مقدمه

در زمینه لوله کشی صنعتی ، درجه SCH (شماره برنامه) 'کد جهانی' مهندس است که ظرفیت فشار لوله و مرزهای ایمنی لوله را با یک سری اعداد تعریف می کند. با این حال ، هنگامی که با لوله های استیل ضد زنگ بزرگ روبرو می شوید ، تفاوت ضخامت دیواره بین SCH40/40S و SCH80/80 اغلب گیج کننده است - چرا اختلاف ضخامت بیشتر قطر لوله را بیشتر می کند؟ در این مقاله با استفاده از مکانیک مهندسی به عنوان یک نقطه لنگر و ترکیب استانداردهای صنعت با منطق طراحی ، ماهیت این مسئله را پرده برداشت.

 

I. ماهیت درجه SCH: نه ضخامت ، بلکه 'فرمول فشار'

 

SCH به طور مستقیم با مقدار مطلق ضخامت دیواره لوله مطابقت ندارد ، بلکه بیشتر با مجموعه ای از فرمولهای ریاضی بر اساس تعادل بین قطر لوله و فشار است. طبق گفته ASME B36.19 ، مقدار درجه SCH (به عنوان مثال ، 40 ، 80) از نزدیک با فشار طراحی و استرس مجاز لوله ارتباط نزدیکی دارد. فرمول طراحیهای

در جایی که P فشار طراحی است ، D قطر لوله است ، S استرس ماده مجاز ، E ضریب جوش است و A کمک هزینه خوردگی است. برای اندازه لوله های بزرگ ، به عنوان قطر لوله (D) به صورت نمایی افزایش می یابد ، ضخامت دیواره در Eq. به صورت غیرخطی افزایش می یابد و در نتیجه تقویت قابل توجهی از اختلاف ضخامت بین SCH40 و SCH80 ایجاد می شود.

 

 

ii. معضل مکانیکی لوله های با اندازه بزرگ و پاسخ درجه SCH

1. استرس محیطی: هرچه قطر لوله بزرگتر باشد ، فشار بیشتر 'خطرناک' خواهد بود.

هنگامی که از لوله های بزرگ برای حمل و نقل رسانه استفاده می شود ، تنش های چرخه ای ناشی از فشار داخلی به طور مستقیم با قطر لوله متناسب هستند. هنگامی که قطر لوله دو برابر می شود ، مقدار استرس در همان فشار نیز دو برابر می شود. SCH80 با کاهش سطح استرس از طریق ضخامت دیواره بالاتر (T) ، ایمنی را تضمین می کند ، در حالی که SCH40 بخشی از ظرفیت فشار خود را برای تعادل در هزینه ها قربانی می کند.

 

2. خطر بی ثبات سازی: 'بحران فروپاشی' لوله های دیواره نازک

برای لوله هایی با قطر بیش از 300 میلی متر ، ساختار دیواره نازک SCH40 می تواند به دلیل سختی کافی ، تحت فشار خلاء یا فشار خارجی قرار بگیرد ، خطری که با طراحی ضخیم تر SCH80 اجتناب می شود ، که به طور مؤثر لحظه بی تحرکی بخش مقطعی را افزایش می دهد.

 

SCH	TK （MM）	فشار （MPA
40s	9.53	2.1
80s	17.12	4.8
（بر اساس ASTM A312 316lstainness Steel ， درجه حرارت 100 ℃

                                                     （فرم داده DN600

                 

  

iii 40 و 80s: فولاد ضد زنگ 'قوانین ویژه'

'S ' در پسوند SCH (به عنوان مثال 40S/80s) برای لوله های استیل ضدزنگ محفوظ است ، که به گونه ای طراحی شده است که کمی با لوله های فولادی کربن (SCH40/80) در ASME B36.19 متفاوت است:

 

بهینه سازی ضخامت دیواره: فولاد ضد زنگ اجازه می دهد تا ضخامت کمی در ضخامت دیواره به دلیل مقاومت بالا (ضخامت دیواره 40s 40 برای همان درجه SCH) کاهش یابد.

کمک هزینه خوردگی: برای مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ ، کمک هزینه خوردگی (A) در فرمول می تواند به طور مناسب کاهش یابد تا بیشتر هزینه را بهینه کند.

 

IV منطق انتخاب: سناریوهای برنامه برای SCH40/40S و SCH80/80s

1. SCH40/40s: انتخاب بین اقتصاد و وزن سبک

سناریوها: آبرسانی کم فشار ، سیستم های تهویه ، لوله کشی فرآیند غیر بحرانی.

مزایا: وزن سبک (کاهش هزینه های ساختار پشتیبانی) ، از دست دادن مواد کم (مناسب برای تهیه در مقیاس بزرگ).

2. SCH80/80s: مترادف با فشار و ایمنی بالا

سناریوهای قابل اجرا: حمل و نقل پر فشار پتروشیمی ، خطوط لوله بخار ، سکوهای نفت و گاز در اعماق دریا.

مزایا: مقاومت در برابر ضربه قوی ، مقاومت در برابر خستگی عالی (امید به زندگی تحت فشار چرخه ای بیش از 30 ٪ افزایش یافته است).

 

V. فرآیند تولید: آستانه تکنولوژیکی اختلاف ضخامت

ساخت لوله بدون درز SCH80/80S با اندازه بزرگ باید از طریق تنگناها شکسته شود:

 

دقت نورد داغ: تحمل ضخامت دیواره باید در 10 ٪ پوند کنترل شود تا از نقاط ضعف موضعی جلوگیری شود.

درمان محلول: الزامات گرمایش یکنواخت برای لوله های استیل ضدزنگ ضخیم برای جلوگیری از خوردگی بین دانه ای بسیار زیاد است.

آزمایش غیر مخرب: تشخیص نقص اولتراسونیک (UT) برای اطمینان از عدم نقص لایه لایه ، باید 100 ٪ از بدنه لوله را پوشش دهد.

 

vi روندهای آینده: انتخاب هوشمند و خدمات سفارشی

با استفاده از صنعت 4.0 ، ابزارهای انتخاب دیجیتال (به عنوان مثال نرم افزار شبیه سازی فشار ضخامت دیوار) و نمرات SCH سفارشی (به عنوان مثال SCH60) به یک روند صنعت تبدیل می شوند. شرکت ها می توانند به صورت پویا با نیازهای مشتری مطابقت داشته باشند تا راه حل هایی را ارائه دهند که ایمنی و اقتصاد را متعادل می کند.

 

vii نتیجه گیری: نبوغ مهندسی در پشت اختلاف ضخامت

تفاوت ضخامت دیواره بین SCH40/40S و SCH80/80S به هیچ وجه یک بازی اعداد ساده نیست ، بلکه محصولی از ادغام عمیق علوم مواد ، محاسبات مکانیکی و سناریوهای صنعتی است. انتخاب درجه اساساً جستجوی راه حل بهینه بین ایمنی ، هزینه و کارآیی است. ما به عنوان یک ارائه دهنده خدمات فنی در زمینه لوله کشی ، ما متعهد به استفاده از داده های حرفه ای و راه حل های مبتنی بر سناریو هستیم تا به شما در مطابقت دقیق با نیازهای خود کمک کند و هنر هر اینچ ضخامت را تسلط دهید.

 

اکنون برای راه حل های انتخاب لوله کشی سفارشی با مهندسان ما مشورت کنید!

 

 

                                                                                                         -PS: داده های ضخامت بالای دیوار به نقل از 'ASTM B36.19 '.