Producció de canonades d'acer inoxidable sense soldadura per a serveis a temperatures elevades

L'espaiat correcte dels suports evita que un sistema de canonades d'acer inoxidable es deformi, vibri o s'erosioni. Les referències habituals són les normes MSS SP-58 i MSS SP-69, que defineixen els materials, el disseny i la pràctica d'instal·lació dels suports per a canonades. Un detall específic per a l'acer inoxidable és rellevant aquí: el mòdul d'elasticitat de l'acer inoxidable austenític és aproximadament un 10-15 % inferior al de l'acer al carboni; per tant, una llum idèntica experimenta una fletxa major, i les taules d'espaiat elaborades per a l'acer al carboni no són conservatives per a l'acer inoxidable. Si hi afegim el moviment tèrmic i la necessitat d'evitar el contacte directe entre l'acer inoxidable i l'acer al carboni, el disseny dels suports es converteix en una tasca d'enginyeria real. A Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. recomanem als clients planificar els suports tenint en compte la rigidesa, la temperatura i l'aïllament galvànic des de l'inici.

Per què l'acer inoxidable requereix una atenció més exhaustiva que l'acer al carboni
La deformació per pes propi depèn de la longitud de la llum, de la càrrega, del moment d'inèrcia i del mòdul d'elasticitat del material. L'acer inoxidable austenític té un mòdul d'elasticitat d'uns 193-200 GPa, mentre que l'acer al carboni en té uns 205-210 GPa. Com que la deformació és inversament proporcional al mòdul, el mateix tub, sobre la mateixa llum, es deformarà de forma notablement més gran en acer inoxidable. Si es copia directament una taula d'espaiaments per a l'acer al carboni, la línia d'acer inoxidable pot superar fàcilment el límit habitual de deformació, que normalment es fixa en uns 2,5 mm entre suports per mantenir la pendent de drenatge i evitar acumulacions d'aigua.
L’acer inoxidable també s’especifica sovint amb parets més fines que l’acer al carboni per a la mateixa pressió, perquè la seva resistència i el seu marge de corrosió es calculen de forma diferent. Una paret més fina redueix el moment d’inèrcia i augmenta la flectació. Un mòdul inferior juntament amb una paret més fina significa que les distàncies entre suports per a tubs d’acer inoxidable haurien de ser, en general, més curtes que les equivalents d’acer al carboni, o bé cal verificar explícitament el tub respecte als límits de flectació i tensió, en lloc de fer servir una taula genèrica.

Orientacions sobre l’espaiat i com utilitzar-les
La norma MSS SP-69 especifica l’espaiat màxim entre suports per a recorreguts horitzontals rectes, segons la mida nominal i el tipus de contingut, i distingeix entre servei d’aigua i servei de vapor o gas, ja que les canonades plenes de líquid pesen més. Aquests valors suposen una càrrega uniformement distribuïda i un límit combinat de tensió de flexió i flectació. Per a l’acer inoxidable, cal considerar els espaiats publicats com un punt de partida i verificar-ne la flectació, o bé reduir lleugerament les distàncies entre suports per compensar el mòdul inferior.

Aquestes xifres segueixen el patró MSS SP-69 per a canonades d'acer de paret estàndard; per a les de paret prima d'acer inoxidable, cal reduir-les o verificar el criteri de desviació de 2,5 mm a la temperatura de funcionament. Les càrregues concentrades, com ara vàlvules, brides i estacions d'instruments, necessiten un suport a prop de la càrrega, no pas la taula per a trams rectes. Les canonades verticals necessiten guies per controlar el moviment lateral i un suport portant a prop de la base.

Gestió del moviment tèrmic
L'acer inoxidable s'expandeix més que l'acer al carboni. Les classes austenítiques tenen un coeficient d'expansió tèrmica d'aproximadament 16-18 micròmetres per metre i grau C, uns 40-50 % més elevat que l'acer al carboni, que és d'uns 12. Una canonada austenítica de 30 m escalfada 200 °C pot allargar-se uns 100 mm; per tant, el sistema de suports ha de permetre que la canonada es mogui mentre continua suportant-ne el pes. L'enfocament habitual consisteix a fixar determinats punts amb ancoratges, permetre que la canonada llisqui axialment mitjançant guies que impedeixen el moviment lateral i absorbir l'expansió mitjançant bucles d'expansió o mitjançant la flexibilitat del traçat.
Si dissenyeu malament la disposició d'ancoratges i guies, podreu transferir càrregues tèrmiques importants als colls d'equipaments o provocar l'envinatge de la canonada. Els suports lliscants requereixen superfícies de contacte amb baixa fricció i compatibles amb la corrosió, i les suspensions de molla o de força constant s'utilitzen on el moviment tèrmic vertical, d'altra manera, descarregaria una suspensió rígida.

Eviteu el contacte amb l'acer al carboni i les escletxes
Una causa subtil però comuna de fallada precoç és el contacte directe entre la canonada d’acer inoxidable i els suports d’acer al carboni. El ferro transferit des d’una brida, un pern U o una biga d’acer al carboni s’incrusta a la superfície d’acer inoxidable i es rovella, i el punt de contacte es converteix en una escletxa on es concentren els clorurs i comencen la corrosió per picades o la corrosió per escletxa. La solució consisteix a aïllar la canonada dels suports ferrosos mitjançant coixinets d’acer inoxidable o no metàl·lics, revestiments d’elastòmer o de PTFE, o coixinets protectors adhesius, i evitar que l’humitat quedi atrapada al punt de contacte.
La vibració agreuja el desgast als suports. Quan una canonada transporta bombes o equips alternatius, o quan és probable la vibració induïda pel flux, una separació més reduïda augmenta la freqüència natural i redueix el risc de ressonància, i les brides amortidores limiten el desgast per fretting. Qualsevol punt rígid que permeti que la canonada fregi metall contra metall acabarà per reduir l’espessor de la paret, de manera que els revestiments protectors compleixen una doble funció: protegir tant contra la corrosió com contra l’abrasió.

Vibració, guies i ancoratges en la pràctica
L’espaiat dels suports també determina la freqüència natural del sistema. Els trams més llargs es deformen més i vibren a freqüències més baixes, més properes a l’excitació produïda per maquinària rotativa; per tant, acurtar els trams és una manera directa de desintonitzar una canonada vibratòria. Les guies impedeixen el moviment lateral brusc, i les ancoratges determinen on es absorbeix l’expansió tèrmica. Un pla coherent es presenta com una cadena d’ancoratges, guies i suports de càrrega disposats de manera que cada tram compleixi el seu límit de deformació, cada punt de càrrega estigui suportat i tot moviment tèrmic tingui un recorregut definit.

Llista de comprovació pràctica
Dissenyar suports d’acer inoxidable amb una limitació de deformació d’aproximadament 2,5 mm, en lloc de copiar les llums d’acer al carboni, i reduir l’espaiament per a productes de paret prima. Col·locar els suports a prop de les vàlvules, les brides i altres càrregues concentrades. Proporcionar ancoratges, guies i flexibilitat per a la major dilatació tèrmica de les classes austenítiques. Aïllar la canonada dels suports d’acer al carboni mitjançant callositats no metàl·liques o d’acer inoxidable per evitar la presència de ferro embotit, la corrosió per escletxes i el desgast per fretting. Wenqiang subministra canonades d’acer inoxidable sense soldadura i soldades, en les classes i gruixos de paret que requereix el vostre disseny de suports, amb certificació dimensional i de material perquè la canonada coincideixi amb les suposicions d’enginyeria sobre l’espaiament.

Preguntes freqüents
P: Per què les canonades d’acer inoxidable necessiten un espaiament de suports més proper que les d’acer al carboni?
A: L'acer inoxidable austenític té un mòdul d'elasticitat aproximadament un 10-15 % inferior al de l'acer al carboni i sovint es subministra amb parets més fines, de manera que la mateixa llum s'ha de desviar més. Fer servir taules d'espaiament dissenyades per a l'acer al carboni pot superar el límit habitual de deflexió de 2,5 mm.
Q: Com es pot prevenir la corrosió als suports de canonada?
A: Aïlleu la canonada d'acer inoxidable dels cargols i bigues d'acer al carboni mitjançant coixinets d'ús intensiu no metàl·lics o d'acer inoxidable, o revestiments de PTFE. Això evita la incorporació de ferro, elimina la escletxa on es concentren els clorurs i també redueix el desgast per fretting causat per les vibracions.

Per a canonades d'acer inoxidable sense costura i soldades, subministrades segons les vostres necessitats de suport i deflexió, poseu-vos en contacte amb Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. al +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/