への準拠は、通常、精製工場や石油化学工場で使用される機器や材料の契約で求められます。これにより、選択された材料が精製環境の特定の課題に耐えられることが保証されます。
簡略化された要件: MR0103 準拠の文書化とテストの要件は依然として厳格ですが、上流工程と比較して精製における環境条件とリスクが異なることを反映して、MR0175 の要件ほど複雑ではないことがよくあります。

テストと認定

ナセMR0175
厳格なテスト: 材料は、酸性環境での使用に適合するために、SSC、HIC、SSCC の実験室テストを含む広範なテストを受ける必要があります。
グローバルスタンダード: この規格は国際的な試験手順に準拠しており、多くの場合、石油・ガス事業で見られる最も過酷な条件下でも材料が厳しい性能基準を満たすことが求められます。
ナセMR0103
対象を絞ったテスト: 試験要件は、製油所環境の特定の条件に重点を置いています。これには、湿った H₂S、SSC、およびその他の関連するクラッキングに対する耐性の試験が含まれます。
アプリケーション固有: テストプロトコルは、上流工程で見られるものよりも条件が厳しくないことが多い精製プロセスのニーズに合わせて調整されています。

結論

その間 NACE MR0175 および NACE MR0103 どちらも、酸性使用環境での硫化物応力割れやその他の環境割れを防止しますが、異なる用途向けに設計されています。
ナセMR0175 石油・ガス上流事業の標準規格です。幅広い材料と環境条件をカバーし、厳格なテストと認定プロセスを備えています。
ナセMR0103 精製業界向けにカスタマイズされています。下流工程に重点を置き、よりシンプルで的を絞った材料選択基準を使用します。

これらの規格の違いを理解することは、特定の用途に適した材料を選択し、硫化水素環境におけるインフラストラクチャの安全性、信頼性、および耐久性を確保するために不可欠です。

水素誘起割れ HIC

環境クラッキング: HB、HIC、SWC、SOHIC、SSC、SZC、HSC、HE、SCC

/カテゴリ: /作成者:

導入

石油・ガス、化学処理、発電など、材料が過酷な環境にさらされる業界では、環境亀裂を理解して防止することが重要です。このような種類の亀裂は、壊滅的な故障、高額な修理、重大な安全リスクにつながる可能性があります。このブログ投稿では、HB、HIC、SWC、SOHIC、SSC、SZC、HSC、HE、SCC などのさまざまな形態の環境亀裂について、その認識、根本的なメカニズム、防止戦略など、詳細かつ専門的な概要を説明します。

1. 水素ブリスター（HB）

認識：
水素ブリスターは、材料の表面にブリスターまたは膨らみが形成されることが特徴です。これらのブリスターは、水素原子が材料に浸透して内部の欠陥または介在物に蓄積し、局所的に高圧を生み出す水素分子を形成することによって発生します。

機構：
水素原子は材料（通常は炭素鋼）に拡散し、不純物や空隙のある場所で分子状水素に再結合します。これらの水素分子からの圧力により気泡が発生し、材料が弱くなり、さらに劣化が進みます。

防止：

  • 材料の選択: 不純物の少ない材料、特に硫黄含有量の少ない鋼材を使用します。
  • 保護コーティング: 水素の侵入を防ぐコーティングの適用。
  • 陰極防食： 水素吸収を減らすための陰極保護システムの導入。

2. 水素誘起割れ（HIC）

認識：
水素誘起割れ (HIC) は、多くの場合、材料の圧延方向と平行に走る内部亀裂によって識別されます。これらの亀裂は通常、粒界に沿って存在し、材料の表面まで伸びることはないため、重大な損傷が発生するまで検出が困難です。

機構：
水素ブリスターと同様に、水素原子が材料に入り込み、内部の空洞または介在物内で再結合して分子状水素を形成します。これらの分子によって発生する圧力によって内部に亀裂が生じ、材料の構造的完全性が損なわれます。

防止：

  • 材料の選択: 不純物レベルが低い低硫黄鋼を選択してください。
  • 熱処理： 適切な熱処理プロセスを採用して、材料の微細構造を改良します。
  • 保護対策: コーティングと陰極保護を使用して水素の吸収を抑制します。

3. 応力配向性水素誘起割れ（SOHIC）

認識：
SOHIC は、外部引張応力が存在する場合に発生する水素誘起割れの一種です。溶接部やその他の高応力領域の近くでよく見られる、特徴的な階段状の割れパターンによって認識されます。

機構：
水素誘起割れと引張応力により、より深刻で特徴的な割れパターンが発生します。応力が存在すると水素脆化の影響が悪化し、割れが段階的に広がります。

防止：

  • ストレス管理: 残留応力を軽減するために応力緩和処理を実施します。
  • 材料の選択: 水素脆化に対する耐性が高い材料を使用します。
  • 保護対策: 保護コーティングと陰極保護を施します。

4. 硫化物応力割れ（SSC）

認識：
硫化物応力割れ (SSC) は、硫化水素環境 (H₂S) にさらされた高強度鋼に脆性亀裂として現れます。これらの亀裂は多くの場合、粒界亀裂であり、引張応力下で急速に伝播し、突然の壊滅的な破損につながる可能性があります。

機構：
硫化水素が存在すると、水素原子が材料に吸収され、脆化を引き起こします。この脆化により、材料の引張応力に対する耐性が低下し、脆性破壊が発生します。

防止：

  • 材料の選択: 硬度レベルを制御した耐酸性材料の使用。
  • 環境制御: 硫化水素への曝露を減らすか、抑制剤を使用してその影響を最小限に抑えます。
  • 保護コーティング: 硫化水素に対するバリアとして機能するコーティングの適用。

5. ステップワイズクラッキング（SWC）

認識：
段階的割れまたは水素割れは、高強度鋼、特に溶接構造物で発生します。これは、溶接部付近で典型的に見られるジグザグまたは階段状の割れパターンによって認識されます。

機構：
段階的な亀裂は、水素脆化と溶接の残留応力の複合効果により発生します。亀裂は、材料の最も弱い経路に沿って段階的に広がります。

防止：

  • 熱処理： 残留応力を軽減するために、溶接前および溶接後の熱処理を使用します。
  • 材料の選択: 水素脆化に対する耐性が優れた材料を選択してください。
  • 水素ベークアウト: 溶接後に吸収された水素を除去するために水素ベークアウト手順を実施します。

6. 応力亜鉛割れ（SZC）

認識：
応力亜鉛割れ (SZC) は、亜鉛コーティングされた (亜鉛メッキされた) 鋼で発生します。これは、亜鉛コーティングの剥離と、それに続く下層の鋼の構造的破損につながる可能性がある粒界亀裂として認識されます。

機構：
亜鉛コーティング内の引張応力と腐食環境への露出の組み合わせにより、SZC が発生します。コーティング内の応力と環境要因が組み合わさると、粒界割れや破損が発生します。

防止：

  • コーティングコントロール: 過度のストレスを避けるために、適切な亜鉛コーティングの厚さを確保してください。
  • 設計上の考慮事項: ストレスが集中する急な曲がり角やコーナーを避けてください。
  • 環境制御: ひび割れを悪化させる可能性のある腐食性環境への露出を減らします。

7. 水素応力割れ（HSC）

認識：
水素応力割れ (HSC) は、水素にさらされた高強度鋼の水素脆化の一種です。引張応力下で突然脆性破壊が発生するのが特徴です。

機構：
水素原子が鋼鉄に拡散し、脆化を引き起こします。この脆化により材料の靭性が大幅に低下し、応力を受けるとひび割れや突然の破損が発生しやすくなります。

防止：

  • 材料の選択: 水素脆化の影響を受けにくい材料を選択してください。
  • 環境制御: 処理およびサービス中の水素への曝露を最小限に抑えます。
  • 保護対策: 水素の侵入を防ぐために、保護コーティングと陰極保護を使用します。

8. 水素脆化（HE）

認識：
水素脆化 (HE) は、水素吸収による材料の弾性の喪失とそれに続く亀裂または破壊の総称です。破壊の突然の脆性的な性質がよく認識されます。

機構：
水素原子が金属の格子構造に入り込み、金属の延性と靭性が大幅に低下します。応力を受けると、脆くなった材料は割れや破損を起こしやすくなります。

防止：

  • 材料の選択: 水素脆化に耐性のある材料を使用します。
  • 水素制御: 製造中およびサービス中の水素暴露を管理して吸収を防止します。
  • 保護コーティング: 水素が材料に侵入するのを防ぐコーティングを施します。

9. 応力腐食割れ（SCC）

認識：
応力腐食割れ (SCC) は、通常、材料の表面で始まり、その厚さ全体に広がる微細な亀裂が特徴です。SCC は、材料が引張応力下で腐食環境にさらされたときに発生します。

機構：
SCC は、引張応力と腐食環境の複合効果によって発生します。たとえば、塩化物による SCC はステンレス鋼でよく見られる問題で、塩化物イオンが応力下で亀裂の発生と伝播を促進します。

防止：

  • 材料の選択: 環境に応じて、特定の種類の SCC に耐性のある材料を選択します。
  • 環境制御: 動作環境における塩化物などの腐食性物質の濃度を低減します。
  • ストレス管理: SCC の原因となる残留応力を最小限に抑えるために、応力緩和アニーリングと慎重な設計を使用します。

結論

環境亀裂は、材料の完全性が極めて重要な業界にとって、複雑で多面的な課題です。効果的な予防には、HB、HIC、SWC、SOHIC、SSC、SZC、HSC、HE、SCC などの各タイプの亀裂の背後にある特定のメカニズムを理解することが不可欠です。材料の選択、応力管理、環境制御、保護コーティングなどの戦略を実施することで、業界はこれらの亀裂に関連するリスクを大幅に削減し、インフラストラクチャの安全性、信頼性、寿命を確保できます。

技術の進歩が進むにつれて、環境によるひび割れに対処する方法も進化していきます。そのため、常に厳しい環境下で材料の完全性を維持するには、継続的な研究開発が不可欠です。

石油貯蔵タンクの建設：鋼板の必要量の計算

石油貯蔵タンクの鋼板枚数の計算方法

/カテゴリ: /作成者:

導入

石油貯蔵タンクの建設には、構造の完全性、安全性、費用対効果を確保するための正確な計画と正確な計算が必要です。 炭素鋼板、これらのプレートの数量と配置を決定することは非常に重要です。このブログでは、具体的な例を使用して、石油貯蔵タンクの鋼板の数を計算する手順を説明します。

プロジェクト仕様

顧客の要件:

  • プレートの厚さのオプション: 6mm、8mm、10mmの炭素鋼板
  • プレート寸法: 幅: 2200mm、長さ: 6000mm

タンク仕様:

  • タンクの数: 3
  • 個々のタンク容量: 3,000立方メートル
  • 身長： 12メートル
  • 直径： 15.286メートル

3つの円筒形石油貯蔵タンクの鋼板数量を計算する手順

ステップ1: タンク1個の表面積を計算する

各タンクの表面積は、円筒形のシェル、底部、および屋根の表面積の合計です。

1. 円周と殻面積を計算する

2. 屋根と床の面積を計算する

 

ステップ2: すべてのタンクの合計表面積を計算する

ステップ3: 必要な鋼板の数を決定する

ステップ4: プレートの厚さを割り当てる

タンクの構造的完全性とコストを最適化するには、各タンクのさまざまな部分に異なるプレート厚さを割り当てます。

  • 6mmプレート: 構造的なストレスが低い屋根に使用します。
  • 8mmプレート: タンクシェルの上部のストレスが中程度である部分に塗布します。
  • 10mmプレートこれらは、貯蔵された油の重さにより最もストレスがかかる殻の底部と下部に使用されます。

ステップ5: 各タンクのプレートの割り当て例

底板:

  • タンクあたりの必要面積: 183.7平方メートル
  • 板厚: 10mm
  • タンクあたりのプレート数: [183.7/13.2] プレート
  • タンク3台分の合計: 14 × 3 プレート

シェルプレート:

  • タンクあたりの必要面積: 576平方メートル
  • 板厚: 10mm（下部）、8mm（上部）
  • タンクあたりのプレート数: [576/13.2] プレート
    • 下部（10mm）: タンクあたり約22枚
    • 上部（8mm）: タンクあたり約22枚
  • タンク3台分の合計: 44 × 3 プレート

ルーフプレート:

  • タンクあたりの必要面積: 183.7平方メートル
  • 板厚: 6mm
  • タンクあたりのプレート数: [183.7/13.2] プレート
  • タンク3台分の合計: 14 × 3 = プレート

正確な計算のための考慮事項

  • 腐食許容値: 将来の腐食を考慮して追加の厚さを含めます。
  • 無駄: 切断と取り付けによる材料の無駄を考慮し、通常は 5-10% の余分な材料を追加します。
  • デザインコード: プレートの厚さとタンクの設計を決定するときは、API 650 などの関連する設計コードと規格に準拠していることを確認してください。

結論

炭素鋼板で石油貯蔵タンクを建設するには、材料効率と構造的完全性を確保するための正確な計算が必要です。表面積を正確に決定し、適切な板厚を考慮することで、業界標準と顧客要件を満たすタンクを建設するために必要な板の数を見積もることができます。これらの計算はタンク建設の成功の基盤となり、効率的な材料調達とプロジェクト計画を可能にします。新しいプロジェクトでも、既存のタンクを改造する場合でも、このアプローチにより、エンジニアリングのベストプラクティスに沿った堅牢で信頼性の高い石油貯蔵ソリューションが保証されます。新しい LNG、航空燃料、または原油貯蔵タンクプロジェクトをお持ちの場合は、[email protected] に連絡して、最適な鋼板の見積もりを入手してください。

3LPEコーティングと3LPPコーティング

3LPE vs 3LPP: パイプラインコーティングの総合比較

/カテゴリ: /作成者:

導入

パイプラインコーティングは、鋼管を腐食やその他の環境要因から保護します。最も一般的に使用されるコーティングには、 3層ポリエチレン（3LPE） そして 3層ポリプロピレン（3LPP） コーティング。どちらのコーティングも強力な保護を提供しますが、用途、構成、および性能が異なります。このブログでは、コーティングの選択、コーティングの構成、コーティングの性能、建設要件、建設プロセスという 5 つの主要領域に焦点を当てて、3LPE コーティングと 3LPP コーティングを詳細に比較します。

1. コーティングの選択

3LPEコーティング:
使用法: 3LPE は、石油・ガス産業の陸上および海上パイプラインに広く使用されています。特に、中程度の耐熱性と優れた機械的保護が求められる環境に適しています。
温度範囲3LPE コーティングは通常、-40 °C から 80 80 °C の温度で動作するパイプラインに使用されます。
コストの考慮: 3LPE は一般に 3LPP よりもコスト効率が高いため、温度要件がサポート範囲内にある予算制約のあるプロジェクトでよく選ばれます。
3LPPコーティング:
使用法: 3LPP は、深海沖合パイプラインや高温流体を輸送するパイプラインなどの高温環境で好まれます。また、優れた機械的保護が必要な領域でも使用されます。
温度範囲3LPP コーティングは、通常 -20°C ～ 140°C の高温に耐えることができるため、より要求の厳しい用途に適しています。
コストの考慮3LPP コーティングは、優れた耐熱性と機械的特性を備えているため高価ですが、過酷な条件下で稼働するパイプラインには必要です。
選択の概要: 3LPE と 3LPP の選択は、主にパイプラインの動作温度、環境条件、予算の考慮によって決まります。3LPE は中程度の温度とコスト重視のプロジェクトに最適ですが、3LPP は強化された機械的保護が不可欠な高温環境に適しています。

2. コーティング組成

3LPEコーティング組成:
レイヤー 1: フュージョンボンドエポキシ (FBE)最内層は鋼板基材への接着性に優れ、主な腐食防止層となります。
層2: 共重合体接着剤この層は FBE 層をポリエチレン トップコートに結合し、強力な接着性と追加の腐食保護を保証します。
層3: ポリエチレン (PE): 外層は、取り扱い、輸送、設置中の物理的な損傷に対する機械的な保護を提供します。
3LPPコーティング組成:
レイヤー 1: フュージョンボンドエポキシ (FBE)3LPE と同様に、3LPP の FBE 層は主な腐食防止および接着層として機能します。
層2: 共重合体接着剤この接着層は FBE をポリプロピレントップコートに接着し、強力な接着を保証します。
層3: ポリプロピレン (PP)ポリプロピレンの外層は、ポリエチレンよりも優れた機械的保護と高い耐熱性を備えています。
構成概要: 両方のコーティングは、FBE 層、コポリマー接着剤、および外側の保護層を備えた同様の構造を共有しています。ただし、外側の層の材質が異なり (3LPE ではポリエチレン、3LPP ではポリプロピレン)、これによりパフォーマンス特性が異なります。

3. コーティング性能

3LPEコーティング性能:
耐熱性: 3LPE は中程度の温度環境では適切に機能しますが、80°C を超える温度には適さない場合があります。
機械的保護: ポリエチレンの外層は物理的損傷に対する優れた耐性を備えており、陸上および海上パイプラインに適しています。
耐腐食性FBE 層と PE 層の組み合わせにより、特に湿気の多い環境や濡れた環境でも腐食に対する強力な保護が実現します。
耐薬品性3LPE は化学薬品に対して優れた耐性を備えていますが、3LPP と比較すると、強力な化学薬品にさらされる環境では効果が低くなります。
3LPPコーティング性能:
耐熱性3LPP は最高 140°C の温度に耐えるように設計されており、高温の流体を輸送するパイプラインや高温環境に最適です。
機械的保護: ポリプロピレン層は、特に外部圧力と物理的ストレスが高い深海の海洋パイプラインにおいて、優れた機械的保護を提供します。
耐腐食性3LPP は 3LPE と同様に優れた耐腐食性を備えていますが、高温環境ではより優れた性能を発揮します。
耐薬品性3LPP は耐薬品性に優れているため、腐食性の高い化学物質や炭化水素が存在する環境に適しています。
パフォーマンス概要: 3LPP は高温環境で 3LPE より優れており、機械的および化学的耐性に優れています。ただし、3LPE は中程度の温度とそれほど過酷でない環境では依然として非常に効果的です。

4. 建設要件

3LPE 構築要件:
表面処理: 3LPE コーティングの効果を得るには、適切な表面処理が重要です。FBE 層に必要な接着力を得るには、鋼鉄表面を洗浄し、粗くする必要があります。
応募条件: 各層の適切な接着を確保するために、3LPE コーティングは制御された環境で適用する必要があります。
厚さ仕様各層の厚さは重要であり、パイプラインの用途に応じて、合計の厚さは通常 1.8 mm から 3.0 mm の範囲になります。
3LPP構築要件:
表面処理: 3LPE と同様に、表面処理が重要です。鋼は汚染物質を除去するために洗浄し、FBE 層が適切に接着するように粗くする必要があります。
応募条件3LPP の塗布プロセスは 3LPE と似ていますが、コーティングの耐熱性が高いため、より正確な制御が必要になることがよくあります。
厚さ仕様3LPP コーティングは通常 3LPE よりも厚く、特定の用途に応じて合計の厚さは 2.0 mm から 4.0 mm の範囲になります。
建設要件の概要: 3LPE および 3LPP には、綿密な表面処理と制御された塗布環境が必要です。ただし、3LPP コーティングでは、保護特性を高めるために通常、より厚い塗布が必要です。

5. 建設プロセス

3LPE構築プロセス:
表面洗浄: 鋼管は、研磨ブラストなどの方法を使用して洗浄され、錆、スケール、その他の汚染物質が除去されます。
FBE アプリケーション: 洗浄されたパイプは予熱され、FBE 層が静電的に塗布され、鋼鉄との強固な結合が実現します。
接着層の塗布コポリマー接着剤が FBE 層の上に塗布され、FBE が外側のポリエチレン層に接着されます。
PE 層の適用: ポリエチレン層がパイプ上に押し出され、機械的保護と追加の耐腐食性を提供します。
冷却と検査: コーティングされたパイプは冷却され、欠陥がないか検査され、輸送の準備が整います。
3LPP建設プロセス:
表面洗浄3LPE と同様に、鋼管は徹底的に洗浄され、コーティング層の適切な接着が確保されます。
FBE アプリケーションFBE 層は予熱されたパイプに適用され、主な腐食保護層として機能します。
接着層の塗布: FBE 層の上にコポリマー接着剤を塗布し、ポリプロピレン トップコートとの強固な接着を確保します。
PP層の適用: ポリプロピレン層は押し出し成形により塗布され、優れた機械的耐性と耐熱性を備えています。
冷却と検査: パイプを冷却し、欠陥がないか検査し、展開の準備を整えます。
建設プロセスの概要: 3LPE と 3LPP の構築プロセスは似ていますが、外側の保護層に使用される材料が異なります。どちらの方法でも、最適なパフォーマンスを確保するには、温度、清潔さ、層の厚さを慎重に制御する必要があります。

結論

3LPE コーティングと 3LPP コーティングのどちらを選択するかは、動作温度、環境条件、機械的ストレス、予算など、いくつかの要因によって決まります。
3LPE 中程度の温度で稼働し、コストが重要な考慮事項となるパイプラインに最適です。ほとんどの陸上および海上アプリケーションで優れた耐腐食性と機械的保護を提供します。
3LPP一方、高温環境や優れた機械的保護を必要とする用途では、 が好まれます。 コストが高いのは、厳しい条件下でも優れた性能を発揮するためです。

パイプライン プロジェクトの特定の要件を理解することは、適切なコーティングを選択する上で不可欠です。3LPE と 3LPP はどちらも長所と用途があり、適切な選択を行うことで、パイプライン インフラストラクチャの長期的な保護と耐久性を確保できます。