Как рассчитать толщину стенки трубы Duplex 2205?

В разделе 304.1.2 ASME B31.3 приведено одно уравнение толщины стенки:

t=(P × D) / [2(SEW + PY)]

Уравнение идентично для углеродистой стали, аустенитной нержавеющей стали и дуплексной нержавеющей стали. Что меняется, так это данные о материале, введенные в него. ДляUNS S32205 (Дуплекс 2205), три значения отличаются от значений, которые большинство инженеров используют по умолчанию (316L или углеродистая сталь):

Для тех же условий эксплуатации (8 дюймов NPS, 15 бар, 50 градусов) подача неправильных значений S, W и Y может сместить расчетную толщину стенки на 15–30 % - ошибка данных чистого материала, а не реальная инженерная разница.

S32205 Свойства материала, которые определяют расчеты

Рабочий пример: линия закачки морской воды NPS диаметром 8 дюймов.

Условия эксплуатации (типичный оффшор Saudi Aramco):

Жидкость: фильтрованная морская вода, Cl⁻ ≈ 19 000 ppm.

Design pressure P: 15 bar (1.5 MPa)

Расчетная температура Т: 50 градусов

Труба: 8″ NPS, НД 219,1 мм

Материал: UNS S32205, ASTM A790 бесшовный.

Шаг 1 - Извлеките данные о материале под углом 50 градусов:

S=205 МПа (Таблица A-1M, меньше или равно 38 градусам; снижение при 50 градусе отсутствует)

E=1.00 (бесшовный)

W=1.00 (дуплексная нержавеющая сталь, таблица 302.3.5(e))

Y=0.4 (ферритный/дуплексный, таблица 304.1.1)

Шаг 2 - Рассчитайте минимальную необходимую толщину стены:

t = (1.5 × 219.1) / [2(205 × 1.00 × 1.00 + 1.5 × 0.4)] t = 328.65 / [2(205 + 0.6)] t = 328.65 / 411.2 t = 0,80 мм

Это минимальное-расчетное давление. График необходимо выбирать после добавления припуска на коррозию и допуска стана.

Допуск на коррозию: более серьезная движущая сила, чем давление в морской воде

Для морской воды: около=3.0 мм.

Выбор спецификации с допуском фрезы

Бесшовная труба ASTM A790 имеет±12,5% допуск мельницыпо толщине стены. Чтобы самая тонкая точка соответствовала дизайну:

t_nominal Больше или равно (t + ca) / 0,875 t_nominal Больше или равно (0.80 + 3.00) / 0,875 t_nominal Больше или равно4,34 мм

Результат: Sch 40S для закачки морской воды диаметром 8 дюймов S32205 при давлении 15 бар / 50 градусов / ок. 3,0 мм.

Если расчетное давление возрастает до 30 бар (глубоководная закачка), t=1.59 мм, t_номинальное значение больше или равно 5,25 мм - Sch 40S продолжает работать.В этом диапазоне давлений график определяет допуск на коррозию, а не давление.

Когда выходить за пределы 2205 года

Расчет толщины стенки имеет значение только в том случае, если выбран правильный материал. Неправильный сплав, никакой график не компенсирует.

S31803 или S32205 - Какой из них вы на самом деле получаете?

В современных закупках по умолчанию используется S32205, но в устаревших P&ID все еще может указываться S31803. Допустимое напряжение различается:

Для работы при давлении 8 дюймов / 15 бар / Sch 40S обе марки попадают в один и тот же график. Для тонкостенных-высокого-давления (например, 6″ Sch 10S при 40 бар) разница может сдвинуть график на один шаг.Всегда подтверждайте UNS на MTC перед выполнением расчета.

Часто задаваемые вопросы

В1: Каково базовое допустимое напряжение для S32205 при температуре 200 градусов?

A: 190 МПа по ASME B31.3, таблица A-1M (по сравнению с 205 МПа при угле менее или равном 38 градусам). При 250 градусах S=186 МПа; при 300 градусах, S= 182 МПа. При температуре выше 300 градусов риск выпадения σ-фазы обычно исключает 2205 из проекта B31.3.

Вопрос 2. Почему W=1.00 означает дуплексную нержавеющую сталь?

A: В таблице 302.3.5(e) ASME B31.3 дуплексные нержавеющие стали перечислены наряду с ферритной нержавеющей сталью с W=1.00.. Это отражает то, что квалифицированные сварные швы в дуплексе имеют полную прочность основного-металла при правильном-отжиге и травлении на раствор. Это преимущество перед аустенитом 300-й серии, где W колеблется от 0,85 до 1,00 в зависимости от рентгенологического исследования.

Вопрос 3: Является ли допуск на коррозию 3,0 мм чрезмерным для морской воды?

О: Это стандартное значение для модели 2205 без футеровки и покрытия, предназначенной для закачки морской воды. NORSOK M-506 и Saudi Aramco 32-SAMSS-005 используют для этой услуги толщину 3,0 мм. Операторы, использующие катодную защиту плюс онлайн-мониторинг коррозии, иногда сокращают ее до 2,0 мм, но для этого требуется документально подтвержденная надежность системы CP и бюджет на постоянный мониторинг.

Вопрос 4: Могу ли я использовать Sch 10S с онлайн-мониторингом коррозии вместо Sch 40S?

A: Номинальный порог 4,34 мм не включает Sch 10S (4,19 мм). Онлайн-мониторинг не меняет требования к допускам стана. Если проектная основа допускает снижение надежности и затрат на проверку со стороны оператора-, некоторые операторы принимают Sch 10S -, но это не является стандартом по умолчанию для крупных операторов Ближнего Востока.

Вопрос 5: Какова максимальная расчетная температура для 2205 в B31.3?

A: 300 градусов, ограничено выделением фазы σ- в диапазоне 250–300 градусов. ASTM A923 Метод C обнаруживает вредные интерметаллические фазы. Для продолжительной работы при температуре выше 250 градусов рассмотрите сплав 2507 (S32750) или никелевые сплавы.

Нужна бесплатная расценка и образец?

Отправьте список линий (характеристики трубы, расчетное давление, расчетная температура, жидкость) наmarket@htpipe.com. Мы вернем расчет толщины стен, рекомендуемый график и план сертификации материалов в течение 24 часов. Компания HUITONG имеет в наличии бесшовные трубы S32205 DN15–DN600. WhatsApp: +86-19339900201.

Свяжитесь сейчас