Draadmeter

API-specificatie 5B versus ASME B1.20.1

/in /door

Invoering

Wat betreft de normen voor schroefdraad en verbindingen in de olie-, gas- en industriële sectoren, API-specificatie 5B versus ASME B1.20.1 zijn twee kritische referenties. Deze normen regelen de specificaties voor schroefdraad op pijpen, buizen en fittingen, en zorgen voor de integriteit, compatibiliteit en prestaties van schroefdraadverbindingen. Hoewel beide hetzelfde algemene doel dienen, namelijk het standaardiseren van schroefdraad, zijn ze geschikt voor verschillende toepassingen en industrieën met verschillende technische vereisten en scopes.

Wat zijn API Spec 5B en ASME B1.20.1?

API-specificatie 5B is een standaard die is gepubliceerd door het American Petroleum Institute (API), die de procedures voor het schroefdraad, de meting en de test specificeert voor schroefdraadverbindingen op omhulsels, buizen en leidingen die worden gebruikt in de olie- en gasindustrie. Deze standaard is cruciaal voor het waarborgen van de mechanische integriteit van pijpverbindingen in omgevingen met hoge druk en hoge spanning.
ASME B1.20.1, aan de andere kant, is een standaard van de American Society of Mechanical Engineers (ASME) die de specificaties voor algemene pijpdraden biedt, algemeen bekend als National Pipe Taper (NPT)-draden. Deze standaard wordt veel gebruikt in verschillende industrieën, waaronder loodgieterswerk, HVAC en algemene leidingsystemen, waar lagere druk en minder veeleisende omstandigheden heersen.

Belangrijkste verschillen: API Spec 5B versus ASME B1.20.1

1. Toepassingsgebied

API-specificatie 5B:
Wordt voornamelijk gebruikt in de olie- en gasindustrie.
Bedekt schroefdraad voor behuizing, buizen en leidingen.
Zorgt voor hoogwaardige verbindingen die bestand zijn tegen extreme druk, temperaturen en omgevingsomstandigheden.
ASME B1.20.1:
Ze worden gebruikt in verschillende sectoren, waaronder de bouw, loodgieterswerk en algemene industriële toepassingen.
Het is geschikt voor NPT-schroefdraad, dat veel wordt gebruikt voor lage- tot matige druksystemen.
De nadruk ligt op algemene toepassingen waarbij de schroefdraad niet bestand hoeft te zijn tegen de extreme omstandigheden die kenmerkend zijn voor de olie- en gassector.

2. Draadtypes en ontwerp

API-specificatie 5B:
Specificeert schroefdraden voor omhulsels, buizen en leidingen, inclusief API Buttress (BC), Long Thread (LC) en Extreme Line (XL) schroefdraden.
Deze schroefdraden zijn ontworpen om een strakke, lekvrije afdichting te bieden in omgevingen met hoge druk en mechanische belasting.
De draden zijn doorgaans robuuster, met een hogere draadaangrijping en specifieke vereisten voor het aanhaalmoment en de draadsmering.
ASME B1.20.1:
Definieert de afmetingen en toleranties voor NPT-schroefdraad, taps toelopende schroefdraden die afdichten door metaal-op-metaalcontact.
NPT-schroefdraad is minder robuust dan schroefdraad, maar is geschikt voor toepassingen met een lagere druk, waarbij eenvoudige montage en kosten belangrijkere factoren zijn.
NPT-schroefdraad is eenvoudiger en is daardoor eenvoudiger te produceren en te gebruiken in algemene toepassingen.

3. Vereisten voor productie en testen

API-specificatie 5B:
Omvat strenge testvereisten voor draadmeting, waaronder specifieke API-draadmetingen om naleving van de norm te garanderen.
Verplicht testprocedures zoals lektesten, druktesten en soms destructieve testen om de integriteit van de schroefdraadverbinding onder veldomstandigheden te verifiëren.
Benadrukt de noodzaak van nauwkeurig draadsnijden, goede draadsmering en de juiste aanhaalmomenten om draadvreten te voorkomen en een veilige, lekvrije verbinding te garanderen.
ASME B1.20.1:
Biedt richtlijnen voor het vervaardigen en meten van NPT-schroefdraad, maar met minder strenge testvereisten dan API Spec 5B.
NPT-schroefdraad wordt doorgaans gecontroleerd met behulp van standaard schroefdraadmeters. Testen op lekkages is weliswaar noodzakelijk, maar de testprotocollen zijn over het algemeen minder streng.
De nadruk ligt op het waarborgen dat draden correct zijn gevormd en dat ze correct in elkaar grijpen. Vergeleken met API Spec 5 B gaat de standaard echter uit van een vergevingsgezindere toepassingsomgeving.

4. Druk- en milieuoverwegingen

API-specificatie 5B:
Het is ontworpen voor omgevingen met hoge druk, zoals diepe putten, waar pijpverbindingen niet alleen bestand moeten zijn tegen druk, maar ook tegen thermische schommelingen, mechanische spanning en blootstelling aan corrosieve omgevingen.
API-threads moeten gedurende langere perioden betrouwbare prestaties leveren, vaak onder zware en afgelegen omstandigheden.
ASME B1.20.1:
Ze worden gebruikt in toepassingen met een lagere druk en aanzienlijk minder zware omgevings- en mechanische belastingen.
Geschikt voor systemen zoals waterdistributie, HVAC en algemene industriële leidingen waarbij de druk en temperatuur binnen een gematigd bereik liggen en waarbij de schroefdraad niet bestand hoeft te zijn tegen extreme omgevingsfactoren.

Veelvoorkomende misvattingen

1. Uitwisselbaarheid:

Een veelvoorkomende misvatting is dat API-threads en NPT-threads onderling uitwisselbaar zijn. Dat zijn ze niet. Elk type thread is ontworpen voor specifieke toepassingen en het gebruik van de verkeerde standaard kan leiden tot verbindingsfouten, lekken of zelfs catastrofale systeemstoringen.
API-schroefdraad en NPT-schroefdraad hebben verschillende ontwerpcriteria, schroefdraadprofielen en materiaalvereisten, waardoor ze niet geschikt zijn voor vervanging zonder de juiste technische overwegingen.

2. Complexiteit:

Sommigen gaan ervan uit dat ASME B1.20.1-schroefdraden eenvoudiger zijn vanwege hun gebruik in minder veeleisende toepassingen, maar complexiteit kan ontstaan door de verscheidenheid aan beschikbare maten en fittingen. Omgekeerd zijn API-schroefdraden weliswaar complexer in ontwerp en testen, maar ze zijn eenvoudig in hun toepassing binnen de olie- en gasindustrie.

Praktische richtlijnen voor het selecteren van de juiste norm

Kies API-specificatie 5B wanneer:
Ik werk aan projecten in de olie- en gasindustrie, met name op het gebied van boren, het voltooien van putten en de aanleg van pijpleidingen.
Bij uw toepassing zijn er omgevingen met hoge druk en hoge temperaturen, waarbij de integriteit van de schroefdraad van cruciaal belang is om lekkages en storingen te voorkomen.
U moet voldoen aan strenge regelgeving en veiligheidseisen voor de exploratie en productie van olie en gas.
Kies ASME B1.20.1 wanneer:
Wij ontwerpen of installeren leidingsystemen voor algemene industriële, loodgieters- of HVAC-toepassingen waarbij de druk en temperatuur binnen gematigde grenzen liggen.
Eenvoudige montage, kosteneffectiviteit en ruime beschikbaarheid van schroefdraadcomponenten zijn belangrijke factoren.
U werkt aan projecten waarbij NPT-schroefdraad de standaardspecificatie is en de toepassingsomgeving niet zo veeleisend is als in de olie- en gassector.

Conclusie

Het begrijpen van de verschillen tussen API Spec 5B en ASME B1.20.1 is cruciaal om ervoor te zorgen dat de juiste schroefdraadstandaard wordt gebruikt voor uw specifieke toepassing. Terwijl API Spec 5B is ontworpen voor de strenge eisen van de olie- en gasindustrie, biedt ASME B1.20.1 een breed toepasbare standaard voor algemene leidingschroefdraden. Door de juiste standaard te selecteren, kunt u de veiligheid, betrouwbaarheid en efficiëntie van uw schroefdraadverbindingen garanderen, wat uiteindelijk bijdraagt aan het succes en de levensduur van uw leidingsystemen.

LNG-TANKS

Uitgebreide gids voor LNG-tankontwerp, materiaalkeuze en toepassingen

/in /door

Invoering

Vloeibaar aardgas (LNG) is een essentieel onderdeel van de wereldwijde energie-infrastructuur, opgeslagen bij cryogene temperaturen om efficiënt transport en opslag te vergemakkelijken. Het ontwerp en de materiaalkeuze van LNG-tanks zijn cruciaal om hun veiligheid, duurzaamheid en prestaties te garanderen. Naast het verkennen van tankontwerp en -materialen, is het essentieel om de verschillende toepassingen van LNG-tanks te begrijpen om hun rol in de energiesector volledig te waarderen.

Inzicht in het ontwerp van LNG-tanks

LNG-tanks zijn ontworpen om aardgas in vloeibare vorm te houden bij temperaturen rond de -162°C (-260°F). Ze moeten extreme kou, drukvariaties en potentiële thermische spanningen aankunnen. Hier volgt een gedetailleerde blik op de primaire tanktypen en kritische ontwerpoverwegingen:
Tanktypen:
Enkelvoudige tanks: Deze tanks hebben een enkele laag staal met een buitenste betonnen structuur. Vanwege de lagere veiligheidsmarges worden ze doorgaans gebruikt voor kleinere opslagcapaciteiten en zijn ze minder gebruikelijk voor grootschalige toepassingen.
Dubbelwandige tanks: Deze tanks hebben een stalen binnentank en een betonnen of stalen buitenlaag. Ze bieden extra veiligheid door potentiële lekken te beheren en een extra beschermingslaag te bieden.
Volledige containmenttanks: Deze tanks, voorzien van een interne LNG-container en een secundair opvangsysteem, zijn ontworpen om eventuele lekkages op te vangen. Daarmee zijn ze de standaard voor grootschalige LNG-opslag.
Ontwerp Overwegingen:
Thermische isolatie: Geavanceerde isolatiematerialen zoals perliet, vacuüm of polyurethaanschuim voorkomen het binnendringen van warmte en houden het LNG op cryogene temperaturen.
Drukregelsystemen: Overdrukventielen en bewakingssystemen zijn essentieel voor het beheersen van de interne druk en het garanderen van een veilige werking.
Seismische en structurele integriteit: Tanks moeten bestand zijn tegen seismische activiteit en andere structurele spanningen. Daarom worden ze vaak gebouwd met gewapend beton en worden er gedetailleerde structurele analyses uitgevoerd.

LNG-tankontwerp

LNG-tankontwerp

Materiaalselectie voor LNG-tanks

Het kiezen van geschikte materialen is cruciaal voor de prestaties en levensduur van LNG-tanks. Hier is een blik op de veelgebruikte materialen:
Materialen voor de binnentank:
9% nikkelstaal (ASTM A553): Dit materiaal is ideaal voor de binnenbodemplaat en de binnenmantel of wandplaten. Het biedt een hoge taaiheid en is bestand tegen brosse breuk bij cryogene temperaturen.
Laagtemperatuur koolstofstaal: Dit wordt soms gebruikt met 9% nikkelstaal voor componenten waarbij extreme cryogene eigenschappen niet zo belangrijk zijn.
Materialen van de buitenste tank:
Concreet: Wordt gebruikt voor de buitenste containmentlaag in dubbele en volledige containmenttanks, en biedt robuuste structurele ondersteuning en extra thermische isolatie.
Staal: Soms gebruikt in de buitenste tank voor gebieden met hoge spanning, vaak gecoat of behandeld om corrosie te voorkomen.
Materialen voor tankdak:
ASTM A516 Klasse 70: Dit koolstofstaal is geschikt voor de tankdakplaat en biedt sterkte en taaiheid bij lagere temperaturen.
Isolatiematerialen:
Perliet: Effectief voor isolatie tegen cryogene temperaturen.
Glasvezel en aerogel: Geavanceerde materialen bieden uitstekende thermische isolatie, maar zijn duurder.

Toepassingen van LNG-tanks

LNG-tanks spelen een cruciale rol in verschillende toepassingen in de energiesector. Dit is hoe ze worden gebruikt:
LNG-import- en exportterminals:
Importterminals: LNG-tanks bij importterminals ontvangen LNG van schepen en slaan het op voordat het wordt hervergast en gedistribueerd in het lokale gasnetwerk.
Exportterminals: LNG-tanks slaan vloeibaar aardgas op bij exportterminals voordat het in schepen wordt geladen voor internationaal transport.
LNG-opslag en -distributie:
Nutsbedrijven: Nutsbedrijven slaan aardgas voor huishoudelijk en commercieel gebruik op en distribueren het in LNG-tanks. Zo is er zelfs tijdens piekmomenten een constante aanvoer.
Industriële toepassingen: Industrieën gebruiken LNG-tanks voor de opslag en levering van aardgas voor processen die een consistente en betrouwbare brandstofbron vereisen.
LNG als brandstof:
Zeevervoer: LNG-tanks worden gebruikt in schepen die zijn ontworpen voor gebruik op LNG. Hierdoor worden de emissies verlaagd in vergelijking met traditionele scheepsbrandstoffen.
Zware voertuigen: LNG-tanks worden gebruikt in vrachtwagens en bussen die op vloeibaar aardgas rijden en vormen een schoner alternatief voor dieselbrandstof.
Noodback-up en piekafvlakking:
Noodstroom: LNG-tanks vormen een noodoplossing voor stroomvoorziening in gebieden waar de stroomvoorziening onbetrouwbaar is. Zo is er tijdens stroomuitval altijd aardgas beschikbaar voor stroomopwekking.
Piek scheren: LNG-opslag helpt bij het beheren van piekvraag door overtollig gas op te slaan tijdens periodes met een lage vraag en het vrij te geven tijdens periodes met een hoge vraag.
LNG-productiefaciliteiten:
Vloeibaarmakende planten: LNG-tanks slaan het vloeibare product op in productiefaciliteiten, waar aardgas wordt gekoeld en gecondenseerd tot een vloeibare vorm voor efficiënte opslag en transport.

Ontwerp- en veiligheidsoverwegingen

Om de veiligheid en efficiëntie van LNG-tanks te garanderen, dient u rekening te houden met het volgende:
Thermisch stressbeheer: Om thermische spanningen als gevolg van extreme temperatuurschommelingen op te vangen, zijn goede isolatie en uitzetvoegen noodzakelijk.
Veiligheidsvoorzieningen: Om mogelijke risico's die samenhangen met LNG-opslag aan te pakken, moeten lekdetectiesystemen, brandbeveiliging en noodstopsystemen worden geïntegreerd.
Naleving van de regelgeving: Houd u aan de industrienormen en -voorschriften van organisaties zoals het American Petroleum Institute (API), de National Fire Protection Association (NFPA) en de International Organization for Standardization (ISO).

Conclusie

Het ontwerp en de materiaalkeuze van LNG-tanks zijn fundamenteel voor het garanderen van hun veilige en efficiënte werking. Ingenieurs kunnen tanks creëren die betrouwbaar presteren onder extreme omstandigheden door geschikte materialen te selecteren, zoals 9% nikkelstaal voor cryogene componenten en ASTM A516 Grade 70 voor het dak. Inzicht in de diverse toepassingen van LNG-tanks - van import- en exportterminals tot industriële toepassingen en noodback-up - benadrukt hun cruciale rol in de wereldwijde energie-infrastructuur. Zorgvuldig ontwerp, materiaalkeuze en naleving van veiligheidsnormen ondersteunen het voortdurende succes en de veiligheid van LNG-opslag en -gebruik. Raadpleeg voor precieze specificaties en actuele prijzen [email protected] is altijd raadzaam om aan specifieke projectbehoeften te voldoen.

NACE MR0175 versus NACE MR0103

Wat is het verschil tussen NACE MR0175 en NACE MR0103?

/in /door

Invoering

In industrieën zoals olie en gas, waar apparatuur en infrastructuur routinematig worden blootgesteld aan zware omstandigheden, is het cruciaal om materialen te selecteren die bestand zijn tegen corrosieve omstandigheden. Twee essentiële normen die de materiaalselectie voor omgevingen met waterstofsulfide (H₂S) begeleiden, zijn NACEMR0175 En NACE-MR0103. Hoewel beide normen erop gericht zijn om sulfide stress cracking (SSC) en andere door waterstof veroorzaakte schade te voorkomen, zijn ze ontworpen voor verschillende toepassingen en omgevingen. Deze blog biedt een uitgebreid overzicht van de verschillen tussen deze twee essentiële normen.

Inleiding tot NACE-normen

NACE International, nu onderdeel van de Association for Materials Protection and Performance (AMPP), ontwikkelde NACE MR0175 en NACE MR0103 om de uitdagingen aan te pakken die worden veroorzaakt door zure serviceomgevingen, die H₂S bevatten. Deze omgevingen kunnen leiden tot verschillende vormen van corrosie en scheuren, die de integriteit van materialen in gevaar kunnen brengen en mogelijk tot catastrofale storingen kunnen leiden. Het primaire doel van deze normen is om richtlijnen te bieden voor het selecteren van materialen die bestand zijn tegen deze schadelijke effecten.

Toepassingsgebied en toepassing

NACEMR0175

Primaire focus: NACE MR0175, of ISO 15156, is primair gericht op de upstream olie- en gasindustrie, waaronder exploratie, boren, productie en transport van koolwaterstoffen.
Omgeving: De norm omvat materialen die worden gebruikt bij de productie van olie en gas in zure serviceomgevingen. Dit omvat downhole-apparatuur, wellhead-componenten, pijpleidingen en raffinaderijen.
Wereldwijd gebruik: NACE MR0175 is een wereldwijd erkende norm die veel wordt gebruikt in upstream olie- en gasactiviteiten om de veiligheid en betrouwbaarheid van materialen in zure omgevingen te garanderen.

NACE-MR0103

Primaire focus: NACE MR0103 is specifiek ontworpen voor de raffinage- en petrochemische industrie, met de nadruk op downstream-activiteiten.
Omgeving: De norm is van toepassing op procesinstallaties met waterstofsulfide, met name in natte H₂S-omgevingen. Deze is afgestemd op de omstandigheden in raffinage-eenheden, zoals hydroprocessing-eenheden, waar het risico op sulfide-spanningsscheuren aanzienlijk is.
Branchespecifiek: In tegenstelling tot NACE MR0175, dat in een breder scala aan toepassingen wordt gebruikt, richt NACE MR0103 zich meer op de raffinagesector.

Materiaalvereisten

NACEMR0175

Materiaalopties: NACE MR0175 biedt vele materiaalopties, waaronder koolstofstaal, laaggelegeerd staal, roestvrij staal, nikkellegeringen en meer. Elk materiaal is gecategoriseerd op basis van de geschiktheid voor specifieke zure omgevingen.
Kwalificatie: Materialen moeten voldoen aan strenge criteria om in aanmerking te komen voor gebruik, waaronder bestendigheid tegen SSC, waterstofgeïnduceerde scheurvorming (HIC) en sulfide-spanningscorrosie (SSCC).
Milieugrenzen: De norm beperkt de H₂S-partiële druk, temperatuur, pH en andere ecologische factoren die de geschiktheid van het materiaal voor zure toepassingen bepalen.

NACE-MR0103

Materiaalvereisten: NACE MR0103 richt zich op materialen die bestand zijn tegen SSC in de raffinageomgeving. Het biedt specifieke criteria voor koolstofstaal, laaggelegeerd staal en bepaalde soorten roestvrij staal.
Vereenvoudigde richtlijnen: Vergeleken met MR0175 zijn de richtlijnen voor materiaalselectie in MR0103 eenvoudiger en weerspiegelen ze de meer gecontroleerde en consistente omstandigheden die doorgaans in raffinageprocessen voorkomen.
Productieprocessen: De norm beschrijft ook de eisen met betrekking tot lassen, warmtebehandeling en fabricage om ervoor te zorgen dat materialen hun scheurbestendigheid behouden.

Certificering en naleving

NACEMR0175
Certificering: Naleving van NACE MR0175 wordt vaak vereist door regelgevende instanties en is cruciaal voor het waarborgen van de veiligheid en betrouwbaarheid van apparatuur in zure olie- en gasoperaties. De norm wordt in veel internationale regelgevingen en contracten genoemd.
Documentatie: Gedetailleerde documentatie is doorgaans vereist om aan te tonen dat materialen voldoen aan de specifieke criteria die in MR0175 zijn uiteengezet. Dit omvat chemische samenstelling, mechanische eigenschappen en testen op bestendigheid tegen zure serviceomstandigheden.
NACE-MR0103
Certificering: Naleving van NACE MR0103 is doorgaans vereist in contracten voor apparatuur en materialen die worden gebruikt in raffinaderijen en petrochemische fabrieken. Het zorgt ervoor dat de geselecteerde materialen bestand zijn tegen de specifieke uitdagingen van raffinaderijomgevingen.
Vereenvoudigde vereisten: De documentatie- en testvereisten voor naleving van MR0103 zijn nog steeds streng, maar vaak minder complex dan die voor MR0175. Dit weerspiegelt de verschillende omgevingsomstandigheden en risico's bij raffinage in vergelijking met eerdere processen.

Testen en kwalificatie

NACEMR0175
Strenge tests: Materialen moeten uitgebreide tests ondergaan, waaronder laboratoriumtests voor SSC, HIC en SSCC, voordat ze in zure omgevingen gebruikt mogen worden.
Wereldwijde normen: De norm is afgestemd op internationale testprocedures en vereist vaak dat materialen voldoen aan strenge prestatie-eisen onder de zwaarste omstandigheden bij olie- en gasoperaties.
NACE-MR0103
Gerichte tests: Testvereisten zijn gericht op de specifieke omstandigheden van raffinaderijomgevingen. Dit omvat testen op weerstand tegen natte H₂S, SSC en andere relevante vormen van scheuren.
Toepassingsspecifiek: De testprotocollen zijn afgestemd op de behoeften van raffinageprocessen, waarbij de omstandigheden doorgaans minder streng zijn dan bij eerdere processen.

Conclusie

Terwijl NACE MR0175 en NACE MR0103 Beide voorkomen sulfidespanningsscheuren en andere vormen van omgevingsscheuren in zure omgevingen, en zijn ontworpen voor verschillende toepassingen.
NACEMR0175 is de standaard voor upstream olie- en gasoperaties. Het omvat een breed scala aan materialen en omgevingsomstandigheden en heeft strenge test- en kwalificatieprocessen.
NACE-MR0103 is op maat gemaakt voor de raffinage-industrie. Het richt zich op downstream-activiteiten en gebruikt eenvoudigere, meer gerichte criteria voor materiaalselectie.

Het begrijpen van de verschillen tussen deze normen is essentieel voor het selecteren van geschikte materialen voor uw specifieke toepassing en voor het waarborgen van de veiligheid, betrouwbaarheid en levensduur van uw infrastructuur in waterstofsulfideomgevingen.

Waterstof-geïnduceerd kraken HIC

Milieubarsten: HB, HIC, SWC, SOHIC, SSC, SZC, HSC, HE, SCC

/in /door

Invoering

In industrieën waar materialen worden blootgesteld aan zware omstandigheden, zoals olie en gas, chemische verwerking en energieopwekking, is het van cruciaal belang om omgevingsscheuren te begrijpen en te voorkomen. Deze soorten scheuren kunnen leiden tot catastrofale storingen, kostbare reparaties en aanzienlijke veiligheidsrisico's. Deze blogpost biedt een gedetailleerd en professioneel overzicht van de verschillende vormen van omgevingsscheuren, zoals HB, HIC, SWC, SOHIC, SSC, SZC, HSC, HE en SCC, inclusief hun herkenning, onderliggende mechanismen en strategieën voor preventie.

1. Waterstofblaarvorming (HB)

Herkenning:
Waterstofblaarvorming wordt gekenmerkt door de vorming van blaren of uitstulpingen op het oppervlak van een materiaal. Deze blaren ontstaan doordat waterstofatomen het materiaal binnendringen en zich ophopen bij interne defecten of insluitsels, waardoor waterstofmoleculen ontstaan die lokaal hoge druk creëren.

Mechanisme:
Waterstofatomen diffunderen in het materiaal, meestal koolstofstaal, en recombineren tot moleculaire waterstof op plekken met onzuiverheden of holtes. De druk van deze waterstofmoleculen creëert blaren, waardoor het materiaal verzwakt en er verdere degradatie optreedt.

Preventie:

  • Materiaalkeuze: Gebruik materialen met weinig onzuiverheden, vooral staalsoorten met een laag zwavelgehalte.
  • Beschermende coatings: Aanbrengen van coatings die het binnendringen van waterstof voorkomen.
  • Kathodische bescherming: Implementatie van kathodische beschermingssystemen om waterstofabsorptie te verminderen.

2. Waterstofgeïnduceerd kraken (HIC)

Herkenning:
Waterstof-geïnduceerde scheurvorming (HIC) wordt herkend aan interne scheuren die vaak parallel lopen aan de rolrichting van het materiaal. Deze scheuren bevinden zich doorgaans langs korrelgrenzen en strekken zich niet uit tot het oppervlak van het materiaal, waardoor ze moeilijk te detecteren zijn totdat er aanzienlijke schade is opgetreden.

Mechanisme:
Net als waterstofblaasjes komen waterstofatomen het materiaal binnen en recombineren ze om moleculaire waterstof te vormen in interne holtes of insluitsels. De druk die door deze moleculen wordt gegenereerd, veroorzaakt interne scheuren, waardoor de structurele integriteit van het materiaal in gevaar komt.

Preventie:

  • Materiaalkeuze: Kies voor staalsoorten met een laag zwavelgehalte en een lager gehalte aan onzuiverheden.
  • Hittebehandeling: Pas de juiste warmtebehandelingsprocessen toe om de microstructuur van het materiaal te verfijnen.
  • Beschermende maatregelen: Gebruik coatings en kathodische bescherming om waterstofabsorptie te voorkomen.

3. Stress-georiënteerd waterstof-geïnduceerd kraken (SOHIC)

Herkenning:
SOHIC is een vorm van waterstofgeïnduceerde scheurvorming die optreedt in aanwezigheid van externe trekspanning. Het wordt herkend door een kenmerkend trapsgewijs of trapvormig scheurpatroon, vaak waargenomen in de buurt van lassen of andere gebieden met hoge spanning.

Mechanisme:
Waterstof-geïnduceerde scheuren en trekspanning leiden tot een ernstiger en duidelijker scheurpatroon. De aanwezigheid van spanning verergert de effecten van waterstofverbrossing, waardoor de scheur zich stapsgewijs voortplant.

Preventie:

  • Stressmanagement: Voer stressverlichtende behandelingen uit om restspanningen te verminderen.
  • Materiaalkeuze: Gebruik materialen met een hogere weerstand tegen waterstofbrosheid.
  • Beschermende maatregelen: Breng beschermende coatings en kathodische bescherming aan.

4. Sulfide spanningsscheuren (SSC)

Herkenning:
Sulfide stress cracking (SSC) manifesteert zich als brosse scheuren in staalsoorten met hoge sterkte die worden blootgesteld aan waterstofsulfide-omgevingen (H₂S). Deze scheuren zijn vaak intergranulair en kunnen zich snel voortplanten onder trekspanning, wat leidt tot plotseling en catastrofaal falen.

Mechanisme:
In de aanwezigheid van waterstofsulfide worden waterstofatomen door het materiaal geabsorbeerd, wat leidt tot verbrossing. Deze verbrossing vermindert het vermogen van het materiaal om trekspanning te weerstaan, wat resulteert in brosse breuk.

Preventie:

  • Materiaalkeuze: Gebruik van zuurbestendige materialen met gecontroleerde hardheidsniveaus.
  • Milieubeheersing: Verminder de blootstelling aan waterstofsulfide of gebruik remmers om de impact ervan te minimaliseren.
  • Beschermende coatings: Aanbrengen van coatings die als barrière tegen waterstofsulfide dienen.

5. Stapsgewijs kraken (SWC)

Herkenning:
Stapsgewijs of waterstofscheuren komen voor in staalsoorten met een hoge sterkte, met name in gelaste constructies. Het is te herkennen aan een zigzag- of trapvormig scheurpatroon, dat doorgaans wordt waargenomen bij lassen.

Mechanisme:
Stapsgewijs scheuren ontstaat door de gecombineerde effecten van waterstofbrosheid en restspanning van het lassen. De scheur verspreidt zich stapsgewijs, waarbij het zwakste pad door het materiaal wordt gevolgd.

Preventie:

  • Hittebehandeling: Gebruik warmtebehandelingen voor en na het lassen om restspanningen te verminderen.
  • Materiaalkeuze: Kies voor materialen die beter bestand zijn tegen waterstofbrosheid.
  • Waterstof bakken: Voer na het lassen waterstofafbrandprocedures uit om geabsorbeerde waterstof te verwijderen.

6. Spanningszinkscheuren (SZC)

Herkenning:
Spanningszinkscheuren (SZC) treedt op in verzinkt (gegalvaniseerd) staal. Het wordt herkend aan intergranulaire scheuren die kunnen leiden tot delaminatie van de zinkcoating en vervolgens structureel falen van het onderliggende staal.

Mechanisme:
De combinatie van trekspanning in de zinkcoating en blootstelling aan een corrosieve omgeving veroorzaakt SZC. De spanning in de coating, gekoppeld aan omgevingsfactoren, leidt tot intergranulaire scheuren en falen.

Preventie:

  • Coatingcontrole: Zorg voor de juiste dikte van de zinklaag om overmatige spanning te voorkomen.
  • Ontwerp Overwegingen: Vermijd scherpe bochten en hoeken die spanning concentreren.
  • Milieubeheersing: Beperk blootstelling aan corrosieve omgevingen die scheurvorming kunnen verergeren.

7. Waterstofspanningsscheuren (HSC)

Herkenning:
Waterstofspanningsscheuren (HSC) is een vorm van waterstofbrosheid in staalsoorten met hoge sterkte die aan waterstof worden blootgesteld. Het wordt gekenmerkt door plotselinge brosse breuk onder trekspanning.

Mechanisme:
Waterstofatomen diffunderen in het staal, wat leidt tot verbrossing. Deze verbrossing vermindert de taaiheid van het materiaal aanzienlijk, waardoor het vatbaar wordt voor scheuren en plotseling falen onder spanning.

Preventie:

  • Materiaalkeuze: Kies materialen die minder gevoelig zijn voor waterstofbrosheid.
  • Milieubeheersing: Minimaliseer de blootstelling aan waterstof tijdens de verwerking en service.
  • Beschermende maatregelen: Gebruik beschermende coatings en kathodische bescherming om het binnendringen van waterstof te voorkomen.

8. Waterstofbrosheid (HE)

Herkenning:
Waterstofbrosheid (HE) is een algemene term voor het verlies van elasticiteit en daaropvolgende barsten of breuk van een materiaal door waterstofabsorptie. De plotselinge en broze aard van de breuk wordt vaak herkend.

Mechanisme:
Waterstofatomen dringen de roosterstructuur van het metaal binnen, waardoor de ductiliteit en taaiheid ervan aanzienlijk afnemen. Onder spanning is het brosse materiaal vatbaar voor scheuren en falen.

Preventie:

  • Materiaalkeuze: Gebruik materialen die bestand zijn tegen waterstofbrosheid.
  • Waterstofcontrole: Beheer de blootstelling aan waterstof tijdens de productie en het gebruik om absorptie te voorkomen.
  • Beschermende coatings: Breng coatings aan die voorkomen dat waterstof het materiaal binnendringt.

9. Spanningscorrosiescheuren (SCC)

Herkenning:
Spanningscorrosiescheuren (SCC) worden gekenmerkt door fijne scheuren die doorgaans beginnen aan het oppervlak van het materiaal en zich door de dikte ervan voortplanten. SCC treedt op wanneer een materiaal wordt blootgesteld aan een corrosieve omgeving onder trekspanning.

Mechanisme:
SCC is het resultaat van de gecombineerde effecten van trekspanning en een corrosieve omgeving. Bijvoorbeeld, chloride-geïnduceerde SCC is een veelvoorkomend probleem in roestvrij staal, waar chloride-ionen het ontstaan en de voortplanting van scheuren onder spanning vergemakkelijken.

Preventie:

  • Materiaalkeuze: Kies materialen die bestand zijn tegen specifieke soorten SCC die relevant zijn voor het milieu.
  • Milieubeheersing: Verminder de concentratie van corrosieve stoffen, zoals chloriden, in de werkomgeving.
  • Stressmanagement: Gebruik spanningsarm gloeien en een zorgvuldig ontwerp om restspanningen die bijdragen aan SCC tot een minimum te beperken.

Conclusie

Milieubarsten vormen een complexe en veelzijdige uitdaging voor industrieën waar materiaalintegriteit cruciaal is. Het begrijpen van de specifieke mechanismen achter elk type barsten, zoals HB, HIC, SWC, SOHIC, SSC, SZC, HSC, HE en SCC, is essentieel voor effectieve preventie. Door strategieën te implementeren zoals materiaalselectie, stressmanagement, milieubeheersing en beschermende coatings, kunnen industrieën de risico's die gepaard gaan met deze vormen van barsten aanzienlijk verminderen, waardoor de veiligheid, betrouwbaarheid en levensduur van hun infrastructuur worden gewaarborgd.

Naarmate technologische vooruitgang zich blijft ontwikkelen, zullen ook de methoden voor het bestrijden van milieuscheuren zich blijven ontwikkelen. Dit maakt voortdurend onderzoek en ontwikkeling van vitaal belang voor het behouden van de integriteit van het materiaal in steeds veeleisendere omgevingen.

Het bouwen van olieopslagtanks: Berekening van de vereisten voor stalen platen

Hoe bereken je het aantal stalen platen voor olieopslagtanks?

/in /door

Invoering

Het bouwen van olieopslagtanks vereist nauwkeurige planning en nauwkeurige berekeningen om structurele integriteit, veiligheid en kosteneffectiviteit te garanderen. Voor tanks die zijn gebouwd met koolstofstalen platen, het bepalen van de hoeveelheid en de rangschikking van deze platen is cruciaal. In deze blog zullen we het berekenen van het aantal stalen platen voor olieopslagtanks onderzoeken, waarbij we een specifiek voorbeeld gebruiken om de betrokken stappen te illustreren.

Projectspecificaties

Klantvereisten:

  • Opties voor plaatdikte: 6mm, 8mm en 10mm koolstofstalen platen
  • Afmetingen plaat: Breedte: 2200mm, Lengte: 6000mm

Tankspecificaties:

  • Aantal tanks: 3
  • Individueel tankvolume: 3.000 kubieke meter
  • Hoogte: 12 meter
  • Diameter: 15.286 meter

Stappen voor het berekenen van de hoeveelheid stalen platen voor drie cilindrische olieopslagtanks

Stap 1: Bereken het oppervlak van een enkele tank

Het oppervlak van elke tank is de som van de oppervlakken van de cilindrische mantel, de bodem en het dak.

1. Bereken de omtrek en het schelpoppervlak

2. Bereken de oppervlakte van de bodem en het dak

 

Stap 2: Bereken het totale oppervlak van alle tanks

Stap 3: Bepaal het aantal benodigde stalen platen

Stap 4: Plaatdikte toewijzen

Om de structurele integriteit en kosten van de tanks te optimaliseren, moeten verschillende plaatdiktes worden toegewezen aan de verschillende onderdelen van elke tank:

  • 6mm platen: Gebruikt voor daken, waar de structurele spanning lager is.
  • 8mm platen: Aanbrengen op de bovenste delen van de tankwanden, waar de spanning matig is.
  • 10mm platen:Deze worden gebruikt voor de bodem en de onderste delen van de schelpen, waar de spanning het hoogst is vanwege het gewicht van de opgeslagen olie.

Stap 5: Voorbeeld van toewijzing van platen voor elke tank

Bodemplaten:

  • Vereiste oppervlakte per tank: 183,7 vierkante meter
  • Plaatdikte: 10mm
  • Aantal platen per tank: [183.7/13.2] platen
  • Totaal voor 3 tanks: 14×3 platen

Schilplaten:

  • Vereiste oppervlakte per tank: 576 vierkante meter
  • Plaatdikte: 10 mm (onderste gedeelte), 8 mm (bovenste gedeelte)
  • Aantal platen per tank: [576/13.2] platen
    • Onderste gedeelte (10 mm): Ongeveer 22 platen per tank
    • Bovenste gedeelte (8mm): Ongeveer 22 platen per tank
  • Totaal voor 3 tanks: 44×3 platen

Dakplaten:

  • Vereiste oppervlakte per tank: 183,7 vierkante meter
  • Plaatdikte: 6mm
  • Aantal platen per tank: [183.7/13.2] platen
  • Totaal voor 3 tanks: 14 × 3 = platen

Overwegingen voor nauwkeurige berekeningen

  • Corrosietoeslag: Voeg extra dikte toe om rekening te houden met toekomstige corrosie.
  • Verspilling: Houd rekening met materiaalverspilling door het snijden en monteren, waarbij doorgaans 5-10% extra materiaal wordt toegevoegd.
  • Ontwerpcodes: Zorg bij het bepalen van de plaatdikte en het tankontwerp dat wordt voldaan aan de relevante ontwerpcodes en -normen, zoals API 650.

Conclusie

Het bouwen van olieopslagtanks met koolstofstalen platen vereist nauwkeurige berekeningen om de materiaalefficiëntie en structurele integriteit te garanderen. Door het oppervlak nauwkeurig te bepalen en rekening te houden met de juiste plaatdiktes, kunt u het aantal platen schatten dat nodig is om tanks te bouwen die voldoen aan de industrienormen en klantvereisten. Deze berekeningen vormen de basis voor succesvolle tankconstructie, waardoor efficiënte materiaalinkoop en projectplanning mogelijk zijn. Of het nu gaat om een nieuw project of het aanpassen van bestaande tanks, deze aanpak zorgt voor robuuste en betrouwbare olieopslagoplossingen die aansluiten bij de beste technische praktijken. Als u een nieuw LNG-, vliegtuigbrandstof- of ruwe olieopslagtankproject hebt, neem dan contact op met [email protected] voor een optimale offerte voor stalen platen.

3LPE-coating versus 3LPP-coating

3LPE versus 3LPP: Uitgebreide vergelijking van pijpleidingcoatings

/in /door

Invoering

Pipeline coatings beschermen stalen pijpleidingen tegen corrosie en andere omgevingsfactoren. Tot de meest gebruikte coatings behoren 3-laags polyethyleen (3LPE) En 3-laags polypropyleen (3LPP) coatings. Beide coatings bieden robuuste bescherming, maar ze verschillen in toepassing, samenstelling en prestatie. Deze blog biedt een gedetailleerde vergelijking tussen 3LPE- en 3LPP-coatings, met de nadruk op vijf belangrijke gebieden: coatingselectie, coatingsamenstelling, coatingprestatie, bouwvereisten en bouwproces.

1. Coatingselectie

3LPE-coating:
Gebruik: 3LPE wordt veel gebruikt voor onshore en offshore pijpleidingen in de olie- en gasindustrie. Het is met name geschikt voor omgevingen waar matige temperatuurbestendigheid en uitstekende mechanische bescherming vereist zijn.
Temperatuurbereik:De 3LPE-coating wordt doorgaans gebruikt voor pijpleidingen die werken bij temperaturen tussen -40 °C en 80 à 80 °C.
Kostenoverweging:3LPE is over het algemeen kosteneffectiever dan 3LPP, waardoor het een populaire keuze is voor projecten met budgetbeperkingen waarbij de temperatuurvereisten binnen het ondersteunde bereik vallen.
3LPP-coating:
Gebruik: 3LPP heeft de voorkeur in omgevingen met hoge temperaturen, zoals diepwater offshore pijpleidingen en pijpleidingen die hete vloeistoffen transporteren. Het wordt ook gebruikt in gebieden waar superieure mechanische bescherming nodig is.
Temperatuurbereik:3LPP-coatings zijn bestand tegen hogere temperaturen, doorgaans tussen -20°C en 140°C, waardoor ze geschikt zijn voor veeleisende toepassingen.
Kostenoverweging:3LPP-coatings zijn duurder vanwege hun superieure temperatuurbestendigheid en mechanische eigenschappen, maar ze zijn noodzakelijk voor pijpleidingen die onder extreme omstandigheden werken.
Selectie Samenvatting:De keuze tussen 3LPE en 3LPP hangt voornamelijk af van de bedrijfstemperatuur van de pijpleiding, de omgevingsomstandigheden en budgettaire overwegingen. 3LPE is ideaal voor gematigde temperaturen en kostengevoelige projecten, terwijl 3LPP de voorkeur heeft voor omgevingen met hoge temperaturen waar verbeterde mechanische bescherming essentieel is.

2. Coatingsamenstelling

Samenstelling van 3LPE-coating:
Laag 1: Fusion Bonded Epoxy (FBE):De binnenste laag zorgt voor een uitstekende hechting aan het stalen substraat en is de primaire corrosiebeschermingslaag.
Laag 2: Copolymeerlijm: Deze laag verbindt de FBE-laag met de polyethyleen toplaag, wat zorgt voor een sterke hechting en extra corrosiebescherming.
Laag 3: Polyethyleen (PE):De buitenste laag biedt mechanische bescherming tegen fysieke schade tijdens het hanteren, transporteren en installeren.
Samenstelling van 3LPP-coating:
Laag 1: Fusion Bonded Epoxy (FBE):Net als bij 3LPE fungeert de FBE-laag in 3LPP als primaire corrosiebeschermings- en hechtingslaag.
Laag 2: Copolymeerlijm: Deze kleeflaag verbindt de FBE met de polypropyleen toplaag, waardoor een sterke hechting ontstaat.
Laag 3: Polypropyleen (PP):De buitenste laag van polypropyleen biedt superieure mechanische bescherming en hogere temperatuurbestendigheid dan polyethyleen.
Samenstelling Samenvatting: Beide coatings delen een vergelijkbare structuur, met een FBE-laag, een copolymeerlijm en een buitenste beschermlaag. Het materiaal van de buitenste laag verschilt echter: polyethyleen in 3LPE en polypropyleen in 3LPP, wat leidt tot verschillen in prestatiekenmerken.

3. Coatingprestaties

Prestaties van 3LPE-coating:
Temperatuurbestendigheid: 3LPE presteert goed in gematigde temperaturen, maar is mogelijk niet geschikt voor temperaturen boven de 80°C.
Mechanische bescherming:De buitenste laag van polyethyleen biedt uitstekende weerstand tegen fysieke beschadigingen, waardoor het geschikt is voor pijpleidingen op land en op zee.
Corrosieweerstand:De combinatie van FBE- en PE-lagen biedt een robuuste bescherming tegen corrosie, vooral in vochtige of natte omgevingen.
Chemische weerstand:3LPE biedt een goede bestendigheid tegen chemicaliën, maar is minder effectief in omgevingen met agressieve chemische blootstelling vergeleken met 3LPP.
Prestaties van 3LPP-coating:
Temperatuurbestendigheid:3LPP is ontworpen om temperaturen tot 140°C te weerstaan, waardoor het ideaal is voor pijpleidingen die hete vloeistoffen transporteren of in omgevingen met hoge temperaturen.
Mechanische bescherming:De polypropyleenlaag biedt superieure mechanische bescherming, vooral in diepwater offshore pijpleidingen met hogere externe druk en fysieke belasting.
Corrosieweerstand:3LPP biedt een uitstekende corrosiebescherming, vergelijkbaar met 3LPE, maar presteert beter in omgevingen met hogere temperaturen.
Chemische weerstand:3LPP heeft een superieure chemische bestendigheid, waardoor het geschikter is voor omgevingen met agressieve chemicaliën of koolwaterstoffen.
Prestatiesamenvatting: 3LPP presteert beter dan 3LPE in omgevingen met hoge temperaturen en biedt betere mechanische en chemische bestendigheid. 3LPE is echter nog steeds zeer effectief voor gematigde temperaturen en minder agressieve omgevingen.

4. Bouwvereisten

3LPE-constructievereisten:
Voorbereiding van het oppervlak: Een goede oppervlaktevoorbereiding is cruciaal voor de effectiviteit van de 3LPE-coating. Het stalen oppervlak moet worden gereinigd en opgeruwd om de benodigde hechting voor de FBE-laag te bereiken.
Toepassingsvoorwaarden: De 3LPE-coating moet in een gecontroleerde omgeving worden aangebracht om een goede hechting van elke laag te garanderen.
Dikte specificaties:De dikte van elke laag is van cruciaal belang. De totale dikte varieert doorgaans van 1,8 mm tot 3,0 mm, afhankelijk van het beoogde gebruik van de pijpleiding.
3LPP-constructievereisten:
Voorbereiding van het oppervlak: Net als bij 3LPE is oppervlaktevoorbereiding cruciaal. Het staal moet worden gereinigd om verontreinigingen te verwijderen en ruw gemaakt om een goede hechting van de FBE-laag te garanderen.
Toepassingsvoorwaarden:Het aanbrengproces voor 3LPP is vergelijkbaar met dat van 3LPE, maar vereist vaak een nauwkeurigere controle vanwege de hogere temperatuurbestendigheid van de coating.
Dikte specificaties:3LPP-coatings zijn doorgaans dikker dan 3LPE, waarbij de totale dikte varieert van 2,0 mm tot 4,0 mm, afhankelijk van de specifieke toepassing.
Samenvatting van de bouwvereisten: 3LPE en 3LPP vereisen een nauwkeurige oppervlaktevoorbereiding en gecontroleerde applicatieomgevingen. 3LPP-coatings vereisen echter over het algemeen dikkere applicaties om hun beschermende kwaliteiten te verbeteren.

5. Bouwproces

3LPE-bouwproces:
Oppervlaktereiniging:De stalen buis wordt gereinigd met behulp van methoden zoals stralen om roest, aanslag en andere verontreinigingen te verwijderen.
FBE-aanvraag:De gereinigde pijp wordt voorverwarmd en de FBE-laag wordt elektrostatisch aangebracht, waardoor een stevige verbinding met het staal ontstaat.
Toepassing van de kleeflaag:Er wordt een copolymeerlijm over de FBE-laag aangebracht, waardoor de FBE aan de buitenste polyethyleenlaag wordt gehecht.
PE-laagtoepassing:De polyethyleenlaag wordt op de buis geëxtrudeerd en biedt mechanische bescherming en extra corrosiebestendigheid.
Koeling en inspectie:De gecoate buis wordt gekoeld, gecontroleerd op defecten en klaargemaakt voor transport.
3LPP-bouwproces:
Oppervlaktereiniging:Net als bij 3LPE wordt de stalen buis grondig gereinigd om een goede hechting van de coatinglagen te garanderen.
FBE-aanvraag:De FBE-laag wordt op de voorverwarmde buis aangebracht en dient als primaire corrosiebeschermingslaag.
Toepassing van de kleeflaag:Over de FBE-laag wordt een copolymeerlijm aangebracht, die zorgt voor een stevige verbinding met de polypropyleen toplaag.
PP-laagtoepassing:De polypropyleenlaag wordt door middel van extrusie aangebracht en biedt superieure mechanische en temperatuurbestendigheid.
Koeling en inspectie:De pijp wordt gekoeld, geïnspecteerd op defecten en gereedgemaakt voor gebruik.
Samenvatting van het bouwproces: De bouwprocessen voor 3LPE en 3LPP zijn vergelijkbaar, met verschillende materialen die worden gebruikt voor de buitenste beschermlaag. Beide methoden vereisen zorgvuldige controle van temperatuur, reinheid en laagdikte om optimale prestaties te garanderen.

Conclusie

De keuze tussen 3LPE- en 3LPP-coatings hangt af van verschillende factoren, waaronder de bedrijfstemperatuur, omgevingsomstandigheden, mechanische belasting en budget.
3LPE is ideaal voor pijpleidingen die werken bij gematigde temperaturen en waar kosten een belangrijke overweging zijn. Het biedt uitstekende corrosiebestendigheid en mechanische bescherming voor de meeste onshore en offshore toepassingen.
3LPPis daarentegen de voorkeurskeuze voor omgevingen met hoge temperaturen en toepassingen die superieure mechanische bescherming vereisen. De hogere kosten worden gerechtvaardigd door de verbeterde prestaties in veeleisende omstandigheden.

Het begrijpen van de specifieke vereisten van uw pijpleidingproject is essentieel bij het selecteren van de juiste coating. Zowel 3LPE als 3LPP hebben hun sterke punten en toepassingen, en de juiste keuze zorgt voor langdurige bescherming en duurzaamheid van uw pijpleidinginfrastructuur.