Podczas określania rury dla nowego projektu pierwsze rozwidlenie dróg rzadko jest pytaniem na ocenę - jest to pytaniepodstawowe-istotne pytanie: stal nierdzewna czy stal węglowa? Obydwa przenoszą płyn i gaz, oba są dostępne w formie bezszwowej i spawanej, a oba są mierzone w harmonogramach i calach. Jednak w terenie zachowują się zupełnie inaczej, a niewłaściwy wybór może kosztować fortunę na początku (w przypadku-specyfikacji stali nierdzewnej) lub fortunę później (przestoje spowodowane korozją stali węglowej). W tym przewodniku omówiono te dwa wymiary, które faktycznie decydują o specyfikacji.
1. Czym właściwie jest każda rura
Rura ze stali węglowej
Rura ze stali węglowej jest stopem żelaza z węglem (w przybliżeniu0,05–1,5% węgla, z manganem, krzemem i śladami siarki/fosforu) izasadniczo nie zawiera chromu(zazwyczaj<0.5%, far below the 10.5% threshold that defines stainless). Its corrosion resistance comes only from a thin, unstable iron-oxide film that forms in air - which is why bare carbon steel rusts quickly in moisture. Common grades include A53, A106, API 5L, A500 and A333 (low-temp). It is produced as seamless (hot-rolled billet) or welded (ERW/LSAW/SSAW).
Rura ze stali nierdzewnej
Rura ze stali nierdzewnej jest z definicji stalą bogatą w chrom--Większa lub równa 10,5% chromu-, który tworzy-samonaprawiającą się, gęstą warstwę pasywną Cr₂O₃. W momencie zarysowania powierzchni w obecności tlenu, powłoka ulega odkształceniu, dlatego stal nierdzewna jest odporna na rdzę. W obrębie stali nierdzewnej znajdują się rodziny:austenityczny(304/L, 316/L, 317L, 310S, dupleks 2205/2507),ferrytyczny(430) imartenzytyczny(410). W rurociągach komercyjnych dominują gatunki austenityczne i duplex zgodne z ASTM A312, A213, A269, A789/A790 (duplex) i A358/A778 (spawane).
| Atrybut | Rura ze stali węglowej | Rura ze stali nierdzewnej |
|---|---|---|
| Zawartość chromu | < 0.5% (none intentionally) | Większy lub równy 10,5% (zwykle 11–26%) |
| Film pasywny | Nie (rdzewieje pod wpływem wilgoci) | Tak, -samonaprawiająca się-warstwa Cr₂O₃ |
| Typowe stopnie | A53, A106, API 5L, A500, A333 | 304/L, 316/L, 317L, 310S, 2205, 2507 |
| Względny koszt materiału | 1× (wartość bazowa) | 3×–6× |
| Gęstość | ~7,85 g/cm3 | ~7,9–8,0 g/cm3 (podobnie) |
2. 8 wymiarów decydujących o specyfikacji
| Wymiar | Stal węglowa | Stal nierdzewna |
|---|---|---|
| Odporność na korozję | Uboga w wilgoć/substancje chemiczne; wymaga pokrycia, pomalowania lub zabezpieczenia katodowego | Doskonała odporność na wilgoć, wiele substancji chemicznych i chlorków (w zależności od-klasy) |
| Wytrzymałość | Wysoka wydajność w stosunku do ceny; lepsza wytrzymałość-w stosunku do-kosztu w temperaturze otoczenia | Porównywalna lub wyższa wydajność (duplex 2205 ~ 2× 316L); mocniejszy na wagę w warunkach korozji |
| Waga | ~7,85 g/cm3 - nieznacznie lżejszy | ~7,9–8,0 g/cm3 - zasadniczo równe |
| Koszt | Niski materiał + niski koszt produkcji | 3×–6× koszt materiału; podobna wytwórnia |
| Spawalność | To proste, z kontrolą podgrzewania-przed i po obróbce grubszych fragmentów | Łatwe w przypadku serii 300-; niskoemisyjne gatunki „L” pozwalają uniknąć uczulenia; wymaga oczyszczenia w przypadku niektórych spoin |
| Zakres temperatur | Dobry; A333 do zastosowań kriogenicznych, ale traci wytrzymałość powyżej ~400 stopni | 316L do ~800 stopni, 310S do ~1150 stopni w trybie ciągłym; istnieją stopnie kruchości |
| Konserwacja / życie | Ponowne malowanie + kontrola; krótsza żywotność w korozji | Prawie-zero konserwacji; dziesięciolecia służby |
| Higiena / łatwość czyszczenia | Nie nadaje się do żywności/farmaceutyki bez podszewki | Nie-porowaty, nadający się do czyszczenia, zgodny z wymogami FDA/3-A |
3. ZaletyRura ze stali węglowej
Stal węglowa ma swoje miejsce w większości systemów rurociągów na całym świecie z jasnych powodów:
Najniższy koszt instalacji.Materiał i produkcja są znacznie tańsze, a w przypadku usług suchych, czystych lub zakopanych-i-powlekanych jest to ekonomiczne rozwiązanie domyślne.
Wysoka wytrzymałość w przeliczeniu na dolara.W przypadku zastosowań konstrukcyjnych i-wysokociśnieniowych,-nie korozyjnych, stal węglowa zapewnia większą granicę plastyczności w ramach budżetu niż jakikolwiek inny gatunek stali nierdzewnej.
Doskonały do ochrony przeciwpożarowej, wodnej, parowej i konstrukcyjnej.Rura tryskaczowa A53/A135, linie parowe A106, linie przesyłowe API 5L i rury strukturalne A500 są dojrzałe, dostępne w dużych ilościach i można je szybko pozyskać.
Łatwe do powlekania i linii.Pokryta-cementem, pokryta-epoksydem i ocynkowana stal węglowa zapewnia ekonomiczną wodę pitną i usługi podziemne.
Brak ryzyka dostaw chromu.Brak narażenia na zmienność cen niklu/chromu, która wpływa na ceny stali nierdzewnej.
4. ZaletyRura ze stali nierdzewnej
Stal nierdzewna uzasadnia swoją premię tam, gdzie dominuje korozja, higiena lub koszty cyklu życia:
Odporność na korozję utrzymująca się przez dziesięciolecia.Folia pasywna odprowadza wilgoć, wiele kwasów i chlorków, - eliminując powtarzające się programy powlekania i kontroli.
Niższy całkowity koszt posiadania.Chociaż materiał jest 3×–6× droższy, brak konserwacji antykorozyjnej, przestojów i wczesnej wymiany często powoduje, że stal nierdzewna jest tańsza w horyzoncie 20–30 lat.
Ocena-wybrana dla medium.304/L do zastosowań ogólnych,316/L z PREN ≈ 25dla przemysłu morskiego/chemicznego,317L (PREN ≈ 29–31)dla większej odporności na kwasy/chlorki, 310S dla ciepła ~1150 stopni idupleks 2205 (PREN ≈ 34–35)do wody morskiej i dużej wytrzymałości.
Higieniczne i łatwe do czyszczenia.Obowiązkowe w liniach spożywczych, napojów, mleczarskich, farmaceutycznych i półprzewodników (3-A, FDA, ASME BPE).
Opcje wysokotemperaturowe-i kriogeniczne.Od obsługi pieca 310S po kriogeniczne gatunki LNG, osłony ze stali nierdzewnej są w stanie sprostać ekstremalnym wymaganiom stali węglowej.
5. Gdzie należy określić każdy z nich
Określ stal węglową, gdy…
Medium jest czyste, suche lub kompatybilne z powłoką/wykładziną (tryskacze przeciwpożarowe, HVAC, konstrukcyjne, podziemne wodociągi).
Podstawowym ograniczeniem jest budżet, a korozję kontroluje się poprzez powlekanie i ochronę katodową.
Usługa obejmuje transmisję o dużej-objętości i niskiej-korozyjnej transmisji (linie gromadzenia ropy i gazu API 5L, para, niekorozyjna-woda procesowa).
Rury konstrukcyjne (A500), gdzie wygląd i korozja mają drugorzędne znaczenie w stosunku do obciążenia.
Określ stal nierdzewną, gdy…
Medium jest żrące: kwasy, chlorki, woda morska, wybielacze, siarczki lub dowolna kombinacja wilgoci, tlenu i zanieczyszczeń.
Higiena ma znaczenie: żywność, farmacja, nabiał, piwo, kosmetyki, czysta-woda i półprzewodniki.
Koszt cyklu życia przewyższa pierwszy koszt: zakłady zlokalizowane na morzu, oddalone lub-trudne do-zamknięcia-instalacji, w których wyciek jest katastrofalny.
Występuje wysoka lub kriogeniczna temperatura albo projekt wymaga-cienkiej ściany o wysokiej wytrzymałości (dupleks).
6. Standardy w skrócie
| Zamiar | Stal węglowa | Stal nierdzewna |
|---|---|---|
| Bezszwowa rura | A106, A53, API 5L, A333 | A312, A213, A269, A789/A790 |
| Spawana rura | A53, API 5L, A500, A252 | A312, A358, A778, A928 (CLAD/EFW) |
| Rura konstrukcyjna | A500, A501 | A554 (mechaniczny) |
| Niska-temperatura | A333 | Gatunki kriogeniczne 316/304 |
| Wysoka-temperatura | Ograniczone powyżej ~ 400 stopni | 310S, 321, 347 (do ~1150 stopni) |
Często zadawane pytania
Czy rura ze stali nierdzewnej jest mocniejsza niż rura ze stali węglowej?
Nie automatycznie. W przeliczeniu na- dolara stal węglowa jest mocniejsza, ale pod względem-wagi i korozji-usługi stal nierdzewna (zwłaszcza duplex 2205) może być mocniejsza. Granica plastyczności różni się bardziej w zależności od gatunku niż rodziny podstawowej.
Dlaczego rury ze stali nierdzewnej są o wiele droższe?
Zawiera 10,5–26% chromu oraz niklu, molibdenu i innych stopów, a jego topienie wymaga-energochłonności i podlega bardziej rygorystycznej kontroli jakości. Koszt materiału to zazwyczaj stal węglowa 3 × – 6 ×, chociaż koszt produkcji jest podobny.
Czy rury ze stali węglowej można stosować do wody pitnej?
Tak, jeśli jest odpowiednio wyłożony lub pokryty (-cementem, żywicą epoksydową lub ocynkowany). W przypadku odsłoniętych lub higienicznych systemów wody pitnej preferowana jest stal nierdzewna 304/L ze względu na łatwość czyszczenia i trwałość.
Co trwa dłużej?
W zastosowaniach powodujących korozję lub w warunkach higienicznych stal nierdzewna z łatwością wytrzymuje o dziesięciolecia stal węglową przy niemal{{0}zero zerowych wymaganiach konserwacyjnych. W przypadku pracy na sucho, z powłoką i o niskiej-korozyjnej obróbce stal węglowa sprawdza się dobrze przez cały okres użytkowania za ułamek ceny.
Czy mogę spawać stal nierdzewną ze stalą węglową?
Tak, stosując kompatybilne wypełniacze (np. 309L/309Mo), aby zniwelować chemię - powszechnie występującą w złączach przejściowych i okładzinach. Właściwa procedura zapobiega migracji węgla i uczuleniu.
