Panoramica
Tubo in acciaio al carbonio resistente all'abrasioneè un termine commerciale ampio per tubazioni in acciaio progettate per resistere a un servizio erosivo o abrasivo meglio dei tubi normali. Non è un grado di materiale ASTM o ASME universale. Le soluzioni possono includere tubi fabbricati con piastre resistenti all'abrasione, acciaio al carbonio più spesso con tolleranza alla corrosione/erosione, superfici interne con rivestimento duro, rivestimenti in lega, rivestimenti in gomma o ceramica, sistemi in poliuretano o sezioni soggette ad usura sostituibili.
La soluzione corretta dipende da cosa causa l'usura. La dimensione delle particelle del liquame, la durezza, la forma, la concentrazione, la velocità, l'angolo di impatto, il regime di flusso, la temperatura, la corrosione e la geometria della tubazione influenzano tutti la perdita di materiale. Un'etichetta di durezza "AR400" o simile fornita da un produttore di piastre non costituisce, di per sé, una specifica completa delle tubazioni e non deve essere trattata come tale.
Perché è importante per i componenti delle tubazioni
L'usura è raramente uniforme. Gomiti, raccordi a T, riduttori, intersezioni di diramazioni, scarichi di pompe, strozzature e cambiamenti di elevazione possono subire un'usura locale molto maggiore rispetto ai tubi diritti. Un progetto che aggiorna un tubo diritto ma lascia invariati i gomiti standard potrebbe comunque fallire prima a livello dei raccordi.
Anche l'abrasione e la corrosione possono interagire. Un acciaio più duro può resistere al taglio delle particelle ma corrodersi comunque nel fluido vettore. Al contrario, un rivestimento resistente alla corrosione potrebbe non sopravvivere alle particelle ad alto impatto. Il sistema dovrebbe essere valutato per la combinazione erosione-corrosione quando entrambi i meccanismi sono possibili.
La fabbricazione aggiunge un altro vincolo. Le piastre ad elevata durezza possono avere requisiti speciali di taglio, formatura, preriscaldamento, materiali di consumo, apporto di calore e controllo dell'idrogeno da parte del produttore della piastra. Tali istruzioni devono essere integrate nella procedura di saldatura anziché copiate dalla normale pratica dei tubi in acciaio al carbonio.
Metodi, parametri o processo
| Approccio al controllo dell’usura | Forza | Principale limitazione da verificare |
|---|---|---|
| Acciaio al carbonio convenzionale più spesso | Fabbricazione semplice e sostituzione prevedibile | Peso maggiore e può comunque usurarsi rapidamente nelle zone di impatto |
| Tubo in lamiera resistente all'abrasione | Maggiore durezza per usura da scorrimento/impatto | La procedura di formatura e saldatura deve essere adatta al tipo di lamiera |
| Rivestimento duro/rivestimento di saldatura | Protezione dall'usura localizzata | Schema fessurativo, diluizione, saldabilità, strategia di riparazione |
| Rivestimento in ceramica | Eccellente durezza e resistenza all'usura | Impatto, incollaggio, dettagli dei giunti, temperatura, fragilità |
| Fodera in gomma | Ottimo per liquami selezionati e servizi di impatto | Temperatura, compatibilità chimica, resistenza al taglio/strappo |
| Fodera in poliuretano | Protezione polimerica resistente in servizi selezionati | Temperatura, chimica, adesione, spessore |
| Fodera in lega/rivestita | Combina guscio strutturale e superficie resistente | Costo, complessità di fabbricazione, saldature di transizione |
Separa un utile ripasso tecnicodurezzadatenacitàEsaldabilità. Una durezza molto elevata non è automaticamente la migliore se il tubo deve essere formato saldamente a freddo, saldato in modo estensivo o esposto a urti che possono causare fessurazioni. Dovrebbero essere utilizzati i dati specifici del prodotto forniti dal produttore dell'acciaio o del rivestimento.
Per i sistemi con liquame, la modellazione dell'usura e la cronologia del campo sono spesso più preziose delle classifiche generiche dei materiali. Se l'impianto dispone di dati di monitoraggio dello spessore, utilizzarli per identificare le zone ad alta usura e indirizzare gli aggiornamenti.
Lista di controllo dei fornitori e delle ispezioni
- Descrivere i solidi trasportati, il fluido trasportatore, l'intervallo di concentrazione, la temperatura e la velocità.
- Fornire informazioni sulla distribuzione delle dimensioni delle particelle e sulla durezza/minerali, se disponibili.
- Identificare i punti di usura noti e la durata prevista.
- Specificare se la soluzione è lastra AR, overlay, ceramica, gomma, poliuretano o altro sistema.
- Per la lamiera AR, richiedere l'esatta qualità/specifica e spessore del produttore.
- Ottieni indicazioni sulla fabbricazione e sulla saldatura per il materiale selezionato.
- Qualificare le procedure di formatura e saldatura ove richiesto.
- Controllare la rotondità del tubo, la qualità della giunzione, lo spessore della parete/rivestimento e le dimensioni delle estremità.
- Ispezionare la continuità del rivestimento o del rivestimento utilizzando il metodo specificato dal progetto.
- Definire le procedure di riparazione per giunti sul campo e superfici soggette a usura danneggiate.
- Pianificare le posizioni di monitoraggio dello spessore per il servizio.
- Verificare la progettazione della pressione separatamente dalla resistenza all'usura; la durezza da sola non stabilisce la valutazione della pressione.
Applicazione a raccordi per tubi, valvole e flange
I gomiti sono spesso i componenti più importanti nel servizio abrasivo perché le particelle cambiano direzione e possono avere un impatto sul raggio esterno. Le opzioni includono gomiti più spessi, geometria a lungo raggio, curve a induzione, riporti duri, gomiti antiusura fusi, gomiti rivestiti in ceramica o pezzi di bobina sostituibili a seconda del sistema.
I riduttori e i T creano anche accelerazione locale, ricircolo o impatto. Le transizioni del rivestimento dovrebbero evitare passaggi bruschi che possono concentrare l'usura.
Le valvole nel servizio con liquame richiedono un'attenzione particolare alle sedi, al rivestimento, ai passaggi del corpo e agli spazi liberi. Un tubo resistente all'usura collegato a una valvola standard a sede morbida può spostare il punto di guasto nella valvola.
Le flange e le guarnizioni devono essere disposte in modo che il rivestimento o la superficie soggetta a usura passino in modo pulito attraverso il giunto. I sistemi rivestiti potrebbero richiedere facce della flangia speciali, dettagli di fissaggio o una selezione di guarnizioni definita dal fornitore del sistema.
Domande frequenti
I tubi in acciaio al carbonio resistenti all'abrasione sono di qualità standard?
No. Si tratta di una categoria di prodotti ampia. La specifica effettiva può essere un grado di piastra resistente all'abrasione brevettato, un tubo standard in acciaio al carbonio con protezione antiusura aggiuntiva o una costruzione rivestita/sovrapposta.
Una maggiore durezza significa sempre una maggiore durata?
No. La durata dell'usura dipende dal meccanismo di usura, dall'impatto, dalla tenacità, dalla corrosione, dalla qualità di fabbricazione e dalla geometria. Una durezza eccessiva può anche complicare la formatura e la saldatura.
I gomiti sono più vulnerabili dei tubi diritti?
Spesso sì nel servizio con liquami e solidi perché le particelle cambiano direzione in corrispondenza dei gomiti, ma i modelli di usura effettivi dipendono dal flusso e dalla geometria. I dati sullo spessore del campo devono essere utilizzati quando disponibili.
È possibile valutare la pressione dei tubi resistenti all'usura?
Sì, ma la progettazione della pressione deve essere stabilita in base al materiale strutturale di mantenimento della pressione, alle dimensioni, al codice di progettazione, alla qualità della saldatura e alle proprietà consentite. Un'etichetta di resistenza all'usura da sola non stabilisce la valutazione della pressione.
Passaggi successivi
Per una richiesta di offerta, fornire i dati operativi e la durata di usura prevista anziché richiedere solo "tubi resistenti all'abrasione". Chiedere ai fornitori di indicare l'esatto materiale strutturale, lo strato di usura o il rivestimento, il processo di fabbricazione, il metodo di saldatura/giunzione sul campo, il piano di ispezione e la strategia di sostituzione. Qualsiasi qualità o limite di rivestimento proprietario deve essere verificato rispetto alla scheda tecnica del produttore e al progetto di progetto attuali.
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