Principios para la selección de materiales de tubería de acero de uso común para tuberías a presión:
Al diseñar tuberías de presión, después de determinar el diámetro de la tubería mediante cálculo, se debe seleccionar el material de la tubería. El uso de materiales de tubería de uso común para tuberías de presión está determinado por las condiciones de operación (como la presión y la temperatura) del medio transportado y las características del medio en estas condiciones.
La selección incorrecta de materiales puede causar desperdicio o enterrar peligros ocultos de accidentes. Por ejemplo, se pueden usar tuberías de materiales comunes y se usan tuberías de materiales más costosos, lo que aumenta la inversión de capital innecesaria. El uso de acero al carbono en las ocasiones en que hay acero inoxidable resistente a los ácidos afectará directamente el funcionamiento normal de la tubería de presión, e incluso dejará la pesadilla. Por lo tanto, al seleccionar el material de la tubería, el diseñador debe comprender primero el tipo, la especificación, el rendimiento y el alcance de uso de la tubería. Es mejor investigar la aplicación de la tubería en otras tuberías de presión similares y luego determinar la material de la tubería de acuerdo con los siguientes principios.
(1) Tubería preferida
Al seleccionar los materiales de las tuberías, generalmente se deben considerar primero los materiales metálicos, y los materiales no metálicos deben considerarse cuando los materiales metálicos no son aplicables. Se prefieren las tuberías de acero para los materiales metálicos, y los materiales metálicos no ferrosos se considerarán más adelante. Entre las tuberías de acero, se debe considerar primero el acero al carbono y se debe usar
acero inoxidable cuando no sea aplicable. Al considerar los materiales de acero al carbono, primero considere los tubos de acero soldados y luego elija los tubos de acero sin costura cuando no corresponda.
(2) La influencia de la presión media
Cuanto mayor sea la presión del medio de transporte, más gruesa será la pared de la tubería y mayores serán los requisitos para el material de la tubería.
Cuando la presión media es superior a 1,6 MPa, se pueden utilizar tubos de acero sin costura o tubos de metal no ferroso. Cuando la presión es muy alta, como en la producción de amoníaco sintético, urea y metanol, la presión de algunas tuberías es de hasta 32 MPa. Generalmente, se utilizan tuberías de acero sin costura de alta presión de 20 # o 15CrMo. Los tubos del equipo de vacío y los tubos de oxígeno cuando la presión es superior a 10 MPa generalmente utilizan tubos de cobre y tubos de latón.
Cuando la presión media es inferior a 1,6 MPa, se pueden considerar tubos de acero soldados, tubos de hierro fundido o tubos no metálicos. Sin embargo, la presión de la tubería de hierro fundido que soporta el medio no debe ser superior a 1.0MPa. La presión media que puede soportar la tubería no metálica está relacionada con la variedad de materiales no metálicos, como las tuberías de cloruro de polivinilo no plastificado, cuya presión de trabajo es menor o igual a 1.6MPa; las tuberías de polipropileno reforzado, cuya presión de trabajo es menor. igual o superior a 1.0MPa; tuberías de ABS, cuya presión de trabajo sea menor o igual a 1.0MPa. Menor o igual a 0.6MPa.
Para las tuberías de agua, cuando la presión del agua es inferior a 1.0 MPa, generalmente se usa la tubería de acero soldada de Q235A; cuando la presión del agua es superior a 2.5 MPa, generalmente se usa la tubería de acero sin costura de 20 #.
(3) La influencia de la temperatura media
Los tubos de diferentes materiales son adecuados para diferentes rangos de temperatura. Para hidrógeno con una presión de 1.0MPa, cuando la temperatura del hidrógeno es inferior a 350 ℃, generalmente se usa tubería de acero sin costura 20 #, y cuando la temperatura del hidrógeno está en el rango de 351 ~ 400 ℃, la tubería de acero sin costura 15CrMo o 12CrMo es generalmente utilizado.
(4) La influencia de las propiedades químicas del medio
Transporte de diferentes medios, utilizando diferentes tuberías. Algunos medios son neutros y generalmente no requieren materiales altos, por lo que se pueden seleccionar tuberías de acero al carbono ordinarias; algunos medios son ácidos o alcalinos, y se deben seleccionar tuberías resistentes a ácidos o álcalis. El ácido fuerte y el álcali fuerte y el ácido débil y el álcali débil tienen diferentes requisitos para el uso de tuberías. El mismo ácido o álcali tiene diferentes requisitos para el material de la tubería con diferentes concentraciones. Para transportar agua y vapor de agua, las tuberías de acero al carbono son suficientes. Por ejemplo, en la planta de urea, las tuberías para transportar dióxido de carbono generalmente utilizan tuberías de acero inoxidable Dado que el dióxido de carbono se encuentra con el agua para formar ácido carbónico, el ácido carbónico tiene un efecto corrosivo en las tuberías de acero en general. Por ejemplo, las tuberías de acero al carbono se pueden utilizar para humear el ácido sulfúrico, pero las tuberías de acero al carbono no deben utilizarse para el ácido sulfúrico diluido. Debido a que el ácido sulfúrico diluido y el acero al carbono pueden reaccionar químicamente y corroer el acero al carbono, se pueden utilizar tuberías de duraluminio.
(5) La influencia de la función del propio tubo
Además de la función de transportar el medio, algunas tuberías también tienen la función de absorción de impactos, coeficiente de expansión y contracción térmica y la función de movimiento frecuente en condiciones de trabajo, como gas de petróleo licuado civil, oxígeno y gas acetileno. En algunas partes, las mangueras de caucho trenzado de alambre de acero de alta presión se utilizan a menudo para las tuberías, en lugar de tuberías de acero duro que son incómodas para mover.
(6) La influencia de la caída de presión
Después de la selección inicial del material de la tubería, se debe calcular la caída de presión de la tubería para determinar el diámetro interior de la tubería. A través del cálculo de la caída de presión, vea si el material seleccionado cumple con los requisitos. Especialmente al seleccionar inicialmente tuberías de plástico, se debe prestar más atención a la revisión de la caída de presión.
En el cálculo de tuberías de presión, en el diseño de ingeniería, el balance de materiales, el balance de energía y el cálculo de equipos generalmente se llevan a cabo de acuerdo con la escala de producción, y el caudal de material se determina inicialmente. Y consulte la información relevante, asuma una tasa de flujo de material, calcule el diámetro interno de la tubería, verifique el manual o estándar, seleccione la tubería estándar, generalmente el diámetro interno de la tubería estándar seleccionada debe ser igual o ligeramente mayor que el diámetro interior calculado de la tubería. Luego calcule la caída de presión de la tubería.
Tubería de acero sin costura 20 #: El acero 20 en # 20 se refiere al contenido de carbono, y el contenido de carbono es del 0,2%, que es un acero con bajo contenido de carbono. El límite elástico es de 245Mpa y la resistencia a la tracción es de 410Mpa.
