การเปรียบเทียบมาตรฐานการเตรียมพื้นผิว

สารเคลือบป้องกันท่อ: มาตรฐานการเตรียมพื้นผิว

/ใน /โดย

การแนะนำ

การเตรียมพื้นผิวเป็นสิ่งสำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ อุตสาหกรรมทางทะเล และโครงสร้างพื้นฐาน เพื่อให้แน่ใจว่าสารเคลือบป้องกันจะยึดเกาะได้อย่างถูกต้องและทำงานได้ดีในระยะยาว มาตรฐานสากลหลายฉบับควบคุมระดับความสะอาดของพื้นผิวที่จำเป็นก่อนการเคลือบ บล็อกนี้จะเน้นที่มาตรฐานการเตรียมพื้นผิวที่อ้างอิงกันทั่วไป: ISO 8501-1 ซา 2½, เอสเอสพีซี-เอสพี 10, NACE ฉบับที่ 2, และ SIS 05 59 00 ส 2½.

1. ISO 8501-1 Sa 2½: มาตรฐานการเตรียมพื้นผิว

วัตถุประสงค์:
ISO 8501-1 เป็นมาตรฐานที่ได้รับการยอมรับในระดับสากลซึ่งกำหนดระดับความสะอาดของพื้นผิวเหล็กหลังการทำความสะอาดด้วยการพ่นทราย Sa 2½ หมายถึงการทำความสะอาดด้วยการพ่นทรายอย่างครอบคลุมซึ่งขจัดสนิม ตะกรัน และสารเคลือบเก่าเกือบทั้งหมดออก เหลือเพียงเงาหรือรอยเปื้อนเล็กน้อยเท่านั้น
ประเด็นสำคัญ:
ลักษณะพื้นผิว: พื้นผิวควรปราศจากคราบสนิม คราบสนิม และสารเคลือบเก่า เหลือเพียงคราบหรือรอยเปลี่ยนสีจากสนิมหรือคราบสนิมเล็กน้อยเท่านั้น พื้นผิวอย่างน้อย 95% ควรปราศจากสิ่งปนเปื้อนที่มองเห็นได้
มาตรฐานภาพ: ISO 8501-1 Sa 2½ ให้ตัวอย่างทางภาพของระดับความสะอาดที่ยอมรับได้ ช่วยให้นักตรวจสอบสามารถเปรียบเทียบพื้นผิวที่เตรียมไว้กับข้อมูลอ้างอิงเหล่านี้เพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามข้อกำหนด

2. SSPC-SP 10: การทำความสะอาดโลหะเกือบขาว

วัตถุประสงค์:
SSPC-SP 10 หรือที่เรียกอีกอย่างว่าการทำความสะอาดโลหะด้วยทรายเกือบขาว เป็นมาตรฐานที่กำหนดระดับความสะอาดของพื้นผิวที่จำเป็นสำหรับพื้นผิวเหล็กก่อนการเคลือบ โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อขจัดสิ่งปนเปื้อนที่มองเห็นได้เกือบทั้งหมด โดยเหลือเพียงคราบเปื้อนเล็กน้อยบนพื้นผิว
ประเด็นสำคัญ:
ความสะอาดพื้นผิว: พื้นที่อย่างน้อย 95% ของแต่ละยูนิตจะต้องปราศจากน้ำมัน จารบี ฝุ่น สิ่งสกปรก ตะกรันในโรงสี สนิม สารเคลือบ ออกไซด์ ผลิตภัณฑ์จากการกัดกร่อน และสิ่งแปลกปลอมอื่นๆ พื้นที่ 5% ที่เหลืออาจมีการเปลี่ยนสีเล็กน้อยแต่ไม่มีตะกอนที่สำคัญ
โปรไฟล์พื้นผิว: SSPC-SP 10 ต้องการให้โปรไฟล์พื้นผิวมีความหยาบเพียงพอเพื่อให้มั่นใจได้ว่าการเคลือบจะยึดเกาะได้ดี โดยทั่วไปจะทำได้โดยการพ่นทราย

3. NACE No. 2: การทำความสะอาดด้วยระเบิดโลหะเกือบขาว

วัตถุประสงค์:
NACE No. 2 เทียบเท่ากับ SSPC-SP 10 และอธิบายถึงระดับการทำความสะอาดด้วยระเบิดโลหะเกือบขาวเดียวกัน มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมที่ความต้านทานการกัดกร่อนเป็นสิ่งสำคัญ
ประเด็นสำคัญ:
ลักษณะพื้นผิว: คล้ายกับ SSPC-SP 10, NACE No. 2 ระบุว่าพื้นผิวอย่างน้อย 95% จะต้องปราศจากสิ่งปนเปื้อนที่มองเห็นได้ โดยอนุญาตให้มีคราบเล็กน้อยเท่านั้นใน 5% ที่เหลือ
ความเท่าเทียมกัน: NACE No. 2 มักใช้แทนกันได้กับ SSPC-SP 10 เนื่องจากอธิบายถึงการทำความสะอาดด้วยการพ่นโลหะให้เกือบเป็นสีขาว โดยมีคราบหรือการเปลี่ยนสีตกค้างน้อยที่สุด

4. SIS 05 59 00 Sa 2½: การทำความสะอาดด้วยเครื่องพ่นทรายแบบละเอียดมาก

วัตถุประสงค์:
SIS 05 59 00 Sa 2½ เป็นมาตรฐานของสวีเดนที่อธิบายถึงกระบวนการทำความสะอาดแบบพ่นทรายอย่างละเอียด เช่นเดียวกับ ISO 8501-1 Sa 2½ มาตรฐานนี้กำหนดให้ต้องมีระดับความสะอาดสูงโดยมีคราบหรือสีซีดจางที่มองเห็นได้น้อยที่สุด
ประเด็นสำคัญ:
ลักษณะพื้นผิว: พื้นผิวเหล็กควรปราศจากตะกรันโรงสี สนิม และการเคลือบใดๆ ก่อนหน้านี้ โดยมีเพียงคราบสนิมหรือตะกรันโรงสีตกค้างเล็กน้อยที่มองเห็นได้ในพื้นที่ไม่เกิน 5% ของพื้นผิว
การใช้งาน: SIS 05 59 00 Sa 2½ ได้รับการยอมรับและใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะในยุโรปและเอเชีย และถือว่าเทียบเท่ากับ ISO 8501-1 Sa 2½, SSPC-SP 10 และ NACE No. 2

การเปรียบเทียบมาตรฐาน

มาตรฐานทั้งสี่ประการ—ISO 8501-1 ซา 2½, เอสเอสพีซี-เอสพี 10, NACE ฉบับที่ 2, และ SIS 05 59 00 ส 2½—อธิบายระดับการเตรียมพื้นผิวที่เกือบเทียบเท่ากัน:
ความสะอาดพื้นผิว: มาตรฐานแต่ละข้อกำหนดให้พื้นผิวอย่างน้อย 95% ต้องปราศจากสิ่งปนเปื้อนที่มองเห็นได้ เช่น สนิม ตะกรัน และสารเคลือบเก่า ส่วน 5% ที่เหลืออาจมีคราบหรือสีซีดจางเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ซึ่งไม่ควรส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของสารเคลือบ
โปรไฟล์พื้นผิว: แม้ว่ามาตรฐานเหล่านี้จะไม่ได้ระบุโปรไฟล์พื้นผิวที่แน่นอน แต่โดยทั่วไปแล้ว ถือว่าจำเป็นต้องมีพื้นผิวที่ขรุขระเพื่อให้มั่นใจว่าการเคลือบจะยึดเกาะได้ดี โดยทั่วไปแล้ว โปรไฟล์ดังกล่าวจะทำได้โดยการพ่นทราย
ตัวเปรียบเทียบภาพ: มาตรฐานแต่ละข้อจะมีเครื่องมือเปรียบเทียบทางภาพเพื่อประเมินระดับความสะอาด ช่วยให้ผู้ตรวจสอบและผู้รับเหมาแน่ใจได้ว่าพื้นผิวตรงตามเกณฑ์ที่กำหนด

การทำความสะอาดแบบใกล้ White Blast (SP 10 / Nace #2 / Sa 2.5)

มาตรฐานการเตรียมพื้นผิวใกล้สีขาว
วัสดุยึดติดหลวม: 0%
วัสดุยึดติดแน่น: 0%
คราบ ริ้วรอย เงา: SP 10 5%, Sa 2 ½ 15%
การทำความสะอาดแบบ Near White Blast ระบุว่าเงา รอยเส้น และคราบต่างๆ ต้องจำกัดให้เหลือไม่เกิน 5% ของพื้นผิว โดยจะเลือกแบบ Near White เมื่อประโยชน์เพิ่มเติมของการพ่นทรายไปที่ White Metal ไม่คุ้มกับค่าใช้จ่ายที่เพิ่มขึ้น
โดยทั่วไปแล้ว สี Near White จะถูกกำหนดให้ใช้สำหรับการเคลือบที่มีประสิทธิภาพสูงบนเหล็กที่ต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น การรั่วไหลของสารเคมีและควัน ความชื้นสูง และความใกล้ชิดกับน้ำเกลือ โดยทั่วไปแล้ว สีนี้จะถูกกำหนดให้ใช้ในแพลตฟอร์มนอกชายฝั่ง อู่ต่อเรือ และสภาพแวดล้อมทางทะเลอื่นๆ

ผลกระทบเชิงปฏิบัติ

ความเข้าใจมาตรฐานเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญในการรับรองอายุการใช้งานและประสิทธิภาพของสารเคลือบป้องกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่เสี่ยงต่อการกัดกร่อน:
ประสิทธิภาพการเคลือบ: การเตรียมพื้นผิวอย่างเหมาะสมตามที่กำหนดไว้ในมาตรฐานเหล่านี้รับประกันว่าการเคลือบจะยึดเกาะได้ดี ลดความเสี่ยงของการล้มเหลวก่อนเวลาอันควรเนื่องจากการยึดเกาะที่ไม่ดีหรือสิ่งปนเปื้อนที่เหลืออยู่
ความสามารถในการนำไปใช้ได้ทั่วโลก: การทราบความเท่าเทียมกันของมาตรฐานเหล่านี้ช่วยให้มีความยืดหยุ่นในการปฏิบัติตามข้อกำหนดของโครงการระดับสากล และมั่นใจได้ว่าผู้รับเหมาและซัพพลายเออร์มีแนวทางเดียวกันในเรื่องระดับความสะอาดของพื้นผิวที่ต้องการ
ควบคุมคุณภาพ: การยึดมั่นตามมาตรฐานเหล่านี้เป็นมาตรฐานสำหรับการควบคุมคุณภาพ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการเตรียมพื้นผิวมีความสม่ำเสมอและเชื่อถือได้ในโครงการและสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน

บทสรุป

ISO 8501-1 Sa 2½, SSPC-SP 10, NACE No. 2 และ SIS 05 59 00 Sa 2½ เป็นมาตรฐานการเตรียมพื้นผิวที่สำคัญในอุตสาหกรรมการเตรียมพื้นผิว โดยแต่ละมาตรฐานจะกำหนดระดับความสะอาดที่ใกล้เคียงกันซึ่งจำเป็นก่อนการเคลือบ การทำความเข้าใจและการนำมาตรฐานเหล่านี้ไปใช้จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าพื้นผิวเหล็กได้รับการเตรียมอย่างถูกต้อง ส่งผลให้การเคลือบมีประสิทธิภาพดีขึ้นและป้องกันการกัดกร่อนได้ยาวนานขึ้น

เกจวัดเกลียว

API Spec 5B เทียบกับ ASME B1.20.1

/ใน /โดย

การแนะนำ

เกี่ยวกับมาตรฐานเกลียวและการเชื่อมต่อในภาคอุตสาหกรรมน้ำมัน ก๊าซ และอุตสาหกรรม API Spec 5B เทียบกับ ASME B1.20.1 เป็นข้อมูลอ้างอิงที่สำคัญสองประการ มาตรฐานเหล่านี้ควบคุมข้อกำหนดสำหรับเกลียวบนท่อ ท่ออ่อน และอุปกรณ์ต่อท่อ เพื่อให้แน่ใจถึงความสมบูรณ์ ความเข้ากันได้ และประสิทธิภาพของการเชื่อมต่อแบบเกลียว แม้ว่ามาตรฐานทั้งสองจะมีวัตถุประสงค์ทั่วไปเหมือนกันในการทำให้เกลียวเป็นมาตรฐาน แต่มาตรฐานเหล่านี้ก็รองรับการใช้งานและอุตสาหกรรมที่แตกต่างกันซึ่งมีข้อกำหนดทางเทคนิคและขอบเขตที่แตกต่างกัน

API Spec 5B และ ASME B1.20.1 คืออะไร?

API สเปก 5B เป็นมาตรฐานที่เผยแพร่โดยสถาบันปิโตรเลียมแห่งสหรัฐอเมริกา (American Petroleum Institute: API) ซึ่งกำหนดขั้นตอนการวัดเกลียว การวัดขนาด และการทดสอบสำหรับการเชื่อมต่อเกลียวบนปลอกหุ้ม ท่อ และท่อส่งที่ใช้ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ มาตรฐานนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการรับรองความสมบูรณ์เชิงกลของการเชื่อมต่อท่อในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันสูงและความเครียดสูง
มาตรฐาน ASME B1.20.1ในทางกลับกัน เป็นมาตรฐานของสมาคมวิศวกรเครื่องกลแห่งอเมริกา (ASME) ที่ให้ข้อมูลจำเพาะสำหรับเกลียวท่อเอนกประสงค์ ซึ่งมักเรียกกันว่าเกลียว National Pipe Taper (NPT) มาตรฐานนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึงระบบประปา ระบบปรับอากาศ และระบบท่อทั่วไป ซึ่งใช้แรงดันต่ำกว่าและสภาพแวดล้อมที่ไม่เข้มงวดมากนัก

ความแตกต่างที่สำคัญ: API Spec 5B เทียบกับ ASME B1.20.1

1. ขอบเขตการใช้งาน

API สเปก 5B:
ใช้เป็นหลักในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ
ครอบคลุมเกลียวสำหรับปลอก ท่อ และท่อสาย
รับรองการเชื่อมต่อประสิทธิภาพสูงที่ทนต่อแรงกดดัน อุณหภูมิ และสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
มาตรฐาน ASME B1.20.1:
ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การก่อสร้าง การประปา และอุตสาหกรรมทั่วไป
ควบคุมเกลียว NPT ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบแรงดันต่ำถึงปานกลาง
มุ่งเน้นไปที่การใช้งานทั่วไปซึ่งการทำเกลียวไม่จำเป็นต้องทนต่อสภาวะรุนแรงที่มักเกิดขึ้นในภาคอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ

2. ประเภทและการออกแบบของเกลียว

API สเปก 5B:
ระบุเกลียวสำหรับตัวเรือน ท่ออ่อน และท่อสาย รวมถึงเกลียว API Buttress (BC), เกลียวยาว (LC) และเกลียว Extreme Line (XL)
เกลียวเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้เกิดการซีลที่แน่นหนาและทนต่อการรั่วซึมในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันสูงและภาระทางกล
โดยทั่วไปแล้วเกลียวจะมีความแข็งแรงทนทานมากกว่า โดยมีการเข้าเกลียวที่สูงกว่า และมีข้อกำหนดเฉพาะสำหรับแรงบิดในการแต่งหน้าและการหล่อลื่นเกลียว
มาตรฐาน ASME B1.20.1:
กำหนดขนาดและความคลาดเคลื่อนของเกลียว NPT เกลียวเรียวที่ปิดผนึกโดยการสัมผัสระหว่างโลหะกับโลหะ
เกลียว NPT มีความแข็งแรงน้อยกว่าเกลียว แต่เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีแรงดันต่ำกว่า ซึ่งความสะดวกในการประกอบและต้นทุนเป็นปัจจัยที่สำคัญกว่า
เกลียว NPT มีโครงสร้างตรงไปตรงมามากกว่า เน้นความสะดวกในการผลิตและการใช้งานในแอพพลิเคชั่นเอนกประสงค์

3. ข้อกำหนดด้านการผลิตและการทดสอบ

API สเปก 5B:
รวมถึงข้อกำหนดการทดสอบที่เข้มงวดสำหรับการวัดเกลียว รวมถึงการวัดเกลียว API เฉพาะเพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามมาตรฐาน
กำหนดขั้นตอนการทดสอบ เช่น การทดสอบการรั่วไหล การทดสอบแรงดัน และบางครั้งการทดสอบแบบทำลายล้าง เพื่อตรวจสอบความสมบูรณ์ของการเชื่อมต่อแบบเกลียวภายใต้สภาวะภาคสนาม
เน้นย้ำถึงความจำเป็นในการตัดเกลียวอย่างแม่นยำ การหล่อลื่นเกลียวอย่างเหมาะสม และแรงบิดประกอบที่เหมาะสม เพื่อป้องกันเกลียวเสียดสี และเพื่อให้มั่นใจถึงการเชื่อมต่อที่ปลอดภัยไม่มีการรั่วไหล
มาตรฐาน ASME B1.20.1:
ให้แนวทางสำหรับการผลิตและการวัดเกลียว NPT แต่มีข้อกำหนดการทดสอบที่เข้มงวดน้อยกว่า API Spec 5B
โดยทั่วไปแล้วเกลียว NPT จะถูกตรวจสอบโดยใช้เกจวัดเกลียวมาตรฐาน และแม้ว่าการทดสอบการรั่วไหลเป็นสิ่งจำเป็น แต่โปรโตคอลการทดสอบมักจะเข้มงวดน้อยกว่า
มุ่งเน้นที่การทำให้แน่ใจว่าเธรดถูกสร้างขึ้นอย่างถูกต้องและทำงานได้อย่างถูกต้อง แต่เมื่อเทียบกับ API Spec 5 B มาตรฐานนี้ถือว่ามีสภาพแวดล้อมแอปพลิเคชันที่ให้อภัยมากกว่า

4. แรงกดดันและการพิจารณาสิ่งแวดล้อม

API สเปก 5B:
ได้รับการออกแบบมาสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันสูง เช่น บ่อน้ำลึก ซึ่งการเชื่อมต่อท่อจะต้องทนต่อไม่เพียงแต่แรงดันเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความเครียดทางกล และการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนอีกด้วย
เธรด API จะต้องมอบประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ในช่วงระยะเวลาที่ยาวนาน โดยมักจะอยู่ในสภาวะที่รุนแรงและห่างไกล
มาตรฐาน ASME B1.20.1:
ถูกนำมาใช้ในงานที่มีแรงดันต่ำซึ่งมีความเครียดทางสิ่งแวดล้อมและทางกลที่รุนแรงน้อยกว่าอย่างมาก
เหมาะสำหรับระบบต่างๆ เช่น ระบบจ่ายน้ำ ระบบ HVAC และท่ออุตสาหกรรมทั่วไปที่มีแรงดันและอุณหภูมิอยู่ในระดับปานกลาง และไม่จำเป็นต้องมีเกลียวที่ทนต่อปัจจัยแวดล้อมที่รุนแรง

ความเข้าใจผิดที่พบบ่อย

1. ความสามารถในการใช้แทนกันได้:

ความเข้าใจผิดที่พบบ่อยอย่างหนึ่งคือเธรด API และเธรด NPT สามารถใช้แทนกันได้ ซึ่งไม่สามารถทำได้ เธรดแต่ละประเภทได้รับการออกแบบมาสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะ และการใช้มาตรฐานที่ไม่ถูกต้องอาจส่งผลให้เกิดความล้มเหลวในการเชื่อมต่อ การรั่วไหล หรือแม้แต่ความล้มเหลวของระบบที่ร้ายแรง
เกลียว API และเกลียว NPT มีเกณฑ์การออกแบบ โปรไฟล์เกลียว และข้อกำหนดด้านวัสดุที่แตกต่างกัน ซึ่งทำให้ไม่เหมาะสำหรับการทดแทนโดยไม่ได้พิจารณาทางวิศวกรรมอย่างเหมาะสม

2. ความซับซ้อน:

บางคนอาจคิดว่าเกลียว ASME B1.20.1 นั้นตรงไปตรงมามากกว่าเนื่องจากใช้ในแอปพลิเคชันที่ไม่ต้องใช้ความพยายามมาก แต่ความซับซ้อนอาจเกิดขึ้นได้จากขนาดและอุปกรณ์ต่างๆ ที่มีให้เลือก ในทางกลับกัน แม้ว่าเกลียว API จะมีความซับซ้อนมากกว่าในการออกแบบและการทดสอบ แต่การใช้งานในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซนั้นตรงไปตรงมามากกว่า

คำแนะนำปฏิบัติสำหรับการเลือกมาตรฐานที่เหมาะสม

เลือก API Spec 5B เมื่อไร:
ฉันทำงานในโครงการอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ โดยเฉพาะการขุดเจาะ การก่อสร้างบ่อน้ำมัน และการก่อสร้างท่อส่งน้ำมัน
การใช้งานของคุณเกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันสูงและอุณหภูมิสูงซึ่งความสมบูรณ์ของเกลียวเป็นสิ่งสำคัญเพื่อป้องกันการรั่วไหลและความล้มเหลว
คุณจะต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบและความปลอดภัยที่เข้มงวดสำหรับการสำรวจและผลิตน้ำมันและก๊าซ
เลือก ASME B1.20.1 เมื่อไร:
เราออกแบบหรือติดตั้งระบบท่อสำหรับอุตสาหกรรมทั่วไป ประปา หรือระบบ HVAC ที่แรงดันและอุณหภูมิอยู่ในระดับปานกลาง
ความสะดวกในการประกอบ ความคุ้มทุน และความพร้อมจำหน่ายของชิ้นส่วนเกลียวต่างๆ ถือเป็นปัจจัยที่สำคัญ
คุณกำลังทำงานในโครงการที่ใช้เกลียว NPT เป็นข้อกำหนดมาตรฐาน และสภาพแวดล้อมการใช้งานไม่ต้องการความเข้มงวดเท่ากับในภาคส่วนน้ำมันและก๊าซ

บทสรุป

การทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่าง API Spec 5B และ ASME B1.20.1 ถือเป็นสิ่งสำคัญในการรับรองว่าใช้มาตรฐานเกลียวที่ถูกต้องสำหรับการใช้งานเฉพาะของคุณ แม้ว่า API Spec 5B จะได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับความต้องการที่เข้มงวดของอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ แต่ ASME B1.20.1 ก็มีมาตรฐานที่ใช้ได้อย่างกว้างขวางสำหรับเกลียวท่ออเนกประสงค์ การเลือกมาตรฐานที่เหมาะสมจะช่วยให้คุณมั่นใจได้ถึงความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ และประสิทธิภาพของการเชื่อมต่อแบบเกลียว ซึ่งส่งผลให้ระบบท่อของคุณประสบความสำเร็จและมีอายุการใช้งานยาวนานในที่สุด

ถังบรรจุก๊าซธรรมชาติเหลว

คู่มือเชิงลึกเกี่ยวกับการออกแบบถัง LNG การเลือกวัสดุ และการใช้งาน

/ใน /โดย

การแนะนำ

ก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) เป็นส่วนประกอบสำคัญของโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานระดับโลก ซึ่งจัดเก็บในอุณหภูมิต่ำมากเพื่อให้การขนส่งและการจัดเก็บมีประสิทธิภาพ การออกแบบถัง LNG และการเลือกวัสดุมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับประกันความปลอดภัย ความทนทาน และประสิทธิภาพ นอกเหนือจากการสำรวจการออกแบบและวัสดุของถังแล้ว สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจการใช้งานต่างๆ ของถัง LNG เพื่อให้เข้าใจบทบาทของถังเหล่านี้ในภาคพลังงานได้อย่างเต็มที่

ทำความเข้าใจการออกแบบถัง LNG

ถัง LNG ออกแบบมาเพื่อเก็บก๊าซธรรมชาติในรูปของเหลวที่อุณหภูมิประมาณ -162°C (-260°F) ถังเหล่านี้ต้องรองรับความเย็นจัด การเปลี่ยนแปลงแรงดัน และความเครียดจากความร้อนที่อาจเกิดขึ้นได้ ต่อไปนี้เป็นรายละเอียดเกี่ยวกับประเภทถังหลักและข้อควรพิจารณาในการออกแบบที่สำคัญ:
ประเภทถัง:
ถังบรรจุเดี่ยว: ถังเหล่านี้มีโครงสร้างเหล็กชั้นเดียวพร้อมโครงสร้างคอนกรีตภายนอก เนื่องจากมีขอบเขตความปลอดภัยที่ต่ำกว่า จึงมักใช้สำหรับพื้นที่จัดเก็บที่มีขนาดเล็กกว่าและไม่ค่อยนิยมใช้สำหรับการใช้งานขนาดใหญ่
ถังบรรจุแบบ 2 ชั้น: ถังเหล่านี้มีถังเหล็กด้านในและชั้นกักเก็บคอนกรีตหรือเหล็กด้านนอก ซึ่งช่วยเพิ่มความปลอดภัยโดยจัดการกับการรั่วไหลที่อาจเกิดขึ้นและให้การปกป้องอีกชั้นหนึ่ง
ถังบรรจุเต็ม: ถังเหล่านี้ซึ่งมีถัง LNG ด้านในและระบบกักเก็บรอง ได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดการกับการรั่วไหลที่อาจเกิดขึ้น ทำให้ถังเหล่านี้กลายเป็นมาตรฐานสำหรับการจัดเก็บ LNG ขนาดใหญ่
ข้อควรพิจารณาในการออกแบบ:
ฉนวนกันความร้อน: วัสดุฉนวนขั้นสูง เช่น เพอร์ไลท์ โฟมสูญญากาศ หรือโพลียูรีเทน ป้องกันการเข้ามาของความร้อน และรักษา LNG ให้มีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง
ระบบควบคุมแรงดัน: วาล์วระบายแรงดันและระบบตรวจสอบเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการจัดการแรงดันภายในและการรับรองการทำงานที่ปลอดภัย
ความสมบูรณ์ของแผ่นดินไหวและโครงสร้าง: ถังจะต้องทนต่อกิจกรรมแผ่นดินไหวและความเครียดของโครงสร้างอื่นๆ ดังนั้นจึงมักมีการใช้คอนกรีตเสริมเหล็กและการวิเคราะห์โครงสร้างโดยละเอียด

การออกแบบถัง LNG

การออกแบบถัง LNG

การเลือกใช้วัสดุสำหรับถัง LNG

การเลือกวัสดุที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของถัง LNG ต่อไปนี้เป็นวัสดุที่ใช้กันทั่วไป:
วัสดุถังด้านใน:
เหล็กนิกเกิล 9% (ASTM A553): วัสดุนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับแผ่นด้านล่างด้านในและเปลือกด้านในหรือแผ่นผนัง เนื่องจากมีความเหนียวสูงและทนต่อการแตกแบบเปราะในอุณหภูมิต่ำมาก
เหล็กกล้าคาร์บอนอุณหภูมิต่ำ: บางครั้งสิ่งนี้ใช้ร่วมกับเหล็กนิกเกิล 9% สำหรับส่วนประกอบที่มีคุณสมบัติในการทนอุณหภูมิต่ำเป็นพิเศษไม่สำคัญมากนัก
วัสดุถังภายนอก:
คอนกรีต: ใช้สำหรับชั้นกักเก็บภายนอกในถังกักเก็บแบบคู่และเต็มถัง ช่วยให้มีการรองรับโครงสร้างที่แข็งแรงและเป็นฉนวนกันความร้อนเพิ่มเติม
เหล็ก: บางครั้งใช้ในถังด้านนอกสำหรับพื้นที่ที่มีความเครียดสูง โดยมักเคลือบหรือผ่านการบำบัดเพื่อป้องกันการกัดกร่อน
วัสดุหลังคาถัง:
ASTM A516 เกรด 70: เหล็กกล้าคาร์บอนชนิดนี้เหมาะสำหรับแผ่นหลังคาถัง เนื่องจากให้ความแข็งแกร่งและความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ
วัสดุฉนวน:
เพอร์ไลท์: มีประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนป้องกันอุณหภูมิเยือกแข็ง
ไฟเบอร์กลาสและแอโรเจล: วัสดุขั้นสูงที่ให้ฉนวนกันความร้อนได้ดีเยี่ยมแต่มีราคาสูงกว่า

การใช้งานถัง LNG

ถัง LNG มีบทบาทสำคัญในการใช้งานต่างๆ ในภาคพลังงาน โดยมีการใช้งานดังนี้:
ท่าเรือนำเข้าและส่งออก LNG:
เทอร์มินัลนำเข้า: ถัง LNG ที่ท่าเรือนำเข้าจะรับ LNG จากเรือและจัดเก็บไว้ก่อนที่จะเปลี่ยนให้เป็นก๊าซและจ่ายเข้าสู่ระบบก๊าซในพื้นที่
เทอร์มินัลการส่งออก: ถัง LNG จัดเก็บก๊าซธรรมชาติเหลวที่ท่าเรือส่งออกก่อนที่จะถูกโหลดลงบนเรือเพื่อการขนส่งระหว่างประเทศ
การจัดเก็บและการจำหน่าย LNG:
บริษัทสาธารณูปโภค: หน่วยงานสาธารณูปโภคจัดเก็บและจำหน่ายก๊าซธรรมชาติสำหรับใช้ในที่พักอาศัยและเชิงพาณิชย์ในถัง LNG รับประกันอุปทานคงที่แม้ในช่วงที่มีความต้องการสูงสุด
การใช้งานทางอุตสาหกรรม: อุตสาหกรรมต่างๆ ใช้ถัง LNG เพื่อจัดเก็บและจ่ายก๊าซธรรมชาติสำหรับกระบวนการที่ต้องการแหล่งเชื้อเพลิงที่สม่ำเสมอและเชื่อถือได้
LNG เป็นเชื้อเพลิง:
การขนส่งทางทะเล: ถัง LNG ใช้ในเรือที่ออกแบบมาเพื่อใช้ LNG โดยลดการปล่อยมลพิษเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงทางทะเลแบบดั้งเดิม
รถบรรทุกหนัก: ถัง LNG ใช้ในรถบรรทุกและรถโดยสารที่ใช้ก๊าซธรรมชาติเหลว ซึ่งเป็นทางเลือกที่สะอาดกว่าน้ำมันดีเซล
การสำรองฉุกเฉินและการโกนยอด:
พลังงานสำรอง: ถัง LNG ให้โซลูชันพลังงานสำรองแก่พื้นที่ที่แหล่งจ่ายไฟฟ้าไม่น่าเชื่อถือ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าก๊าซธรรมชาติจะพร้อมใช้งานเพื่อผลิตไฟฟ้าระหว่างที่ไฟดับ
การโกนยอด: การจัดเก็บ LNG ช่วยจัดการกับความต้องการสูงสุดได้โดยการกักเก็บก๊าซส่วนเกินในช่วงที่มีความต้องการต่ำ และปล่อยออกในช่วงที่มีความต้องการสูง
สถานที่ผลิต LNG :
พืชเหลว: ถัง LNG จัดเก็บผลิตภัณฑ์ที่เป็นของเหลวไว้ที่โรงงานผลิต โดยที่ก๊าซธรรมชาติจะถูกทำให้เย็นลงและควบแน่นให้เป็นของเหลวเพื่อการจัดเก็บและขนส่งที่มีประสิทธิภาพ

การออกแบบและการพิจารณาความปลอดภัย

เพื่อให้แน่ใจถึงความปลอดภัยและประสิทธิภาพของถัง LNG ควรพิจารณาสิ่งต่อไปนี้:
การจัดการความเครียดจากความร้อน: จำเป็นต้องมีฉนวนและข้อต่อขยายตัวที่เหมาะสมเพื่อจัดการกับความเครียดจากความร้อนที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่รุนแรง
คุณสมบัติด้านความปลอดภัย: เพื่อจัดการกับความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นที่เกี่ยวข้องกับการจัดเก็บ LNG ให้รวมระบบตรวจจับการรั่วไหล ระบบป้องกันอัคคีภัย และระบบปิดฉุกเฉิน
การปฏิบัติตามกฎระเบียบ: ปฏิบัติตามมาตรฐานและข้อบังคับของอุตสาหกรรมจากองค์กรต่างๆ เช่น สถาบันปิโตรเลียมแห่งอเมริกา (API) สมาคมป้องกันอัคคีภัยแห่งชาติ (NFPA) และองค์กรมาตรฐานระหว่างประเทศ (ISO)

บทสรุป

การออกแบบและการเลือกวัสดุของถัง LNG ถือเป็นปัจจัยพื้นฐานที่ช่วยให้มั่นใจได้ว่าถังจะทำงานได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ วิศวกรสามารถสร้างถังที่ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือภายใต้สภาวะที่รุนแรงโดยการเลือกวัสดุที่เหมาะสม เช่น เหล็กนิกเกิล 9% สำหรับส่วนประกอบที่อุณหภูมิต่ำ และ ASTM A516 เกรด 70 สำหรับหลังคา การทำความเข้าใจการใช้งานที่หลากหลายของถัง LNG ตั้งแต่เทอร์มินัลนำเข้าและส่งออก ไปจนถึงการใช้งานในอุตสาหกรรมและการสำรองฉุกเฉิน เน้นย้ำถึงบทบาทสำคัญของถัง LNG ในโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานระดับโลก การออกแบบ การเลือกวัสดุ และการปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัยอย่างรอบคอบจะช่วยให้การจัดเก็บและการใช้ LNG ประสบความสำเร็จและปลอดภัยต่อไป หากต้องการข้อมูลจำเพาะที่แม่นยำและราคาปัจจุบัน โปรดปรึกษากับ [email protected] มักแนะนำให้ตอบสนองความต้องการเฉพาะของโครงการเสมอ

NACE MR0175 เทียบกับ NACE MR0103

ความแตกต่างระหว่าง NACE MR0175 และ NACE MR0103 คืออะไร?

/ใน /โดย

การแนะนำ

ในอุตสาหกรรมเช่นน้ำมันและก๊าซ ซึ่งอุปกรณ์และโครงสร้างพื้นฐานมักเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง การเลือกวัสดุที่สามารถทนต่อสภาวะกัดกร่อนจึงมีความสำคัญมาก มาตรฐานที่จำเป็นสองประการที่ใช้เป็นแนวทางในการเลือกวัสดุสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) ได้แก่ เนซ MR0175 และ เอ็นเอซี MR0103แม้ว่ามาตรฐานทั้งสองจะมีจุดมุ่งหมายเพื่อป้องกันการแตกร้าวจากซัลไฟด์ (SSC) และความเสียหายอื่นๆ ที่เกิดจากไฮโดรเจน แต่มาตรฐานทั้งสองได้รับการออกแบบมาเพื่อการใช้งานและสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน บล็อกนี้จะให้ภาพรวมที่ครอบคลุมเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างมาตรฐานที่สำคัญทั้งสองนี้

บทนำสู่มาตรฐาน NACE

NACE International ซึ่งปัจจุบันเป็นส่วนหนึ่งของ Association for Materials Protection and Performance (AMPP) ได้พัฒนา NACE MR0175 และ NACE MR0103 เพื่อรับมือกับความท้าทายที่เกิดจากสภาพแวดล้อมการใช้งานที่มีกรด-ด่างสูง ซึ่งประกอบไปด้วย H₂S สภาพแวดล้อมเหล่านี้อาจทำให้เกิดการกัดกร่อนและการแตกร้าวในรูปแบบต่างๆ ซึ่งอาจส่งผลต่อความสมบูรณ์ของวัสดุและอาจนำไปสู่ความล้มเหลวที่ร้ายแรงได้ วัตถุประสงค์หลักของมาตรฐานเหล่านี้คือเพื่อจัดทำแนวทางในการเลือกวัสดุที่สามารถต้านทานผลกระทบที่เป็นอันตรายเหล่านี้ได้

ขอบเขตและการประยุกต์ใช้

เนซ MR0175

จุดเน้นหลัก: NACE MR0175 หรือ ISO 15156 มุ่งเป้าไปที่อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซต้นน้ำเป็นหลัก ซึ่งรวมถึงการสำรวจ การขุดเจาะ การผลิต และการขนส่งไฮโดรคาร์บอน
สิ่งแวดล้อม: มาตรฐานดังกล่าวครอบคลุมถึงวัสดุที่ใช้ในการผลิตน้ำมันและก๊าซในสภาพแวดล้อมที่มีกรด ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์ใต้หลุม ส่วนประกอบของหัวบ่อ ท่อส่ง และโรงกลั่น
การใช้งานทั่วโลก: NACE MR0175 เป็นมาตรฐานที่ได้รับการยอมรับทั่วโลกซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการดำเนินการน้ำมันและก๊าซต้นน้ำเพื่อให้แน่ใจถึงความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของวัสดุในสภาพแวดล้อมที่มีรสเปรี้ยว

เอ็นเอซี MR0103

จุดเน้นหลัก: NACE MR0103 ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับอุตสาหกรรมการกลั่นและปิโตรเคมีโดยมุ่งเน้นที่การดำเนินการปลายน้ำ
สิ่งแวดล้อม: มาตรฐานนี้ใช้กับโรงงานแปรรูปที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อม H₂S ที่เปียก มาตรฐานนี้ได้รับการปรับแต่งให้เหมาะกับสภาพแวดล้อมที่พบในหน่วยการกลั่น เช่น หน่วยไฮโดรโปรเซสซิ่ง ซึ่งมีความเสี่ยงสูงที่ซัลไฟด์จะแตกร้าวเนื่องจากความเค้น
เฉพาะอุตสาหกรรม: ต่างจาก NACE MR0175 ซึ่งใช้ในแอปพลิเคชันที่หลากหลายกว่า NACE MR0103 มุ่งเน้นไปที่ภาคการกลั่นมากกว่า

ข้อกำหนดด้านวัสดุ

เนซ MR0175

ตัวเลือกวัสดุ: NACE MR0175 มีตัวเลือกวัสดุมากมาย เช่น เหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ เหล็กกล้าไร้สนิม โลหะผสมนิกเกิล และอื่นๆ อีกมากมาย วัสดุแต่ละชนิดได้รับการแบ่งประเภทตามความเหมาะสมสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีกรดกัดกร่อนเฉพาะ
คุณสมบัติ: วัสดุต้องเป็นไปตามเกณฑ์ที่เข้มงวดเพื่อให้มีคุณสมบัติใช้งานได้ รวมถึงความต้านทานต่อ SSC การแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน (HIC) และการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นซัลไฟด์ (SSCC)
ข้อจำกัดด้านสิ่งแวดล้อม: มาตรฐานจำกัดความดันบางส่วนของ H₂S อุณหภูมิ ค่า pH และปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ ที่กำหนดความเหมาะสมของวัสดุสำหรับบริการที่มีรสเปรี้ยว

เอ็นเอซี MR0103

ความต้องการวัสดุ: NACE MR0103 มุ่งเน้นไปที่วัสดุที่ทนทานต่อ SSC ในสภาพแวดล้อมการกลั่น โดยกำหนดเกณฑ์เฉพาะสำหรับคาร์บอน โลหะผสมต่ำ และสเตนเลสบางชนิด
แนวทางแบบง่าย: เมื่อเปรียบเทียบกับ MR0175 แนวทางการเลือกวัสดุใน MR0103 จะตรงไปตรงมามากกว่า สะท้อนถึงเงื่อนไขที่ควบคุมได้และสอดคล้องกันมากกว่าซึ่งมักพบในการดำเนินการกลั่น
กระบวนการผลิต: มาตรฐานดังกล่าวยังระบุข้อกำหนดด้านการเชื่อม การอบด้วยความร้อน และการผลิต เพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุจะคงความต้านทานต่อการแตกร้าวไว้ได้

การรับรองและการปฏิบัติตาม

เนซ MR0175
ใบรับรอง: หน่วยงานกำกับดูแลมักกำหนดให้ต้องปฏิบัติตามมาตรฐาน NACE MR0175 และถือเป็นสิ่งสำคัญในการรับรองความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์ในการดำเนินการเกี่ยวกับน้ำมันและก๊าซธรรมชาติที่มีกลิ่นเหม็น มาตรฐานดังกล่าวมีการอ้างอิงในข้อบังคับและสัญญาระหว่างประเทศหลายฉบับ
เอกสารประกอบ: โดยทั่วไปแล้ว ต้องมีเอกสารรายละเอียดเพื่อแสดงให้เห็นว่าวัสดุเป็นไปตามเกณฑ์เฉพาะที่ระบุไว้ใน MR0175 ซึ่งรวมถึงองค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติทางกล และการทดสอบความทนทานต่อสภาวะการใช้งานที่มีกรด
เอ็นเอซี MR0103
ใบรับรอง: โดยทั่วไปแล้ว สัญญาสำหรับอุปกรณ์และวัสดุที่ใช้ในโรงกลั่นและโรงงานปิโตรเคมีจะต้องปฏิบัติตาม NACE MR0103 ซึ่งจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าวัสดุที่เลือกสามารถทนต่อความท้าทายเฉพาะของสภาพแวดล้อมโรงกลั่นได้
ข้อกำหนดแบบง่าย: แม้ว่าจะยังคงเข้มงวด แต่ข้อกำหนดด้านเอกสารและการทดสอบเพื่อให้เป็นไปตาม MR0103 มักจะซับซ้อนน้อยกว่าข้อกำหนดของ MR0175 ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงเงื่อนไขด้านสิ่งแวดล้อมและความเสี่ยงที่แตกต่างกันในการกลั่นเมื่อเทียบกับการดำเนินการต้นน้ำ

การทดสอบและการรับรองคุณสมบัติ

เนซ MR0175
การทดสอบอย่างเข้มงวด: วัสดุจะต้องผ่านการทดสอบอย่างละเอียด รวมถึงการทดสอบในห้องปฏิบัติการสำหรับ SSC, HIC และ SSCC เพื่อให้มีคุณสมบัติสำหรับใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีรสเปรี้ยว
มาตรฐานระดับโลก: มาตรฐานดังกล่าวสอดคล้องกับขั้นตอนการทดสอบระดับสากล และมักกำหนดให้วัสดุต้องเป็นไปตามเกณฑ์ประสิทธิภาพที่เข้มงวดในสภาวะที่รุนแรงที่สุดในการปฏิบัติการน้ำมันและก๊าซ
เอ็นเอซี MR0103
การทดสอบแบบกำหนดเป้าหมาย: ข้อกำหนดในการทดสอบมุ่งเน้นไปที่เงื่อนไขเฉพาะของสภาพแวดล้อมของโรงกลั่น ซึ่งรวมถึงการทดสอบความต้านทานต่อ H₂S เปียก SSC และรูปแบบการแตกร้าวอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง
เฉพาะการใช้งาน: โปรโตคอลการทดสอบได้รับการปรับแต่งให้เหมาะกับความต้องการของกระบวนการกลั่น ซึ่งโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับเงื่อนไขที่ไม่รุนแรงเท่ากับที่พบในการดำเนินการต้นน้ำ

บทสรุป

ในขณะที่ NACE MR0175 และ NACE MR0103 ทั้งป้องกันการแตกร้าวจากซัลไฟด์และรูปแบบอื่นๆ ของรอยแตกร้าวจากสิ่งแวดล้อมในสภาพแวดล้อมการบริการที่มีความเปรี้ยว โดยได้รับการออกแบบมาสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน
เนซ MR0175 เป็นมาตรฐานสำหรับการดำเนินการด้านน้ำมันและก๊าซต้นน้ำ ครอบคลุมวัสดุและสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย และมีกระบวนการทดสอบและการรับรองที่เข้มงวด
เอ็นเอซี MR0103 ได้รับการออกแบบมาสำหรับอุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมัน โดยเน้นที่การดำเนินการขั้นปลายและใช้เกณฑ์การเลือกวัสดุที่เรียบง่ายและตรงเป้าหมายมากขึ้น

การทำความเข้าใจถึงความแตกต่างระหว่างมาตรฐานเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญในการเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานเฉพาะของคุณ และเพื่อรับรองความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ และอายุการใช้งานยาวนานของโครงสร้างพื้นฐานของคุณในสภาพแวดล้อมไฮโดรเจนซัลไฟด์

การแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน HIC

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

/ใน /โดย

การแนะนำ

ในอุตสาหกรรมที่วัสดุต่างๆ ต้องสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น น้ำมันและก๊าซ การแปรรูปทางเคมี และการผลิตไฟฟ้า การทำความเข้าใจและป้องกันการแตกร้าวจากสิ่งแวดล้อมถือเป็นสิ่งสำคัญ การแตกร้าวประเภทนี้อาจนำไปสู่ความล้มเหลวอย่างร้ายแรง การซ่อมแซมที่มีค่าใช้จ่ายสูง และความเสี่ยงด้านความปลอดภัยที่สำคัญ โพสต์บล็อกนี้จะให้ข้อมูลภาพรวมโดยละเอียดและเป็นมืออาชีพเกี่ยวกับรูปแบบต่างๆ ของการแตกร้าวจากสิ่งแวดล้อม เช่น HB, HIC, SWC, SOHIC, SSC, SZC, HSC, HE และ SCC รวมถึงการรับรู้ กลไกพื้นฐาน และกลยุทธ์ในการป้องกัน

1. ภาวะพุพองจากไฮโดรเจน (HB)

การยอมรับ:
การเกิดตุ่มพองจากไฮโดรเจนมีลักษณะเฉพาะคือมีตุ่มพองหรือตุ่มนูนขึ้นบนพื้นผิวของวัสดุ ตุ่มพองเหล่านี้เกิดจากอะตอมไฮโดรเจนที่แทรกซึมเข้าไปในวัสดุและสะสมที่จุดบกพร่องหรือสิ่งที่รวมอยู่ภายใน ทำให้เกิดโมเลกุลไฮโดรเจนที่สร้างแรงดันสูงในบริเวณนั้น

กลไก:
อะตอมไฮโดรเจนแพร่กระจายเข้าไปในวัสดุ โดยทั่วไปคือเหล็กกล้าคาร์บอน และรวมตัวกันใหม่เป็นไฮโดรเจนโมเลกุลในบริเวณที่มีสิ่งเจือปนหรือช่องว่าง แรงกดดันจากโมเลกุลไฮโดรเจนเหล่านี้จะทำให้เกิดตุ่มพอง ทำให้วัสดุอ่อนแอลง และนำไปสู่การเสื่อมสภาพเพิ่มเติม

การป้องกัน:

  • การเลือกใช้วัสดุ: ใช้วัสดุที่มีสิ่งเจือปนต่ำ โดยเฉพาะเหล็กที่มีปริมาณกำมะถันต่ำ
  • สารเคลือบป้องกัน: การประยุกต์ใช้การเคลือบเพื่อป้องกันการเข้าของไฮโดรเจน
  • การป้องกันแคโทด: การนำระบบป้องกันแคโทดิกมาใช้เพื่อลดการดูดซับไฮโดรเจน

2. การแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน (HIC)

การยอมรับ:
รอยแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน (HIC) ระบุได้จากรอยแตกร้าวภายในที่มักจะขนานไปกับทิศทางการกลิ้งของวัสดุ รอยแตกร้าวเหล่านี้มักเกิดขึ้นตามขอบเกรนและไม่ขยายไปถึงพื้นผิวของวัสดุ ทำให้ยากต่อการตรวจจับจนกว่าจะเกิดความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญ

กลไก:
อะตอมไฮโดรเจนจะเข้าไปในวัสดุและรวมตัวกันใหม่เพื่อสร้างโมเลกุลไฮโดรเจนภายในโพรงหรือสิ่งที่รวมเข้าด้วยกันในลักษณะเดียวกับการเกิดฟองไฮโดรเจน แรงดันที่เกิดจากโมเลกุลเหล่านี้ทำให้เกิดรอยแตกร้าวภายใน ส่งผลให้ความสมบูรณ์ของโครงสร้างของวัสดุลดลง

การป้องกัน:

  • การเลือกใช้วัสดุ: เลือกใช้เหล็กที่มีปริมาณกำมะถันต่ำและมีสิ่งเจือปนในระดับต่ำ
  • การรักษาความร้อน: ใช้กระบวนการอบด้วยความร้อนที่เหมาะสมเพื่อปรับปรุงโครงสร้างจุลภาคของวัสดุ
  • มาตรการป้องกัน: ใช้สารเคลือบและการป้องกันแคโทดิกเพื่อยับยั้งการดูดซับไฮโดรเจน

3. การแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจนเนื่องมาจากความเครียด (SOHIC)

การยอมรับ:
SOHIC คือรูปแบบหนึ่งของการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อมีแรงดึงจากภายนอก โดยสามารถรับรู้ได้จากรูปแบบการแตกร้าวแบบขั้นบันไดหรือแบบขั้นบันไดที่มักพบใกล้กับรอยเชื่อมหรือบริเวณที่มีแรงดึงสูงอื่นๆ

กลไก:
รอยแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจนและแรงดึงทำให้เกิดรูปแบบรอยแตกร้าวที่รุนแรงและชัดเจนยิ่งขึ้น การมีแรงดึงจะทำให้ผลกระทบของการเปราะบางจากไฮโดรเจนรุนแรงขึ้น ส่งผลให้รอยแตกร้าวแพร่กระจายเป็นขั้นตอน

การป้องกัน:

  • การจัดการความเครียด: ใช้วิธีการบำบัดเพื่อคลายความเครียดเพื่อลดความเครียดที่ตกค้าง
  • การเลือกใช้วัสดุ: ใช้วัสดุที่มีความต้านทานการเปราะเนื่องจากไฮโดรเจนสูง
  • มาตรการป้องกัน: ใช้สารเคลือบป้องกันและป้องกันแคโทดิก

4. การแตกร้าวจากความเครียดของซัลไฟด์ (SSC)

การยอมรับ:
การแตกร้าวจากความเค้นซัลไฟด์ (SSC) มีลักษณะเป็นรอยแตกร้าวเปราะในเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงซึ่งสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) รอยแตกร้าวเหล่านี้มักเกิดขึ้นระหว่างเม็ดเกรนและสามารถแพร่กระจายอย่างรวดเร็วภายใต้แรงดึง ทำให้เกิดความล้มเหลวอย่างกะทันหันและร้ายแรง

กลไก:
ในกรณีที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ อะตอมไฮโดรเจนจะถูกดูดซับโดยวัสดุ ทำให้เกิดการเปราะบาง การเปราะบางนี้ทำให้ความสามารถของวัสดุในการทนต่อแรงดึงลดลง ส่งผลให้เกิดการแตกแบบเปราะ

การป้องกัน:

  • การเลือกใช้วัสดุ: การใช้วัสดุที่ทนทานต่อกรดกัดกร่อนพร้อมระดับความแข็งที่ควบคุมได้
  • การควบคุมสิ่งแวดล้อม: การลดการสัมผัสกับไฮโดรเจนซัลไฟด์หรือใช้สารยับยั้งเพื่อลดผลกระทบให้น้อยที่สุด
  • สารเคลือบป้องกัน: การประยุกต์ใช้การเคลือบเพื่อทำหน้าที่เป็นสิ่งกีดขวางต่อไฮโดรเจนซัลไฟด์

5. การแตกร้าวแบบขั้นตอน (SWC)

การยอมรับ:
การแตกร้าวแบบเป็นขั้นบันไดหรือไฮโดรเจนเกิดขึ้นกับเหล็กที่มีความแข็งแรงสูง โดยเฉพาะในโครงสร้างที่เชื่อม โดยสังเกตได้จากรูปแบบรอยแตกร้าวแบบซิกแซกหรือแบบขั้นบันได ซึ่งมักพบใกล้กับรอยเชื่อม

กลไก:
รอยแตกร้าวแบบเป็นขั้นตอนเกิดขึ้นจากผลรวมของความเปราะบางที่เกิดจากไฮโดรเจนและความเค้นตกค้างจากการเชื่อม รอยแตกร้าวจะแพร่กระจายเป็นขั้นตอนตามเส้นทางที่อ่อนแอที่สุดผ่านวัสดุ

การป้องกัน:

  • การรักษาความร้อน: ใช้การอบด้วยความร้อนก่อนและหลังการเชื่อมเพื่อลดความเค้นตกค้าง
  • การเลือกใช้วัสดุ: เลือกใช้วัสดุที่มีความต้านทานการเปราะเนื่องจากไฮโดรเจนได้ดีกว่า
  • การอบไฮโดรเจน: ดำเนินการตามขั้นตอนการอบไฮโดรเจนหลังการเชื่อมเพื่อกำจัดไฮโดรเจนที่ดูดซับไว้

6. การแตกร้าวของสังกะสีจากความเครียด (SZC)

การยอมรับ:
การแตกร้าวจากสังกะสีที่เกิดจากความเค้น (SZC) เกิดขึ้นในเหล็กเคลือบสังกะสี (สังกะสีเคลือบสังกะสี) โดยสามารถระบุการแตกร้าวตามขอบเกรนได้ ซึ่งอาจนำไปสู่การแยกชั้นของสังกะสีเคลือบและความล้มเหลวทางโครงสร้างของเหล็กที่อยู่ข้างใต้ตามมา

กลไก:
แรงดึงที่เกิดขึ้นภายในชั้นเคลือบสังกะสีและการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนทำให้เกิด SZC แรงดึงที่เกิดขึ้นภายในชั้นเคลือบร่วมกับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมทำให้เกิดการแตกร้าวตามเกรนและความล้มเหลว

การป้องกัน:

  • การควบคุมการเคลือบ: ตรวจสอบความหนาของการเคลือบสังกะสีให้เหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงความเครียดที่มากเกินไป
  • ข้อควรพิจารณาในการออกแบบ: หลีกเลี่ยงทางโค้งและมุมแหลมที่จะทำให้เกิดความเครียด
  • การควบคุมสิ่งแวดล้อม: ลดการสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนซึ่งอาจทำให้เกิดการแตกร้าวมากขึ้น

7. การแตกร้าวจากความเครียดของไฮโดรเจน (HSC)

การยอมรับ:
การแตกร้าวจากความเค้นของไฮโดรเจน (HSC) เป็นรูปแบบหนึ่งของการเปราะของไฮโดรเจนในเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงที่สัมผัสกับไฮโดรเจน โดยมีลักษณะเฉพาะคือเกิดการแตกร้าวแบบเปราะทันทีภายใต้แรงดึง

กลไก:
อะตอมไฮโดรเจนแพร่กระจายเข้าไปในเหล็ก ทำให้เกิดการเปราะบาง ความเปราะบางนี้ลดความเหนียวของวัสดุลงอย่างมาก ทำให้มีแนวโน้มที่จะแตกร้าวและเสียหายทันทีภายใต้แรงกด

การป้องกัน:

  • การเลือกใช้วัสดุ: เลือกวัสดุที่มีความเปราะบางจากไฮโดรเจนต่ำ
  • การควบคุมสิ่งแวดล้อม: ลดการสัมผัสกับไฮโดรเจนให้น้อยที่สุดระหว่างการแปรรูปและการบริการ
  • มาตรการป้องกัน: ใช้สารเคลือบป้องกันและการป้องกันแคโทดิกเพื่อป้องกันการเข้าของไฮโดรเจน

8. ไฮโดรเจนเปราะบาง (HE)

การยอมรับ:
ความเปราะบางของไฮโดรเจน (HE) เป็นคำทั่วไปสำหรับการสูญเสียความยืดหยุ่นและการแตกร้าวหรือแตกหักของวัสดุที่ตามมาอันเนื่องมาจากการดูดซับไฮโดรเจน มักพบว่าการแตกร้าวนั้นมีลักษณะเปราะบางและเกิดขึ้นอย่างฉับพลัน

กลไก:
อะตอมไฮโดรเจนจะเข้าสู่โครงสร้างตาข่ายของโลหะ ทำให้ความเหนียวและความเหนียวของโลหะลดลงอย่างมาก เมื่ออยู่ภายใต้แรงกด วัสดุที่เปราะบางจะมีแนวโน้มที่จะแตกร้าวและเสียหาย

การป้องกัน:

  • การเลือกใช้วัสดุ: ใช้วัสดุที่มีความทนทานต่อการเปราะบางจากไฮโดรเจน
  • การควบคุมไฮโดรเจน: จัดการการสัมผัสไฮโดรเจนในระหว่างการผลิตและการบริการเพื่อป้องกันการดูดซึม
  • สารเคลือบป้องกัน: ทาสารเคลือบเพื่อป้องกันไม่ให้ไฮโดรเจนเข้าไปในวัสดุ

9. การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น (SCC)

การยอมรับ:
การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้น (SCC) มีลักษณะเป็นรอยแตกร้าวเล็กๆ ที่มักเริ่มต้นที่พื้นผิวของวัสดุและแพร่กระจายผ่านความหนา SCC เกิดขึ้นเมื่อวัสดุสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนภายใต้แรงดึง

กลไก:
SCC เกิดจากผลรวมของแรงดึงและสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน ตัวอย่างเช่น SCC ที่เกิดจากคลอไรด์เป็นปัญหาทั่วไปในสเตนเลสสตีล โดยไอออนคลอไรด์ช่วยให้รอยแตกร้าวเริ่มต้นและแพร่กระจายภายใต้แรงดึง

การป้องกัน:

  • การเลือกใช้วัสดุ: เลือกใช้วัสดุที่ทนทานต่อ SCC เฉพาะประเภทที่เกี่ยวข้องกับสิ่งแวดล้อม
  • การควบคุมสิ่งแวดล้อม: ลดความเข้มข้นของสารกัดกร่อน เช่น คลอไรด์ ในสภาพแวดล้อมการทำงาน
  • การจัดการความเครียด: ใช้การอบเพื่อคลายความเครียดและการออกแบบอย่างระมัดระวังเพื่อลดความเครียดตกค้างที่ส่งผลต่อ SCC

บทสรุป

การแตกร้าวจากสิ่งแวดล้อมเป็นความท้าทายที่ซับซ้อนและหลากหลายสำหรับอุตสาหกรรมที่ความสมบูรณ์ของวัสดุเป็นสิ่งสำคัญ การทำความเข้าใจกลไกเฉพาะเบื้องหลังการแตกร้าวแต่ละประเภท เช่น HB, HIC, SWC, SOHIC, SSC, SZC, HSC, HE และ SCC ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการป้องกันที่มีประสิทธิภาพ โดยการนำกลยุทธ์ต่างๆ เช่น การเลือกวัสดุ การจัดการความเครียด การควบคุมสิ่งแวดล้อม และการเคลือบป้องกันมาใช้ อุตสาหกรรมต่างๆ สามารถลดความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการแตกร้าวในรูปแบบเหล่านี้ได้อย่างมาก ทำให้มั่นใจได้ว่าโครงสร้างพื้นฐานของตนจะปลอดภัย เชื่อถือได้ และมีอายุการใช้งานยาวนาน

เนื่องจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยียังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง วิธีการต่างๆ ที่ใช้ในการต่อสู้กับการแตกร้าวจากสิ่งแวดล้อมจึงได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเช่นกัน ซึ่งทำให้การวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่องมีความสำคัญต่อการรักษาความสมบูรณ์ของวัสดุในสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการสูง

การสร้างถังเก็บน้ำมัน: การคำนวณความต้องการแผ่นเหล็ก

วิธีการคำนวณจำนวนแผ่นเหล็กสำหรับถังเก็บน้ำมัน

/ใน /โดย

การแนะนำ

การสร้างถังเก็บน้ำมันต้องมีการวางแผนอย่างแม่นยำและการคำนวณที่แม่นยำเพื่อให้มั่นใจถึงความสมบูรณ์ของโครงสร้าง ความปลอดภัย และความคุ้มทุน สำหรับถังที่สร้างขึ้นโดยใช้ แผ่นเหล็กกล้าคาร์บอนการกำหนดปริมาณและการจัดเรียงแผ่นเหล็กเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญ ในบล็อกนี้ เราจะมาสำรวจการคำนวณจำนวนแผ่นเหล็กสำหรับถังเก็บน้ำมัน โดยใช้ตัวอย่างเฉพาะเพื่ออธิบายขั้นตอนที่เกี่ยวข้อง

รายละเอียดโครงการ

ความต้องการของลูกค้า:

  • ตัวเลือกความหนาของแผ่น: แผ่นเหล็กกล้าคาร์บอนขนาด 6 มม. 8 มม. และ 10 มม.
  • ขนาดแผ่น: ความกว้าง: 2200มม. ความยาว: 6000มม.

ข้อมูลจำเพาะของถัง:

  • จำนวนถัง: 3
  • ปริมาตรถังแต่ละถัง: 3,000 ลูกบาศก์เมตร
  • ความสูง: 12 เมตร
  • เส้นผ่านศูนย์กลาง : 15.286 เมตร

ขั้นตอนการคำนวณปริมาณแผ่นเหล็กสำหรับถังเก็บน้ำมันทรงกระบอกสามถัง

ขั้นตอนที่ 1: คำนวณพื้นที่ผิวของถังเดียว

พื้นที่ผิวของถังแต่ละถังคือผลรวมของพื้นที่ผิวของเปลือกทรงกระบอก ด้านล่าง และหลังคา

1. คำนวณเส้นรอบวงและพื้นที่เปลือก

2. คำนวณพื้นที่ด้านล่างและหลังคา

 

ขั้นตอนที่ 2: คำนวณพื้นที่ผิวรวมสำหรับถังทั้งหมด

ขั้นตอนที่ 3: กำหนดจำนวนแผ่นเหล็กที่ต้องการ

ขั้นตอนที่ 4: จัดสรรความหนาของแผ่น

เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพความสมบูรณ์ของโครงสร้างถังและต้นทุน ให้จัดสรรความหนาของแผ่นที่แตกต่างกันสำหรับส่วนต่างๆ ของแต่ละถัง:

  • แผ่นเหล็กขนาด 6 มม.:ใช้สำหรับหลังคาที่มีความเครียดโครงสร้างต่ำ
  • แผ่นเหล็กขนาด 8 มม.:ใช้ทาบริเวณส่วนบนของเปลือกถัง ที่มีแรงกดปานกลาง
  • แผ่นเหล็กขนาด 10 มม.:ใช้สำหรับส่วนล่างและส่วนล่างของเปลือกหอย ซึ่งเป็นส่วนที่มีความเครียดสูงที่สุดเนื่องจากน้ำหนักของน้ำมันที่เก็บไว้

ขั้นตอนที่ 5: ตัวอย่างการจัดสรรแผ่นสำหรับแต่ละถัง

แผ่นด้านล่าง:

  • พื้นที่ที่ต้องการต่อถัง: 183.7 ตารางเมตร
  • ความหนาของแผ่น: 10มม.
  • จำนวนแผ่นต่อถัง: [183.7/13.2] จาน
  • รวมทั้งหมด 3 ถัง: 14 × 3 จาน

แผ่นเปลือกหอย:

  • พื้นที่ที่ต้องการต่อถัง: 576 ตารางเมตร
  • ความหนาของแผ่น: 10มม. (ส่วนล่าง), 8มม. (ส่วนบน)
  • จำนวนแผ่นต่อถัง: [576/13.2] จาน
    • ส่วนล่าง (10มม.):ประมาณ 22 แผ่นต่อถัง
    • ส่วนบน (8มม.):ประมาณ 22 แผ่นต่อถัง
  • รวมทั้งหมด 3 ถัง: 44 × 3 จาน

แผ่นหลังคา:

  • พื้นที่ที่ต้องการต่อถัง: 183.7 ตารางเมตร
  • ความหนาของแผ่น: 6มม.
  • จำนวนแผ่นต่อถัง: [183.7/13.2] จาน
  • รวมทั้งหมด 3 ถัง: 14 × 3 = จาน

ข้อควรพิจารณาสำหรับการคำนวณที่แม่นยำ

  • ค่าเผื่อการกัดกร่อน: รวมความหนาเพิ่มเติมเพื่อรองรับการกัดกร่อนในอนาคต
  • ของเสีย:พิจารณาถึงการสูญเสียวัสดุที่เกิดจากการตัดและการประกอบ ซึ่งโดยทั่วไปจะเพิ่มวัสดุพิเศษ 5-10%
  • รหัสการออกแบบ:เมื่อกำหนดความหนาของแผ่นและการออกแบบถัง ให้แน่ใจว่าเป็นไปตามรหัสและมาตรฐานการออกแบบที่เกี่ยวข้อง เช่น API 650

บทสรุป

การสร้างถังเก็บน้ำมันด้วยแผ่นเหล็กกล้าคาร์บอนเกี่ยวข้องกับการคำนวณที่แม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุมีประสิทธิภาพและโครงสร้างมีความสมบูรณ์ เมื่อกำหนดพื้นที่ผิวและพิจารณาความหนาของแผ่นที่เหมาะสม คุณสามารถประมาณจำนวนแผ่นที่จำเป็นในการสร้างถังที่ตรงตามมาตรฐานอุตสาหกรรมและข้อกำหนดของลูกค้าได้ การคำนวณเหล่านี้เป็นรากฐานสำหรับการสร้างถังที่ประสบความสำเร็จ ช่วยให้จัดหาวัสดุและวางแผนโครงการได้อย่างมีประสิทธิภาพ ไม่ว่าจะเป็นโครงการใหม่หรือการปรับปรุงถังที่มีอยู่ แนวทางนี้จะช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะมีโซลูชันการจัดเก็บน้ำมันที่แข็งแกร่งและเชื่อถือได้ซึ่งสอดคล้องกับแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดทางวิศวกรรม หากคุณมีโครงการถังเก็บ LNG เชื้อเพลิงการบิน หรือน้ำมันดิบใหม่ โปรดติดต่อ [email protected] เพื่อรับใบเสนอราคาแผ่นเหล็กที่เหมาะสมที่สุด