Vues: 0 Auteur: Éditeur de site Temps de publication: 2024-11-12 Origine: Site
Le tuyau super duplex est un tuyau en acier inoxydable haute performance en acier inoxydable austénitique-ferritique, avec une microstructure unique constituée de proportions approximativement égales de phases austénite et ferrite. Cette structure à double phase donne au tuyau sa combinaison exceptionnelle de résistance et de résistance à la corrosion.
La caractéristique déterminante du tuyau super duplex est son nombre équivalent de résistance aux piqûres élevées (PREN), qui doit dépasser 40. Cette valeur est calculée sur la base de la composition chimique de l'alliage en utilisant la formule: Pren =% CR + 3,3 (% MO) + 16 (% N). La valeur élevée de Pren indique une résistance supérieure à la corrosion localisée, en particulier dans des environnements agressifs contenant des chlorures.
Les tuyaux super duplex sont caractérisés par leur composition chimique soigneusement équilibrée:
- Chrome: 24-26%
- Nickel: 6-8%
- molybdène: 3-4%
- Azote: 0,24-0,32%
- Fer: équilibre
Les notes communes comprennent:
- UNS S32750 (SAF 2507)
- UNS S32760 (Zeron 100)
- UNS S32550 (Ferralium 255)
Chaque élément joue un rôle crucial:
- Le chrome fournit une résistance à la corrosion de base et forme une couche passive protectrice
- Le molybdène améliore la résistance aux piqûres et à la corrosion des crevasses
- Le nickel stabilise la phase austénitique et améliore la ténacité
- L'azote augmente la force et améliore la résistance aux piqûres
Les tuyaux super duplex présentent des caractéristiques mécaniques exceptionnelles:
1. Propriétés de résistance:
- Force d'élasticité: minimum 550 MPa (80 ksi)
- Force de traction ultime: 730-930 MPa (106-135 KSI)
- Allongement: minimum 25%
2. Résistance à la corrosion:
- Excellente résistance à la corrosion des piqûres
- Résistance supérieure à la fissuration de la corrosion des contraintes
- Résistance élevée à la corrosion générale dans les environnements acides
- Performance exceptionnelle dans les environnements contenant du chlorure
3. Capacités de température:
- Plage de températures de fonctionnement: -50 ° C à 570 ° C
- Performances optimales dans des applications de température modérées
- maintient la ductilité à basses températures
- Risque d'embrimance au-dessus de 570 ° C
4. Propriétés physiques:
- Densité: 7,8 g / cm³
- Conductivité thermique: aciers inoxydables austénitiques plus élevés que standard
- Expansion thermique: inférieure aux notes austénitiques
Les principales différences entre les tuyaux super duplex et le duplex régulier résident dans leur composition et leurs caractéristiques de performance:
- Duplex ordinaire: contient environ 22% de chrome, 5-6% de nickel et 3% de molybdène
- Super duplex: contient 25% de chrome, 7% de nickel et 4% de molybdène
1. Résistance à la corrosion:
- Super Duplex offre une résistance considérablement améliorée aux piqûres et à la corrosion des crevasses
- Valeur Pren plus élevée (> 40) par rapport au duplex ordinaire (28-38)
- Meilleures performances dans les environnements marins et chimiques agressifs
2. Comparaison de force:
- Les deux types offrent une résistance plus élevée que les aciers inoxydables austénitiques
- Super Duplex fournit généralement 10 à 15% de limite d'élasticité plus élevée
- Performance supérieure dans les applications à haute pression
3. Considérations de coûts:
- Super Duplex commande un prix plus élevé en raison de l'augmentation du contenu en nickel
- Investissement initial plus élevé mais potentiellement meilleure valeur à long terme
- plus rentable que les alliages à base de nickel dans de nombreuses applications
1. Production de tuyaux sans couture:
- Fabriqué par processus d'extrusion
- Assure une excellente finition de surface
- Fournit une précision dimensionnelle cohérente
- maintient des propriétés uniformes tout au long
2. Processus de formation à chaud:
- Plage de températures: 1020-1125 ° C
- Contrôle minutieux requis pour maintenir la microstructure
- Essentiel de refroidissement rapide après la formation à chaud
- Prévention de la formation de phase intermétallique
3. Exigences de traitement thermique:
- Température de recuit de solution: 1050-1100 ° C
- refroidissement rapide nécessaire pour éviter la formation de phase sigma
- Contrôle strict de la température pendant toutes les étapes de traitement
- une attention particulière à l'entrée de chaleur du soudage
1. Tester les normes:
- Test de propriété mécanique
- Vérification de la composition chimique
- Examen de microstructure
- tests de résistance à la corrosion
2. Exigences de certification:
- Certificats de test de matériel (MTC)
- Certification EN 10204 3.2
- Compliance ASTM / ASME
- Certifications système de qualité (ISO 9001)
Dimensions standard pour les tuyaux sans couture super duplex :
- Plage de taille: 0,5 'nb à 8 ' nb
- Épaisseur du mur: divers horaires disponibles
Calendrier | Applications communes |
Sch 10/10s | Service léger |
Sch 40/40 | Service standard |
Sch 80 | Service à haute pression |
Sch 160 | Service de pression extrême |
Xxs | Applications spéciales à haute pression |
Options de longueur standard:
- Longueur aléatoire unique: 16-20 pieds
- Double longueur aléatoire: 32-40 pieds
- Longueur de coupe: selon les spécifications du client
Normes et spécifications clés:
1. Normes ASTM:
- ASTM A790: spécification standard pour les tuyaux sans couture et soudés
- ASTM A928: Norme pour le tuyau super duplex soudé
- ASME SA790: Bouler et exigences de code des navires de la chaudière
2. Options de finition de fin:
- fin ordinaire
- extrémité biseautée
- Filé
- Ends vissés
Matrice des exigences de qualité:
Paramètre de test | Exigence | Méthode d'essai |
Analyse chimique | Selon les spécifications de grade | Analyse spectrographique |
Test de traction | Répondre aux exigences minimales | ASTM A370 |
Test d'impact | Comme spécifié | Charpy en V en V |
Test hydrostatique | Requis | Selon les spécifications |
NDT | Comme nécessaire | Ultrasonique / radiographique |
1. Industrie du pétrole et du gaz
- plates-formes offshore
- La manipulation des systèmes de tuyauterie supérieure a produit de l'eau avec une teneur élevée en chlorure
- Systèmes d'eau de lutte contre les incendies nécessitant une résistance à la corrosion
- Systèmes d'injection d'eau de mer pour une récupération améliorée du pétrole
- Piètement de procédure pour les unités de séparation du pétrole et du gaz
- Applications sous-marines
- Systèmes de pipeline fonctionnant à des profondeurs jusqu'à 2000m
- Flowlines Gestion des fluides de puits agressifs
- Mélanges sous-marins exposés à l'eau de mer
- Systèmes de colonne montante reliant les fonds marins aux installations de surface
2. Industrie de la transformation chimique
- Systèmes de transport chimique
- Pipelines Gestion des produits chimiques agressifs
- Lignes de transfert pour les acides et les chlorures
- systèmes d'injection chimique à haute pression
- lignes de transport corrosives de suspension
- Stockage et traitement
- tuyaux de réservoir de stockage chimique
- Traiter les systèmes de tuyauterie des réacteurs
- Mélange et tuyauterie d'unité de mélange
- tuyauterie du système de traitement des déchets
3. Plantes de dessalement
- systèmes à haute pression
- Osmose inverse (RO) Pipuping à haute pression
- Systèmes d'élimination de la saumure
- Systèmes d'admission d'eau de mer
- Connexions de pompe à haute pression
- Zones de traitement
- Tubes d'évaporateur
- Pipotage de l'échangeur de chaleur
- systèmes de dosage chimique
- lignes de transfert d'eau du produit
4. Applications marines
- Systèmes à bord
- Systèmes d'eau de ballast
- circuits de refroidissement de l'eau de mer
- Systèmes de lutte contre les incendies
- Systèmes de nettoyage des réservoirs de cargaison
- Installations portuaires
- Systèmes de chargement / déchargement
- tuyaux d'admission d'eau de mer
- Systèmes d'eau de refroidissement
- Pipotage des terminaux marins
1. Échangeurs de chaleur
- Échangeurs de chaleur de coquilles et de tubes
- Pression de fonctionnement: jusqu'à 150 bar
- Plage de températures: -50 ° C à 570 ° C
- Médias: fluides corrosifs, eau de mer, acides
- Applications: refroidissement du processus, récupération de chaleur
2. Navires sous pression
- Traiter les navires
- Pression de conception: jusqu'à 250 bar
- Capacité de température: -50 ° C à 570 ° C
- Service: traitement chimique, compression de gaz
- Caractéristiques spéciales: Évaluation haute pression, excellente résistance à la corrosion
3. Transport chimique
- Systèmes de fret de pétrolier chimique
- Lignes de chargement manipulant divers produits chimiques
- Systèmes de nettoyage des réservoirs
- lignes de retour de vapeur
- Mélous de chargement / déchargement
4. Traitement offshore
- Unités de séparation
- collecteur de production
- navires séparateurs
- systèmes d'injection d'eau
- systèmes de compression de gaz
Zone de demande | Pression de fonctionnement | Plage de température | Exigences clés |
Huile et gaz offshore | Jusqu'à 345 bar | -20 ° C à 150 ° C | Résistance à la corrosion, haute résistance |
Traitement chimique | Jusqu'à 150 bar | -50 ° C à 250 ° C | Résistance chimique, sécurité |
Dessalement | Jusqu'à 80 bar | 0 ° C à 120 ° C | Résistance au chlorure |
Systèmes marins | Jusqu'à 100 bar | -20 ° C à 80 ° C | Résistance à l'eau de mer |
Caractéristiques de la résistance environnementale:
Type d'environnement | Niveau de résistance | Température maximale |
Eau de mer | Excellent | 120 ° C |
Chlorures | Excellent | 150 ° C |
Acide sulfurique | Très bien | 100 ° C |
Solutions caustiques | Bien | 90 ° C |
Cette rupture détaillée des applications montre la polyvalence des tuyaux super duplex dans diverses industries et conditions de fonctionnement. Chaque application exploite la combinaison unique du matériau de haute résistance et une résistance à la corrosion supérieure.
1. Résistance à la corrosion supérieure
- Résistance aux piqûres
Pren> 40 offre une protection exceptionnelle contre la corrosion localisée
Excellentes performances dans les environnements contenant du chlorure
Résistance supérieure dans les applications d'eau de mer
Protection accrue contre la corrosion des crevasses
- Résistance à la fissuration de la corrosion de contrainte (SCC)
Résistance plus élevée que les aciers inoxydables austénitiques conventionnels
Excellentes performances dans les environnements contenant du chlorure
Bonne résistance dans les environnements H2S
Protection améliorée des applications à haute température
2. Propriétés mécaniques
Propriété | Super duplex | Austénitique SS | Carbone |
Force d'élasticité (MPA) | 550 min | 280 | 250 |
Résistance à la traction (MPA) | 730-930 | 485 | 400 |
Dureté (HB) | 270 Max | 180 | 150 |
3. Avantages économiques
- coût à long terme
Durée de vie prolongée (plus de 20 ans dans des conditions appropriées)
Exigences de maintenance réduites
Fréquence de remplacement inférieure
Diminution des temps d'arrêt
- Efficacité des matériaux
Une résistance plus élevée permet une épaisseur de paroi plus mince
Réduction du poids dans les conceptions
Coûts de transport et d'installation inférieurs
Exigences de structure de support réduite
1. Restrictions de température
Tableau de limitation de température:
Plage de températures (° C) | Limites |
-50 à 0 | Ténacité limitée |
0 à 300 | Plage de performances optimale |
300 à 570 | Nécessite une surveillance minutieuse |
Au-dessus de 570 | Non recommandé (risque de fragilisation) |
2. Traitement des défis
- Considérations de soudage
Nécessite des procédures de soudage qualifiées
Entrée de chaleur contrôlée nécessaire
Matériaux de remplissage spécifiques requis
Restrictions de traitement thermique après le soudage
- Exigences de fabrication
Plage de températures de formation à chaud limitée
Exigences d'outillage spécifiques
Coût d'usinage plus élevé
Besoins de contrôle de la qualité plus stricts
3. Facteurs de coût
Facteur | Impact | Considération |
Coût du matériel initial | Plus haut | 2-3x coût de l'inoxydable standard |
Coût d'installation | Modéré | Nécessite une main-d'œuvre spécialisée |
Coût de maintenance | Inférieur | Entretien moins fréquent nécessaire |
Coût du cycle de vie | Favorable | Meilleure valeur à long terme |
4. Limites de conception
- Restrictions maximales de pression de fonctionnement
- Limitations de température minimales
- Exigences de code de conception spécifiques
- Considérations de conception conjointe
1. Procédures de soudage
- Spécifications de procédure de soudage qualifiée (WPS)
- Soudeurs certifiés
- Entrée de chaleur contrôlée
- Sélection de matériaux de remplissage approprié
2. Gestion des directives
- Exigences de stockage propres
- Protection contre la contamination
- Techniques de levage appropriées
- Protection de surface lors de l'installation
1. Exigences d'inspection de routine
- Horaire d'inspection périodique
Inspection visuelle: tous les 6 mois
Mesures d'épaisseur: annuellement
Surveillance de la corrosion: trimestriel
Inspection conjointe: annuellement
Paramètres de surveillance
├fiques la surface sur
│ ├fiques
│ ├── surface Dépôts de
│ └fique
├fiques l'intégrité mécanique
│ ├── épaisseur de paroi
│ ├fiques
│ └fiques
└fiques
├fiques tester la pression
├fiques caractéristiques du flux
└til les variations de température
2. Best pratiques de maintenance
Activité | Fréquence | Points clés |
Nettoyage de surface | Au besoin | Utilisez des produits chimiques appropriés |
Surveillance de la corrosion | Trimestriel | Vérifiez les points critiques |
Inspection conjointe | Annuel | Concentrez-vous sur les zones de soudure |
Test de pression du système | Biennal | Par code exigences |
3. Entretien préventif
- Procédures de nettoyage régulières
- Traitement chimique approprié
- Maintenance de protection cathodique
- Exigences de documentation
Le tuyau super duplex représente un matériau d'ingénierie avancé qui incarne les normes les plus élevées d'innovation métallurgique. Grâce à sa microstructure unique de phases austénite et ferrite équilibrées, il offre:
1. Excellence de la performance matérielle
- Les valeurs de Pren dépassant 40 assurent une résistance exceptionnelle à la corrosion des piqûres
- La limite d'élasticité de 550 MPa minimum offre des performances mécaniques supérieures
- La capacité de température de -50 ° C à 570 ° C offre une large plage opérationnelle
- Succès documenté dans des environnements marins et chimiques agressifs
2. Solutions prouvées par l'industrie
La valeur pratique du tuyau super duplex a été démontrée à travers des applications critiques:
- Performance fiable dans l'extraction de pétrole et de gaz en haute mer
- Service cohérent dans le traitement chimique à haute pression
- Fonctionnement durable dans les systèmes de dessalement de l'eau de mer
- Choix de matériel de confiance pour le transport chimique marin
3. Proposition de valeur
Malgré des coûts initiaux plus élevés par rapport aux aciers inoxydables standard, le tuyau super duplex offre des avantages convaincants:
- Fréquence de remplacement considérablement réduite
- temps d'arrêt minimal dans les environnements corrosifs
- Exigences de maintenance inférieures
- Sécurité améliorée dans les applications critiques
4. Réalisation technique
Le tuyau super duplex illustre l'équilibre entre:
- résistance mécanique et résistance à la corrosion
- Capacité de traitement et performance de service
- Propriétés matérielles et applications pratiques
- Exigences de qualité et cohérence de la fabrication
Pour les opérations dans des environnements exigeants où l'intégrité des matériaux est cruciale, le tuyau super duplex continue de prouver sa valeur en tant que solution de matériau premium qui combine efficacement des propriétés mécaniques exceptionnelles avec une résistance à la corrosion exceptionnelle.
