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スーパーデュプレックスパイプとは何ですか?

ビュー: 0     著者:サイトエディターの公開時間:2024-11-12起源: サイト

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I.はじめに

 

スーパーデュプレックスパイプ はaです 高性能ステンレス鋼パイプは、オーステナイトとフェライト相のほぼ等しい割合で構成されるユニークな微細構造を備えています。 オーステナイトフェリティックステンレス鋼で作られたこの二重相構造は、パイプに強度と耐食性の並外れた組み合わせを与えます。

 

スーパーデュプレックスパイプの定義特性は、その高いピット抵抗等価数(pren)であり、これは40を超える必要があります。この値は、式を使用して合金の化学組成に基づいて計算されます:pren =%cr + 3.3(%mo) + 16(%n)。高価な値は、特に塩化物を含む積極的な環境で、局所腐食に対する優れた耐性を示しています。

 

ii。材料の構成と特性

 

A.化学組成

 

スーパーデュプレックスパイプは、 慎重にバランスのとれた化学組成によって特徴付けられます。

- クロム:24-26%

- ニッケル:6-8%

- モリブデン:3-4%

- 窒素:0.24-0.32%

- 鉄:バランス

 

一般的なグレードには以下が含まれます。

-UNS S32750(SAF 2507)

-UNS S32760(Zeron 100)

-UNS S32550(フェラーリウム255)

 

各要素は重要な役割を果たします。

- クロムは基本的な腐食抵抗を提供し、保護パッシブ層を形成します

- モリブデンは、孔食と隙間の腐食に対する耐性を高めます

- ニッケルはオーステナイト相を安定させ、靭性を改善します

- 窒素は強度を高め、孔食抵抗を高めます

 

B.機械的特性

 

スーパーデュプレックスパイプは、例外的な機械的特性を示します。

 

1。強度プロパティ:

- 降伏強度:最低550 MPa(80 ksi)

- 究極の引張強度:730-930 MPA(106-135 KSI)

- 伸長:最低25%

 

2。腐食抵抗:

- 孔食に対する優れた抵抗

- ストレス腐食亀裂に対する優れた耐性

- 酸性環境での一般的な腐食に対する高い耐性

- 塩化物含有環境での優れた性能

 

3。温度機能:

- 動作温度範囲:-50°C〜570°C

- 中程度の温度アプリケーションでの最適なパフォーマンス

- 低温で延性を維持します

- 570°Cを超える腹部のリスク

 

4。物理的特性:

- 密度:7.8 g/cm³

- 熱伝導率:標準的なオーステナイトステンレス鋼よりも高い

- 熱膨張:オーステナイトグレードよりも低い

 

iii。スーパーデュプレックスvs通常の二重パイプ

 

スーパーデュプレックスと通常の二重パイプの重要な違いは、その構成とパフォーマンスの特性にあります。

 

組成比較

- 通常の二重:約22%クロム、5-6%のニッケル、3%モリブデンが含まれています

- スーパーデュプレックス:25%クロム、7%ニッケル、4%モリブデンが含まれています

 

パフォーマンスの違い

1。腐食抵抗:

- スーパーデュプレックスは、孔食と隙間の腐食に対する抵抗を大幅に向上させます

- 通常のデュプレックス(28-38)と比較して、より高いpren値(> 40)

- 攻撃的な海洋および化学環境でのより良いパフォーマンス

 

2。強度の比較:

- どちらのタイプもオーステナイトのステンレス鋼よりも高い強度を提供します

- スーパーデュプレックスは通常、10〜15%高い降伏強度を提供します

- 高圧アプリケーションの優れたパフォーマンス

 

3。コストに関する考慮事項:

- スーパーデュプレックスは、ニッケル含有量の増加により高い価格をコマンドします

- より高い初期投資ですが、長期的な価値が高い可能性があります

- 多くの用途でのニッケルベースの合金よりも費用対効果が高い

 

IV。生産と製造

 

A.製造方法

 

1。シームレスなパイプ生産:

- 押出プロセスを通じて製造

- 優れた表面仕上げを保証します

- 一貫した寸法精度を提供します

- 全体に均一な特性を維持します

 

2。ホットフォーミングプロセス:

- 温度範囲:1020-1125°C

- 微細構造を維持するために必要な慎重な制御

- ホットフォーミング後の迅速な冷却

- 金属間相形成の予防

 

3。熱処理要件:

- 溶液アニーリング温度:1050-1100°C

- シグマ相の形成を避けるために必要な迅速な冷却

- すべての処理段階での厳密な温度制御

- 溶接熱入力への特別な注意

 

B.品質管理

 

1。テスト基準:

- 機械的プロパティテスト

- 化学組成の検証

- 微細構造検査

- 腐食抵抗テスト

 

2。認定要件:

- マテリアルテスト証明書(MTC)

-EN 10204 3.2認定

-ASTM/ASMEコンプライアンス

- 品質システム認定(ISO 9001)

 

V.仕様と標準

 

A.サイズ仕様

 

スーパーデュプレックスシームレスパイプの標準寸法

- サイズ範囲:0.5 'nb〜8 ' nb

- 壁の厚さ:利用可能なさまざまなスケジュール

 

 スケジュール

 一般的なアプリケーション

 Sch 10/10s

 ライトデューティサービス

 Sch 40/40s

 標準サービス

 SCH 80

 高圧サービス

 SCH 160

 極度の圧力サービス

 xxs

 特別な高圧アプリケーション

 

標準の長さのオプション:

- 単一のランダム長:16-20フィート

- ダブルランダム長:32〜40フィート

- 長さの削減:顧客仕様に従って

 

B.業界標準

 

主要な標準と仕様:

1。ASTM標準:

-ASTM A790:シームレスおよび溶接パイプの標準仕様

-ASTM A928:溶接スーパーデュプレックスパイプの標準

-ASME SA790:ボイラーおよび圧力容器コード要件

 

2。終了オプション:

- プレーンエンド

- 端の端

- スレッド

- ねじ込み端

 

品質要件マトリックス:

 

 テストパラメーター

 要件

 テスト方法

 化学分析

 学年の仕様ごとに

 分光分析

 引張試験

 最小要件を満たします

 ASTM A370

 インパクトテスト

 指定どおり

 シャルピーv-notch

 静水圧テスト

 必須

 仕様に従って

 NDT

 必要に応じて

 超音波/X線撮影

 

vi。アプリケーション

 

A.産業用アプリケーション

 

1。石油およびガス産業

- オフショアプラットフォーム

  - トップサイド配管システムの取り扱い高塩化物含有量を備えた生産水

  - 腐食抵抗を必要とする消火水システム

  - オイル回収を強化するための海水注入システム

  - 石油およびガス分離ユニットの配管を処理します

  

-Suveasアプリケーション

  - 最大2000mまでの深さで動作するパイプラインシステム

  - 積極的な井戸液を処理するフローライン

  - 海水にさらされた海底マニホールド

  - 海底を表面施設に接続するライザーシステム

 

2。化学処理産業

- 化学輸送システム

  - 積極的な化学物質を処理するパイプライン

  - 酸と塩化物の移動線

  - 高圧化学注入システム

  - 腐食性スラリー輸送ライン

 

- ストレージと処理

  - 化学貯蔵タンク配管

  - 反応器配管システムを処理します

  - ミキシングおよびブレンドユニット配管

  - 廃棄物処理システム配管

 

3。脱塩植物

- 高圧システム

  - 逆浸透(RO)高圧飼料配管

  - ブライン処分システム

  - 海水摂取システム

  - 高圧ポンプの接続

 

- プロセス領域

  - 蒸発器チューブ

  - 熱交換器配管

  - 化学投与システム

  - 製品水トランスファーライン

 

4。マリンアプリケーション

- 船舶システム

  - バラスト水システム

  - 海水冷却回路

  - 消火システム

  - 貨物タンククリーニングシステム

 

- 港湾施設

  - システムの読み込み/アンロード

  - 海水摂取パイプ

  - 冷却水システム

  - 海洋ターミナル配管

 

B.特定のプロセスアプリケーション

 

1。熱交換器

- シェルおよびチューブの熱交換器

  - 操作圧力:最大150バーまで

  - 温度範囲:-50°C〜570°C

  - 媒体:腐食性液、海水、酸

  - アプリケーション:プロセス冷却、熱回収

 

2。圧力容器

- プロセス容器

  - 設計圧力:最大250バーまで

  - 温度能力:-50°C〜570°C

  - サービス:化学処理、ガス圧縮

  - 特別な機能:高圧定格、優れた腐食抵抗

 

3。化学輸送

- 化学タンカー貨物システム

  - さまざまな化学物質を処理する貨物ライン

  - タンククリーニングシステム

  - 蒸気戻り線

  - マニホールドの読み込み/アンロード

 

4。オフショア処理

- 分離ユニット

  - 生産マニホールド

  - 分離容器

  - 水注入システム

  - ガス圧縮システム

 

 

 アプリケーションエリア

 動作圧力

 温度範囲

 主要な要件

 オフショアオイルとガス

 最大345バーまで

 -20°C〜150°C

 腐食抵抗、高強度

 化学処理

 最大150バー

 -50°C〜250°C

 耐薬品性、安全性

 淡水化

 最大80バー

 0°C〜120°C

 塩化物耐性

 海洋システム

 最大100バー

 -20°C〜80°C

 海水抵抗

 

環境抵抗特性:

 

 環境タイプ

 抵抗レベル

 最高温度

 海水

 素晴らしい

 120°C

 塩化物

 素晴らしい

 150°C

 硫酸

 とても良い

 100°C

 苛性溶液

 良い

 90°C

 

アプリケーションのこの詳細な内訳は、さまざまな業界と運営条件にわたる超二重パイプの汎用性を示しています。各アプリケーションは、材料の高強度と優れた腐食抵抗のユニークな組み合わせを活用します。

 

vii。利点と制限

 

A.利点

 

1。優れた腐食抵抗

- ピッティング抵抗

   Pren> 40は、局所腐食に対する例外的な保護を提供します

   塩化物含有環境での優れた性能

   海水アプリケーションの優れた耐性

   隙間腐食に対する保護の強化

    

- 応力腐食亀裂(SCC)抵抗

   従来のオーステナイトステンレス鋼よりも高い耐性

   塩化物含有環境での優れた性能

   H2S環境での良好な耐性

   高温アプリケーションでの強化された保護

 

2。機械的特性

 

 財産

 スーパーデュプレックス

 オーステナイトss

 炭素鋼

 降伏強度(MPA)

 550分

280

250

 引張強度(MPA)

 730-930

485

400

 硬度(HB)

 270 max

180

150

 

3。経済的利益

- 長期的な費用対効果

   拡張サービス寿命(適切な条件で20年以上)

   メンテナンス要件の削減

   低い交換頻度

   ダウンタイムの短縮

 

- 材料効率

   強度が高いと、壁の厚さが薄くなります

   設計の減量

   輸送と設置コストの削減

   サポート構造の要件の削減

 

B.制限

 

1。温度制限

 

温度制限チャート:

 

温度範囲(°C)

制限

-50〜0

限られたタフネス

0〜300

最適なパフォーマンス範囲

300〜570

慎重な監視が必要です

570以上

推奨されていません(腹立リスク)

 

2。処理の課題

 

- 溶接の考慮事項

   適格な溶接手順が必要です

   制御された熱入力が必要です

   特定のフィラー材料が必要です

   溶接後の熱処理制限

 

- 製造要件

   限られたホットフォーミング温度範囲

   特定のツール要件

   機械加工コストが高くなります

   より厳しい品質管理のニーズ

 

3。コスト要因

 要素

 インパクト

 考慮

 初期材料コスト

 より高い

 標準ステンレスの2-3倍のコスト

 インストールコスト

 適度

 専門的な労働力が必要です

 メンテナンスコスト

 より低い

 メンテナンスが少ない頻度が必要です

 ライフサイクルコスト

 有利です

 より良い長期的な価値

 

 

4。設計制限

- 最大動作圧力制限

- 最低温度制限

- 特定の設計コード要件

- 共同設計上の考慮事項

 

viii。インストールとメンテナンス

 

A.インストール要件

 

1。溶接手順

- 資格のある溶接手順仕様(WPS)

- 認定溶接機

- 制御熱入力

- 適切なフィラー材料の選択

 

2。処理ガイドライン

- クリーンストレージ要件

- 汚染からの保護

- 適切な持ち上げ技術

- 設置中の表面保護

 

B.メンテナンス手順

 

1。定期的な検査要件

- 定期的な検査スケジュール

   目視検査:6か月ごと

   厚さの測定:毎年

   腐食監視:四半期

   共同検査:毎年

 

監視パラメーター

 条件

pit孔評価

deposits surface  ​

│└│。。

├)。機械的完全性

│├├。。壁の厚さ

│├├。-条件

supportサポート条件

performanceパフォーマンス監視

  pressure圧力テスト

  ├)lowの特性

  └)。温度の変動

 

 

2。メンテナンスのベストプラクティス

 

 活動

 頻度

 キーポイント

 表面のクリーニング

 必要に応じて

 適切な化学物質を使用してください

 腐食監視

 四半期

 重要なポイントを確認してください

 共同検査

 年間

 溶接領域に焦点を当てます

 システム圧力テスト

 隔年

 コード要件ごと

 

3。予防保守

- 定期的なクリーニング手順

- 適切な化学処理

- カソード保護のメンテナンス

- ドキュメント要件

 

ix。結論

 

Super Duplex Pipeは、冶金革新の最高水準を具体化する高度なエンジニアリング材料を表しています。バランスの取れたオーステナイトとフェライト相のユニークな微細構造を通じて、それは次のとおりです。

 

1。材料パフォーマンスの卓越性

-40を超えるプレン値は、孔食に対する例外的な抵抗を確保します

- 最小550 MPaの降伏強度は、優れた機械的性能を提供します

- -50°Cから570°Cへの温度能力は、幅広い動作範囲を提供します

- 攻撃的な海洋および化学環境での成功を記録しました

 

2。業界が実証されたソリューション

スーパーデュプレックスパイプの実用的な価値は、重要なアプリケーション全体で実証されています。

- 深海油およびガス抽出における信頼できるパフォーマンス

- 高圧化学処理における一貫したサービス

- 海水淡水化システムでの耐久性のある動作

- 海洋化学輸送のための信頼できる材料の選択

 

3。価値提案

標準的なステンレス鋼と比較して初期コストが高くなりますが、スーパーデュプレックスパイプは説得力のある利点を提供します。

- 交換頻度が大幅に減少しました

- 腐食性環境での最小限のダウンタイム

- メンテナンス要件を低くします

- 重要なアプリケーションの安全性を高めます

 

4。技術的な成果

スーパーデュプレックスパイプは、次の間のバランスを例示しています。

- 機械的強度と腐食抵抗

- 処理機能とサービスパフォーマンス

- 材料特性と実用的なアプリケーション

- 品質要件と製造の一貫性

 

材料の完全性が重要である要求の厳しい環境での運用のために、スーパーデュプレックスパイプは、例外的な機械的特性と優れた耐食性を効果的に組み合わせたプレミアム材料ソリューションとしての価値を証明し続けています。


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