ASME B36.10 yra plačiai naudojamas šaltinis, kuriuo remiantis nustatomi plieninių vamzdžių dydžiai ir sienelės storis. ASME B36.10M (angliam plienui ir legiruotam) bei B36.19M (nerūdijančiam plienui) apima standartus, pagal kuriuos įvardijami skirtingų tipų vamzdžiai ir jų grafikai. Pramonėje vamzdžių dydžiai priklauso nuo vamzdžių tipo (pagal tai, ar tai besiūlis, ar suvirintas), grafiko numerio, sienelės storio ir svorio klasės. Pavyzdžiui, standartiniam vamzdžiui - 4" OD vamzdis bus vadinamas 4" NPS, o OCTG vamzdynui šis dydis gali būti vadinamas tik taip, kai kalbama apie konkrečias specifikacijas.
Vamzdžių svoris ir tikslumas matavimuose
Vamzdžio svoris matuojamas svarais už pėdą arba kilogramais per metrą. Reikėtų atsiminti, kad ANSI/ASME lentelėse pateikiamas „teorinis“ vamzdžio svoris, o faktinis svoris skiriasi priklausomai nuo vamzdžio dydžio tolerancijų. Vamzdžio svorio formulė: W = [{OD - WT} x WT] x 10.69, kur W - tiesinės pėdos svoris, OD - išorinis skersmuo, WT - sienelės storis. Svarbu žinoti, kad OCTG vamzdžiai dažnai žymimi pagal svorį vienai kojai, o ne tiksliai pagal grafiko numerį.
Vamzdžių gamyba ir pagrindinės rūšys
Plieniniai vamzdžiai skirstomi į dvi pagrindines kategorijas: Besiūliai vamzdžiai ir Suvirinti vamzdžiai. Yra keturi pagrindiniai plieninių vamzdžių gamybos būdai: karštojo kilnojimo (Furnace Welded, FW), elektros varžos suvirinimas (ERW), panardinamas lankinis suvirinimas (SAW) ir besiūlis (SMLS). ERW vamzdis gaminamas iš plokščių metalų, perdirbami ir suvirinami išilgai centrinės linijos, o besiūliai vamzdžiai yra be išilginių siūlių, gaminami per perforaciją ir tolesnį formavimą.
ERW vamzdžiai dažnai atitinka ASTM A53, A135, A252, A500, A795 ir API 5L specifikacijas. Daugiausia besiūlių vamzdžių specifikacijų yra A106 (aukštos temperatūros), o API 5L - naftos ir dujų perdavimo vamzdynams. Besiūlius vamzdžius dažnai palygina su užveržamais ar lituojamais produktais, kai kalbama apie sujungimus dydis ir forma.
Nerūdijančio plieno ir plieninės savybės
Nerūdijantys vamzdžiai turi bent 10,5% chromo ir gali būti gaminami kaip besiūliai arba suvirinti. 304 ir 316 klasės yra vienos iš dažniausiai naudojamų rūšių; 316 turi molibdeną ir yra atsparus korozijai bei dujoms bei jūros aplinkai. 304L ir 316L yra retai, bet naudojama dėl mažesnio anglies kiekio, pageidaujant grynam atsparumui. Besiūliai nerūdijančio plieno vamzdžiai paprastai yra A 312, A 376 specifikacijų. Grafikai nerūdijančiam plienui dažnai pažymimi kaip Sch 10S, Sch 40S ir pan., nes grafikas ne visada sutampa su anglinio plieno grafiku.
Nerūdijančio plieno vamzdžiai pritaikomi įvairioms aplinkoms: cheminėms gamykloms, naftos perdirbimo įmonėms, maisto pramonėje ir kt. Duplex klasės vamzdžiai (pvz., 2205, 2507) pasižymi didesniu tvirtumu ir atsparumu įtrūkimams. Suvirintini nerūdijančio plieno vamzdžiai dažnai naudojami dėl dideles atsparumo korozijai ir aukštos temperatūros darbo pobūdžio, o besiūliai - dėl mažesnės rizikos siūlių ir didesnės ilgaamžiškumo.
Matmenų žymėjimas ir konversijos
Vandens, dujų, naftos ar statinės konstrukcijos vamzdžiai žymimi naudojant vardinį skersmenį (NB) arba nominalų dydį (NPS) ir gali būti žymimi dar kaip DN (nominalusis skersmuo) milimetrais. NPS - amerikietiškoji sistema, kurioje dydis matuojamas coliais; DN - metrinė sistema, kurioje dydis matuojamas milimetrais. DN konvertuojama į NPS pagal DN = 25 x NPS. Tiesioginės konversijos yra tiksliai reglamentuotos ASME B36.10M su papildomais niuansais dėl grafiko, ypač didesniems vamzdžiams.
Vamzdžio grafikas (Sch) nurodo sienelės storį: Sch 40, Sch 80, Sch 160, XXS ir kt. Grafiko numeris didėja, kai sienelės storis didėja. Paprastai Sch40 laikomas standartiniu, o Sch80 - labai stipriu, skirtu aukšto slėgio ir temperatūros pramonei. Ryšys tarp sienelės storio ir slėgio įvertinimo gali būti apytiksliai išreikštas Barlow formule: P = 2 S t / D, kur P - vidinis slėgis, S - leistinas įtempis, t - sienelės storis, D - išorinis skersmuo. Pavyzdžiui, 4 colių SCH 40 A106 Gr.B vamzdžio, OD 114,3 mm, sienelė 6,02 mm, darbinis slėgis yra apie 14,5 MPa.
Standartai ir jų pasiskirstymas
Tarptautiniai standartai reglamentuoja vamzdžių matmenis ir kokybę. ASTM serijos: A106 (besiūlis aukštai temperatūrai), A53 (suvirintas ir besiūlis anglinis plienas), A333 (žemas temperatūra), A335 (legiruotas plienas), A179 (šilumokaičiai), A312/A358 (nerūdijantis plienas). API standartai reglamentuoja naftos ir dujų pramonės vamzdynus, įskaitant API 5L (vamzdynų linijos) ir API 5CT (rūdos). EN, JIS/Iso, GB/T standartai naudojami Europoje, Japonijoje bei Kinijoje. Galutinis pasirinkimas priklauso nuo darbo aplinkos, temperatūros, slėgio ir cheminio saugumo poreikių.
Vamzdžio galų paruošimas yra svarbus suvirinimo kokybei. Pjovimo metodai gali būti oksikuri, plazminiai, juostiniai pjūklai ar lazeris. Įvairūs užpakalio kampų tipai - V-kampis, J-kampis, U-nuožulny, kvadratinis - naudojami atsižvelgiant į vamzdžio paskirtį. ASME B16.25 nustato standartinį kampą - 37,5 laipsnius su 1,6 mm šaknies paviršiumi. Terminis apdorojimas gali būti normalizavimas, grūdinimas, atkaitinimas ir kt., priklausomai nuo medžiagos tipo (ypač nerūdijančio plieno arba legiruotųjų vamzdžių P- serijų).
Vamzdžių dangos ir kokybės užtikrinimas
APIE dangas: Fusion Bonded Epoxy (FBE), 3LPE, 3LPP, cementinis pamušalas ir pan. Dangos mažina koroziją ir pagerina ilgaamžiškumą. Kokybės užtikrinimas apima NDT bandymus (UT, RT, MT, PT), hidrostatinį testavimą, mechaninius bandymus, įskaitant tempimą, kietumą ir smūgio atsparumą. Šiame procese svarbu užtikrinti tikslų matmenų valdymą (A 179, A 213, A 249 šilumokaičiams; A 312/A 358 nerūdijančiam plienui).
Kilmes ir globalus tiekimas
Kinija yra viena didžiausių plieninių vamzdžių gamintojų pasaulyje, eksporto mastai viršija 200 šalių. Pagrindiniai pranašumai - konkurencinga kaina per integruotas gamyklas, nuosekliai laikosi tarptautinių standartų (ASTM, API, EN, JIS, GB) ir geras pristatymo laikas. Renkantis tiekėją patartina atlikti gamyklos auditą, užtikrinti trečiosios šalies sertifikatus (SGS, BV, Intertek) ir gauti MTC su atsekamais šilumos skaičiais.
Matmenų pavyzdžiai ir praktiniai pavyzdžiai
- “NPS 6 colių, 40 priedas, ASTM A106 B klasė, 6 metrų ilgis” - išsami plieninio vamzdžio aprašo nuoroda, kurio vardinis skersmuo 6 coliai, grafikas 40, klasė A106 B, ilgio parametras - 6 metrai.
- DN50 (50 mm) - konversija į NPS: DN = 25 x NPS; tokios konversijos užtikrina, kad vamzdžio dydis atitiktų skirtingų regionalių standartų poreikius.
- Sch 40 ir Sch 80 - populiariausi grafikai, skirti bendram pramoniniam naudojimui bei aukšto slėgio darbams.
Trumpa praktinė apžvalga: pasirinkite grafiko Sch dydį, atsižvelgdami į darbo slėgį ir temperatūrą; pasirinkite NPS/DN dydį pagal vietinį standartą; įsitikinkite, kad naudojate atitinkamas specifikacijas (A106 B, API 5L, A53 ir kt.), o galutinis sprendimas - pagal konkrečią pramonės sritį ir darbo sąlygas. Nerūdijančio plieno vamzdžiai (304, 316, 304L, 316L) suteikia didesnį atsparumą korozijai ir ilgaamžiškumą, tačiau jų kaina dažnai didesnė nei anglinio plieno analogų. Besiūliai vamzdžiai (A106 B, A335 P5-P92) dažnai užtikrina aukštesnį slėgį ir temperatūrą, o suvirinti vamzdžiai (A53, API 5L) yra dažnai lengviau pateikti didesnio skersmens ir mažesnės kainos sprendimus.
Apibendrintai pasirinkimas tarp besiūlio (ERW, SMLS) ir suvirinto vamzdžio priklauso nuo darbo sąlygų, kainos ir tiekimo lanksčių galimybių. Galiausiai vamzdis - sudėtinė plokštė, sudedanti infrastruktūrą visose pramonės šakose: nuo energijos išsivystymo iki vandens tiekimo ir naftos chemijos pramonės.